物理第二节 动量定理测试题

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第一册

1.2动量定理 同步作业（解析版）

1．如图所示，质量为1kg的物体静止在水平面上，物体与水平面的动摩擦因数。现对其施加一个大小为N，方向与水平方向成45°的恒力F，g=10m/s2，则F作用5s的过程中（　　）

A．水平面对物体支持力的冲量大小为零

B．F对物体的冲量大小为10N·s

C．物体动量的变化量大小为5kgm/s

D．合外力对物体做功为25J

2．2021年4月30日晚，江苏省南通市部分地区出现了罕见的以大风和雷暴为主的强对流天气，其中通州湾监测点的风速为45.4m/s，达到了强台风的级别，连飞机场中的飞机也被吹得原地打转。若空气密度=1.3kg/m3，当风速为45m/s的大风垂直吹向一块长10m、宽5m的玻璃幕墙时，假定风遇到玻璃幕墙后速度变为零，由此估算玻璃幕墙受到的冲击力约为（　　）

A．1×103N B．1×104N C．1×105N D．1×106N

3．飞沫传播是新型冠状病毒的主要传播方式。若小方打喷嚏时气流喷出的速度是，一次打喷嚏大约喷出的空气，用时约，已知空气的密度为，估算小方打一次喷嚏受到的平均反冲力约为（　　）

A． B． C． D．

4．2021年3月1日起，根据《中华人民共和国刑法》第二百九十一条之二规定，高空抛物罪为：从建筑物或者其他高空抛掷物品，情节严重的，处一年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金。高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50 g的鸡蛋从高空下落撞在地面上，与地面碰撞时间为2 ms，同时对地面产生的冲击力为103 N，鸡蛋落地时的速度约为（　　）

A．0.4 m/s B．4 m/s C．40 m/s D．400 m/s

5．关于动量的变化，下列说法中正确的是（　　）

A．做直线运动的物体速度增大时，动量的变化量Δp的方向与运动方向相同

B．做曲线运动时，动量的变化量Δp的方向不一定与加速度的方向相同

C．物体的速度大小不变时，动量的变化量Δp为零

D．物体做匀速圆周运动时，动量的变化量Δp为零

6．如图所示，小明在演示惯性现象时，将一杯水放在桌边，杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条，发现杯子会出现滑落；当他快速拉动纸条时，发现杯子并没有滑落。对于这个实验，下列说法正确的是（　　）

A．缓慢拉动纸条时，杯子与纸条间的滑动摩擦力较大

B．快速拉动纸条时，杯子与纸条间的滑动摩擦力较大

C．缓慢拉动纸条，杯子获得的动量较大

D．快速拉动纸条，杯子获得的动量较大

7．前些时日，云南红河的一位物理老师在课堂上表演徒手劈砖而走红网络，视频中老师在砖平放在桌子边缘的情况下能够“手到砖断”，主要技巧之一在于手落在砖上的时间要尽量地短，目的是使（　　）

A．手落在砖上的动能较大 B．手落在砖上的动量较大

C．和砖接触时的动量变化量较大 D．和砖接触时的动量变化率较大

8．对墙击球是学习乒乓球技术的辅助练习之一，一位中学生站在距竖直墙4m处击打乒乓球，球上升至最高点时恰好击中墙面，击中点距地面的高度约为3m，乒乓球反弹后恰好落至球拍，击球点离地高1m，设乒乓球与墙面间的作用时间为0.05s，乒乓球质量为2.5g，忽略空气的阻力，则墙面对乒乓球的平均作用力大小约为（　　）

A．0.4N B．0.6N C．0.8N D．1.0N

9．在一些居民楼尤其是老旧小区的阳台，堆砌杂物、盆栽，甚至悬挂拖把等现象屡见不鲜，甚至有些空调外挂机上都堆有放着随时有坠落风险的杂物。这些安全隐患随时都可能转化为一起伤人事件。若一个10g的核桃从高为45m的居民楼由静止坠下，与地面的撞击时间约为，则该核桃对地面产生的冲击力约为（g取）（　　）

A．30N B． C． D．

10．质量为100g的玩具小弹球被一小孩从20m高的阳台由静止释放，小弹球落地时与地面的作用时间为2ms，落地后再次反弹的高度为5m，取g = 10m/s2，不考虑空气的阻力，则（   ）

A．小弹球落地前后瞬间动量变化量的大小为1kg·m/s

B．小弹球落地时对地面的作用力约为1500N

C．小弹球与地面相互作用过程中，地面对小弹球的冲量可以忽略不计

D．小弹球落地后反弹的原因是地面对小弹球的作用力大小大于小弹球对地面的作用力

11．成语“守株待兔”比喻妄想不劳而获或死守狭隘的经验不知变通。假设兔子的质量约为，以的速度奔跑，撞树后反弹时的速度为，设兔子与树的作用时间为，对于该碰撞过程，下列说法正确的是（　　）

A．树对兔子的平均作用力大小为 B．树对兔子的平均作用力大小为

C．兔子的动能变化量为 D．兔子的动能变化量为

12．质量为1kg的物体，从静止开始下落，经过3s的时间落地，落地时速度大小为10m/s，若取g=10m/s2，那么下列判断正确的是（　　）

A．重力对物体做功为200J B．物体的机械能减少了100J

C．物体克服阻力做功为50J D．阻力对物体的冲量大小为20 N·s

13．如图所示，两个质量相等的物体从同一高度沿倾角不同的两个光滑固定斜面由静止自由滑下（α > θ），到达斜面底端的过程中（ ）

A．两物体所受重力的冲量相同

B．两物体所受合外力的冲量不同

C．两物体到达斜面底端时动量相同

D．两物体到达斜面底端时动量不同

14．在光滑水平面上，原来静止的物体在水平恒力F的作用下，经过时间t，通过位移l后，动量变为p，动能变为Ek，以下说法正确的是（　　）

A．在F作用下，这个物体若经过位移2l，其动量将等于2p

B．在F作用下，这个物体若经过时间2t，其动量将等于2p

C．在F作用下，这个物体若经过时间4t，其动能将等于2Ek

D．在F作用下，这个物体若经过位移2l，其动能将等于2Ek

15．一物体静止在光滑的水平面上，现对其施加一水平外力，使它沿水平面做直线运动，该物体的速度一时间图像如图所示，根据图像判断下列说法正确的是（　　）

A．2s末和6s末物体距离出发点的位移相等

B．0~6s时间内物体的位移为6m

C．0~1s时间内与3~4s时间内水平外力对物体的冲量相同

D．1~2s时间内与2~3s时间内水平外力对物体所做的功相同

16．据媒体报道，某型号手机带有屏幕保护器，保护装置设置在屏幕的4 个角，由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知手机掉落，屏幕保护器会自动弹出，并完全吸收手机撞击地面的能量，避免手机屏幕直接接触地面而损坏。若该手机的质量为180g ，从距地面 3. 2m 处自由掉落，保护器撞击地面的时间为0. 05s 。不计空气阻力，手机可看成质点，取 g = 10 m/s2.。求：

（1） 手机落地前瞬间的速度大小；

（2） 地面对手机的平均作用力。

17．如图所示一个质量m=0.1kg的钢球，以v=6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以v′=6m/s的速度水平向左运动。求：

（1）碰撞前后钢球的动量变化量；

（2）若球与墙壁接触时间是0.02s，求墙壁对球的作用力。

18．质量m=5kg的物体在恒定水平推力F=5N的作用下，自静止开始在水平路面上运动，t1=2s时撤去推力F，物体又经t2=3s停下来，求物体运动过程中受水平面的滑动摩擦力的大小。

19．一物体放在水平地面上， 如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求：

（1）0~ 8s时间内拉力的冲量。

（2）0~ 8s时间内物体的动量的变化量。

20．生活中常出现手机滑落而导致损坏的现象，手机套能有效的保护手机。现有一部质量为 的手机（包括手机套），从离地面高处无初速度下落，落到地面后未反弹。由于手机套的缓冲作用，手机与地面的作用时间为。不计空气阻力，取，求：

（1）手机与地面作用过程中手机动量变化的大小；

（2）手机从开始下落到速度为零的过程中手机重力的冲量大小；

（3）地面对手机的平均作用力大小。

 参考答案

1．C

【详解】

A．水平面对物体支持力大小

水平面对物体支持力冲量大小

故A错误；

B．F对物体的冲量大小

故B错误；

C．物体竖直方向受力平衡，水平方向合力

物体动量的变化量大小

故C正确；

D．合外力对物体做功

有

联立解得

故D错误。

故选C。

2．C

【详解】

假设经过t时间，风的速度变为零，由动量定理得

可得

ABD错误，C正确。

故选C。

3．A

【详解】

打一次喷嚏喷出的空气质量为

设打一次喷嚏喷出的空气受到的作用力为F，令喷出的速度方向为正方向，根据动量定理得

解得

根据牛顿第三定律可得小方受到的平均反冲力为0.2N

故选A。

4．B

【详解】

设鸡蛋的质量为，落地时的速度为，由动量定理可得

解得

故选B。

5．A

【详解】

A．动量的变化等于初末两状态动量的差值；对于加速直线运动，动量的增量△p与运动方向相同，选项A正确；

B．根据动量定理有

I合=F合t=△p

可知动量的增量△p与合外力的方向相同，则Δp的方向一定与加速度的方向相同，选项B错误；

CD．物体的速度大小不变时，动量的增量不一定为零，如匀圆周运动速度大小不变但方向发生变化，所以动量的增量不为零，选项CD错误。

故选A。

6．C

【详解】

AB．无论是缓慢拉动纸条还是快速拉动纸条，杯子与纸条间的滑动摩擦力都是相等的，选项AB错误；

CD．快速拉动纸条时，纸条与杯子作用时间短，摩擦力对杯子的冲量较小，缓慢拉动纸条时，纸条与杯子作用时间长，摩擦力对杯子的冲量较大；由动量定理可知，缓慢拉动纸条，杯子获得的动量较大，快速拉动纸条，杯子获得的动量较小，故C正确，D错误。

故选C。

7．D

【详解】

D．由动量定理可得

手落在砖上的时间尽量地短，目的是使和砖接触时的动量变化率较大，即劈砖的作用力较大，D正确；

ABC．若只是缩短手落在砖上的时间，对手落在砖上的动能、动量不影响，故手落在砖上的动能、动量及和砖接触时的动量变化量不变，ABC错误。

故选D。

8．B

【详解】

中学生击球点离地高1m，乒乓球在最高点恰好击中墙面，速度沿水平方向，击中墙面后反弹回来恰好落至球拍，说明此过程乒乓球做平抛运动，击中墙面前后速度大小相同，竖直方向有

水平方向有

解得

乒乓球与墙面撞击过程中，在水平方向上根据动量定得

代入数据解得

B正确，ACD错误。

故选B。

9．C

【详解】

设核桃落地瞬间的速度为v，由机械能守恒定律可知

解得

落地过程由动量定理可知

解得

根据牛顿第三定律可知核桃对地面产生的冲击力约为3×103N。

故选C。

10．B

【详解】

A．设小弹球落地和弹起的速度大小分别为v1和v2，则

m/s = 20m/s，m/s = 10m/s

规定竖直向上的方向为正方向，则有

p = m2–( - mv1) = 3kg·m/s

A错误；

B．由动量定理得

(F–mg)t = p

解得

F ≈ 1500N

B正确；

C．重力的冲量

IG = mgt = 0.1 × 10 × 2 × 10 - 3N·s = 0.002N·s

地面对小弹球的冲量

IF = Ft = 1500 × 2 × 10 - 3N·s = 3N·s

所以地面对小弹球的冲量不可以忽略不计，C错误；

D．由牛顿第三定律可知，地面对小弹球的作用力大小等于小弹球对地面的作用力，D错误。

故选B。

11．AD

【详解】

AB．动量定理得

代入数据解得

方向与初速度方向相反，即树对兔子的平均作用力大小为，故A正确，B错误；

CD．动能的变化量为

故C错误，D正确。

故选AD。

12．BD

【详解】

A．物体下落的高度

故重力做功

故A错误；

B．重力对物体做功为150J，则物体的重力势能减少了150J，动能的增加量

所以物体的机械能减少了150J－50J=100J，故B正确；

C．物体的机械能减少了100J，由功能原理知，物体克服阻力做功为100J，故C错误；

D．根据动量定理得

得阻力对物体的冲量大小为

故D正确。

故选BD。

13．BD

【详解】

A．根据

= (gsinθ)t

可得

t1=

同理有

t2= ，α > θ

故两物体到达斜面底端的时间不同，两物体的质量相等，在不同时间内重力的冲量不同，A错误；

B．根据动量定理

I = Δp = mv – 0

所以两物体所受合外力的冲量不同，B正确；

CD．物体在下滑中只有重力做功，而重力做功只与高度差有关，故两物体重力做的功相等，由

mv2= mgh

得两物体到达斜面底端的速度大小相等，而速度的方向不同，所以两物体到达斜面底端时的动量不同，C错误、D正确。

故选BD。

14．BD

【详解】

AB．由动量定理

和

这个物体若经过位移2l，则时间变为原来的倍，动量也变为原来的倍，这个物体若经过时间2t，其动量将等于2p，故A错误，B正确；

CD．由动能定理

和

这个物体若经过时间4t，位移则有原来的16倍，则动能变为原来的16倍，这个物体若经过位移2l，其动能将等于2Ek，故C错误，D正确。

故选BD。

15．AC

【详解】

AB．根据图像可知，在0~1s时间内，物体做匀加速直线运动；1~2s时间内物体做匀减速直线运动，2s末速度为零，2~3s时间内物体反向做匀加速直线运动，3~4s时间内物体做匀减速直线运动，4s末速度为零，4~5s时间内物体再次反向做匀加速直线运动，5~6s时间内物体做匀减速直线运动,6s末速度为零，根据图像与时间轴围城的面积表示位移，从图像上可以看出2s末和6s末物体距离出发点的位移相等为

故A正确，B错误；

C．合外力的冲量等于动量的变化量，0~1s时间内与3~4s时间内，物体动量变化量相等，所以水平外力对物体的冲量相等，故C正确；

D．1~2s时间内物体的动能减小，水平外力做负功，2~3s时间内物体的动能增加，水平外力做正功，故D错误。

故选AC。

16．（1）；（2），方向竖直向上。

【详解】

（1）手机落地前做自由落体运动，有

代入数据得

（2）手机与地面碰撞过程中，取竖直向下为正方向由动量定理有

代入数据得

方向竖直向上

17．（1），方向水平向左；（2），方向水平向左

【详解】

（1）选水平向左为正方向，则碰撞前速度v=-6m/s，碰撞前后钢球的动量变化量

代入数据解得

方向水平向左。

（2）根据动量定理有

代入数据解得

方向水平向左。

18．2N

【详解】

设物体运动过程中受水平面的滑动摩擦力的大小为f，则根据动量定理可得

代入数据解得f=2N。

19．（1）；（2）

【详解】

（1）根据冲量的定义

可知，在0~ 8s时间内拉力的冲量

（2）在0~2s内，物体处于静止状态，因此摩擦力

而由于6~8s内，物体匀速运动，可知滑动摩擦力

因此在0~8s内摩擦力的冲量

根据动量定理可知，在0~ 8s时间内物体的动量的变化量

20．（1）；（2）；（3）7N

【详解】

（1）取竖直向上方向为正，设手机落地时速度大小为，则

动量变化量为

即动量变化量大小为

（2）设手机自由下落时间为，则

故全过程手机重力的冲量为

（3）取竖直向下方向为正，设地面对手机的平均作用力的大小为，由动量定理

解得