2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练20动量和动量定理（Word版附解析）

这是一份2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练20动量和动量定理（Word版附解析），共3页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示,一根橡皮绳一端固定于天花板上,另一端连接一质量为m的小球,小球静止时位于O点。现给小球一竖直向下的瞬时冲量I0,小球运动到最低点用时t,重力加速度大小为g,不计橡皮绳所受的重力及空气阻力。小球从开始运动到运动至最低点的过程中,橡皮绳对小球的平均作用力大小为( )
A.I0tB.mg
C.I0t+mgD.I0t-mg
2.一个小物体从倾角为θ的斜面顶端由静止释放,沿斜面下滑到底端时速度减为零。其中P为斜面的中点,斜面上半段光滑,下半段粗糙,如图所示。以沿斜面向下为正方向,则物体下滑过程中的位移x、速度v、合外力F、合外力的冲量I与时间t的关系图像可能正确的是( )
3.太空探测器常装配离子发动机,其基本原理是将被电离的原子从发动机尾部高速喷出,从而为探测器提供推力。若某探测器质量为490 kg,离子以30 km/s的速率(远大于探测器的飞行速率)向后喷出,流量为3.0×10-3 g/s,则探测器获得的平均推力大小为( )
N N
N N
4.在某晚会的互动环节中,表演者将球抛向观众,假设质量约为3 kg的超大气球以2 m/s的速度竖直下落到某观众手上,该观众双手向上推,使气球以原速度大小竖直向上反弹,作用时间为0.2 s。忽略气球所受浮力及空气阻力,g取10 m/s2。则观众双手受的压力共计( )
A.30 NB.60 N
C.90 ND.120 N
5.为估算雨天院中芭蕉叶面上单位面积所承受的力,小玲同学将一圆柱形水杯置于院中,测得10 min内杯中雨水上升了15 mm,查询得知,当时雨滴落地速度约为10 m/s,设雨滴撞击芭蕉叶面后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103 kg/m3,据此估算芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为( )
NB.0.5 N
C.1.5 ND.2.5 N
二、多项选择题
6.安全气囊是汽车安全保障的重要设施,它与座椅安全带配合使用,可以为乘员提供有效的防撞保护。若某次汽车安全测试中,汽车发生剧烈碰撞时,安全气囊未打开,与安全气囊顺利打开相比,下列说法正确的是(设每次测试汽车速度相同)( )
A.安全气囊未打开时,模拟乘员的动量变化量大
B.安全气囊打开时,模拟乘员的动量变化慢
C.安全气囊未打开时,模拟乘员受到撞击力的冲量大
D.安全气囊打开时,模拟乘员受到的撞击力小
7.如图所示,质量为m0的机车带着质量为m的拖车在平直轨道上以加速度a匀加速前进,当速度为v0时拖车突然与机车脱钩,到拖车停下瞬间司机才发现。若机车的牵引力一直未变,车与路面间的动摩擦因数为μ,那么从脱钩到拖车刚停下的过程中,下列说法正确的是( )
A.机车和拖车整体受的合外力为零
B.机车和拖车整体机械能守恒
C.从脱钩到拖车刚停下用时v0μg
D.拖车刚停下时汽车的速度为(m0+m)(a+μg)μm0gv0
三、非选择题
8.如图所示,静止在光滑水平面上的小车m0=20 kg。从水枪中喷出的水柱的横截面积S=10 cm2,速度v=10 m/s,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3。用水枪喷出的水从车后沿水平方向冲击小车的前壁,且冲击到小车前壁的水全部沿前壁流进小车中。当有质量m=5 kg的水进入小车时,试求:
(1)小车的速度大小;
(2)小车的加速度大小。
考点规范练20 动量和动量定理
1.C 解析:对小球受力分析可知,小球受重力和绳子的拉力作用,设向上为正方向,由动量定理有(F-mg)t=0-(-I0),解得F=I0t+mg,故C正确,A、B、D错误。
2.D 解析:物体在光滑的斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,位移x=12at2,x-t图线是开口向上的抛物线的一部分,过P点后物体做匀减速直线运动,故A错误。P是斜面的中点,物体前半段位移与后半段位移大小相等,v-t图像与坐标轴围成的面积应相等,两过程的运动时间t相等,而图示两段v-t图像与坐标轴围成的面积不相等,两段的运动时间t不相等,故B错误。物体先做初速度为零的匀加速直线运动,后做匀减速直线运动且末速度为零,两段位移x大小相等,匀加速结束的速度与匀减速的初速度v相等,由a=v22x可知两段加速度大小相等,由牛顿第二定律可知F=ma,两段运动过程所受合外力大小相等,方向相反,故C错误。由动量定理得I=F合t=mat,由于物体运动两过程所受合力F大小相等、方向相反,力的作用时间t相等,则两过程合外力的冲量方向相反,故D正确。
3.C 解析:在时间t内喷出离子的质量m=3.0×10-6 kg/s·t,对喷出的离子,由动量定理得Ft=mv-0,代入数据解得F=0.09 N,由牛顿第三定律可知,探测器获得的平均推力大小F'=F=0.09 N,故C正确,A、B、D错误。
4.C 解析:取竖直向下为正方向,对大气球,由动量定理有(mg-F)·Δt=-mv'-mv,代入数据解得F=90 N,故C正确。
5.A 解析:设雨滴受到支持面的平均作用力为F,水杯中在Δt时间内有质量为Δm的雨水速度由v=10 m/s减为零。不计雨滴的重力,以向上为正方向,对这部分雨水应用动量定理FΔt=0-(-Δmv)=Δmv,解得F=ΔmvΔt。设水杯横截面积为S,水杯里的雨水在Δt时间内水面上升Δh,则有Δm=ρSΔh,故F=ρSvΔℎΔt,FS=ρvΔℎΔt=1×103×10×15×10-310×60 N/m2=0.25 N/m2,故芭蕉叶面单位面积上的平均受力约为0.25 N,A正确,B、C、D错误。
6.BD 解析:在碰撞过程中,模拟乘员的动量的变化量是一定的,根据动量定理Ft=0-p,可知模拟乘员受到撞击力的冲量大小也是一定的,故A、C错误。在碰撞过程中,模拟乘员的动量的变化量是一定的,安全气囊打开时,增加了作用的时间,根据动量定理Ft=Δp可知,可以减小模拟乘员受到的撞击力;由于F=Δpt,因此减小了驾驶员的动量变化率,即模拟乘员的动量变化慢,故B、D正确。
7.CD 解析:机车和拖车整体合外力不为零,选项A错误。汽车和拖车整体除重力之外的其他力做功之和大于零,系统机械能增加,选项B错误。以拖车为研究对象,由牛顿第二定律得-μmg=ma',则a'=-μg,由-v0=a't得,拖车脱钩后到停止经历的时间为t=v0μg,选项C正确。全过程系统受到的合外力始终为(m0+m)a,末状态拖车的动量为零,全过程对系统应用动量定理可得(m0+m)a·v0μg=m0v'-(m0+m)v0,解得v'=(m0+m) (a+μg)μm0gv0,选项D正确。
8.解析:(1)流进小车的水与小车组成的系统动量守恒,设当进入质量为m的水后,小车速度为v1,则mv=(m+m0)v1,即v1=mvm+m0=2 m/s。
(2)质量为m的水流进小车后,在极短的时间Δt内,冲击小车的水的质量Δm=ρS(v-v1)Δt,设此时水对车的冲击力为F,则车对水的作用力为-F,由动量定理有-FΔt=Δmv1-Δmv,得F=ρS(v-v1)2=64 N,小车的加速度a=Fm0+m=2.56 m/s2。
答案:(1)2 m/s
(2)2.56 m/s2