2024-2025学年新教材高中物理第一章动量和动量守恒定律第二节动量定理测评含解析粤教版选择性必修第一册

PAGE7-其次节动量定理课后篇巩固提升必备学问基础练1.(多选)水平抛出在空中飞行的物体,不计空气阻力,则()A.在相等的时间间隔内动量的改变相同B.在任何时间内,动量的改变方向都在竖直方向C.在任何时间内,动量对时间的改变率恒定D.在刚抛出的瞬间,动量对时间的改变率为零答案ABC解析水平抛出的物体所受的合力为重力,则相等时间内重力的冲量相等,依据动量定理知,动量的改变相同,故A正确;合力的冲量等于动量的改变量,合力冲量的方向竖直向下,则动量改变的方向竖直向下,故B正确;依据动量定理有mgΔt=Δp,则动量的改变率ΔpΔt=mg,即动量的2.篮球运动深受同学们的宠爱,打篮球时某同学伸出双手接传来的篮球,双手随篮球快速收缩至胸前,如图所示.下列说法正确的是()A.手对篮球的作用力大于篮球对手的作用力B.手对篮球的作用力与篮球对手的作用力是一对平衡力C.这样做的目的是减小篮球动量的改变量D.这样做的目的是减小篮球对手的冲击力答案D解析手对篮球的作用力与篮球对手的作用力大小相等,方向相反,是一对作用力与反作用力,故A、B错误;先伸出两臂迎接,手接触到球后,双手随球收缩至胸前,这样可以增加球与手接触的时间,依据动量定理得-Ft=0-mv,解得F=mvt,当时间增大时,球动量的改变率减小,作用力减小,而冲量和动量的改变量都不变,故C错误,D正确3.(2024广东广州第四中学高二月考)下图是一颗质量m=50g的子弹匀速射过一张扑克牌的照片,子弹完全穿过一张扑克牌所需的时间t1约为1.0×10-4s,子弹的真实长度为2.0cm(扑克牌宽度约为子弹长度的4倍),若子弹以相同初速度经时间t2=1.0×10-3s射入墙壁,则子弹射入墙壁时,对墙壁的平均作用力约为()A.5×104N B.4×104NC.5×105N D.4×105N答案A解析子弹的速度为v=l+4lt1=5×2.0×10-21.0×10-4m/s=1×103m/s,设墙壁对子弹的平均作用力为F,则Ft2=mΔv,解得F=4.(2024河北邢台高二月考)高空抛物罪自2024年3月1日起正式加入刑法.若一个直径约为8cm、质量约为200g的西红柿从一居民楼的15层坠落在水泥地面上,西红柿与地面的作用时间可以用西红柿的直径除以西红柿着地时的速度来近似计算,则该西红柿对水泥地面产生的冲击力约为()A.20N B.200NC.2000N D.20000N答案C解析取竖直向下为正方向,由题意可知,西红柿下落的高度约为h=45m,设西红柿撞击地面前瞬间速度为v,由v2=2gh,解得v=30m/s,与地面作用的时间为Δt=dv=0.0830s=1375s,设西红柿撞击地面的过程中,地面对西红柿的撞击力大小为F,由动量定理(mg-F)Δt=05.(2024河北辛集第一中学高二月考)学校科学晚会上,科技制作社团表演了“震撼动量球”试验.在互动环节,表演者将球抛向观众,让其感受碰撞过程中的力.假设质量约为3kg的超大气球以3m/s的速度竖直下落到手面,某观众双手上推,使气球以原速度大小竖直向上反弹,作用时间为0.1s.忽视气球所受浮力及空气阻力,g取10m/s2.则观众双手受的压力为()A.150N B.180N C.210N D.240N答案C解析取竖直向下为正方向,对气球由动量定理有(mg-F)Δt=-mv-mv,代入数据解得F=210N,由牛顿第三定律可知,观众双手受到的压力为210N,故C正确.6.质量为m的物体沿平直的路面做直线运动,其速度—时间图像如图所示.则此物体在0~t0和t0~2t0时间内受到的合力冲量分别为()A.0-2mv0 B.mv00C.02mv0 D.2mv00答案A解析物体在0~t0时间内初速度和末速度均为v0,依据动量定理得合力冲量I1=0;物体在t0~2t0时间内初速度为v0,末速度为-v0,依据动量定理得合力冲量I2=-2mv0,选项A正确.7.(2024河北邢台高二月考)乒乓球是一种世界流行的球类体育项目.某运动员在某次击球中,将以v1=90km/h的速度飞来的乒乓球以v2=162km/h的速度反向击回.已知乒乓球的质量m=2.60g,击球过程中乒乓球对球拍的平均作用力大小F=25N,不考虑乒乓球的旋转,求:(1)击球过程中乒乓球的动能改变量ΔEk;(2)击球过程中乒乓球的动量改变量Δp及乒乓球与球拍的作用时间Δt.答案(1)1.82J(2)0.182kg·m/s,方向与乒乓球击球后的运动方向相同7.28ms解析(1)设乒乓球的初动能为Ek1,末动能为Ek2,则有Ek1=1Ek2=1ΔEk=Ek2-Ek1解得ΔEk=1.82J.(2)以乒乓球击球后的运动方向为正方向,设乒乓球的初动量为p1,末动量为p2,乒乓球与球拍间的作用力远大于乒乓球受到的重力,所以重力可以忽视不计,依据动量定理有p1=-mv1p2=mv2Δp=p2-p1FΔt=Δp解得Δp=0.182kg·m/s,Δt=7.28ms.关键实力提升练8.(2024黑龙江大庆试验中学高一期中)如图所示,足够长的传送带以恒定的速率v1逆时针运动,一质量为m的物块以大小为v2的初速度从传送带的P点冲上传送带,从今时起到物块再次回到P点的过程中,下列说法正确的是()A.合力对物块的冲量大小肯定为mv1+mv2B.合力对物块的冲量大小肯定为2mv2C.合力对物块的冲量大小可能为零D.合力对物块做的功可能为零答案D解析假如v1>v2,依据对称性,物体再回到P点时的速度仍为v2,依据动量定理,合力对物块的冲量为2mv2,A错误;假如v1<v2,物体再回到P点时的速度为v1,依据动量定理,合力对物块的冲量为mv1+mv2,B错误;由于物体运动的速度方向发生改变,即动量肯定会发生改变,合力冲量肯定不会等于零,C错误;假如v1=v2,回到P点时,物体的动能没有发生改变,依据动能定理,合力对物块做的功为零,D正确.9.(2024江苏常熟中学高二月考)物体A和B用轻绳相连在轻质弹簧下静止不动,如图甲所示,A的质量为m,B的质量为M.当连接A、B的绳突然断开后,物体A上升经某一位置时的速度大小为vA,这时物体B下落速度大小为vB,如图乙所示.这段时间里,弹簧的弹力对物体A的冲量为()A.mvA B.mvA-MvBC.mvA+MvB D.mvA+mvB答案D解析设B从绳断到下落速度为vB的过程所用时间为t,以向上为正方向,依据动量定理,对物体A有I-mgt=mvA,对物体B有-Mgt=-MvB,联立得弹簧的弹力对物体A的冲量为I=mvA+mvB,故D正确.10.如图所示为清洗汽车用的高压水枪.设水枪喷出水柱直径为D,水流速度为v,水柱垂直汽车表面,冲击汽车后水的速度为零.高压水枪的质量为M,手持高压水枪操作,进入水枪的水流速度可忽视不计,已知水的密度为ρ.下列说法正确的是()A.高压水枪单位时间喷出的水的质量为ρπvD2B.高压水枪单位时间喷出的水的质量为14ρvDC.水柱对汽车的平均冲力为14ρD2vD.当高压水枪喷口的出水速度变为原来2倍时,压强变为原来的4倍答案D解析高压水枪单位时间喷出水的质量等于单位时间内喷出的水柱的质量,即m0=ρV=ρπD24v=14πρvD2,故A、B错误;设水柱对车的平均冲力为F,由动量定理得Ft=mv,即Ft=14ρπvD2·t·v,解得F=14ρπv2D2,选项C错误;高压水枪对车产生的压强p=11.为估算雨水对伞面产生的平均撞击力,小明在大雨天将一底面为长方形的笔筒置于露台,笔筒底面积为20cm2(筒壁厚度不计),测得1min内杯中水位上升了40mm,当时雨滴竖直下落速度约为10m/s.若雨滴撞击伞面后沿着伞面流下,雨水的密度约为1×103kg/m,伞面的面积约为0.8m2,据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力为(雨水重力可忽视)()A.0.5N B.1.5N C.2.5N D.5N答案D解析依据动量定理F·Δt=mv,在1min时间内,撞到伞上的水的质量m=ρhs=1×103×40×10-3×0.8kg=32kg,可知雨水受到的平均撞击力F=mvt=32×1060N=12.(2024山东潍坊诸城高二期中)在粗糙的水平面上静止一个质量为1.5kg的物体,t=0时刻受到水平向右拉力F的作用,从静止起先做直线运动,拉力F随时间改变如图所示,物体与地面的动摩擦因数为0.4,重力加速度g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:(1)在0~6s时间内拉力F的冲量;(2)物体在t=6s时的速度大小.答案(1)39N·s,方向水平向右(2)4m/s解析(1)力随时间改变的图像与时间轴所围面积为