2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練18《動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理》一 、選擇題1.有關(guān)物體的動(dòng)量，下列說法正確的是(　　)A.同一物體的動(dòng)量改變，一定是速度大小改變B.同一物體的動(dòng)量改變，一定是速度方向改變C.同一物體的運(yùn)動(dòng)速度改變，其動(dòng)量一定改變D.同一物體的運(yùn)動(dòng)速度改變，其動(dòng)量可能不變2.把一個(gè)乒乓球豎直向上拋出，若空氣阻力大小不變，則乒乓球上升到最高點(diǎn)和從最高點(diǎn)返回到拋出點(diǎn)的過程相比較(　　)A.重力在上升過程的沖量大B.合外力在上升過程的沖量大C.重力沖量在兩過程中的方向相反D.空氣阻力沖量在兩過程中的方向相同3.物體A和B用輕繩相連在輕質(zhì)彈簧下靜止不動(dòng)，如圖甲所示。A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為M。當(dāng)連接A、B的繩突然斷開后，物體A上升經(jīng)某一位置時(shí)的速度為v，這時(shí)物體B下落速度大小為u，如圖乙所示。這段時(shí)間里，彈簧的彈力對物體的沖量為(　　)A.mv        B.mv－Mu         C.mv＋Mu          D.mv＋mu4.一質(zhì)量為2 kg的物體受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的a-t圖像如圖所示，t=0時(shí)其速度大小為2 m/s?；瑒?dòng)摩擦力大小恒為2 N，則(　　)A.在t=6 s時(shí)刻，物體的速度為18 m/sB.在0～6 s時(shí)間內(nèi)，合力對物體做的功為400 JC.在0～6 s時(shí)間內(nèi)，拉力對物體的沖量為36 N·sD.在t=6 s時(shí)刻，拉力F的功率為200 W5. “天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪，是天津市的地標(biāo)之一。摩天輪懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列敘述正確的是(　　)A.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，乘客的機(jī)械能保持不變B.在最高點(diǎn)時(shí)，乘客重力大于座椅對他的支持力C.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，乘客重力的沖量為零D.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變6.質(zhì)量為0.2 kg的小球豎直向下以6 m/s的速度落至水平地面上，再以4 m/s的速度反向彈回。取豎直向上為正方向，在小球與地面接觸的時(shí)間內(nèi)，關(guān)于球動(dòng)量變化量Δp和合外力對小球做的功W，下列說法正確的是(　　)A.Δp=2 kg·m/s　W=－2 JB.Δp=－2 kg·m/s　W=2 JC.Δp=0.4 kg·m/s　W=－2 JD.Δp=－0.4 kg·m/s　W=2 J7.將一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊放在光滑的斜面上，使木塊從斜面的頂端由靜止開始向下滑動(dòng)，滑到底端總共用時(shí)t，如圖所示，設(shè)在下滑的前一半時(shí)間內(nèi)木塊的動(dòng)量變化為Δp1，在后一半時(shí)間內(nèi)其動(dòng)量變化為Δp2，則Δp1∶Δp2為(　　)A.1∶2        B.1∶3       C.1∶1         D.2∶18.質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從床墊正上方h1高處自由下落，落墊后反彈的高度為h2，設(shè)運(yùn)動(dòng)員每次與床墊接觸的時(shí)間為t，則在運(yùn)動(dòng)員與床墊接觸的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員對床墊的平均作用力為(空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g)(　　)A.mg＋            B.mg＋C.        D.mg＋ 9. (多選)恒力F作用在質(zhì)量為m的物體上，如圖所示，由于地面對物體的摩擦力較大，沒有被拉動(dòng)，則經(jīng)時(shí)間t，下列說法正確的是(　　)A.拉力F對物體的沖量大小為零B.拉力F對物體的沖量大小為FtC.拉力F對物體的沖量大小是FtcosθD.合力對物體的沖量大小為零10. (多選)一質(zhì)量為2 kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng)。F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，則(　　)A.t=1 s時(shí)物塊的速率為1 m/sB.t=2 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為4 kg·m/sC.t=3 s時(shí)物塊的動(dòng)量大小為5 kg·m/sD.t=4 s時(shí)物塊的速度為零11. (多選)某同學(xué)為了測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，完成了如下的操作：將一質(zhì)量為m的小球由地面豎直向上發(fā)射出去，其速度的大小為v0，經(jīng)過一段時(shí)間后小球落地，取從發(fā)射到小球上升到最高點(diǎn)為過程1，小球從最高點(diǎn)至返回地面為過程2。如果忽略空氣阻力，則下述說法正確的是(　　)A.過程1和過程2動(dòng)量的變化大小都為mv0B.過程1和過程2動(dòng)量變化的方向相反C.過程1重力的沖量為mv0，且方向豎直向下D.過程1和過程2重力的總沖量為012. (多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小球從距離地面高H的A點(diǎn)由靜止開始釋放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到達(dá)距地面深度為h的B點(diǎn)時(shí)速度減為零。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。關(guān)于小球下落的整個(gè)過程，下列說法正確的有(　　)A.小球的機(jī)械能減小了mg(H＋h)B.小球克服阻力做的功為mghC.小球所受阻力的沖量大于mD.小球動(dòng)量的改變量等于所受阻力的沖量三 、計(jì)算題13.在光滑水平面上有一質(zhì)量為m＝4 kg的物體，它受到如圖所示隨時(shí)間變化的水平拉力作用，物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，物體在10 s末的速度大小為多大？若它與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1,10 s末物體速度的大小又為多大？(g取10 m/s2)14.將質(zhì)量為500 g的杯子放在臺秤上，一個(gè)水龍頭以每秒700 g水的流量注入杯中。注至10 s末時(shí)，臺秤的讀數(shù)為78.5 N，則注入杯中水流的速度是多大？15.香港迪士尼游樂園入口旁有一噴泉，在水泵作用下會(huì)從鯨魚模型背部噴出豎直向上的水柱，將站在沖浪板上的米老鼠模型托起，穩(wěn)定地懸停在空中，伴隨著音樂旋律，米老鼠模型能夠上下運(yùn)動(dòng)，引人駐足，如圖所示。這一景觀可做如下簡化，假設(shè)水柱以一定的速度從噴口豎直向上噴出，水柱的流量為Q(流量定義：在單位時(shí)間內(nèi)向上通過水柱橫截面的水的體積)，設(shè)同一高度水柱橫截面上各處水的速率都相同，沖浪板底部為平板且其面積大于水柱的橫截面積，保證所有水都能噴到?jīng)_浪板的底部。水柱沖擊沖浪板前其水平方向的速度可忽略不計(jì)，沖擊沖浪板后，水在豎直方向的速度立即變?yōu)榱?，在水平方向朝四周均勻散開。已知米老鼠模型和沖浪板的總質(zhì)量為m0，水的密度為ρ，重力加速度大小為g，空氣阻力及水的阻力均可忽略不計(jì)。(1)求噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；(2)由于水柱頂部的水與沖浪板相互作用的時(shí)間很短，因此在分析水對沖浪板的作用力時(shí)可忽略這部分水所受的重力。試計(jì)算米老鼠模型在空中懸停時(shí)，水到達(dá)沖浪板底部的速度大??；(3)要使米老鼠模型在空中懸停的高度發(fā)生變化，需調(diào)整水泵對水做功的功率。水泵對水做功的功率定義為單位時(shí)間內(nèi)從噴口噴出的水的動(dòng)能。請根據(jù)笫(2)問中的計(jì)算結(jié)果，推導(dǎo)沖浪板底部距離噴口的高度h與水泵對水做功的功率P0之間的關(guān)系式。
0.答案解析1.答案為：C解析：動(dòng)量為一矢量，由p＝mv知，同一物體動(dòng)量改變，可能是速度大小變化、也可能是速度方向變化，所以A、B錯(cuò)誤；同一物體速度改變，動(dòng)量一定變化，故C正確，D錯(cuò)誤。2.答案為：B解析：乒乓球上升過程mg＋f＝ma1，下降過程mg－f＝ma2，故a1>a2。由于上升和下降通過的位移相同，由公式x＝at2知上升用的時(shí)間小于下降用的時(shí)間，上升時(shí)重力的沖量小，A錯(cuò)誤；而重力的沖量，不管是上升還是下降，方向都向下，故C錯(cuò)誤；而空氣阻力沖量的方向：上升時(shí)向下，下降時(shí)向上，故方向相反，D錯(cuò)誤；再由公式v＝可知，上升的初速度大于下降的末速度，由動(dòng)量定理知，合外力的沖量等于動(dòng)量的變化量，因上升時(shí)動(dòng)量的變化量大于下降時(shí)動(dòng)量的變化量，故合外力在上升過程沖量大，故B正確。3.答案為：D解析：彈簧的彈力是變力，時(shí)間是未知量，顯然，不能直接從沖量的概念I(lǐng)＝Ft入手計(jì)算，只能用動(dòng)量定理求解，對物體A：I彈－mgt＝mv。對物體B：Mgt＝Mu。消去t解得I彈＝mv＋mu，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。4.答案為：D；解析：根據(jù)Δv=a0t，可知a-t圖線與t軸所圍“面積”表示速度的增量，則v6=v0＋Δv=2 m/s＋(2＋4)×6 m/s=20 m/s，A錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可得：W合=mv62－mv02=396 J，B錯(cuò)誤；由動(dòng)量定理可得：IF－ft=mv6－mv0，解得拉力的沖量IF=48 N·s，C錯(cuò)誤；由牛頓第二定律得F－f=ma，可求得F6=f＋ma=10 N，則6 s時(shí)拉力F的功率P=F6·v6=200 W，D正確。5.答案為：B；解析：摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中乘客的動(dòng)能不變，重力勢能一直變化，故機(jī)械能一直變化，A錯(cuò)誤；在最高點(diǎn)乘客具有豎直向下的向心加速度，重力大于座椅對他的支持力，B正確；摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，乘客重力的沖量等于重力與周期的乘積，C錯(cuò)誤；重力瞬時(shí)功率等于重力與速度在重力方向上的分量的乘積，而轉(zhuǎn)動(dòng)過程中速度在重力方向上的分量是變化的，所以重力的瞬時(shí)功率也是變化的，D錯(cuò)誤。6.答案為：A；解析：取豎直向上為正方向，則小球與地面碰撞過程中動(dòng)量的變化量：Δp=mv2－mv1=0.2×4 kg·m/s－0.2×(－6)kg·m/s=2 kg·m/s，方向豎直向上。由動(dòng)能定理，合外力做的功：W=mv22－mv12=×0.2×42J－×0.2×62J=－2 J。故A正確。7.答案為：C；解析：木塊在下滑的過程中，一直受到的是重力與斜面支持力的作用，二力的合力大小恒定為F=mgsin θ，方向也始終沿斜面向下不變。由動(dòng)量定理可得Δp1∶Δp2=(F·t1)∶(F·t2)=(mgsin θ·t)∶(mgsin θ·t)=1∶1。故選項(xiàng)C正確。8.答案為：D解析：設(shè)在時(shí)間t內(nèi)，床墊對運(yùn)動(dòng)員的平均作用力大小為F，運(yùn)動(dòng)員剛接觸床墊時(shí)的速率為v1，則離開床墊時(shí)的速率為v2。如圖所示，規(guī)定豎直向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理有：F合t＝Δp，F(xiàn)合＝F－mg，Δp＝mv2－m(－v1)＝mv2＋mv1由機(jī)械能守恒定律有mv＝mgh1，v1＝，mv＝mgh2，v2＝由此可得F＝mg＋＝mg＋，由牛頓第三定律可得，運(yùn)動(dòng)員對床墊的作用力大小F′＝F＝mg＋，方向?yàn)樨Q直向下，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 9.答案為：BD解析：物體靜止時(shí)，合外力為零，合外力的沖量為零，D正確；拉力是恒力，其沖量為力與時(shí)間的乘積，B正確，A、C錯(cuò)誤。10.答案為：AB；解析：法一：根據(jù)F-t圖線與時(shí)間軸圍成的面積的物理意義為合外力F的沖量，可知在0～1 s、0～2 s、0～3 s、0～4 s內(nèi)合外力沖量分別為2 N·s、4 N·s、3 N·s、2 N·s，應(yīng)用動(dòng)量定理I=mΔv可知物塊在1 s、2 s、3 s、4 s末的速率分別為1 m/s、2 m/s、1.5 m/s、1 m/s，物塊在這些時(shí)刻的動(dòng)量大小分別為2 kg·m/s、4 kg·m/s、3 kg·m/s、2 kg·m/s，則A、B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。法二：前2 s內(nèi)物塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a1== m/s2=1 m/s2，t=1 s時(shí)物塊的速率v1=a1t1=1 m/s，A正確；t=2 s時(shí)物塊的速率v2=a1t2=2 m/s，動(dòng)量大小為p2=mv2=4 kg·m/s，B正確；物塊在2～4 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為a2==0.5 m/s2，t=3 s時(shí)物塊的速率v3=v2－a2t3=(2－0.5×1) m/s=1.5 m/s，動(dòng)量大小為p3=mv3=3 kg·m/s，C錯(cuò)誤；t=4 s時(shí)物塊的速率v4=v2－a2t4=(2－0.5×2) m/s=1 m/s，D錯(cuò)誤。11.答案為：AC；解析：根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對稱性可知，小球落地的速度大小也為v0，方向豎直向下，上升過程和下落過程中小球只受到重力的作用。選取豎直向下為正方向，上升過程動(dòng)量的變化量Δp1=0－(－mv0)=mv0，下落過程動(dòng)量的變化量Δp2=mv0－0=mv0，大小均為mv0，且方向均豎直向下，A、C正確，B錯(cuò)誤；小球由地面豎直向上發(fā)射到上升至最高點(diǎn)又返回地面的整個(gè)過程中重力的沖量為I=mv0－(－mv0)=2mv0，D錯(cuò)誤。12.答案為：AC；解析：小球在整個(gè)過程中，動(dòng)能變化量為零，重力勢能減小了mg(H＋h)，則小球的機(jī)械能減小了mg(H＋h)，故A正確；對小球下落的全過程運(yùn)用動(dòng)能定理得，mg(H＋h)－Wf=0，則小球克服阻力做功Wf=mg(H＋h)，故B錯(cuò)誤；小球落到地面的速度v=，對進(jìn)入泥潭的過程運(yùn)用動(dòng)量定理得：IG－IF=0－m，得：IF=IG＋m，知阻力的沖量大于m，故C正確；對全過程分析，運(yùn)用動(dòng)量定理知，動(dòng)量的變化量等于重力的沖量和阻力沖量的矢量和，故D錯(cuò)誤。三 、計(jì)算題13.解：物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)動(dòng)量定理有F1t1－F2t2＝mv，代入數(shù)據(jù)得v＝2.5 m/s；若水平面粗糙，前5 s內(nèi)拉力大于滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)動(dòng)量定理(F1－μmg)t1＝mv1，設(shè)再經(jīng)過t2時(shí)間使該速度v1減為零，則－(F2＋μmg)t2＝0－mv1，解得t2＝ s，而在速度減到零后，力F2＝3 N已經(jīng)不能再拉動(dòng)物體，以后的速度都為零，所以10 s末物體速度仍舊是0。14.解：以在很短時(shí)間Δt內(nèi)，落在杯中的水柱Δm為研究對象，水柱受向下的重力Δmg和向上的作用力F。設(shè)向上的方向?yàn)檎?，由?dòng)量定理得：(F－Δmg)Δt=0－(－Δmv)因Δm很小，Δmg可忽略不計(jì)，并且=0.7 kg/sF= v=0.7v(N)臺秤的讀數(shù)G讀=(m杯＋m水)g＋F78.5=(0.5＋0.7×10)×10＋0.7v解得v=5 m/s。15.解：(1)設(shè)在很短時(shí)間內(nèi)，從噴口噴出的水的體積為ΔV，質(zhì)量為Δm，水柱在噴口的初速度為v0，噴口的橫截面積為S。則Δm＝ρΔV，ΔV＝Sv0Δt＝QΔt，解得單位時(shí)間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為＝ρQ。(2)設(shè)米老鼠模型和沖浪板在空中懸停時(shí)，水柱頂部的水沖擊沖浪板底面速度由v變?yōu)?，對板的作用力的大小為F′，板對水的作用力的大小為F，以向下為正方向，不考慮水柱頂部水的重力，根據(jù)動(dòng)量定理有FΔt＝0－(Δm)(－v)，根據(jù)牛頓第三定律F＝F′。由于米老鼠模型在空中懸停，有F′＝m0g，聯(lián)立可解得v＝。(3)設(shè)米老鼠模型和沖浪板懸停時(shí)其底面距離噴口的高度為h，對于單位時(shí)間內(nèi)噴出的水，根據(jù)機(jī)械能守恒定律(或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式)得(Δm)v2＋(Δm)gh＝(Δm)·v，水泵對水做功的功率為P0＝＝，聯(lián)立解得h＝－。 

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