2023届高考物理一轮复习情景应用专练（7）动量

这是一份2023届高考物理一轮复习情景应用专练（7）动量，共10页。试卷主要包含了蹦极是一项刺激的户外休闲活动，3 sB等内容，欢迎下载使用。
（7）动量1.蹦极是一项刺激的户外休闲活动。蹦极者站在高塔顶端，将一端固定的弹性长绳绑在踝关节处，头朝下跳离高塔。若蹦极者的质量为50 kg，绳的长度为45 m，取重力加速度大小，将蹦极者视为质点，认为蹦极者离开塔顶时的速度为零，不计空气阻力和绳的质量。下列说法正确的是(   )A.绳刚伸直时蹦极者的速度大小为30 m/sB.绳刚伸直时蹦极者的速度大小为20 m/sC.从绳刚伸直至蹦极者到达最低点，蹦极者所受合力的冲量大小为1000 N·sD.从绳刚仲直至蹦极者到达最低点，蹦极者所受合力的冲量大小为2000 N·s2.2020年新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可以将飞沫喷到十米之外.研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达40 m/s，假设打一次喷嚏大约喷出的空气，用时约0.02 s.已知空气的密度为，估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为(   )A.13 N B.0.13 N C.0.68 N D.2.6 N3.单人飞行器由微型喷气发动机和操纵系统组成，可以完成单人上升、下降、悬停和平飞等动作。已知飞行器连同人和装备的总质量为M，喷气口的横截面积为S，气体的密度为ρ，且气体喷出前的速度为零，重力加速度为g。如图所示，要使飞行器能在空中悬停，则单位时间内喷射的气体的质量为(   )
 A.M B. C. D.4.北京时间2021年8月5日，中国年仅14岁的跳水小将全红婵，力压世界各国选手，成功登上了东京奥运会女子10米跳台跳水的冠军领奖台。在全红婵从离开跳台到进入水中达到最低点的过程中，空气阻力不可忽略，下列判断最符合实际的是(   )A.在空中运动时，她动量的变化量小于重力的冲量B.从进入水中到最低点的过程中，重力对她的冲量等于水对她的冲量C.整个过程中，她动量的改变量等于水对她的冲量D.整个过程中，重力对她的冲量大小与水对她的冲量大小相等5.如图所示，图甲为大型游乐设施跳楼机，图乙为其结构简图。跳楼机由静止从a自由下落到b，再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下。已知跳楼机和游客的总质量为之间高度差为之间高度差为h，重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列说法中正确的是(   )
 A.从a到b与从b到c，跳楼机的运动时间之比为2:1B.从a到b，跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等C.从a到b，跳楼机和游客总重力的冲量大小为D.从b到c，跳楼机受到制动力的大小为6.作为时尚青年热爱的运动，溜旱冰又炫又酷，备受追捧。如图甲所示，水平地面上有两位同学，A的质量为50 kg，B静止在地面上，A以一定的初速度向B滑去，一段时间后抱住B一起向右运动。若以向右为正方向，A运动的位移-时间图象（图象）如图乙所示，不计空气阻力以及地面对人的阻力，则下列说法正确的是(   )
 A.B的质量为60 kg  B.B的质量为75 kgC.A抱住B的过程中损失的机械能为375 J D.A抱住B的过程中损失的机械能为400 J7.如图所示，一平台到地面的高度为，质量为的木块放在平台的右端，木块与平台间的动摩擦因数为。地面上有一质量为的玩具青蛙距平台右侧的水平距离为，旋紧发条后释放，玩具青蛙斜向上跳起，当玩具青蛙到达木块的位置时速度恰好沿水平方向，玩具青蛙立即抱住木块并和木块一起滑行。已知木块和玩具青蛙均可视为质点，玩具青蛙抱住木块过程时间极短，不计空气阻力，重力加速度g取，则下列说法正确的是(   )
 A.玩具青蛙在空中运动的时间为0.3 s B.玩具青蛙在平台上运动的时间为2 sC.玩具青蛙起跳时的速度大小为3 m/s  D.木块开始滑动时的速度大小为1 m/s8.如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面高度为H处，现将质量为m的物资以相对地面的速度水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。已知投出物资后热气球的总质量为M，所受浮力不变，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是(   )
 A.投出物资后热气球做匀加速直线运动 B.投出物资后热气球所受合力大小为C. D.9.如图所示，水平传送带以的速率顺时针匀速运行，上方漏斗每秒将40 kg的煤粉竖直撒到传送带上，然后一起随传送带匀速运动.如果要使传送带保持原来的速率匀速运行，则电动机应增加的功率为(   )
 A.80 W B.160 W C.400 W D.800 W10.如图甲所示，前方路段发生大堵车，路面上停了许多汽车（如图中、…），其中A车和B车之间的距离为l。若此时有一辆质量的小货车从后面驶来，货车司机发现堵车后立即紧急制动，但仍与A车相撞。如图乙所示，碰后瞬间货车的挡风玻璃和车灯玻璃均碎裂，并同时以碰前的车速分别水平抛落（假设玻璃抛落过程中不与前车相碰），落地时两者中心间距，挡风玻璃碎裂处离地面高度，车灯玻璃碎裂处离地面高度。设车辆发生事故时轮胎均抱死（不滚动），轮胎与地面间的动摩擦因数均为，碰后两车一起向前运动，忽略碰撞时车辆的形变，取重力加速度。求：
 （1）车灯玻璃与挡风玻璃落地的时间间隔；（2）货车与A车碰前瞬间的速度大小；（3）若A车质量，则要使B车不被追尾，l的最小值。11.某游乐园入口旁有一喷泉，水枪喷出的水柱使一玩具铁盒稳定地悬停在相对于喷口高度为h的空中,如图所示。为计算方便，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以恒定的速度竖直向上喷出；铁盒底部为平板（面积略大于S）；水柱冲击到玩具铁盒底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为ρ，重力加速度为g。求：
 （1）水枪单位时间喷出的水的质量；（2）玩具铁盒的质量M。12.算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零。如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框b，甲、乙相隔，乙与边框a相隔，算珠与导杆间的动摩擦因数。现用手指将甲以0.4 m/s的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为0.1 m/s，方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g取。
 （1）通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框a；（2）求甲算珠从拨出到停下所需的时间。


                    答案以及解析1.答案：A解析：本题考查动量定理。由可得，绳刚伸直时蹦极者的速度大小，A正确，B错误；以竖直向上为正方向，根据动量定理有，C、D错误。2.答案：B解析：打一次喷嚏喷出的空气质量为，设打一次喷嚏喷出的空气受到的作用力为F，根据动量定理得，解得，根据牛顿第三定律可得，人受到的平均反冲力为，故B正确，A、C、D错误.3.答案：C解析：本题考查动量定理在流体类问题中的应用。设时间内喷出气体的质量为，则，气体对飞行器的作用力，对喷出的气体，由动量定理有，又，联立解得单位时间内喷射的气体的质量，C正确。4.答案：A解析：本题考查动量定理。跳水运动员在空中运动时除受重力外，还有空气阻力，则有，在空中运动时，她动量的变化量小于重力的冲量，A正确；设入水时的速度大小为v，取向上为正方向，则有，可得，B错误；整个过程中，动量的改变量为零，但水对她的冲量不为零，C错误；整个过程中，还有空气阻力的冲量，D错误。5.答案：AD解析：本题以跳楼机为背景考查匀变速直线运动规律、动量定理、动能定理、冲量。设跳楼机从a到b与从b到c的运动时间分别为，到b时速度为v，则有，解得，A正确；跳楼机由静止从a自由下落到b，跳楼机座椅对游客的作用力为零，B错误；从a到b，跳楼机和游客总重力的冲量大小，又，联立解得，C错误；设从b到c，跳楼机受到制动力的大小为F，从a到c过程，由动能定理可得，解得，D正确。6.答案：BC解析：根据题图乙，A抱住B前A的速度大小抱住B后他们的共同速度大小，根据动量守恒定律有，解得，A错误，B正确；A抱住B的过程中损失的机械能，解得，C正确，D错误。7.答案：AD解析：玩具青蛙抱住木块前，运动的逆过程为平抛过程，由平抛运动规律有，代入数据得，A正确；玩具青蛙抱住木块的过程，由动量守恒定律有，代入数据得，D正确；对玩具青蛙和木块整体在平台上的整个运动过程，由动量定理得，代入数据得，B错误；对玩具青蛙抱住木块前的运动过程，由动能定理有，代入数据得，C错误。8.答案：BC解析：热气球开始携带物资时处于静止状态，所受合外力为0，初动量为0，水平投出重力为物资的过程，满足动量守恒定律，则热气球和物资的动量等大反向，有，则热气球获得水平向左的速度，投出物资后，热气球所受合外力恒为，方向竖直向上，故热气球做匀加速曲线运动，A项错误，B项正确；热气球和物资的运动示意图如图所示，热气球和物资所受合力大小均为，故热气球在竖直方向上加速度大小为，设物资落地过程所用的时间为t，则，落地时间为，热气球在竖直方向上运动的位移为，热气球和物资在水平方向均做匀速直线运动，水平位移分别为，，则物资落地时，热气球和物资的距离，C项正确，D项错误。
 9.答案：B解析：以时间内落到传送带上的煤粉为研究对象，由动量定理得，解得，电动机应增加的功率为,B正确，A、C、D错误.10.答案：（1）0.2 s（2）5 m/s（3）1.6 m解析：本题考查平抛运动规律、动量守恒定律、动能定理。
（1）根据平抛运动规律，对挡风玻璃，有，
对车灯玻璃，有，
解得落地的时间间隔。
（2）玻璃以碰前瞬间的车速做平抛运动，设该速度大小为v，由题意可知，代入数据可得。
（3）设货车与A车相撞后的速度大小为，货车与A车相撞过程时间极短，内力远大于外力，因此，货车与A车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有
，
若在碰到B车前瞬间速度恰好减为零，则有
，
联立可得。11.答案：（1）（2）解析：本题考查动量定理在流体类问题中的应用。
（1）设时间内喷出水的质量为，则，
则水枪单位时间内喷出水的质量为。
（2）设时间内，铁盒对质量为的水的平均作用力为F，水的受力分析如图所示，设冲击铁盒时水的速度为v，
根据动量定理有，
又因为,
可得，
由运动学规律有，
根据平衡条件及牛顿第三定律有,
联立解得。
 12.答案：（1）乙算珠恰能滑动到边框a处（2）解析：（1）设甲算珠与乙碰撞前的速度为v，甲、乙算珠的质量均为m
对甲算珠在导杆上滑动，由动能定理有
①
解得②
甲、乙算珠碰撞，由动量守恒定律有
③
解得碰后瞬间乙算珠的速度④
对乙算珠，由动能定理有⑤
解得，所以乙算珠恰能滑动到边框a处⑥
（2）甲算珠与乙算珠碰撞前、后运动的加速度大小⑦
甲算珠与乙算珠碰撞前的运动时间
⑧
甲算珠与乙算珠碰撞后甲运动的距离
⑨
故甲算珠与乙算珠碰撞后的运动时间
⑩
所以甲算珠从拨出到停下所需的时间
⑪