高考物理一轮复习一轮复习课后练习17 动量冲量和动量定理（含答案解析）

这是一份高考物理一轮复习一轮复习课后练习17 动量冲量和动量定理（含答案解析），共7页。试卷主要包含了Ek2，动量分别为p1等内容，欢迎下载使用。
2020版高考物理 全程复习课后练习17 动量冲量和动量定理1.关于冲量，下列说法正确的是(　　)A．合外力的冲量是物体动量变化的原因B．作用在静止的物体上的某个力的冲量一定为零C．物体的动量越大，受到的冲量越大D．冲量的方向与力的方向相同  2.如图所示，AB是固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，CD是固定于竖直平面内的光滑斜面轨道，A、B两点和C、D两点的高度差相同，且AB的弧长与斜面CD长度相等．现让小球甲从A点沿圆弧轨道下滑到B点，小球乙从C点沿斜面轨道下滑到D点，两球质量相等，以下说法正确的是(　　)A．甲球重力的冲量比乙球重力的冲量小B．甲球所受合外力的冲量比乙球所受合外力的冲量小C．两球所受轨道的支持力的冲量均为零D．两球动量的变化量相同  3.一物体在合外力F的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示，该物体在t0和2t0时刻，动能分别为Ek1、Ek2，动量分别为p1、p2，则(　　)A．Ek2=9Ek1，p2=3p1        B．Ek2=3Ek1，p2=3p1C．Ek2=8Ek1，p2=4p1        D．Ek2=3Ek1，p2=2p1  4.水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下，两物体的v-t图线如图所示，图中AB∥CD，则整个过程中(　　)A．F1的冲量等于F2的冲量B．F1的冲量大于F2的冲量C．摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量D．合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量  5.如图所示为某物业公司的宣传提醒牌．从提供的信息知：一枚30 g的鸡蛋从17楼(离地面安全帽为45 m高)落下，能砸破安全帽．若鸡蛋壳与安全帽的作用时间为4.5×10-4s，人的质量为50 kg，重力加速度g取10 m/s2，则安全帽受到的平均冲击力的大小约为(　　)A．1 700 N        B．2 000 N       C．2 300 N        D．2 500 N  6.如图所示，p、p′分别表示物体受到冲量前、后的动量，短线表示的动量大小为15 kg·m/s，长线表示的动量大小为30 kg·m/s，箭头表示动量的方向．在下列所给的四种情况下，物体动量改变量相同的是(　　)A．①②       B．②④       C．①③       D．③④  7.当使用高压水枪时,我们会感受到比较强的反冲作用。如图所示,一水枪与软管相连,打开开关后,以30 m/s的速度每秒喷出1 kg的水,若水枪入口与出口的口径相同,则水对该水枪作用力的大小及方向是(　　)A.30 N,沿③的方向            B.30 N,沿②的方向C.60 N,沿①的方向            D.60 N,沿②的方向  8.高空作业须系安全带．如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为(　　)A.＋mg       B.-mg       C.＋mg        D.-mg        9.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，左端与竖直墙壁接触．现打开尾端阀门，气体往外喷出，设喷口面积为S，气体密度为ρ，气体往外喷出的速度为v，则气体刚喷出时贮气瓶顶端对竖直墙的作用力大小是(　　)A．ρvS       B.       C.ρv2S       D．ρv2S  10.高空作业须系安全带．如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)，此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为(　　)A.＋mg        B.－mg        C.＋mg         D.－mg 11. (多选)为了进一步探究课本中的迷你小实验，某同学从圆珠笔中取出轻弹簧，将弹簧一端固定在水平桌面上，另一端套上笔帽，用力把笔帽往下压后迅速放开，他观察到笔帽被弹起并离开弹簧向上运动一段距离．不计空气阻力，忽略笔帽与弹簧间的摩擦，在弹簧恢复原长的过程中(　　)A．笔帽一直做加速运动B．弹簧对笔帽做的功和对桌面做的功相等C．弹簧对笔帽的冲量大小和对桌面的冲量大小相等D．弹簧对笔帽的弹力做功的平均功率大于笔帽克服重力做功的平均功率  12. (多选)一细绳系着小球，在光滑水平面上做圆周运动，小球质量为m，速度大小为v，做圆周运动的周期为T，则以下说法中正确的是(　　)A．经过时间t=，小球的动量的变化量为零B．经过时间t=，小球的动量的变化量大小为mvC．经过时间t=，细绳的拉力对小球的冲量大小为2mvD．经过时间t=，重力对小球的冲量大小为            13. 2017年9月在济青高速公路上，一辆轿车强行超车时，失控冲出车道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是多大？(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为多大？                  14.塑料水枪是儿童们夏天喜欢的玩具，但是也有儿童眼睛被水枪击伤的报道，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题．水枪产生的水柱对目标的冲击力与枪口直径、出水速度等因素相关．设有一水枪，枪口直径为d，出水速度为v，储水箱的体积为V.(1)水枪充满水可连续用多长时间？(2)设水的密度为ρ，水柱水平地打在竖直平面(目标)上后速度变为零，则水流对目标的冲击力是多大？你认为要控制水枪威力关键是控制哪些因素？不考虑重力、空气阻力等的影响，认为水柱到达目标的速度与出枪口时的速度相同．               
答案解析1.答案为：A；解析：根据动量定理知，冲量是引起动量变化的原因，故A项正确；根据I=Ft知，作用在静止的物体上的力的冲量不为零，故B项错误；动量越大说明物体的速度越大，但无法说明动量的变化，故不能说明物体冲量的大小，故C项错误；恒力冲量方向与力的方向相同，变力冲量方向不一定与力的方向相同，故D项错误．  2.答案为：A；解析：根据机械能守恒可知，两球滑到轨道末端速度大小相等，方向不同；根据动量定理可知，两球所受到的合外力的冲量大小相等，选项B错误；支持力与时间的乘积不为零，所以支持力的冲量不为零，选项C错误；由于末速度方向不同，所以两球动量的变化量不同，选项D错误；甲球做加速度减小的加速运动，乙球做匀加速直线运动，根据速度大小与时间的关系可知，甲球运动的时间短，所以甲球重力的冲量比乙球重力的冲量小，选项A正确．  3.答案为：A；解析：根据动量知识得F0t0=mv1,2F0t0=mv2-mv1，联立解得v1：v2=1：3，得p1：p2=1：3，由Ek=得Ek1：Ek2=1：9，故选A.  4.答案为：D；解析：AB与CD平行，所以撤去推力后两物体的加速度相等，即两物体受到的摩擦力大小相等，但a的运动时间小于b的时间，根据I=ft可知，摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，C错误；根据动量定理，对整个过程研究得：F1t1-ftOB=0，F2t2-ftOD=0，由题图看出，tOB<tOD，则有F1t1<F2t2，即F1的冲量小于F2的冲量，A、B错误；根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，a、b两个物体动量的变化量都为零，所以合外力的冲量相等，D正确．  5.答案为：B；解析：鸡蛋从17楼(离地面安全帽为45 m高)落下，可近似看成是自由落体运动，则根据v2=2gh可得落到安全帽上的瞬时速度为v=30 m/s，鸡蛋壳与安全帽碰撞的过程，若选竖直向上为正方向，由动量定理得：(F-mg)Δt=0-(-mv)，∴F=＋mg=＋30×10-2=2.0×103 (N)，由牛顿第三定律，安全帽受到平均冲击力大小F′=F=2.0×103 N，选项B正确．  6.答案为：C；解析：取向右为正方向．①中初动量p=30 kg·m/s，末动量p′=-15 kg·m/s，则动量变化量为Δp=p′-p=-45 kg·m/s；②中初动量p=15 kg·m/s，末动量p′=30 kg·m/s，则动量变化量为Δp=p′-p=15 kg·m/s；③中初动量p=15 kg·m/s，末动量p′=-30 kg·m/s，则动量变化量为Δp=p′-p=-45 kg·m/s；④中初动量p=30 kg·m/s，末动量p′=15 kg·m/s，则动量变化量为Δp=p′-p=-15 kg·m/s；故①③物体动量改变量相同．故C项正确． 7.答案为：B；解析：以水为研究对象,运用动量定理得Ft=m水v1-0,代入数据解得,水流受到的平均作用力为F=30N,方向沿出口方向和进口方向的角平分线。根据牛顿第三定律可知,水对该水枪作用力的大小是30N,方向沿②的方向,故B正确。  8.答案为：A；解析：人做自由落体运动时，有v=，选向下为正方向，又mgt-Ft=0-mv，得F=＋mg，所以A项正确．  9.答案为：D；解析：以t时间内喷出去的气体为研究对象，则Ft=ρSvtv=ρStv2，得F=ρSv2，由于气瓶处于平衡状态，墙壁与气瓶间作用力与气体反冲作用力相等，故D项正确．  10.答案为：A；解析：人做自由落体运动时，有v=，选向下为正方向，又mgt－Ft=0－mv，得F=＋mg，所以A项正确． 11.答案为：CD；解析：在弹簧恢复原长的过程中，笔帽先向上做加速运动，弹簧压缩量减小，弹力减小，加速度逐渐减小；当弹力等于重力时，笔帽加速度为零，速度最大；此后弹力小于重力，合力向下，加速度与速度反向，笔帽做减速运动，A错误．笔帽向上运动，受到的弹力方向向上，力与位移同向，故弹力对笔帽做正功，重力方向向下，与位移反向，对笔帽做负功，由于笔帽动能增加，所以弹簧对笔帽做的功大于笔帽克服重力做的功，又时间相同，根据功率的定义，可知D正确．弹簧对桌面虽然有弹力，但没有位移，所以不做功，B错误．由于轻弹簧质量不计，所以弹簧对桌面的弹力大小等于弹簧对笔帽的弹力大小，作用时间相同，冲量大小相等，C正确．  12.答案为：BCD；解析：经过时间t=，小球转过了180°，速度方向正好与开始计时的时刻的速度方向相反，若规定开始计时的时刻的速度方向为正方向，则小球的动量的变化量Δp=-mv-mv=-2mv，细绳的拉力对小球的冲量I=Δp=-mv-mv=-2mv，A错误，C正确；经过时间t=，小球转过了90°，根据矢量合成法可得，小球的动量的变化量为Δp′=mΔv=mv，重力对小球的冲量大小IG=mgt=，B、D正确．  13.解：(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.根据动量定理有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.  14.解：(1)设Δt时间内，从枪口喷出的水的体积为ΔV，则ΔV=vSΔt，S=π2，所以单位时间内从枪口喷出的水的体积为=vπd2，水枪充满水可连续用的时间t==.(2)Δt时间内从枪口喷出的水的质量m=ρΔV=ρSvΔt=ρ·π2vΔt=ρπd2vΔt.质量为m的水在Δt时间内与目标作用，由动量定理有FΔt=Δp，以水流的方向为正方向，得-FΔt=0-ρπd2vΔt·v=0-ρπd2v2Δt，解得F=πρd2v2.可见，要控制水枪威力关键是要控制枪口直径d和出水速度v.