人教版 (2019)选择性必修 第一册动量定理测试题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册动量定理测试题，共7页。试卷主要包含了5 kg·m/s，5 J等内容，欢迎下载使用。
1.抗日战争时期,我军缴获不少敌军武器武装自己,其中某轻机枪子弹弹头质量约为8 g,出膛速度大小约为750 m/s。某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中,机枪所受子弹的平均反冲力大小约为12 N,则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为( )
A.100B.120
C.140D.160
2.质量为60 kg的建筑工人不慎从高空跌下,幸好有弹性安全带的保护,使他悬挂起来。已知弹性安全带的缓冲时间是1.2 s,安全带长5 m,g取10 m/s2,则安全带所受的平均冲力的大小约为( )
A.500 NB.1 100 N
C.600 ND.100 N
3.水平面上一质量为m的物体,在水平推力F的作用下由静止开始运动。经时间2Δt撤去F,又经过3Δt物体停止运动,重力加速度为g,则该物体与水平面之间的动摩擦因数为( )
A.2FmgB.FmgC.2F5mgD.F5mg
4.(2025·四川遂宁开学考试)甲、乙两个物体在光滑水平面上沿同一直线运动,两物体受力的F-t图像如图所示。关于这两个物体的动量及动量变化量,下列说法中正确的是( )
A.0~5 s内,甲物体的动量变化量为10 kg·m/s
B.0~5 s内,乙物体的动量变化量为7.5 kg·m/s
C.0~5 s内,甲物体的动量一定变小
D.0~5 s内,乙物体的动量一定变小
5.2024年11月4日01时24分,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在距离地面的高度约1 m时,底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气,使返回舱在竖直方向上的速度在0.2 s内由8 m/s降到2 m/s。已知反推发动机喷气过程中返回舱受到的平均推力大小为F,喷出气体的密度为ρ,4台发动机喷气口的直径均为D,喷出气体的重力忽略不计,喷出气体的速度远大于返回舱的速度。则喷出气体的速度大小为( )
A.4FπρD2B.FπρD2
C.FπρD2D.4FπρD2
6.某沿海地区冬季风势较大,已知通常情况风速范围为6 m/s~12 m/s,若风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌,则当风速分别为12 m/s和6 m/s时,该交通标志牌受到风的平均作用力之比为( )
A.2∶1B.4∶1
C.8∶1D.16∶1
7.假如有一宇宙飞船,它的正面面积为S=1 m2,以v=7×103 m/s的速度进入宇宙微粒尘区,尘区每1 m3空间有一微粒,每一微粒平均质量为m=2×10-5 g,飞船经过区域的微粒都附着在飞船上,若要使飞船速度保持不变,飞船的推力应增加( )
N N
C.490 ND.980 N
8.(2025·山西阳泉期末)如图甲所示,质量为m=1 kg的物体静止在水平地面上,t=0时刻,对物体施加一个水平向右的作用力F,作用力F随时间的变化关系如图乙所示,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.t=8 s时物体的速度最大
B.t=7 s时物体的动能为40.5 J
C.0~4 s内物体的平均速度大小为2.25 m/s
D.0~4 s内物体所受摩擦力的冲量大小为4 N·s
9.(多选)水刀就是将普通的水加压,使其从细小的喷嘴中以400 m/s~1 000 m/s的速度射出形成的水流。我们知道,任何材料承受的压强都有一定的最大限度,下表列出了几种材料所能承受的最大压强限度。
设想有一水刀的水流射出的速度为600 m/s,水流与材料接触后以原速率反弹,水的密度ρ=1×103 kg/m3,则此水刀能切割的上述材料有( )
A.橡胶B.花岗岩
C.工具钢D.铸铁
10.(2025·安徽合肥期中)“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目,在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来,使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图所示,一质量为m的游客恰好静止在直径为d的圆柱形竖直风洞内,已知气流密度为ρ,游客受风面积(游客在垂直风力方向的投影面积)为S,风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定,重力加速度为g。假设气流吹到人身上后竖直方向的速度变为零,则下列说法正确的是( )
A.气流速度大小为mgρS
B.单位时间内流过风洞内某横截面的气体体积为 mgSρ
C.t时间内吹到人身上气流的动量变化量大小为mgt
D.若风速变为原来的12,游客开始运动时的加速度大小为12g
11.(10分)“鸡蛋撞地球”挑战活动要求学生制作鸡蛋“保护器”装置,使鸡蛋在“保护器”装置中从10 m高处静止下落撞到地面而不破裂。某同学制作了如图所示的鸡蛋“保护器”装置,从10 m高处静止下落到地面后瞬间速度减小为零,鸡蛋在“保护器”装置中继续向下运动0.3 m,0.1 s后静止且完好无损。已知鸡蛋在装置中运动时受到恒定的作用力,且该装置和鸡蛋的总质量为0.12 kg,其中鸡蛋的质量为m0=0.05 kg,不计下落过程中装置重力的变化,重力加速度为g=10 m/s2。求:
(1)装置落地前瞬间的速度大小;(3分)
(2)在下落10 m过程中,装置和鸡蛋克服阻力做的功;(3分)
(3)鸡蛋在装置中继续向下运动0.3 m过程中,装置对鸡蛋的冲量大小。(4分)
12.(10分)如图为蹦床运动员比赛时的情境,某次运动中,运动员从离水平网面1.8 m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面3.2 m高处。已知运动员的质量为50 kg,该次运动中运动员与网接触的时间为0.7 s,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)从开始自由下落到刚离开蹦床这一过程中运动员所受重力的冲量大小;(4分)
(2)网对运动员的平均作用力大小。(6分)
课时跟踪检测(三)
1．选B 根据牛顿第三定律可知，子弹所受机枪的平均作用力大小为F＝12 N，设1分钟内射出的子弹数量为n，根据动量定理Ft＝nmv，解得n＝eq \f(Ft,mv)＝eq \f(12×60,0.008×750)＝120，故选B。
2．选B 根据自由落体运动规律，该工人自由下落5 m的时间为t＝eq \r(\f(2h,g))＝1 s，则根据动量定理得 mg(t＋t′)－Ft′＝0，代入数据解得F＝eq \f(mgt＋t′,t′)＝1 100 N，根据牛顿第三定律，安全带所受的平均冲力大小为1 100 N，故选项B正确。
3．选C 对整个过程研究，根据动量定理可得F·2Δt－μmg·(2Δt＋3Δt)＝0，解得μ＝eq \f(2F,5mg)，故C正确。
4．选A 根据F­t图像与横轴围成的面积表示冲量，可知0～5 s内，甲、乙物体受到的力的冲量分别为I甲＝eq \f(1,2)×4×5 N·s＝10 N·s，I乙＝eq \f(1,2)×(－3)×5 N·s＝－7.5 N·s，根据动量定理可得Δp甲＝I甲＝10 kg·m/s，Δp乙＝I乙＝－7.5 kg·m/s，故A正确，B错误；由于不清楚甲、乙物体的初动量大小和方向，所以不能确定0～5 s内甲、乙两物体的动量大小如何变化，故C、D错误。
5．选B 以Δt时间内喷出的气体为研究对象，设喷出气体的速度为v，则每台发动机喷出气体的质量为m＝ρ·eq \f(πD2,4)·vΔt，根据牛顿第三定律可得返回舱对气体的作用力F′＝F，对4台发动机喷出的气体，由动量定理可得F′Δt＝4mv－0，解得v＝eq \r(\f(F,πρD2))。
6．选B 设标志牌的迎风面积为S，空气密度为ρ，则t时间内吹向标志牌的空气质量为m＝ρSvt，风吹到标志牌后，风速变为零，根据动量定理得－Ft＝0－mv，解得F＝ρSv2，根据牛顿第三定律可知，风对标志牌的平均作用力大小为ρSv2，风对标志牌的平均作用力与风速的平方成正比，则当风速分别为12 m/s和6 m/s时，该交通标志牌受到风的平均作用力之比为4∶1。故选B。
7．选B 选在时间Δt内附着在飞船上的微粒为研究对象，其质量应等于体积为SvΔt空间内微粒的总质量，即M＝eq \f(mSvΔt,1 m3)，研究对象初动量为零，末动量大小为Mv，设飞船对微粒的作用力大小为F，由动量定理得FΔt＝Mv－0，则F＝eq \f(Mv,Δt)＝eq \f(mSv2,1 m3)，根据牛顿第三定律可知，微粒对飞船的作用力大小也为F，则飞船要保持匀速飞行，推力应增加F，代入数据解得F＝0.98 N，故选B。
8．选B 物体所受的滑动摩擦力Ff＝μmg＝1 N，结合题图乙可知，0～1 s内FFf，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma1，物体向右加速，7～8 s内F