2023-2024学年鲁科版选择性必修第一册 第1章 动量及其守恒定律 单元测试

这是一份2023-2024学年鲁科版选择性必修第一册 第1章 动量及其守恒定律 单元测试，共14页。
章末综合检测（一） 动量及其守恒定律
(时间：90分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求)
1．2022年2月5日，在北京冬奥会短道速滑混合团体2 000米接力决赛中，中国队成功夺冠，为中国体育代表团夺得本届冬奥会首金！如图所示，当运动员在光滑冰面上交接时，后方运动员甲用力推前方运动员乙。下列说法正确的是(　　)

A．甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力
B．甲推出乙后，甲一定向后运动
C．甲、乙的动量变化相同
D．甲、乙所受推力的冲量大小相等
解析：D　甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是相互作用力，则甲对乙的作用力等于乙对甲的作用力，选项A错误；甲推出乙后，甲的速度减小，但是甲不一定向后运动，选项B错误；乙的动量增加，甲的动量减小，则甲、乙的动量变化不相同，选项C错误；甲、乙所受推力大小相等，根据I＝Ft可知，甲、乙所受的冲量大小相等，选项D正确。
2.在某次杂技表演中，一演员平躺在水平面上，腹部上方静置一质量M＝80 kg的石板，另一演员手持一质量为m＝5 kg的铁锤，从h1＝1.8 m高处由静止落下，与石板撞击后反弹至h2＝0.05 m处，结果石板裂开而平躺着的演员没有受伤。若铁锤撞击石板的时间为t1＝0.01 s，由于缓冲，演员腹部与石板相互作用的时间为t2＝0.5 s，铁锤的下落视为自由落体运动，重力加速度g取10 m/s2，则下列判断错误的是(　　)
A．铁锤撞击石板前瞬间的速度大小为6 m/s
B．撞击过程中铁锤受到的冲量大小为25 N·s
C．撞击过程中铁锤对石板的平均作用力大小为3 550 N
D．缓冲过程中石板对演员的平均作用力大小为870 N
解析：B　设铁锤撞击石板前瞬间的速度大小为v1，则由自由落体运动规律可得v12＝2gh1，解得v1＝6 m/s，A正确；设撞击后铁锤反弹的速度大小为v2，则有v22＝2gh2，解得v2＝1 m/s，以竖直向上为正方向，由动量定理可得I＝mv2－(－mv1)＝35 N·s，B错误；设撞击过程中石板对铁锤的作用力大小为F1，则有I＝(F1－mg)t1，解得F1＝3 550 N，由牛顿第三定律可知，C正确；石板与铁锤撞击过程时间很短，可近似认为动量守恒，设碰撞后瞬间石板的速度为v3，以竖直向下为正方向，由动量守恒定律可得mv1＝Mv3－mv2，解得v3＝ m/s，设缓冲过程中人对石板的作用力大小为F2，由动量定理可得(Mg－F2)t2＝－Mv3，解得F2＝870 N，D正确。



3.如图所示，颠球练习是乒乓球运动员掌握击球的力度、手感和球感的重要方法。运动员练习中将球竖直抛出，让球连续在球拍上竖直弹起和落下。某一次乒乓球由最高点下落18 cm后被球拍击起，离开球拍竖直上升的最大高度为22 cm。已知球与球拍的作用时间为0.1 s，乒乓球的质量为2.7 g，重力加速度g取10 m/s2，空气阻力恒为乒乓球重力的0.1倍。则(　　)
A．运动的全过程球与球拍组成的系统动量守恒
B．球落到球拍前的瞬间动量大小为5.1×10－3 kg·m/s
C．球与球拍作用过程中动量变化量大小为1.08×10－2 kg·m/s
D．球拍对球的平均作用力为乒乓球重力的4倍
解析：C　运动的过程中，球与球拍组成的系统，在竖直方向上受到了重力和人手的作用力，其合力不为零，所以系统的动量不守恒，故A错误；球落到球拍前的瞬间，其速度为v＝＝ ＝1.8 m/s，动量大小为p＝mv＝4.86×10－3 kg·m/s，故B错误；球与球拍作用后的瞬间其速度大小为v′＝＝＝2.2 m/s，所以作用过程中动量变化量的大小为|Δp|＝mv＋mv′＝1.08×10－2 kg·m/s，故C正确；根据动量定理，可得球拍对球的平均作用力为＝＋mg＝0.135 N，小球所受的重力为G＝mg＝0.027 N，倍数关系为＝5，故D错误。
4.单人飞行器由微型喷气发动机和操纵系统组成，可以完成单人上升、下降、悬停和平飞等动作。已知飞行器连同人和装备的总质量为M，发动机在时间t内喷出燃料的质量为m，m≪M，重力加速度为g。如图所示，要使飞行器能在空中悬停，则燃料喷射的速度应为(　　)
A．gt B.
C. D.
解析：C　由于m≪M，要使飞行器能在空中悬停，燃料对飞行器的反冲力大小等于Mg，由牛顿第三定律可知，飞行器对燃料的作用力大小也为Mg，设燃料喷射的速度为v，由动量定理可知Mgt＝mv，解得v＝，故C正确。
5.“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过人工制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。如图所示，一质量为m的游客恰好可以静止在直径为d的圆柱形风洞内。已知气流密度为ρ，游客受风面积(游客在垂直风力方向的投影面积)为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则风洞内气流的流量(单位时间内流出风洞的气流体积)为(　　)
A. B.
C. D.
解析：C　由动量定理可知FΔt＝Δmv，其中F＝mg，Δm＝vΔtSρ，流量Q＝vS，解得Q＝ ，故C正确。
6．花样滑冰是技巧与艺术性相结合的一个冰上运动项目，在音乐伴奏下，运动员在冰面上表演各种技巧和舞蹈动作，极具观赏性。甲、乙运动员以速度大小为1 m/s沿同一直线相向运动。相遇时彼此用力推对方，此后甲以1 m/s、乙以2 m/s的速度向各自原方向的反方向运动，推开时间极短，忽略冰面的摩擦，则甲、乙运动员的质量之比是(　　)
A．1∶3 B.3∶1
C．2∶3 D.3∶2
解析：D　以甲初速度方向为正方向，甲、乙推开的过程中，满足动量守恒定律，有m甲v0－m乙v0＝－m甲v1＋m乙v2，代入数据可得＝，故D正确。
7．如图所示，木块静止在光滑水平面上，两颗不同子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止(即A、B受到木块阻力相等)。若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度，则(　　)

A．子弹A的质量一定比子弹B的质量大
B．A的动量大小大于B的动量大小
C．子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长
D．子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大
解析：D　两子弹所受的阻力大小相等，设为f，根据动能定理得：对A子弹有－fdA＝0－EkA，解得EkA＝fdA，对B子弹有－fdB＝0－EkB，解得EkB＝fdB，由于dA>dB，则子弹入射时的初动能EkA>EkB，两颗不同子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止，所以A的动量大小等于B的动量大小，故B错误，D正确；对两子弹和木块组成的系统动量守恒，则有＝，而EkA>EkB，则mA”“