2027届高三物理一轮复习试题第7章第1讲动量和动量定理（Word版含解析）

这是一份2027届高三物理一轮复习试题第7章第1讲动量和动量定理（Word版含解析），共39页。试卷主要包含了某市学生体能测试中有一重要项目，如图为清洗汽车用的高压水枪等内容，欢迎下载使用。
题组一 动量和冲量的理解与计算
1.某市学生体能测试中有一重要项目:排球垫球个数测试。某同学在一次测试中双手在同一高度多次竖直垫起排球,第一次垫球后,球竖直上升高度为0.2 m,第二次垫球后,球竖直上升高度为0.45 m。已知排球的质量为0.27 kg,重力加速度取10 m/s2,不计空气阻力。则第二次垫球过程,排球动量变化量的大小为( )
kg·m/s
kg·m/s
kg·m/s
kg·m/s
2.(2025黑龙江哈尔滨模拟)关于动量和冲量,下列说法正确的是( )
A.物体的动能相同动量一定相同
B.物体动量的方向一定与其所受合力的方向一致
C.物体运动的方向就是它的动量的方向
D.物体受到的合力的冲量越大,它的速度一定越大
3.(2025山东枣庄三模)我国神话故事中哪吒脚踩风火轮在天空中来去自由,现在人类穿上涡喷飞翼飞行器(简称飞行器)也能像哪吒一样,在高空中自由地完成上升、下降、悬停、平飞和翻转等动作,如图所示。飞行器主要由微型喷气发动机和操纵系统组成,下列说法正确的是( )
A.飞行器水平加速飞行时,需水平向后喷射燃气
B.某段时间飞行器在空中悬停,重力的冲量不为零
C.飞行器在下降过程中,其动量一定越来越大
D.任意时间内燃气对飞行器的冲量与飞行器对燃气的冲量始终相同
题组二 动量定理的理解与应用
4.(2026湖北腾云联盟高三月考)防弹衣是警察和士兵的重要防护装备。当子弹击中防弹衣时,子弹在防弹衣中减速至停止,而穿戴者通常只感到轻微冲击。与子弹直接击中人体相比,防弹衣能有效降低穿戴者受到的伤害,主要是防弹衣能( )
A.减小子弹的冲量
B.减小子弹的动量变化量
C.减小子弹对人的作用力
D.减小子弹的动能变化量
5.(2026四川达州高三期中)2024年12月29日,当地时间上午9时左右,韩国一架客机降落过程中偏离跑道,碰撞起火,造成重大人员伤亡。初步判断,飞机疑似与鸟群相撞,起落架没有放下。若飞机匀速飞行的速度约为720 km/h,与质量为100 g的飞鸟相撞,碰撞时间约为2 ms。飞鸟的速度远小于飞机的速度,且碰撞后与飞机的速度相同。则撞击时,飞鸟对飞机的撞击力大约为( )
A.1×103 NB.2×103 N
C.1×104 ND.2×104 N
6.(2025山东烟台高三期末)塑胶跑道由一种特殊的材料制成,这种材料具备良好的减震和回弹效果。经测试,将一重力为G的鸡蛋分别从水泥路面和塑胶跑道路面上方相同高度自由释放,碰后鸡蛋的速度均变为零。已知鸡蛋与水泥路面的碰撞时间为t0,鸡蛋受到水泥路面的平均作用力为4G;鸡蛋与塑胶跑道路面的撞击时间为3t0,则鸡蛋受到塑胶跑道路面的平均作用力为( )
B.2G
D.43G
题组三 应用动量定理解决“流体模型”问题
7.(2025福建高三月考)2024年登陆福建的台风“格美”给沿海地区造成巨大的财产损失。该台风登陆时中心最大风速约50 m/s,假设海边一酒店的一扇竖直玻璃窗户高1.5 m,宽0.8 m,受到台风“格美”的正面袭击(风以最大速度垂直吹向窗户),空气到达窗户后沿玻璃向四周均匀散开,已知当地的空气密度ρ=1.2 kg/m3,则这扇窗户所承受的风力约为( )
A.7.2×103 NB.3.6×103 N
C.3.0×103 ND.1.8×103 N
8.(2026海南海口高三期中)如图为正在热销的水上飞行器的商品展示图,装备质量为m,三个喷口直径均为d。表演者质量为m',水的密度为ρ,不计浮力等,重力加速度为g,则当他和装备悬浮在空中时,喷水速度v为( )
A.4(m'+m)g3ρπd2B.4(m'+m)gρπd2
C.(m'+m)g3ρπd2D.4(m'+m)g3ρπd3
综合提升练
9.(2025河南高三月考)如图甲所示,质量为1 kg的物块静置于水平地面上,物块与水平面之间的动摩擦因数为0.1。现给物块施加方向恒定的水平力F,其大小随时间t变化的关系如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,则物块在t=3 s时F做功的瞬时功率为( )
甲
乙
A.6 WB.6.5 W
C.11.5 WD.14 W
10.(2025湖北高三联考)如图为清洗汽车用的高压水枪。设水枪出水口直径为D,水流以速度v从枪口喷出,近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流,约有75%向四周溅散开,溅起时垂直车身向外的速度为v4,其余25%的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间较短,在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为ρ,水流对车身的平均冲击力为( )
A.19πρD2v264B.15πρD2v264
C.11πρD2v264D.5πρD2v216
11.(2025安徽模拟预测)一同学在练习乒乓球削球技术时,使乒乓球竖直下落,在球与球拍接触的瞬间,保持球拍板面水平向上,并沿水平方向挥动球拍,如图所示,乒乓球与球拍接触前后在竖直方向的速度大小分别为v1和v2,乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为μ。已知乒乓球与球拍接触时间极短,其重力的影响可忽略,乒乓球可视为质点,不计空气阻力,则乒乓球与球拍接触后获得的水平速度大小约为( )
A.μ(v1+v2)B.μ(v1-v2)
C.1μ(v1+v2)D.1μ(v1-v2)
12.(2025湖北卷)一个宽为L的双轨推拉门由两扇宽为L2的门板组成,门处于关闭状态,其俯视图如图(a)所示。某同学用与门板平行的水平恒定拉力作用在一门板上,一段时间后撤去拉力,该门板完全运动到另一边,且恰好不与门框发生碰撞,其俯视图如图(b)所示。门板在运动过程中受到的阻力与其重力大小之比为μ,重力加速度大小为g。若要门板的整个运动过程用时尽量短,则所用时间趋近于( )
(a)
(b)
A.L2μgB.Lμg
C.2LμgD.2Lμg
培优拔高练
13.(2025陕西西安模拟预测)如图所示,一木块固定在地面上,一颗子弹以初速度v0射入木块并嵌在其中,子弹在木块中受到的阻力大小与子弹的速度大小成正比,子弹在木块中运动的距离为L。则子弹的最大加速度为( )
A.2v022LB.2v02L
C.2v02LD.v02L
答案：
1.D 解析 第一次垫球后,球竖直上升高度为0.2 m,球落回到手上的速度为v0=2gℎ0=2 m/s,方向向下,第二次垫球后,球竖直上升高度为0.45 m,则球刚离手时的速度为v1=2gℎ1=3 m/s,方向向上,取向上为正方向,第二次垫球过程,排球动量变化量为Δp=mv1-(-mv0)=m(v1+v0)=0.27 kg×5 m/s=1.35 kg·m/s,故选D。
2.C 解析 因为动量是矢量,物体的动能相同动量方向不一定相同,选项A错误;物体动量变化的方向一定与其所受合力的方向一致,选项B错误;物体运动的方向即速度方向就是它的动量的方向,选项C正确;物体受到的合力的冲量越大,它的动量变化越大,即速度变化一定越大,选项D错误。故选C。
3.B 解析 飞行器水平加速飞行时,合力沿水平方向,即燃气对飞行器的作用力与飞行器重力的合力沿水平方向,所以需向斜向下喷射燃气,故A错误;某段时间飞行器在空中悬停,重力的冲量I=mgt,不为零,故B正确;飞行器在下降过程,可能速度减小,其动量不一定越来越大,故C错误;燃气对飞行器的冲量与飞行器对燃气的冲量方向不同,故D错误。
4.C 解析 根据动量定理,冲量FΔt=Δp。子弹的动量变化量Δp由子弹的初末速度决定,无论是否使用防弹衣,子弹最终都会停止,Δp相同,故A、B错误;防弹衣通过延长作用时间Δt,减小子弹对人的平均作用力F=ΔpΔt,从而降低伤害,故C正确;动能变化量ΔEk由子弹初动能决定,防弹衣未改变总动能变化,故D错误。
5.C 解析 根据题意可知,飞机与飞鸟的碰撞为完全非弹性碰撞,由于飞机的质量远大于飞鸟的质量,故碰撞后飞机的速度大小几乎不变。对飞鸟由动量定理得Ft=mv,解得F=mvt=0.1kg×200m/s2×10-3 s=1×104 N,故选C。
6.B 解析 设鸡蛋自由落体阶段末速度为v,两次下落高度相等,落地瞬间的速度也相等,碰水泥路面的过程,由动量定理得Gt0-4Gt0=0-mv,鸡蛋碰塑胶跑道路面的过程,由动量定理得G·3t0-F·3t0=0-mv,解得F=2G,B正确。
7.B 解析 在极短时间内垂直吹向玻璃的空气的质量Δm=ρSv·Δt,根据动量定理有-FΔt=0-Δmv,可得F=ρSv2,代入数据得F=3.6×103 N,故选B。
8.A 解析 设一个喷口在Δt时间内喷出的水质量为Δm,水的速度为v,取向上为正,根据动量定理可得-FΔt=0-3Δmv,Δm=ρSvΔt=ρ·14πd2vΔt,F=(m+m')g,联立可得v=4(m'+m)g3ρπd2,故选A。
9.B 解析 物块即将滑动时F=Ff=μmg=1 N,此时t1=0.5 s,物块从t1=0.5 s开始运动到t2=3 s时,结合图像由动量定理得12(1+4)×(2-0.5)+2×1-1×(3-0.5) N·s=1 kg×v,可得v=3.25 m/s,故t=3 s时P=Fv=2 N×v,解得P=6.5 W,故选B。
10.A 解析 由题意可知,在很短时间Δt内流出的水的质量为Δm=ρSvΔt=14ρπD2vΔt,设水流对车身的平均冲击力大小为F,则由牛顿第三定律可知车身对水流的平均冲力大小也为F,取反弹的速度方向为正方向,对Δt时间内喷出的水,根据动量定理可得FΔt=[0-25%Δm·(-v)]+75%Δm·v4-(-v),解得F=19πρD2v264,故选A。
11.A 解析 已知乒乓球与球拍接触时间极短,其重力的影响可忽略,则竖直方向,以向上为正方向,由动量定理可得FNΔt=mv2-m(-v1),水平方向由动量定理可得FfΔt=μFNΔt=mv水-0,联立解得乒乓球与球拍接触后获得的水平速度大小为v水=μ(v1+v2),故选A。
12.B 解析 门板先在向右的外力的作用下做匀加速直线运动,撤去外力后做匀减速直线运动,门板匀加速直线运动过程中,由牛顿第二定律有F合=F-μmg,则a1=F-μmgm=Fm-μg,设门板匀加速用时t1,则撤去外力时速度为v1=a1t1,x1=12a1t12,门板匀减速直线运动过程中,由牛顿第二定律可得a2=-μg,设门板匀减速用时t2,则0=v1+a2t2,则t2=v1μg,x2=v1t2+12a2t22=v122μg,且总位移x1+x2=L2,联立上式,有12a1t12+v122μg=L2,即12a1t12+(a1t1)22μg=L2,即a1t121+a1μg=L①,t总=t1+t2=t1+a1t1μg=t11+a1μg②,将①代入②中,有t总=L1a1+1μg,要使t总最小,应使a1很大,则t总min=Lμg,故B正确。
13.D 解析 设子弹的质量为m,且子弹在木块中受到的阻力Ff=kv,对子弹的运动选取非常小的一段时间,根据动量定理有mΔv=kvΔt,即mΔv=kΔL,对全程进行求和可得mv0=kL,即k=mv0L,子弹刚射入木块时,速度最大,阻力最大且F=kv0=mv02L,由牛顿第二定律有F=ma,解得a=v02L,故选D。