2017-2018学年高二物理下学期章节同步检测27

[基础题]1．下列关于动量的说法正确的是()A．质量越大的物体动量一定越大B．质量和速率都相同的物体动量一定相同C．一个物体的加速度不变，其动量一定不变D．一个物体所受的合力不为零，它的动量一定改变答案D2．放在水平桌面上的物体质量为m，用一个大小为F的水平推力推它t秒，物体始终不动，那么t秒内，推力对物体的冲量大小是()A．F·tB．mg·tC．0D．无法计算答案A3．跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于()A．人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小B．人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上小C．人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小D．人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上小答案D解析人跳远从一定高度落下，落地前的速度一定，则初动量一定；落地后静止，末动量一定，所以人下落过程的动量变化Δp一定，因落在沙坑上的作用时间长，落在水泥地上作用时间短，根据动量定理Ft＝Δp，Δp一定，t越大，F越小，故D对．4．在距地面高为h，同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m，从它们被抛出到落地的过程中，比较它们的动量的增量Δp，正确的说法是()A．平抛过程较大B．竖直上抛过程较大C．竖直下抛过程较大D．三者一样大答案D5．竖直上抛一个物体，不计阻力，取向上为正方向，则物体在空中运动的过程中，动量变化Δp随时间t变化的图线是下图中的()答案C解析本题中图线的斜率代表重力，故斜率为定值．重力的方向竖直向下，与规定的正方向相反，因此斜率为负，故正确选项为C.图16.质量为1kg的物体做直线运动，其速度—时间图像如图1所示．则物体在前10s内和后10s内所受外力的冲量分别是()A．10N·s,10N·sB．10N·s，－10N·sC．0,10N·sD．0，－10N·s答案D解析由题图可知，在前10s内物体初、末状态的动量相等，p1＝p2＝5kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10s内p3＝－5kg·m/s，I2＝p3－p2＝－10N·s，故选D.图27．如图2所示，将质量为m的小球用力下拉一段距离后，由静止释放，今测得经t时间小球达到最高点，求此过程中弹簧弹力的冲量的大小．答案mgt，方向竖直向上解析小球在运动的过程中受弹簧的弹力和重力作用．设弹簧对小球的冲量为I，取竖直向上为正方向．对小球应用动量定理得：p－p0＝I－mgt，而初末状态的速度均为零，故I＝mgt，方向竖直向上．[能力题]8．质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来，已知弹性安全带的缓冲时间是1.2s，安全带长5m，g取10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为()A．500NB．1100NC．600ND．100N答案B解析根据动量定理(F－mg)t＝meq\r(2gh)代入数据，解得F＝1100N.9．如图3所示，运动员挥拍将质量为m的网球击出．如果网球被拍子击出前、后瞬间速度的大小分别为v1、v2，v1与v2方向相反，且v2＞v1.忽略网球的重力，则此过程中拍子对网球作用力的冲量()图3A．大小为m(v2－v1)，方向与v1方向相同B．大小为m(v2＋v1)，方向与v1方向相同C．大小为m(v2－v1)，方向与v2方向相同D．大小为m(v2＋v1)，方向与v2方向相同答案D解析在球拍拍打网球的过程中，选取v2方向为正方向，对网球运用动量定理有I＝mv2－(－mv1)＝m(v2＋v1)，即拍子对网球作用力的冲量大小为m(v2＋v1)，方向与v2方向相同．本题答案为D.10．一质量为0.5kg的小球，以初速度4m/s沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上，并立即反方向弹回．已知反弹速度的大小是入射速度大小的eq\f(3,4)，并且球与斜面接触时间为0.01s，在这个时间内，重力及其冲量可不考虑．求：(1)在碰撞中斜面对小球的冲量大小；(2)斜面对小球的平均作用力．答案(1)7N·s(2)700N解析小球在碰撞斜面前做平抛运动．设刚要碰撞斜面时小球的速度为v.(1)由题意知，v的方向与竖直方向的夹角为30°，且水平分量仍为v0，如图所示．由此得v＝2v0.①碰撞过程中，小球速度由v变为反向的eq\f(3,4)v.选射向斜面的速度方向为正方向，由动量定理知，斜面对小球的冲量为－I＝m(－eq\f(3,4))v－mv②由①②得I＝eq\f(7,2)mv0，代入数值解得I＝7N·s；(2)又I＝Ft，代入数值解得F＝700N.11．质量为1kg的物体静止放在足够大的水平桌面上，物体与桌面的动摩擦因数为μ＝0.4，有一大小为5N的水平恒力F作用于物体上，使之加速前进，经3s后撤去F，求物体运动的总时间．(g＝10m/s2)答案3.75s解析物体由开始运动到停止运动的全过程中，F的冲量为Ft1，摩擦力的冲量为ft.选水平恒力F的方向为正方向，根据动量定理有Ft1－ft＝0①又f＝μmg②联立①②式解得t＝eq\f(Ft1,μmg)，代入数值解得t＝3.75s.图412．如图4所示，2009年10月9日晚，美国宇航局的两个无人驾驶飞船(探测器)先后两次按指令成功撞击月球．这是自50年前前苏联首次轰击月球以来，人类空间探测器第二十次撞击月球事件，其目的是探究月球在遭受双重打击之后，是否能使隐藏在其深处的冰冻水露出庐山真面目，为以后建立永久性的月球空间基地做好准备．已知第一次撞击时质量为2.2t的探测器以2500m/s的速度垂直于月球表面撞向月球的南极，若撞击时间为0.1s，试求撞击时探测器对月球表面产生的平均作用力的大小．(已知月球表面的重力加速度为eq\f(g,6)，g为地球表面的重力加速度，计算时g取10m/s答案5.5×107N解析设探测器的初速度方向为正方向，撞击时月球表面对探测器产生的平均作用力为N，由动量定理得：0－mv＝(meq\f(g,6)－N)t代入数据，解得：N≈5.5×107N.由牛顿第三定律可知探测器对月球表面产生的平均作用力F＝N＝5.5×107N[探究与拓展题]13．据报道，1980年一架英国战斗机在威尔士上空与一只秃鹰相撞，造成飞机坠毁，小小的飞鸟撞毁庞大、坚实的飞机，真难以想象，试通过估算，说明鸟类对飞机飞行的威胁，设飞鸟的质量m＝1kg，飞机的飞行速度为v＝800m/s，若两者相撞，试估算飞鸟对飞机的撞击力．答案3.2×106N解析可认为碰撞前后飞机的速度不变，一直以800m/s的速度飞行，以飞机为参考系，飞鸟为研究对象，由于撞击的相互作用很大，碰撞后可认为飞鸟同飞机一起运动，相对于飞机的末速度v′＝0，设碰撞时飞鸟相对于飞机的位移L＝20cm(可认为是鸟的身长)，则撞击的时间约为Δt＝eq\f(L,v)①选取飞机飞行的方向为正方向，根据动量定理得：eq\x\to(F)·Δt＝mv②由①②两式解得飞鸟受到的平均作用力：eq\x\to(F)＝eq\f(mv2,L)＝eq\f(1×8002,0.2)N＝3.2×106N根据牛顿第三定律可知，飞鸟对飞机的撞击力大小也为3