2024-2025學(xué)年新教材高中物理第一章動量和動量守恒定律第二節(jié)動量定理測評含解析粵教版選擇性必修第一冊

PAGE7-其次節(jié)動量定理課后篇鞏固提升必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.(多選)水平拋出在空中飛行的物體,不計空氣阻力,則()A.在相等的時間間隔內(nèi)動量的改變相同B.在任何時間內(nèi),動量的改變方向都在豎直方向C.在任何時間內(nèi),動量對時間的改變率恒定D.在剛拋出的瞬間,動量對時間的改變率為零答案ABC解析水平拋出的物體所受的合力為重力,則相等時間內(nèi)重力的沖量相等,依據(jù)動量定理知,動量的改變相同,故A正確;合力的沖量等于動量的改變量,合力沖量的方向豎直向下,則動量改變的方向豎直向下,故B正確;依據(jù)動量定理有mgΔt=Δp,則動量的改變率ΔpΔt=mg,即動量的2.籃球運(yùn)動深受同學(xué)們的寵愛,打籃球時某同學(xué)伸出雙手接傳來的籃球,雙手隨籃球快速收縮至胸前,如圖所示.下列說法正確的是()A.手對籃球的作用力大于籃球?qū)κ值淖饔昧.手對籃球的作用力與籃球?qū)κ值淖饔昧κ且粚ζ胶饬.這樣做的目的是減小籃球動量的改變量D.這樣做的目的是減小籃球?qū)κ值臎_擊力答案D解析手對籃球的作用力與籃球?qū)κ值淖饔昧Υ笮∠嗟?方向相反,是一對作用力與反作用力,故A、B錯誤;先伸出兩臂迎接,手接觸到球后,雙手隨球收縮至胸前,這樣可以增加球與手接觸的時間,依據(jù)動量定理得-Ft=0-mv,解得F=mvt,當(dāng)時間增大時,球動量的改變率減小,作用力減小,而沖量和動量的改變量都不變,故C錯誤,D正確3.(2024廣東廣州第四中學(xué)高二月考)下圖是一顆質(zhì)量m=50g的子彈勻速射過一張撲克牌的照片,子彈完全穿過一張撲克牌所需的時間t1約為1.0×10-4s,子彈的真實(shí)長度為2.0cm(撲克牌寬度約為子彈長度的4倍),若子彈以相同初速度經(jīng)時間t2=1.0×10-3s射入墻壁,則子彈射入墻壁時,對墻壁的平均作用力約為()A.5×104N B.4×104NC.5×105N D.4×105N答案A解析子彈的速度為v=l+4lt1=5×2.0×10-21.0×10-4m/s=1×103m/s,設(shè)墻壁對子彈的平均作用力為F,則Ft2=mΔv,解得F=4.(2024河北邢臺高二月考)高空拋物罪自2024年3月1日起正式加入刑法.若一個直徑約為8cm、質(zhì)量約為200g的西紅柿從一居民樓的15層墜落在水泥地面上,西紅柿與地面的作用時間可以用西紅柿的直徑除以西紅柿著地時的速度來近似計算,則該西紅柿對水泥地面產(chǎn)生的沖擊力約為()A.20N B.200NC.2000N D.20000N答案C解析取豎直向下為正方向,由題意可知,西紅柿下落的高度約為h=45m,設(shè)西紅柿撞擊地面前瞬間速度為v,由v2=2gh,解得v=30m/s,與地面作用的時間為Δt=dv=0.0830s=1375s,設(shè)西紅柿撞擊地面的過程中,地面對西紅柿的撞擊力大小為F,由動量定理(mg-F)Δt=05.(2024河北辛集第一中學(xué)高二月考)學(xué)?？茖W(xué)晚會上,科技制作社團(tuán)表演了“震撼動量球”試驗(yàn).在互動環(huán)節(jié),表演者將球拋向觀眾,讓其感受碰撞過程中的力.假設(shè)質(zhì)量約為3kg的超大氣球以3m/s的速度豎直下落到手面,某觀眾雙手上推,使氣球以原速度大小豎直向上反彈,作用時間為0.1s.忽視氣球所受浮力及空氣阻力,g取10m/s2.則觀眾雙手受的壓力為()A.150N B.180N C.210N D.240N答案C解析取豎直向下為正方向,對氣球由動量定理有(mg-F)Δt=-mv-mv,代入數(shù)據(jù)解得F=210N,由牛頓第三定律可知,觀眾雙手受到的壓力為210N,故C正確.6.質(zhì)量為m的物體沿平直的路面做直線運(yùn)動,其速度—時間圖像如圖所示.則此物體在0~t0和t0~2t0時間內(nèi)受到的合力沖量分別為()A.0-2mv0 B.mv00C.02mv0 D.2mv00答案A解析物體在0~t0時間內(nèi)初速度和末速度均為v0,依據(jù)動量定理得合力沖量I1=0;物體在t0~2t0時間內(nèi)初速度為v0,末速度為-v0,依據(jù)動量定理得合力沖量I2=-2mv0,選項(xiàng)A正確.7.(2024河北邢臺高二月考)乒乓球是一種世界流行的球類體育項(xiàng)目.某運(yùn)動員在某次擊球中,將以v1=90km/h的速度飛來的乒乓球以v2=162km/h的速度反向擊回.已知乒乓球的質(zhì)量m=2.60g,擊球過程中乒乓球?qū)η蚺牡钠骄饔昧Υ笮=25N,不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn),求:(1)擊球過程中乒乓球的動能改變量ΔEk;(2)擊球過程中乒乓球的動量改變量Δp及乒乓球與球拍的作用時間Δt.答案(1)1.82J(2)0.182kg·m/s,方向與乒乓球擊球后的運(yùn)動方向相同7.28ms解析(1)設(shè)乒乓球的初動能為Ek1,末動能為Ek2,則有Ek1=1Ek2=1ΔEk=Ek2-Ek1解得ΔEk=1.82J.(2)以乒乓球擊球后的運(yùn)動方向?yàn)檎较?設(shè)乒乓球的初動量為p1,末動量為p2,乒乓球與球拍間的作用力遠(yuǎn)大于乒乓球受到的重力,所以重力可以忽視不計,依據(jù)動量定理有p1=-mv1p2=mv2Δp=p2-p1FΔt=Δp解得Δp=0.182kg·m/s,Δt=7.28ms.關(guān)鍵實(shí)力提升練8.(2024黑龍江大慶試驗(yàn)中學(xué)高一期中)如圖所示,足夠長的傳送帶以恒定的速率v1逆時針運(yùn)動,一質(zhì)量為m的物塊以大小為v2的初速度從傳送帶的P點(diǎn)沖上傳送帶,從今時起到物塊再次回到P點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是()A.合力對物塊的沖量大小肯定為mv1+mv2B.合力對物塊的沖量大小肯定為2mv2C.合力對物塊的沖量大小可能為零D.合力對物塊做的功可能為零答案D解析假如v1>v2,依據(jù)對稱性,物體再回到P點(diǎn)時的速度仍為v2,依據(jù)動量定理,合力對物塊的沖量為2mv2,A錯誤;假如v1<v2,物體再回到P點(diǎn)時的速度為v1,依據(jù)動量定理,合力對物塊的沖量為mv1+mv2,B錯誤;由于物體運(yùn)動的速度方向發(fā)生改變,即動量肯定會發(fā)生改變,合力沖量肯定不會等于零,C錯誤;假如v1=v2,回到P點(diǎn)時,物體的動能沒有發(fā)生改變,依據(jù)動能定理,合力對物塊做的功為零,D正確.9.(2024江蘇常熟中學(xué)高二月考)物體A和B用輕繩相連在輕質(zhì)彈簧下靜止不動,如圖甲所示,A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為M.當(dāng)連接A、B的繩突然斷開后,物體A上升經(jīng)某一位置時的速度大小為vA,這時物體B下落速度大小為vB,如圖乙所示.這段時間里,彈簧的彈力對物體A的沖量為()A.mvA B.mvA-MvBC.mvA+MvB D.mvA+mvB答案D解析設(shè)B從繩斷到下落速度為vB的過程所用時間為t,以向上為正方向,依據(jù)動量定理,對物體A有I-mgt=mvA,對物體B有-Mgt=-MvB,聯(lián)立得彈簧的彈力對物體A的沖量為I=mvA+mvB,故D正確.10.如圖所示為清洗汽車用的高壓水槍.設(shè)水槍噴出水柱直徑為D,水流速度為v,水柱垂直汽車表面,沖擊汽車后水的速度為零.高壓水槍的質(zhì)量為M,手持高壓水槍操作,進(jìn)入水槍的水流速度可忽視不計,已知水的密度為ρ.下列說法正確的是()A.高壓水槍單位時間噴出的水的質(zhì)量為ρπvD2B.高壓水槍單位時間噴出的水的質(zhì)量為14ρvDC.水柱對汽車的平均沖力為14ρD2vD.當(dāng)高壓水槍噴口的出水速度變?yōu)樵瓉?倍時,壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍答案D解析高壓水槍單位時間噴出水的質(zhì)量等于單位時間內(nèi)噴出的水柱的質(zhì)量,即m0=ρV=ρπD24v=14πρvD2,故A、B錯誤;設(shè)水柱對車的平均沖力為F,由動量定理得Ft=mv,即Ft=14ρπvD2·t·v,解得F=14ρπv2D2,選項(xiàng)C錯誤;高壓水槍對車產(chǎn)生的壓強(qiáng)p=11.為估算雨水對傘面產(chǎn)生的平均撞擊力,小明在大雨天將一底面為長方形的筆筒置于露臺,筆筒底面積為20cm2(筒壁厚度不計),測得1min內(nèi)杯中水位上升了40mm,當(dāng)時雨滴豎直下落速度約為10m/s.若雨滴撞擊傘面后沿著傘面流下,雨水的密度約為1×103kg/m,傘面的面積約為0.8m2,據(jù)此估算當(dāng)時雨水對傘面的平均撞擊力為(雨水重力可忽視)()A.0.5N B.1.5N C.2.5N D.5N答案D解析依據(jù)動量定理F·Δt=mv,在1min時間內(nèi),撞到傘上的水的質(zhì)量m=ρhs=1×103×40×10-3×0.8kg=32kg,可知雨水受到的平均撞擊力F=mvt=32×1060N=12.(2024山東濰坊諸城高二期中)在粗糙的水平面上靜止一個質(zhì)量為1.5kg的物體,t=0時刻受到水平向右拉力F的作用,從靜止起先做直線運(yùn)動,拉力F隨時間改變?nèi)鐖D所示,物體與地面的動摩擦因數(shù)為0.4,重力加速度g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.求:(1)在0~6s時間內(nèi)拉力F的沖量;(2)物體在t=6s時的速度大小.答案(1)39N·s,方向水平向右(2)4m/s解析(1)力隨時間改變的圖像與時間軸所圍面積為