2022届高考物理一轮复习课时作业二十动量和动量定理含解析新人教版

word 文档 - 1 - / 12 动量和动量定理 [双基巩固练] 1．[2021·某某某某摸底考试]从同样高度由静止落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易碎，而 掉在草地上不容易碎，其原因是( ) A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小 B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小 C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢 D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，受地面的冲击力小，而掉在草地上的玻璃杯受 地面的冲击力大 2．[2021·某某等级考模拟](多选)第二届进博会于 2019 年 11 月在某某举办．会上展出 了一种乒乓球陪练机器人，该机器人能够根据发球人的身体动作和来球信息，及时调整球拍 将球击回．若机器人将乒乓球以原速率斜向上击回，球在空中运动一段时间后落到对方的台 面上，忽略空气阻力和乒乓球的旋转，下列说法正确的是( ) A．击球过程合外力对乒乓球做功为零 B．击球过程合外力对乒乓球的冲量为零 C．在上升过程中，乒乓球处于失重状态 D．在下落过程中，乒乓球处于超重状态 word 文档 - 2 - / 12 3.[2021·某某某某一模]如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点 到入水前的运动过程记为Ⅰ，运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ，忽略空气阻力，则 运动员( ) A．过程Ⅰ的动量改变量等于零 B．过程Ⅱ的动量改变量等于零 C．过程Ⅰ的动量改变量等于重力的冲量 D．过程Ⅱ的动量改变量等于重力的冲量 4．[2019·全国卷Ⅰ ,16]最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成 功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的 气体速度约为 3km/s，产生的推力约为 4.8×106N，则它在 1s 时间内喷射的气体质量约为 ( ) A．1.6×102kgB．1.6×103kg C．1.6×105kgD．1.6×106kg 5．(多选)古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时 即可致死．若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为 0.2s，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是 ( ) word 文档 - 3 - / 12 6.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 30g 的鸡蛋从 17 楼(离 地面安全帽为 45m 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 50kg，重力加速度 g 取 10m/s2，则安全帽受到的平均冲击力的大小约为( ) A．1700NB．2000N C．2300ND．2500N 7．[2021·某某某某中学联考]如图所示，在一次冰壶比赛中，冰壶(可看成质点)被释放后， 在水平面上做匀减速直线运动，依次经过 a、b、c 三点，到达 c 点时冰壶恰好停止．已知 a、 b 间的距离是 b、c 间距离的 3 倍．不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A．冰壶通过 ab 段所用时间小于通过 bc 段所用时间 B．冰壶在 ab 段所受摩擦力的冲量等于在 bc 段所受摩擦力的冲量 C．冰壶在 ab 段的动量变化量大于在 bc 段的动量变化量 D．冰壶在 ab 段的动能变化量等于在 bc 段的动能变化量 word 文档 - 4 - / 12 8．(多选)如图所示，一个质量为 0.18kg 的垒球，以 25m/s 的水平速度飞向球棒，被球 棒打击后反向水平飞回，速度大小变为 45m/s，设球棒与垒球的作用时间为 0.01s．下列说法 正确的是( ) A．球棒对垒球的平均作用力大小为 1260N B．球棒对垒球的平均作用力大小为 360N C．球棒对垒球做的功为 126J D．球棒对垒球做的功为 36J 9．如图所示，物体从 t＝0 时刻开始由静止做直线运动，0～4s 内其合力随时间变化的关 系图线为某一正弦函数，下列表述不正确的是( ) A．0～2s 内合外力的冲量一直增大 B．0～4s 内合外力的冲量为零 C．2s 末物体的动量方向发生变化 D．0～4s 内物体动量的方向一直不变 10．如图所示，在水平光滑的轨道上有一辆质量为 300kg，长度为 2.5m 的装料车，悬 吊着的漏斗以恒定的速率 100kg/s 向下漏原料，装料车以 0.5m/s 的速度匀速行驶到漏斗下 word 文档 - 5 - / 12 方装载原料． (1)为了维持车速不变，在装料过程中需用多大的水平拉力作用于车上才行； (2)车装完料驶离漏斗下方仍以原来的速度前进，要使它在 2s 内停下来，需要对小车施加 一个多大的水平制动力． [综合提升练] 11．[2021·某某晋中考试]如图所示，在光滑的水平面上有一质量为 m 的物体，它受到水 平向右的力 F 的作用．若力 F 与重力 mg 的比值分别按 A、B、C、D 四个选项图中所示的方 式随时间 t 变化(取水平向右为正方向)．已知物体在 t＝0 时速度为零，若用 v1、v2、v3、v4 分别表示上述四种受力情况下物体在 2s 末的速率，则这四个速率中最大的速率所对应的图象 为( ) word 文档 - 6 - / 12 12．[2020·某某某某高三上期中]如图所示，在水平地面上有两个完全相同的钩码 A、B 处于静止状态，现在挂钩处分别对 A、B 施加竖直向上的恒力 F1 和 F2(F1＞F2)，使钩码都竖直 向上做匀加速直线运动，A、B 两个钩码各自运动一段时间后撤去竖直向上的恒力作用，已知 A、B 向上运动的最大高度相等．忽略空气阻力作用，设 F1 对钩码 A 的冲量大小为 I1，F2 对 钩码 B 的冲量大小为 I2，则( ) A．I1＜I2B．I1＞I2 C．I1＝I2D．以上情况都有可能 13．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，AB 两点和 CD 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 word 文档 - 7 - / 12 14．[2021·某某长郡中学月考](多选)如图所示，一竖直放置的轻弹簧，一端固定于地面 上，一端与质量为 3kg 的物块 B 固定在一起，质量为 1kg 的物块 A 放于 B 上．现在 A 和 B 正在一起竖直向上运动，当 A、B 分离后，A 上升 0.2m 到达最高点，此时 B 的速度方向向下， 弹簧为原长，则从 A、B 分离起至 A 到达最高点的这一过程中，下列说法正确的是(g 取 10m/s2)( ) A．A、B 分离时 B 的加速度为 g B．弹簧的弹力对 B 做的功为零 C．弹簧的弹力对 B 的冲量大小为 6N·s D．B 的动量变化量为零 word 文档 - 8 - / 12 课时作业(二十) 1．解析：从同样高度由静止下落的玻璃杯，由自由落体运动规律可知 v＝ 2gh，故掉 到水泥地面和草地时速度大小相同，动量大小相同，选项 A 错误；无论掉到水泥地面还是草 地上，与地面碰撞后的速度都是零，故动量改变量相同，选项 B 错误；由于水泥地面相比于 草地硬，玻璃杯与地面碰撞作用的时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面碰撞作用的时间长， 故相同的动量变化，掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢， 选项 C 正确；由动量定理 FΔt＝Δp 可知，掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，作用的时间 Δt 短，受到地面的冲击力 F 大，掉在草地上的玻璃杯与地面接触时，作用的时间Δt 长，受到 地面的冲击力 F 小．选项 D 错误． 答案：C 2．解析：球拍将乒乓球原速率击回，可知乒乓球的动能不变，动量方向发生改变，可知 合力做功为零，冲量不为零，A 正确，B 错误；在乒乓球的运动过程中，加速度方向向下，可 知乒乓球处于失重状态，C 正确，D 错误． 答案：AC 3．解析：本题考查动量改变量的判断．过程Ⅰ中动量改变量等于重力的冲量，即为 mgt， 不为零，故 A 错误，C 正确；运动员入水前的速度不为零，末速度为零，过程Ⅱ的动量改变 word 文档 - 9 - / 12 量不等于零，故 B 错误；过程Ⅱ的动量改变量等于合外力的冲量，不等于重力的冲量，故 D 错误． 答案：C 4．解析：设某次实验中该发动机向后喷射的气体的质量为 m，以这部分气体为研究对象， 根据动量定理有：Ft＝mv－0，解得 m＝ Ft v ＝ 4.8×106×1 3×103 kg＝1.6×103 kg，故选项 B 正确， 选项 A、C、D 错误． 答案：B 5．解析：根据题意建立模型，设兔子与树桩的撞击力为 F，兔子撞击树桩后速度为零， 根据动量定理有－Ft＝0－mv，所以 v＝ Ft m ＝ mgt m ＝gt＝10×0.2 m/s＝2 m/s.即兔子奔跑速 度不小于 2 m/s 时会被撞死． 答案：CD 6．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，由 动量定理得：FΔt＝Δp，即有：F＝ Δp Δt ＝ mv Δt ＝ 30×10－3×30 4.5×10－4 N＝2 000 N，选项 B 正确． 答案：B 7．解析：将冰壶的运动看作反方向的初速度为零的匀加速直线运动，由 x＝ 1 2 at2 知，冰 壶通过 ab 段所用时间等于通过 bc 段所用时间，A 错误；冰壶在运动过程中所受摩擦力不变， 由 I＝Ft 知，ab 段冰壶所受摩擦力的冲量等于 bc 段冰壶所受摩擦力的冲量，B 正确；冰壶所 受的合力为摩擦力，由动量定理知，冰壶在 ab 段动量变化量等于在 bc 段动量变化量，C 错 误；由动能定理知，冰壶在 ab 段动能变化量大于在 bc 段动能变化量，D 错误． word 文档 - 10 - / 12 答案：B 8．解析：设球棒对垒球的平均作用力为 F ，由动量定理得 F · t＝m(v－v0)，取 v＝45 m/s，则 v0＝－25 m/s，代入上式，得 F ＝1 260 N，由动能定理得 W＝ 1 2 mv2－ 1 2 mv2 0＝126 J，选项 A、C 正确． 答案：AC 9．解析：根据 F－t 图象面积表示冲量，可知在 0～2 s 内合外力的冲量一直增大，A 正 确；0～4 s 内合外力的冲量为零，B 正确；2 s 末冲量方向发生变化，物体的动量开始减小， 但方向不发生变化，0～4 s 内物体动量的方向一直不变，C 错误，D 正确． 答案：C 10．解析：(1)设在Δt 时间内漏到车上的原料质量为Δm，要使这些原料获得与车相同的 速度，需加力为 F，根据动量定理，有 F·Δt＝Δm·v 所以 F＝ Δm Δt ·v＝100×0.5 N＝50 N (2)车装完料的总质量为 M＝m 车＋ Δm Δt ·t＝错误! kg＝800 kg 对车应用动量定理，有 F′·t′＝0－(－Mv) 解得 F′＝ Mv t′ ＝错误! N＝200 N 答案：(1)50 N (2)200 N 11．解析：物体运动过程中，受重力、支持力和拉力的作用，合外力等于拉力，根据动 量定理，有 I＝mv－0，故物体在 0～2 s 内受到的冲量最大时，物体在 2 s 末的速率最大，图 word 文档 - 11 - / 12 中 F mg －t 图象与 t 轴所围图形的面积与冲量大小成正比，t 轴上方的冲量为正，t 轴下方的冲 量为负，由于 A 选项图中冲量的矢量和最大，故 A 选项中图象对应的物体在 2 s 末的速率最 大．故 A 正确． 答案：A 12．解析：本题考查动量定理知识，以及理解能力、推理能力，体现了物理观念中运动 与相互作用观念的要素和科学思维中模型建构、科学推理、科学论证的要素． 设钩码 A、B 的质量为 m，因 F1＞F2，由牛顿第二定律知向上做匀加速直线运动的加速 度：a1＞a2，由于上升高度相同，则速度图象如图所示： 根据图象可知 A 上升过程中运动的总时间小于 B 上升过程中运动的总时间．全过程根据 动量定理，对 A 有 I1－mgt1＝0，对 B 有 I2－mgt2＝0，所以 I1＜I2，故 A 正确，B、C、D 错误． 答案：A 13．解析：由动能定理知甲、乙两球滑到底端时的速度大小相等，甲沿切线方向做加速 度减小的加速运动，乙沿斜面做匀加速直线运动，且 AB 的弧长与斜面 CD 长度相等，画出甲、 乙小球速率随时间变化的图象如图所示，根据 v－t 图象可知，甲运动的时间短，由 I＝mgt 知，甲球重力的冲量比乙球重力的冲量小，选项 A 正确；甲、乙两球滑到底端时的速度大小 相等、方向不同，两球的动量变化大小相等、方向不同，由动量定理知，甲球所受合外力的 冲量与乙球所受合外力的冲量大小相等、方向不同，选项 B、D 错误；两球所受轨道的支持力 word 文档 - 12 - / 12 均不为零，由 I＝FNt 知，两球所受轨道的支持力的冲量均不为零，选项 C 错误． 答案：A 14．解析：A、B 分离时二者的速度、加速度相等，二者之间的相互作用力为 0，对 A 分 析可知，A 的加速度 aA＝g，所以 B 的加速度为 g，A 正确；A、B 分离时，弹簧恢复原长， A 到达最高点时弹簧恢复原长，从 A、B 分离起至 A 到达最高点的这一过程中弹簧的弹性势能 变化为零，所以弹簧的弹力对 B 做的功为零，B 正确；A、B 分离后 A 做竖直上抛运动，可知 竖直上抛的初速度 v＝ 2gh＝ 2×10×0.2 m/s＝2 m/s，上升到最高点所需的时间 t＝ 2h g ＝0.2 s，由运动的对称性可知，当 A 上升到最高点时 B 的速度为 2 m/s，方向竖直向 下，对 B 由动量定理(规定向下为正方向)得 mBgt＋I 弹＝mBv－(－mBv)，解得弹簧的弹力对 B 的冲量大小为 I 弹＝6 N·s，B 的动量变化量Δp＝mBv－(－mBv)＝12 kg·m/s，C 正确，D 错 误． 答案：ABC