2021届高考物理一轮复习方略核心素养测评：十八6.1动量动量定理

1、温馨提示:此套题为 Word版，请按住 Ctrl, 滑动鼠标滚轴，调节合 适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。核心素养测评十八动量动量定理（45分钟 100分）素养达标 （ 7H分）I一、选择题（本题共9小题，每小题6分，共54分，16题为单选 题，79题为多选题）1.“长征九号”运载火箭将有望在2030年前后实现首飞。“长征九号” 运载火箭箭体直径9.5米，全箭总长近百米，运载能力是现有中国火 箭最大运载能力的5倍多，最大运载能力和综合性能指标将达到国际 运载火箭的先进水平，有望在 2030年前后实现首飞。若在某次实验 中该发动机向后喷射的气体速度约为 3 km/s ,它

2、在1 s时间内喷射 的气体质量约为1.6X103 kg。那么所产生的推力约为（）A.4.8 X105 NB.4.8 X106 NC.4.8 X107 ND.4.8 X104 N【解析】选B。设某次实验中该发动机向后喷射气体所产生的推力为F,对该气体根据动量定理有：Ft=mv-0,解得F=t"=4.8 X 106 N,故 If选项B正确。2.（2020 西城区模拟）1966年，在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验。实验时，用“双子星号”宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组（后者的发动机已熄火），接触以后，开动“双子星号”飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速，推进器的平均推力F=8

3、95N,推进器开动时间At=7 s。测出飞船和火箭组的速度变化v=0.91 m/s。已知“双子星号”飞船的质量 m=3 400 kg,由以上实验数据可测出火箭组的质量m为（）A.3 400 kgB.3 485 kgC.6 265 kgD.6 885 kg【解析】选R根据动量定理得 FA t=（m i+m） v,代入数据解得 m "3 485 kg , B选项正确。3 .（2020 合肥模拟）航天器离子发动机原理如图所示， 首先电子枪发 射出的高速电子将中性推进剂离子化 （即电离出正离子），正离子被 正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使航天器获得推进或姿态调整的反冲力。已知单个

4、正离子的质量为ml电荷量为q,正、负极栅板间加速电压为U,从喷口喷出的正离子所形成的电流为I。忽略离子间的相互作用力，忽略离子喷射对航天器质量的影响。 该发 动机产生的平均推力F的大小为（）D.2I【解析】选A。以正离子为研究对象，由动能定理得 qU=mG, A t时间内通过的总电荷量为Q=I喷出的正离子总质量为M=mm 由动量定理可知正离子所受的平均冲量 F' At=Mv,联立以上式子可得F =1 吟根据牛顿第三定律可知，发动机产生的平均推力F=I陋，故A正确。4 .如图所示，轻质弹簧固定在水平地面上。现将弹簧压缩后，将一质 量为m的小球静止放在弹簧上，释放弹簧后小球被竖直弹起，小球

5、离 开弹簧时速度为V,则小球被弹起的过程（小球由静止释放到离开弹簧的过程）中（）A.地面对弹簧的支持力冲量大于mvB.弹簧对小球的弹力冲量等于 mvC.地面对弹簧的支持力做功大于；mVD.弹簧对小球的弹力做功等于|mV【解析】选A。规定竖直向上为正方向，对小球受力分析，受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用，故根据动量定理可得If-I G=mv所以弹簧对小球的弹力的冲量lF=mv+b, B错误；地面对弹簧的支持力和弹簧对地面的弹力是一对相互作用力，所以N=F,故|I n|=|I F|=mv+|I d>mv, A正确；根据动能定理得VF-W=mV,所以WF=W+ mV> mV,由于弹

6、簧没有发生位移，所以地面对弹簧的支持力不做功，故C D错误。5 .使用无人机植树时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质制 成种子胶囊。播种时，在离地面10 m高处以15 m/s的速度水平匀速 飞行的无人机上，播种器利用空气压力把种子胶囊以5 m/s的速度（相对播种器）竖直向下射出，种子胶囊进入地面下10 cm深处完成一 次播种。已知种子胶囊的总质量为20 g,不考虑其所受大气阻力及进入土壤后的重力作用，取g=10 m/s2,则（）A.射出种子胶囊的过程中，播种器对种子胶囊做的功为2.5 JB.离开无人机后，种子胶囊在空中运动的时间为 短sC.土壤对种子胶囊冲量的大小为3V12 kg m/s

7、D.种子胶囊在土壤内受到平均阻力的大小为22.5版N【解析】选D。射出种子胶囊的过程中，播种器对种子胶囊做的功等 于其动能的增量，即 W=mV1X 0.02 X52 J=0.25 J , A错误；胶囊离 开无人机后在竖直方向做匀加速直线运动，由h=vt+；gt2得：10=5t+JX10t2,解得t=1 s（另一个解舍去），B错误；种子胶囊落地时竖直 速度vy=v+gt=15 m/s,水平速度Vx=V0=15 m/s,进入土壤时竖直方向h' =, t ' 4 可求得 t'=二 s。 2a ? a ?75由动量定理I=Ft ' =0-（-mv）v=J二，二可解得：土

8、壤对种子胶囊的冲量I=mv=0.3x;，2 kg - m/s,平均阻力大小F=22.5谑N,故C错误，D正确。6.（2019 佛山模拟）如图所示，一轻质弹簧固定在墙上，一个质量为m的木块以速度V0从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用。设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，那么，在整个 相互作用的过程中弹簧对木块冲量I的大小和弹簧对木块做的功W分别是（）工A.I=0 , W=m£B.I=mvo, W=moi£-iC.I=2mv。，W=0D.I=2mv。，W=ma*【解析】选C。在木块与弹簧接触到将弹簧压缩为最短的过程中，弹 簧对木块做负功，在弹簧将木块弹出的过

9、程中，弹簧对木块做正功， 且正功与负功的绝对值相等，故在整个相互作用的过程中弹簧对木块 做的总功W=0从而，木块将以V0的速度被弹回，由动量定理可得， 在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量 I的大小I=2mv0,故C正确【加固训练】（2019 泰安模拟）如图所示，竖直平面内有一半圆梢，A C等高，B为圆梢最低点，小球从A点正上方O点静止释放，从A点切入圆梢，刚好能运动至 C点。设球在AB段和BC段运动过程中,运动时间分别为tl、t2,合外力的冲量大小为Il、I2,则（）A.t 1>t2B.t 1=t2C.I 1>I2D.I 1 = I2【解析】选a小千求从A点正上方O点静止释放，做

10、自由落体运动， 从A点切入圆梢，刚好能运动至 C点，即从A到C速度越来越小，A 段平均速率大于BC段平均速率，两段路程相等，所以球在 AB段和 BC段运动过程中的运动时间为ti<t2,故A、B错误，沿圆心方向的合 力与速度垂直，动量变化为零，AB段平均速率大于BC段平均速率， 说明切线方向上AB段速度变化量较大，根据动量定理，合外力的冲 量等于动量的变化，所以合外力的冲量大小为 13 2,故C正确，D错 误。7.2019年清华附中勇夺北京中学生篮球冠军赛比赛冠军。假设比赛中相距为l的甲、乙两名队员在传球时，抛球和接球时手的高度相同, 球在空中的运动时间为t。若不计空气阻力，关于传球过程中

11、的有关 物理学知识，以下说法正确的是 （ ）A.球出手后，经%寸间后到达最高点B.球在最高点的速度大小为-C.传球过程中，重力对球的冲量为零D.传球过程中，重力始终不做功【解析】选A Bo球出手后，先做斜上抛运动，到达最高点后，又做平抛运动，两段运动具有相等时间，所以到达最高点的时间为 二A正确；球在最高点，竖直方向上的速度为零，只有水平方向上的速度, 而球在水平方向上做匀速直线运动，在 t时间内水平位移为1,故球在最高点的速度大小为v=r, B正确；传球过程中，重力始终存在,UP根据动量定理可知重力对球的冲量为 I=mgt, C错误；传球过程中球在竖直方向上的位移先向上后向下，所以重力先做负

12、功后做正功, 错误。【加固训练】（多选）如图所示，一个质量为0.18 kg的垒球，以25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为45 m/s ,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s 。下列说法正确的是A.球棒对垒球的平均作用力大小为 1 260 NB.球棒对垒球的平均作用力大小为 360 NC.球棒对垒球做的功为126 JD.球棒对垒球做的功为36 J【解析】选A C。设球棒对垒球的平均作用力为 F,由动量定理得 Ft=m(v-v °),取 v=45 m/s,则 Vo=-25 m/s,代入上式，得 F=1 260 N, 由动能定理得 W=mG-m%2=126

13、 J,选项A、C正确。2. 2°8 .如图所示，质量为m 2m的甲、乙两个同种材质的物体静止在粗糙水平面上，某时刻，它们同时受到水平恒力 F,经过时间t,同时撤掉力F。下列叙述中，正确的是()A.在力F作用的时间内，两物体动量变化 Ap甲Ap乙9 .在力F作用的时间内，两物体动量变化 Ap甲加乙C.在力F作用的时间内，两物体摩擦力的冲量I甲1乙D.在力F作用的时间内，两物体摩擦力的冲量I甲1乙【解析】选R G由I=Ft可知，两物体的恒力的冲量相同；由于两 物体的质量不同，故在相同时间内乙物体所受到的摩擦力大于甲物体 受到的摩擦力；摩擦力的冲量I甲1乙；乙物体受到的合外力的冲量 小于甲

14、的冲量，由动量定理可知，两物体动量变化 p甲p乙，故R C正确，A、D错误。10 水平推力Fi和F2分别作用于水平面上原来静止的质量相等的a、b两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间停下， 两物体的v-t图象如图所示。已知图中线段 AB/CD则整个运动过程中（）A.Fi的冲量小于F2的冲量B.Fi的冲量等于F2的冲量C.两物体受到的摩擦力大小相等D.两物体受到的摩擦力大小不等【解析】选A、C。题图中AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的 加速度相同，而撤去推力后物体受到的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，故 C正确，D错误。根 据动量定理，对整

15、个过程研究得，Fiti-ft oB=0, F2t2-ft od=0;由题图看 出，toFtoD,则有Fiti<F2t 2,即Fl的冲量小于F2的冲量，故A正确，B 错误。二、计算题（16分，需写出规范的解题步骤）10.（2019 合肥模拟）将质量为500 g的杯子放在台秤上，一个水龙头以每秒700 g水的流量注入杯中。注至10 s末时，台秤的读数为78.5 N ,则注入杯中水流的速度是多大？【解析】以在很短时间 t内，落在杯中的水柱 m为研究对象，水 柱受向下的重力 mgB!向上的作用力F。设向上的方向为正，由动量定理得:(F- A mg)iA t=0-(- A mv)因Am很小， mg

16、可忽略不计,并且=0.7 kg/szlt1_ Am 八)/F=v=0.7v(N)台秤的读数G读二(m才r+m水)g+F78.5 N=(0.5+0.7 7 10) 7 10 N+0.7v解得 v=5 m/s。答案：5 m/s【加固训练】(2018 江苏高考)如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小 球质量为ml运动速度的大小为v,方向向下。经过时间t ,小球的速度大小为v,方向变为向上。忽略空气阻力，重力加速度为 g,求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小。【解析】取向上为正方向，由动量定理得mv-(-mv)=I且 I=( F-mg)t解得 I f=- t=2mv+mgt答案:2mv+mgt能力拔高

17、11.（10分）（多选）（2020 长春模拟）如图所示，一物体分别沿三个倾 角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C D E处，三个过程中重力的冲量依次为Il、12、I 3,动量变化量的大小依次为 Api、 p2、A p 3,则有 （）A.三个过程中，合力的冲量相等，动量的变化量相等B.三个过程中，合力做的功相等，动能的变化量相等C.I 1<I 2<I 3 , Ap1=Ap2=ApD.I i<I 2<I 3, Api<Ap2<Ap【解析】选A、B Co由机械能守恒定律可知物体下滑到底端 G D.E的速度大小相等，动量变化量的大小 p=mv相等，即A pi

18、=Ap2=Ap3；根据动量定理，合力的冲量等于动量的变化量，故 合力的冲量也相等，注意不是相同（方向不同）；设斜面的高度为h,从顶端A下滑到底端，由一7=;gsin 0t2得物体下，t的时间t= 5 llltf Z所以0越小，sin2。越小，t越大，重力的冲量I=mgt就越大，故Ii<l2<l3,故A、C正确，D错误；物体下滑过程中只有重力做功，故 合力做的功相等，根据动能定理，动能的变化量相等，故 B正确。12.（20分）如图甲所示是明德中学在高考前100天倒计时宣誓活动中 为给高三考生加油，用横幅打出的激励语。下面我们来研究横幅的受力情况，如图乙所示，若横幅的质量为 m且质量分布均匀、由竖直面内的四条轻绳 A B、C D固定在光滑的竖直墙面上，四条绳子与水平方向的夹角均为8 ,其中绳A、B是不可伸长的刚性绳，绳 C D是弹性较好的弹性绳且对横幅的拉力恒为T0,重力加速度为go甲/(1)求绳A、B所受力的大小。(2)在一次卫生大扫除中，楼上的小明同学不慎将质量为m0的抹布滑落，正好落在横幅上沿的中点位置。已知抹布的初速度为零，下落的 高度为h,忽略空气阻力的影响。抹布与横幅撞击后速度变