高中物理 第16章 第2节动量和动量定理检测试题 新人教版选修3-5

"【成才之路】-学年高中物理第16章第2节动量和动量定理检测试题新人教版选修3-5"基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)1．关于动量的概念，下列说法正确的是()A．动量大的物体惯性一定大B．动量大的物体运动一定快C．动量相同的物体运动方向一定相同D．物体的动量发生变化，其动能一定变化答案：C解析：物体的动量是由速度和质量两个因素决定的。动量大的物体质量不一定大，惯性也不一定大，A错；同样，动量大的物体速度也不一定大，B也错；动量相同指动量的大小和方向均相同，而动量的方向就是物体运动的方向，故动量相同的物体运动方向一定相同，C对；当质量不变的物体的动量发生变化时可以只是速度的方向发生变化，其动能不一定变化，D错。2．关于冲量，下列说法正确的是()A．冲量是物体动量变化的原因B．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零C．动量越大的物体受到的冲量越大D．冲量的方向就是物体运动的方向答案：A解析：力作用一段时间便有了冲量，而力作用一段时间后，物体的运动状态发生了变化，物体的动量也发生了变化，因此说冲量使物体的动量发生了变化，A选项正确；只要有力作用在物体上，经历一段时间，这个力便有了冲量I＝Ft，与物体处于什么状态无关，物体运动状态的变化情况，是所有作用在物体上的力共同产生的效果，所以B选项不正确；物体所受冲量I＝Ft与物体动量的大小p＝mv无关，C选项不正确；冲量的方向与物体运动的方向无关，故D选项不正确。3.如图所示，质量为m的小滑块沿倾角为θ的粗糙斜面从底端向上滑动，经过时间t1速度减为零，然后又沿斜面下滑，经过时间t2回到斜面底端，则在整个运动过程中，重力的冲量大小为()A．mgsinθ(t1＋t2) B．mgsinθ(t1－t2)C．mg(t1＋t2) D．0答案：C解析：解题的关键是弄清两个过程中重力的冲量方向相同，其总冲量应是两段时间内冲量的代数和。由冲量的定义得：上滑过程中，重力的冲量I1＝mgt1，方向竖直向下。下滑过程中，重力的冲量I2＝mgt2，方向竖直向下，则整个运动过程中，重力的冲量大小为I＝I1＋I2＝mg(t1＋t2)。4.质量为1kg的物体做直线运动，其速度图象如图所示。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：由图象可知，在前10s内初、末状态的动量相同，p1＝p2＝5kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10s内末状态的动量p3＝－5kg·m/s，由动量定理得I2＝p3－p2＝－10N·s，故正确答案为D。5．古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2s，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是()A．1m/s B．1.5m/sC．2m/s D．2.5m/s答案：CD解析：根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为F，兔子撞击后速度为零，根据动量定理有Ft＝mv，所以v＝eq\f(Ft,m)＝eq\f(mgt,m)＝gt＝10×0.2m/s＝2m/s。6．下列几种物理现象的解释中，错误的是()A．砸钉子时不用橡皮锤，只是因为橡皮锤太轻B．跳远时在沙坑里填沙，是为了减小冲量C．在推车时推不动是因为推力的冲量为零D．动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用，两个物体将同时停下来答案：ABC解析：砸钉子若用橡皮锤，由于作用时间长，产生的冲力小；跳远时在沙坑里填沙，是为了减小冲力；推车时推不动说明合力的冲量为零，A、B、C选项错误。二、非选择题7．如图所示，在年伦敦奥运会的足球赛场上，一足球运动员踢一个质量为0.4kg的足球。(1)若开始时足球的速度是4m/s，方向向右，踢球后，球的速度为10m/s，方向仍向右(如图甲)，求足球的初动量、末动量以及踢球过程中动量的改变量。(2)若足球以10m/s的速度撞向球门门柱，然后以3m/s速度反向弹回(如图乙)，求这一过程中足球的动量改变量。答案：(1)1.6kg·m/s方向向右；4kg·m/s方向向右；2.4kg·m/s方向向右。(2)5.2kg·m/s方向向左。解析：(1)取向右为正方向，初、末动量分别为p＝mv＝0.4×4kg·m/s＝1.6kg·m/s，方向向右p′＝mv′＝0.4×10kg·m/s＝4kg·m/s，方向向右动量的改变量为Δp＝p′－p＝2.4kg·m/s，方向向右。(2)取向右为正方向，初、末动量分别为p1＝mv′＝0.4×10kg·m/s＝4kg·m/s，方向向右p2＝mv″＝0.4×(－3)kg·m/s＝－1.2kg·m/s，方向向左，动量的改变量为Δp′＝p2－p1＝－5.2kg·m/s，方向向左。能力提升一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)1．质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护，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．500N B．1100NC．600N D．100N答案：B解析：选取人为研究对象，人下落过程中由v2＝2gh，v＝10m/s，缓冲过程由动量定理得(F－mg)t＝mv，F＝eq\f(mv,t)＋mg＝1100N。由牛顿第三定律可知，安全带所受的平均冲力为1100N。2．如图所示，一铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸条后，铁块掉在地上的P点，若以2v速度抽出纸条，则铁块落地点为()A．仍在P点B．在P点左边C．在P点右边不远处D．在P点右边原水平位移的两倍处答案：B解析：以v或2v抽纸条时，纸条给铁块的摩擦力不变，以2v抽纸条时，纸条对铁块的作用时间短，对铁块的冲量小，铁块获得的速度小，根据平抛知识可知它的水平射程短，所以落点在P点的左边。3．(宁厦大学附中～学年高二下期期末)从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是()A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用力大，而掉在草地上的玻璃杯受地面的冲击力小答案：CD解析：由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和草地上时的速度相同，动量相同，故选项A错；最后速度减为零，动量变化量相同，故选项B错；由动量定理可知落在水泥地上作用时间短，受到的作用力大，故选项C、D对。4．(黄冈市～学年高二下学期期末)一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中()A．地面对他的冲量为mv＋mgΔtB．地面对他的冲量为mv－mgΔtC．地面对他做的功为eq\f(1,2)mv2D．地面对他做的功为零答案：AD解析：取运动员为研究对象，由动量定理得：(F－mg)Δt＝mv－0，I＝FΔt＝mv＋mgΔt，运动员没有离开地面，地面对运动员的弹力做功为零，所以A、D选项正确。二、非选择题5．质量m＝2.5kg的物体静止在粗糙的水平面上，在如图所示的水平拉力F作用下开始运动，则6s末物体的速度大小为________m/s。(已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，g取10m/s2)答案：12解析：滑动摩擦力Ff＝μmg＝5N，在0～2s内拉力F＝4N<Ff，故物体保持静止状态，物体在2s末开始运动，对全过程应用动量定理，有F2Δt2＋F3Δt3－μmg(Δt2＋Δt3)＝mv，代入数据得v＝12m/s。二、非选择题6.一个质量为m＝0.4kg的足球以10m/s的速度水平飞向球门。守门员跃起用双拳将足球以12m/s的速度反方向击出，守门员触球时间约为0.1s，问足球受到的平均作用力为多大？方向如何？答案：88N，方向与原来速度方向相反解析：选定足球原运动方向为正方向。根据动量定理eq\x\to(F)·Δt＝p′－p，这里eq\x\to(F)为足球在水平方向受到的平均作用力，Δt为击球的时间，p′为击球后足球的动量，p为足球原来的动量。设足球的质量为m，击球先、后的速度分别为v和v′，于是可得到eq\x\to(F)＝eq\f(p′－p,t)＝eq\f(mv′－mv,t)＝eq\f(mv′－v,t)＝eq\f(0.4×－12－10,0.1)N＝－88N。可见，足球受到的平均作用力为88N，方向与原来速度方向相反。7．年10月在济青高速公路上，一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，据测算两车相撞前速度约为30m/s。则：(1)试求车祸中车内质量约60kg的人受到的平均冲力是多大？(2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s，求这时人体受到的平均冲力为多大？答案：(1)5.4×104N(2)1.8×103N解析：(1)两车相撞时认