人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理同步达标检测题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 动量定理同步达标检测题，共8页。试卷主要包含了交通管理法规定等内容，欢迎下载使用。
题组一 冲量的理解与计算
1.(2024湖北黄冈中学高二月考)下列关于动量和冲量的说法正确的是( )
A.物体的动量变化时动能一定变化
B.物体所受合力冲量越大,它的动量也越大
C.当力与物体的位移垂直时,一段时间内该力的冲量为零
D.体操运动员落地总要屈腿,是为了延长作用时间以减小地面对运动员的作用力
2.(多选)(2024山东山大附中高二月考)质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,如图所示,经时间t,下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.重力对物体的冲量大小为mgtsin θ
B.支持力对物体的冲量大小为零
C.摩擦力对物体的冲量大小为mgtsin θ
D.合力对物体的冲量大小为零
3.(多选)(2024湖南益阳高二月考)如图所示,质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下,一直沿水平面向右匀速运动,重力加速度为g。关于物体在时间t内所受力的冲量,下列说法正确的是( )
A.重力的冲量大小为mgt
B.物体所受合力的冲量为0
C.拉力F的冲量大小为Ftcs θ
D.摩擦力的冲量大小为Ftsin θ
题组二 动量定理的理解与应用
4.(2024湖南常德高二月考)蹦床运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、腾翻,做出各种动作。现有一位质量为50 kg的运动员,从离水平网面3.2 m的高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5 m的高处。若这位运动员与网接触的时间为1.0 s,g取10 m/s2,则网对运动员的平均作用力的大小为( )
A.900 NB.1 400 N
C.600 ND.1 000 N
5.(多选)(2024重庆高二期末)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,在汽车相撞时,汽车安全气囊可使头部受伤率减少25%,面部受伤率减少80%左右。某次汽车安全测试中,汽车发生剧烈碰撞,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,模拟乘员受到的撞击力的冲量大
D.安全气囊打开时,模拟乘员受到的撞击力小
6.(2024北京海淀区高二期末)一个质量为2 kg的物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.t=1 s时物体的加速度是2 m/s2
B.t=2 s时物体开始反向运动
C.t=3 s时物体的动量大小是5 kg·m/s
D.t=4 s时物体的速度大小是1 m/s
题组三 应用动量定理解释现象
7.(2024江西九江高二月考)交通管理法规定:骑摩托车必须戴好头盔,这样做的目的是保护交通安全事故中的人,理由是( )
A.减小头部的冲量,起到安全作用
B.延长头部与硬物接触时间,从而减小冲力,起到保护作用
C.减小头部的速度变化量使人安全
D.减小头部的动量变化量,起到安全作用
8.(2024山东威海高二月考)如图所示,将一杯水放在桌边,杯下压一张纸条。若缓慢拉动纸条(此过程中杯子相对纸条滑动),发现杯子会滑落;当快速拉动纸条时,发现杯子并没有滑落。对于这个实验,下列说法正确的是( )
A.缓慢拉动纸条时,摩擦力对杯子的冲量较小
B.快速拉动纸条时,摩擦力对杯子的冲量较大
C.为使杯子不滑落,杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量大一些
D.为使杯子不滑落,杯子与桌面间的动摩擦因数应尽量大一些
B组关键能力提升练
9.(2024山西太原高二月考)如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v抽出纸条后,铁块掉到地面上的P点,若以速度2v抽出纸条,则铁块落地点( )
A.仍在P点
B.在P点左侧
C.在P点右侧不远处
D.在P点右侧原水平位移的两倍处
10.(2024广东清远高二月考)水平推力F1和F2分别作用于水平面上等质量的甲、乙两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下来。两物体的v-t图像如图所示,图中线段AB∥CD,则整个运动过程中( )
A.F1的冲量大于F2的冲量
B.F1的冲量等于F2的冲量
C.两物体受到的摩擦力大小相等
D.两物体受到的摩擦力大小不等
11.(2024河南郑州高二期末)一强夯机如图所示,其夯锤质量为1.2×104 kg,夯锤最大提升高度为20 m,在一次夯实地面的过程中,夯锤从最大提升高度处开始做自由落体运动,与地面的作用时间是0.01 s,g取10 m/s2。
(1)若不考虑夯锤所受重力,在夯锤与地面作用的时间内,地面受到夯锤的平均作用力是多少?
(2)若考虑夯锤所受重力,在夯锤与地面作用的时间内,地面受到夯锤的平均作用力是多少?
12.(2024广东深圳高二月考)如图所示,在倾角θ=37°的固定斜面上有一质量m=5 kg的物体沿斜面下滑,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,物体下滑2 s的时间内,求:(sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g取10 m/s2)
(1)物体所受各力的冲量;
(2)物体所受合力的冲量。
C组核心素养拔高练
13.(2024浙江杭州高二月考)如果雨滴下落为自由落体运动,则雨滴落到地面时,对地表动植物危害极大,实际上,动植物很少被雨滴砸伤,因为雨滴下落时不仅受重力,还受空气的浮力和阻力,使得雨滴落地时不会因速度太大而将动植物砸伤。某次下暴雨时,质量为m=2.5×10-5 kg的雨滴,从高h=2 000 m的云层下落。(g取10 m/s2)
(1)如果不考虑空气浮力和阻力,雨滴做自由落体运动,落到地面经Δt1=1.0×10-5 s速度变为零,因为雨滴和地面作用时间极短,可认为在Δt1时间内地面对雨滴的作用力不变且不考虑雨滴的重力,求雨滴对地面的作用力大小;
(2)考虑到雨滴同时还受到空气浮力和阻力的作用,设雨滴落到地面的实际速度为8 m/s,落到地面上经时间Δt2=3.0×10-4 s速度变为零,在Δt2时间内地面对雨滴的作用力不变且不考虑这段时间雨滴受到的重力、空气的浮力和阻力,求雨滴对地面的作用力大小。
参考答案
分层作业2 动量定理
1.D 解析 当物体的速度方向发生变化,大小未变化时,物体的动量发生变化,但动能不变,故A错误;物体所受合力冲量越大,它的动量变化量就越大,不是动量越大,故B错误;力的冲量I=Ft,当力与物体的位移垂直时,该力的冲量不为零,故C错误;体操运动员在落地的过程中,动量的变化量是一定的,屈腿是延长时间,可以减小运动员受到的平均作用力,故D正确。
2. CD 解析 根据冲量的定义知,重力对物体的冲量大小为mgt,A错误;对物体进行受力分析可知支持力大小FN=mgcsθ,则支持力对物体的冲量大小为mgtcsθ,B错误;摩擦力Ff=mgsinθ,所以摩擦力对物体的冲量大小为mgtsinθ,C正确;因物体静止,合力为零,则合力对物体的冲量大小为零,D正确。
3.AB 解析 由冲量的定义可知重力的冲量大小IG=mgt,A正确;物体做匀速直线运动,故所受合力为0,则所受合力的冲量为0,B正确;拉力F的冲量大小IF=Ft,C错误;由平衡条件可得摩擦力的大小Ff=Fcsθ,则摩擦力的冲量大小为If=Fft=Ftcsθ,D错误。
4.B 解析 运动员与网接触前瞬间有2gh1=v2-0,运动员与网分开后有-2gh2=0-v'2,从接触到分开过程中由动量定理得mgt-Ft=-mv'-mv,代入数据解得F=1400N,故B正确。
5.BD 解析 无论安全气囊是否打开,模拟乘员的初末动量不变,动量变化量不变,根据I=Δp,可知受到撞击力的冲量不变,故A、C错误;安全气囊打开时,模拟乘员速度变化的时间增加,而动量变化量不变,则模拟乘员的动量变化慢,根据Ft=Δp可知,模拟乘员受到的撞击力小,故B、D正确。
6.D 解析 由题图可知,t=1s时F=2N,由牛顿第二定律可得,物体的加速度为a=m/s2=1m/s2,故A错误;t=2s时物体的加速度开始反向,物体的速度达到最大,即将开始做匀减速运动,运动方向不变,故B错误;在3s内,由动量定理可得F1t1+F2t2=p-0,代入数据解得p=3kg·m/s,故C错误;在4s内,由动量定理可得F1t1+F2t3=mv-0,代入数据解得v=1m/s,故D正确。
7.B 解析 戴和不戴头盔,头部的速度变化量相同,则动量变化量相同,根据动量定理可知受到的冲量也相同,而戴头盔能够延长头部与硬物的接触时间,根据FΔt=Δp可知,可以减小冲力,从而起到保护作用,故B正确,A、C、D错误。
8.D 解析 在缓慢拉动和快速拉动纸条的过程中,杯子受到的摩擦力均为滑动摩擦力,大小相等,但快速拉动时,纸条与杯子作用时间短,此时摩擦力对杯子的冲量小,由I=Δp可知,杯子增加的动量较小,因此杯子没有滑落。缓慢拉动时,摩擦力对杯子的冲量大,杯子增加的动量大,杯子会滑落,选项A、B错误;为使杯子不滑落,摩擦力对杯子的冲量应尽量小一些,杯子与纸条间的动摩擦因数应尽量小一些,选项C错误;杯子与桌面间的动摩擦因数较大时,杯子在桌面上做减速运动的加速度较大,则滑动的距离较小,杯子不容易滑落,选项D正确。
9.B 解析 以速度2v抽出纸条时,纸条对铁块的作用时间变短,而纸条对铁块的作用力相同,故与以速度v抽出相比,纸条对铁块的作用力的冲量减小,铁块获得的动量减小,做平抛运动的初速度减小,水平位移减小,故落在P点左侧,选项B正确。
10.C 解析 甲、乙先做加速运动,撤去推力后做减速运动。题图中线段AB∥CD,表明甲、乙与水平面的动摩擦因数相同,又甲、乙质量相等,所以两物体受到的摩擦力大小相等,选项C正确,D错误;因为整个运动过程中两物体的动量改变量均为零,所以推力的冲量大小等于物体受到的摩擦力的冲量大小,由题图可知甲的运动时间小于乙的运动时间,所以甲物体受到的摩擦力的冲量小于乙物体受到的摩擦力的冲量,则F1的冲量小于F2的冲量,选项A、B错误。
11.解析 夯锤接触地面前做自由落体运动,末速度为v==20m/s
设在夯锤与地面作用的时间内,地面对夯锤的平均作用力大小为F,末速度为0,取竖直向上为正方向。
(1)不考虑夯锤所受重力,由动量定理得
FΔt=0-m(-v)
解得F=2.4×107N
由牛顿第三定律可知,地面受到夯锤的平均作用力大小F'=F=2.4×107N,方向竖直向下。
(2)考虑夯锤所受重力,由动量定理得
FΔt-mgΔt=0-m(-v)
解得F=2.412×107N
由牛顿第三定律可知,地面受到夯锤的平均作用力大小F'=F=2.412×107N,方向竖直向下。
答案 (1)2.4×107 N,方向竖直向下
(2)2.412×107 N,方向竖直向下
12.解析 (1)重力的冲量
IG=mgt=100N·s,方向竖直向下
支持力的冲量IN=mgtcs37°=80N·s
方向垂直斜面向上
摩擦力的冲量If=μmgtcs37°=16N·s
方向沿斜面向上。
(2)合力的冲量
I合=(mgsin37°-μmgcs37°)t=44N·s
方向沿斜面向下。
答案 (1)重力的冲量为100 N·s,方向竖直向下 支持力的冲量为80 N·s,方向垂直斜面向上 摩擦力的冲量为16 N·s,方向沿斜面向上
(2)44 N·s,方向沿斜面向下
13.解析 (1)不考虑空气浮力和阻力,雨滴做自由落体运动,落到地面的速度为
v==200m/s
取竖直向上为正方向,设地面对雨滴的作用力大小为F,对雨滴和地面的作用过程,运用动量定理得
FΔt1=0-(-mv)
代入数据解得F=500N
根据牛顿第三定律可知,雨滴对地面的作用力大小为500N。
(2)对雨滴和地面作用的过程,由动量定理得
F'Δt2=0-(-mv')
其中v'=8m/s
代入数据解得F'=N
根据牛顿第三定律可知,雨滴对地面的作用力大小为N。
答案 (1)500 N (2) N