第6章 1 知能达标训练-2022高考物理 新编大一轮总复习（word）人教版

[基础题组]

1．(2020·济宁市上学期期末)质量相同的子弹、橡皮泥和钢球以相同的水平速度射向竖直墙壁，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球被弹回。不计空气阻力，关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法正确的是(　　)

A．子弹对墙的冲量最小

B．橡皮泥对墙的冲量最小

C．钢球对墙的冲量最小

D．子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等

[解析]　由于子弹、橡皮泥和钢球的质量相等、初速度相等，则它们动量的变化量：Δp＝mv－mv0，子弹穿墙而过，末速度的方向为正；橡皮泥粘在墙上，末速度等于0；钢球被弹回，末速度的方向与初速度方向相反。可知子弹的动量变化量最小，钢球的动量变化量最大，由动量定理：I＝Δp，所以子弹受到的冲量最小，钢球受到的冲量最大，结合牛顿第三定律可知，子弹对墙的冲量最小，钢球对墙的冲量最大，故A正确，B、C、D错误。

[答案]　A

2．(2020·商丘市上学期期末)李老师在课堂上做了如下小实验：他把一支粉笔竖直放在水平桌面上靠近边缘的纸条上，如图所示。第一次他慢慢拉动纸条将纸条抽出，粉笔向后倾倒；第二次他快速将纸条抽出，粉笔轻微晃动一下又静立在桌面上。两次现象相比，下列说法正确的是(　　)

A．第一次粉笔的惯性更小

B．第一次粉笔受到纸带的摩擦力更大

C．第一次粉笔受到纸带的冲量更小

D．第一次粉笔获得的动量更大

[解析]　两次拉动纸条的过程中粉笔的质量不变，则其惯性不变，故A错误；两次拉动纸条的过程中粉笔对纸条的正压力不变，则纸条对粉笔的摩擦力不变，故B错误；第一次慢慢拉动纸条将纸条抽出作用时间变长，则摩擦力对粉笔冲量更大，故C错误；由动量定理可知，第一次合外力的冲量更大，则第一次粉笔获得的动量更大，故D正确。

[答案]　D

3．(2021·河南平顶山调研)一质量为m的小球被水平抛出，经过一段时间后小球的速度大小为v，若此过程中重力的冲量大小为I，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球抛出时的初速度大小为(　　 )

A．v－　　　　　　　 B．v－

C.  D.

[解析]　由题意可知I＝mgt，则t＝，经过t时间，小球在竖直方向上的速度大小为vy＝gt＝，根据速度的分解可知，初速度大小为v0＝，故选C。

[答案]　C

4．(2020·宝鸡二模)超强台风山竹于2018年9月16日前后来到我国广东中部沿海登陆，其风力达到17级超强台风强度，速度60 m/s左右，对固定建筑物破坏程度非常巨大。请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力(空气的压力)与速度(空气流动速度)大小关系，假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S，风速大小为v，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零，空气密度为ρ，风力F与风速大小v关系式为(　　 )

A．F＝ρSv  B．F＝ρSv2

C．F＝ρSv3  D．F＝ρSv2

[解析]　设t时间内吹到建筑物上的空气质量为m，则m＝ρSvt，根据动量定理－Ft＝0－mv＝0－ρSv2t，F＝ρSv2，故B正确，A、C、D错误。

[答案]　B

5．(2020·梧州模拟)如图所示，物体由静止做直线运动，0～4 s内其合外力随时间变化的关系为某一正弦函数，下列表述不正确的是(　　 )

A．0～2 s内合外力的冲量一直增大

B．0～4 s内合外力的冲量为零

C．2 s末物体的动量方向发生改变

D．0～4 s内物体的动量方向一直不变

[解析]　F­t图象的面积表示冲量，正负表示方向，时间轴上方表示冲量一直增大，2 s后减小，故A正确；从F­t图象的面积可以看出，在0～4 s内合外力的冲量为零，故B正确；0～2 s内加速，2～4 s内减速，物体做单方向变速直线运动，速度方向一直不变，由动量定理I＝Δp可知，0～4 s内物体的动量方向一直不变，故C错误、D正确。

[答案]　C

6．(多选)(2020·泉州模拟)如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有(　　)

A．小球的机械能减小了mg(H＋h)

B．小球克服阻力做的功为mgh

C．小球所受阻力的冲量大于m

D．小球动量的改变量等于所受阻力的冲量

[解析]　小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小了mg(H＋h)，则小球的机械能减小了mg(H＋h)，故A正确；对小球下落的全过程运用动能定理得mg·(H＋h)－Wf＝0，则小球克服阻力做功Wf＝mg(H＋h)，故B错误；小球落到地面的速度v＝，对进入泥潭的过程运用动量定理得IG－IF＝0－m，得IF＝IG＋m，知阻力的冲量大于m，故C正确；对全过程分析，运用动量定理知，动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和，故D错误。

[答案]　AC

7．(2018·全国卷Ⅱ)高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为(　　)

A．10 N  B．102 N

C．103 N  D．104 N

[答案]　C

8．如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，底端与竖直墙壁接触。现打开右端阀门，气体向外喷出，设喷口的面积为S，气体的密度为ρ，气体向外喷出的速度为v，则气体刚喷出时钢瓶底端对竖直墙面的作用力大小是(　　)

A．ρvS  B.

C.ρv2S  D．ρv2S

[解析]　Δt时间内贮气瓶喷出气体的质量Δm＝ρSv·Δt，对于贮气瓶、瓶内气体及喷出的气体所组成的系统，由动量定理得F·Δt＝Δmv－0，解得F＝ρv2S，选项D正确。

[答案]　D

[提升题组]

9．(2021·平顶山一模)质量为m的小球被水平抛出，经过一段时间后小球的速度大小为v，若此过程中重力的冲量大小为I，重力加速度为g，不计空气阻力的大小，则小球抛出时的初速度大小为(　　)

A．v－  B．v－

C.  D.

[解析]　由题意知，I＝mgt，知t＝，经过t时间，小球竖直方向的速度大小为vy＝gt＝，根据速度分解可知，初速度大小v0＝，C项正确。

[答案]　C

10．(多选)一质量为0.5 kg的物块静止在水平地面上，物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2，现给物块一水平方向的外力F，F随时间t变化的图象如图所示，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度为g＝10 m/s2，则(　　)

A．t＝1 s时物块的动量大小为2 kg·m/s

B．t＝1.5 s时物块的动量大小为1 kg·m/s

C．t＝(6－2) s时物块的速度为零

D．在3～4 s的时间内，物块受到的摩擦力逐渐减小

[解析]　0～1 s内，由牛顿第二定理得：F－μmg＝ma

则t1＝1 s时物块的速度大小为：v1＝at1

故此时物块的动量大小为：p＝mv1＝1 kg·m/s，A错误；

1～2 s内，因F＝μmg＝1 N可知物体做匀速直线运动，则t＝1.5 s物块的动量等于t1＝1 s时的动量，其值为1 kg·m/s，故B正确；

设经时间t物块的速度减为零，由动量定理得：IF－μmgt＝0，由图象可得物块在2～4 s内力F与时间t的关系式为：F＝(0.5t－2) N

由F­t图象与t轴所围的面积表示冲量，可得：

IF＝2×1＋1×1＋·(t－2)

联立解得：t＝(6－2) s，故C正确；

由t＝(6－2) s≈2.5 s可知物块在2～2.5 s内做减速运动，所以在3 s～4 s的时间内物块静止，随着F的减小，物块受到的摩擦力逐渐减小，故D正确。即B、C、D正确，A错误。

[答案]　BCD

11．(2018·北京卷)2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如图所示，长直助滑道AB与弯曲滑道BC衔接，滑道BC高h＝10 m，C是半径R＝20 m圆弧的最低点。质量m＝60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a＝4.5 m/s2，到达B点时速度vB＝30 m/s。取重力加速度g＝10 m/s2。

(1)求长直助滑道AB的长度L；

(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小；

(3)若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力FN的大小。

[解析]　(1)根据匀变速直线运动公式，

有L＝＝100 m。

(2)根据动量定理，有

I＝mvB－mvA＝1 800 N·s。

(3)运动员经过C点时的受力如图所示。

根据牛顿第二定律，有

FN－mg＝m

运动员在BC段运动的过程中，根据动能定理，有mgh＝mv－mv

解得FN＝3 900 N。

[答案]　(1)100 m　(2)1 800 N·s

(3)受力图见解析　3 900 N

12．一辆轿车强行超车时，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0.5 m，据测算两车相撞前速度约为30 m/s。

(1)试求车祸中车内质量约60 kg的人受到的平均冲力。

(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1 s，求这时人体受到的平均冲力。

[解析]　(1)两车相撞时认为人与车一起做匀减速运动直到停止，位移为0.5 m

设运动的时间为t，根据x＝t，得t＝＝ s，

根据动量定理Ft＝Δp＝mv0

得F＝＝N＝5.4×104 N。

(2)若人系有安全带，则

F′＝＝N＝1.8×103 N。

[答案]　(1)5.4×104 N　(2)1.8×103 N