2022届高考物理一轮复习课后限时集训15动量和动量定理含解析新人教版

课后限时集训(十五)

(时间：30分钟)

1．(2020·湖南七校联考)下列对几种物理现象的解释，正确的是(　　)

A．泥工师傅贴瓷片时为了使瓷片平整用橡皮锤敲打瓷片，而不是用铁锤，是因为橡皮锤产生的冲量小

B．小朋友用力推门而没推动，但推力产生的冲量并不为零

C．动量相同的两个物体受到相同的制动力作用时，速度小的物体将先停下来

D．竖直上抛的物体上升到一定高度后又落回抛出点，不计空气阻力，则此过程中重力的冲量为零

B　[泥工师傅贴瓷片时为了使瓷片平整用橡皮锤敲打瓷片，而不是用铁锤，是因为与铁锤相比橡皮锤弹性大，敲打瓷片时力的作用时间更长，根据动量定理F·Δt＝Δp可知产生的作用力小，选项A错误；根据冲量定义式I＝Ft可知，虽然小朋友用力推门而没推动，但推力产生的冲量并不为零，选项B正确；根据动量定理FΔt＝Δp知，动量相同的两个物体受到相同的制动力作用时，两物体将同时停下来，与速度无关，选项C错误；同理，根据冲量定义式I＝Ft可知，竖直上抛的物体上升到一定高度后又落回抛出点，不计空气阻力，则此过程中重力的冲量不为零，选项D错误。]

2.(2020·甘肃庆阳调研)如图所示，竖直面内有一个固定圆环，MN是它在竖直方向上的直径。两根光滑滑轨MP、QN的端点都在圆周上，MP>QN。将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q点无初速度释放，在它们各自沿MP、QN运动到圆周上的过程中，下列说法中正确的是(　　)

A．合力对两滑块的冲量大小相同

B．重力对a滑块的冲量较大

C．弹力对a滑块的冲量较小

D．两滑块的动量变化大小相同

C　[这是“等时圆”，即两滑块同时到达滑轨底端。合力F＝mgsin θ(θ为滑轨倾角)，Fa>Fb，因此合力对a滑块的冲量较大，a滑块的动量变化也大；重力的冲量大小、方向都相同；弹力FN＝mgcos θ，FNa<FNb，因此弹力对a滑块的冲量较小，故选C。]

3.在一光滑的水平面上，有一轻质弹簧，弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端紧靠着一物体A，已知物体A的质量m＝4 kg，如图所示。现用一水平力F作用在物体A上，并向左压缩弹簧，力F做功50 J后(弹簧仍处在弹性限度内)，突然撤去力F，物体A从静止开始运动。则当撤去力F后，弹簧弹力对物体A的冲量大小为(　　)

A．20 N·s B．50 N·s 

C．25 N·s D．40 N·s

A　[根据题意知，撤去力F时，弹簧具有的弹性势能为Ep＝50 J，根据机械能守恒定律得Ep＝mv2，解得物体A离开弹簧的速度为v＝5 m/s，根据动量定理得I＝mv－0＝4×5 N·s＝20 N·s，A正确，B、C、D错误。]

4.(多选)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则(　　)

A．t＝1 s时物块的速率为1 m/s

B．t＝2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s

C．t＝3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s

D．t＝4 s时物块的速度为零

AB　[前2 s内物块做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a1＝＝ m/s2＝1 m/s2，t＝1 s时物块的速率v1＝a1t1＝1 m/s，A正确；t＝2 s时物块的速率v2＝a1t2＝2 m/s，动量大小为p2＝mv2＝4 kg·m/s，B正确；物块在2～4 s内做匀减速直线运动，加速度的大小a2＝＝0.5 m/s2，t＝3 s时物块的速率v3＝v2－a2t3＝(2－0.5×1) m/s＝1.5 m/s，动量大小p3＝mv3＝3 kg·m/s，C错误；t＝4 s时物块的速度v4＝v2－a2t4＝(2－0.5×2) m/s＝1 m/s，D错误。]

5.如图所示，AB为固定的光滑圆弧轨道，O为圆心，AO水平，BO竖直，轨道半径为R，将质量为m的小球(可视为质点)从A点由静止释放，在小球从A点运动到B点的过程中(　　)

A．小球所受合力的冲量方向为弧中点指向圆心

B．小球所受支持力的冲量为0

C．小球所受重力的冲量大小为m

D．小球所受合力的冲量大小为m

D　[小球受到竖直向下的重力和垂直切面指向圆心的支持力，所以合力不指向圆心，故合力的冲量也不指向圆心，故A错误；小球的支持力不为零，作用时间不为零，故支持力的冲量不为零，故B错误；小球在运动过程中只有重力做功，所以根据机械能守恒可得mgR＝mv，故vB＝，根据动量定理可得I合＝Δp＝mvB＝m，故C错误，D正确。]

6．(2018·全国卷Ⅱ)高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为 (　　)

A．10 N B．102 N 

C．103 N D．104 N

C　[根据自由落体运动和动量定理有2gh＝v2(h为25层楼的高度，约70 m)，Ft＝mv，代入数据解得F≈1×103 N，所以C正确。]

7．我国航天事业持续飞速发展，2019年1月，“嫦娥四号”飞船在太阳系最大的撞击坑内靠近月球南极的地点着陆月球背面。假设有一种宇宙飞船利用离子喷气发动机加速起飞。发动机加速电压为U，喷出二价氧离子，离子束电流为I，那么下列结论正确的是(基本电荷为e，原子质量单位为m0，飞船质量为M)(　　)

A．喷出的每个氧离子的动量p＝2eU

B．飞船所受到的推力为F＝4I

C．飞船的加速度为a＝

D．推力做功的功率为2MeU

B　[对于每个氧离子，根据动能定理得qU＝mv2，动量为p＝，其中q＝2e，m＝16m0，故p＝8，故A错误；设在Δt时间内喷出N个氧离子，飞船受到的推力为F＝N＝＝，其中＝I，q＝2e，m＝16m0，所以F＝4I，a＝，故B正确，C错误；功率的单位是J·s－1，而2MeU的单位是kg·J，故D错误。]

8. (2020·北京朝阳区4月模拟)物理问题的研究首先要确定研究对象。当我们研究水流、气流等流体问题时，经常会选取流体中的一小段来进行研究，通过分析能够得出一些有关流体的重要结论。

水刀应用高压水流切割技术，相比于激光切割有切割材料范围广、效率高、安全环保等优势。如图，某型号水刀工作过程中，将水从面积S＝0.1 mm2的细喷嘴高速喷出，直接打在被切割材料表面，从而产生极大压强，实现切割。已知该水刀每分钟用水600 g，水的密度为ρ＝1.0×103 kg/m3。

(1)求从喷嘴喷出水的流速v的大小；

(2)高速水流垂直打在材料表面上后，水速几乎减为0，求水对材料表面的压强p。

[解析]　(1)1分钟喷出的水的质量为m＝ρSvt

所以水的流速v＝

代入数据解得v＝100 m/s。

(2)选取Δt时间内打在材料表面质量为Δm的水为研究对象，由动量定理得

－FΔt＝0－Δmv，其中Δm＝ρSvΔt

根据牛顿第三定律知，材料表面受到的压力大小F′＝F，根据压强公式有p＝

联立解得p＝1.0×107 Pa。

[答案]　(1)100 m/s　(2)1.0×107 Pa