2024-2025学年高中物理选择性必修一周测练习：周测1动量定理（含解析）

2024-2025学年高中物理选择性必修一周测练习：周测1动量定理（含解析）一、单项选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．(2023·天津市杨柳青第一中学期末)将物体水平抛出，在物体落地前(不计空气阻力)，下列说法正确的是()A．动量的方向不变B．动量变化量的方向不变C．相同时间内动量的变化量越来越大D．动量变化得越来越快2．(2023·盐城市伍佑中学高二月考)质量为m的钢球自高处落下，以速度v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v2。在碰撞过程中，钢球动量变化量的方向和大小为()A．向下，m(v1－v2) B．向下，m(v1＋v2)C．向上，m(v1－v2) D．向上，m(v1＋v2)3.(2023·广东江门市高二期末)神舟十三号载人飞船返回舱在返回时，为了保护航天员的安全，先在降落伞的作用下将速度降低至约8m/s，再在距离地面较近时升起缓冲座椅，然后在距离地面大约1m时，4个缓冲火箭点火工作，使速度降到2m/s左右并最终安全着陆。关于返回舱返回着陆过程，下列说法正确的是()A．着陆过程中缓冲座椅的作用是减小座椅对航天员的冲量B．着陆过程中缓冲座椅的作用是减小航天员的动量变化量C．着陆过程中缓冲座椅的作用是减小航天员与座椅间的作用力D．缓冲火箭工作过程对返回舱做正功4.(2024·永州市高二期中)一质量为2kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，受到如图所示的水平外力F作用，下列说法正确的是()A．第1s末质点的速度为4m/sB．第2s内外力F的冲量为4N·sC．第1s内与第2s内质点动量增加量之比为2∶1D．第1s内与第2s内质点动能增加量之比为5∶45.甲、乙两物体分别在大小为F1、F2的力的作用下做直线运动，甲在t1时间内，乙在t2时间内动量p随时间t变化的p－t图像如图所示，设甲物体在t1时间内所受到的冲量大小为I1，乙物体在t2时间内所受到的冲量大小为I2，则两物体所受外力F及其冲量I的大小关系是()A．F1>F2，I1＝I2 B．F1<F2，I1<I2C．F1>F2，I1>I2 D．F1＝F2，I1＝I26.(2024·佛山市高二期中)在一次奥运会羽毛球决赛中，球飞来的速度为25m/s，运动员将球以105m/s的速度反向击回。设羽毛球的质量为5g，击球过程只用了0.02s。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是()A．击球过程中羽毛球动量变化量大小为0.4kg·m/sB．击球过程中羽毛球所受重力的冲量大小为1×10－3N·sC．击球过程中羽毛球所受合力的冲量大小为0.4N·sD．击球过程中球拍的作用力约为66N7．如图甲所示，质量为0.4kg的物块在水平力F的作用下由静止释放，物块与足够高的竖直墙面间的动摩擦因数为0.4，力F随时间t变化的关系图像如图乙所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10m/s2，下列说法正确的是()A．t＝4s时物块离出发点最远B．t＝2s时物块速度与t＝6s时相等C．0～8s内物块速度先增大后减小D．0～8s内摩擦力的冲量大小为28N·s二、多项选择题：本题共3小题，每小题8分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。8.如图所示，用一不可伸长的轻质细绳悬挂小球，将小球向左拉到A位置无初速度释放，小球可摆动到与A位置关于竖直线对称的B位置，不计一切阻力，下列说法正确的是()A．小球从A到B的过程中，重力的冲量为零B．小球从A到B的过程中，合力的冲量不为零C．小球从O到B的过程中，动量的变化量方向水平向左D．小球从O到B的过程中，绳上拉力的冲量大于重力的冲量9.(2024·云南云天化中学教育管理有限公司期中)两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平和竖直向上抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是()A．重力对A球的冲量小于重力对B球的冲量B．重力对A球的冲量大于重力对B球的冲量C．从开始运动至落地，重力对两球做功相同D．从开始运动至落地，两小球动量的变化量相同10.(2024·张家界市高二期末)如图所示是用高压水枪清洗汽车的照片。设水枪喷出的水柱截面为圆形，直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后速度为零。高压水枪的质量为M，手持高压水枪操作，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eq\f(1,4)ρπvD2C．水柱对汽车的平均冲力为eq\f(1,4)ρD2v2D．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倍三、非选择题：本题共3小题，共34分。11.(8分)(2023·上海师大附中期中)如图所示，一质量m＝2kg的物体A静止在光滑的水平面上，与水平方向成30°角，大小为F＝3N的恒力作用于该物体，历时10s，在这段时间内，力F的冲量大小为__________N·s；物体A的动量变化量大小为__________kg·m/s。12．(12分)(2024·滨州市高二期中)如图所示，小陈同学正在练习用头颠球。某一次足球由静止下落0.6m，被重新顶起，离开头部后竖直上升了1m。已知足球与头部作用过程中，头对足球的平均作用力大小为36N，足球的质量为0.4kg，足球在空中时空气阻力为1N，大小不变，其他时间空气阻力不计。重力加速度g取10m/s2，在此过程中，求：(1)(6分)足球在空中下落过程中空气阻力对它的冲量大小；(2)(6分)足球与头部的作用时间。13.(14分)(2024·新疆巴音郭楞高二期末)一个质量为30kg的游戏者在某游乐场的蹦床上蹦跳，从他被弹到最高点开始计时，其运动的v－t图像如图所示，其中只有Oa段和de段为直线，其余为曲线，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：(1)(6分)最高点与蹦床间的高度差；(2)(8分)蹦床对游戏者的平均作用力大小。参考答案及解析1．答案B解析平抛运动中，速度大小和方向都在发生变化，则由p＝mv可知，动量的方向会发生变化，故A错误；由于物体所受合外力的冲量大小等于它的动量的变化量，即Δp＝I冲＝Ft＝Gt由此可得，动量变化量的方向始终竖直向下不变，相同时间内动量的变化量相同，且动量变化快慢不变，故B正确，C、D错误。2．答案D解析选取竖直向下为正方向，则初动量为p＝mv1，末动量为p′＝－mv2，则该过程的动量变化量为Δp＝p′－p＝－mv2－mv1＝－m(v2＋v1)，负号表示动量变化量的方向向上(与正方向相反)，A、B、C错误，D正确。3.答案C解析航天员在最后1m的着陆过程中初速度大小为2m/s，末速度是0，故在着陆过程中航天员的动量变化量是恒定的，故在此过程中所受冲量也是恒定的，故A、B错误；缓冲座椅的作用是延长着陆时间，根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量，由于动量变化量恒定，延长了着陆时间则减小了着陆过程中航天员所受的平均冲击力，故C正确；因为返回舱做减速运动，重力做正功，所以根据动能定理可知，缓冲火箭工作过程对返回舱做负功，故D错误。4.答案C解析根据I＝Ft可知，F－t图像面积表示F的冲量，由题图可知0～1s内F的冲量I1＝mv1＝4kg·m/s得第1s末质点的速度大小为v1＝2m/s第2s内合外力冲量I2＝mv2－mv1＝2kg·m/s得第2s末质点的速度大小为v2＝3m/s，故A、B错误；第1s内与第2s内质点动量增加量之比为Δp1∶Δp2＝I1∶I2＝2∶1，故C正确；第1s内与第2s内质点动能增加量之比为ΔEkl∶ΔEk2＝(eq\f(1,2)mv12－0)∶(eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12)＝4∶5，故D错误。5.答案A解析由F＝eq\f(Δp,Δt)知F1>F2，由I＝Δp知I1＝I2，故A正确。6.答案B解析以羽毛球被击回的方向为正方向，击球过程中羽毛球动量变化量大小为Δp＝mv2－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－mv1))＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(v1＋v2))＝0.65kg·m/s，A错误；击球过程中羽毛球所受重力的冲量大小为mgt＝1×10－3N·s，B正确；根据动量定理Ft＝Δp击球过程中羽毛球所受合力的冲量大小为0.65N·s，C错误；击球过程中可以忽略重力的冲量，球拍的作用力约为F＝eq\f(Δp,t)≈33N，D错误。7.答案D解析当物块受到的摩擦力与重力相等时，有mg＝μF0，解得F0＝10N可知0～2s内物块向下做加速运动，2～4s内物块向下做减速运动，由动量定理可知4s末物块的速度为零，4～6s内物块静止，6～8s内物块向下做加速运动，故t＝8s时物块离出发点最远，故A错误；由上述分析可知，t＝6s时物块的速度为零，t＝2s时物块的速度不为零，故B错误；由上述分析可知，0～8s内物块速度先增大后减小，再增大，故C错误；0～4s内、6～8s内物块受到的摩擦力为Ff＝μF0～4s内摩擦力的冲量为If1＝Ff1t1＝eq\f(0＋8,2)×4N·s＝16N·s4～6s内，物块静止，受静摩擦力，摩擦力的冲量为If2＝Ff2t2＝mgt2＝4×2N·s＝8N·s6～8s内摩擦力的冲量为If3＝Ff3t3＝eq\f(0＋4,2)×2N·s＝4N·s0～8s内摩擦力的冲量大小为If＝If1＋If2＋If3＝28N·s，故D正确。8.答案CD解析根据IG＝Gt＝mgt>0小球从A到B的过程中，重力的冲量不为零，故A错误；小球从A到B的过程中，动量的变化量为零，根据动量定理，合力的冲量为零，故B错误；小球从O到B的过程中，初动量水平向右，末动量为零，动量的变化量方向水平向左，故C正确；小球从O到B的过程中，合力的冲量等于动量的变化量，如图所示，由矢量三角形可知，绳上拉力的冲量大于重力的冲量，故D正确。9.答案AC解析A球在空中的运动时间比B球短，故重力对A球的冲量小于重力对B球的冲量，A正确，B错误；两球下落高度相同，故重力对两球做功均为W＝mgh，C正确；由动量定理可知，因为重力对两球冲量不同，故两球动量变化量不同，D错误。10.答案BD解析高压水枪单位时间喷出的水的质量为m＝ρSv＝ρveq\f(1,4)πD2＝eq\f(1,4)ρπvD2A错误，B正确；根据动量定理FΔt＝(mΔt)v水柱对汽车的平均冲力为F＝eq\f(1,4)ρπD2v2C错误；根据压强p＝eq\f(F,S)＝eq\f(\f(1,4)ρπD2v2,\f(1,4)πD2)＝ρv2可知，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，D正确。11.答案3015eq\r(3)解析力F的冲量大小为IF＝F·t＝3×10N·s＝30N·s由动量定理可知，物体A的动量变化量大小为Δp＝F合·t＝Fcos30°·t＝15eq\r(3)kg·m/s。12．答案(1)0.4N·s(2)0.1s解析(1)足球下落过程由动能定理mgh1－Ffh1＝eq\f(1,2)mv12解得v1＝3m/s下落过程的时间t1＝eq\f(h1,\f(v1,2))＝0.4s足球在空中下落过程中空气阻力对它的冲量大小If＝Fft1＝0.4N·s(2)规定向上为正方向，足球上升过程由动能定理－mgh2－Ffh2＝0－eq\f(1,2)mv22，解得v2＝5m/