【新教材】2021-2022学年高二物理暑假作业（7）

这是一份【新教材】2021-2022学年高二物理暑假作业（7），共9页。试卷主要包含了将物体以一定的初速度竖直上抛，蹦极是一项刺激的户外休闲活动等内容，欢迎下载使用。
【新教材】2021-2022学年高二物理暑假作业（7）1.将物体以一定的初速度竖直上抛。若不计空气阻力，从抛出到落回原地的整个过程中，运动时间为t时，上升的高度为h，动能为、势能为、动量大小为p，下列四个图线中正确的是(   )。A. B. C. D.2.地动仪是世界上最早感知地震的装置，由我国杰出的科学家张衡在洛阳制成，早于欧洲1700多年。如图所示为一现代仿制的地动仪，龙口中的铜珠距离蟾蜍口的高度为h，当感知到地震时，质量为m的铜珠（初速度为零）离开龙口，落入蟾蜍口中，与蟾蜍口碰撞的时间约为t，则铜珠对蟾蜍口产生的冲击力大小约为（重力加速度为g）(   )
 A. B. C. D.3.如图所示，光滑细杆和构成直角三角形，其中杆竖直，杆和杆间的夹角，两根细杆上分别套有可视为质点的小球，质量之比为1:2。现将两个小球分别从杆和的顶点由静止释放，不计空气阻力，。则两个小球由静止释放后到运动至C点的过程中，下列说法正确的是(   )。
 A.重力的冲量大小之比为1:1 B.重力的冲量大小之比为5:6C.合力的冲量大小之比为5:8 D.合力的冲量大小之比为5:24.如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层，设水柱直径为D，水流速度大小为v，方向水平向右。水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度变为零，水的密度为ρ，高压水枪的重力不可忽略，手持高压水枪操作，下列说法正确的是(   )。
 A.水枪单位时间内喷出水的质量为 B.高压水枪的喷水功率为C.水柱对煤层的平均冲击力大小为 D.手对高压水枪的作用力水平向右5.运动员在水上做飞行运动表演，他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出，令自己悬停在空中，如图所示。已知运动员与装备的总质量，两个喷嘴的直径均为，已知重力加速度大小，水的密度，则喷嘴处喷水的速度大约为(   )
 A.2.7 m/s B.5.4 m/s C.7.6 m/s D.10.8 m/s6.如图（a），质量分别为的两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上（B靠墙面），此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时，两物体运动的图象如图（b）所示，表示0到时间内A的图线与坐标轴所围面积大小，分别表示到时间内的图线与坐标轴所围面积大小。A在时刻的速度为。下列说法正确的是(   )
 A.0到时间内，墙对B的冲量等于 B.C.B运动后，弹簧的最大形变量等于x D.7.如图所示，子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来，然后木块压缩弹簧至弹簧最短。将子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程称为I，此后木块压缩弹簧的过程称为Ⅱ。不计木块B与水平面间的摩擦，则(   )
 A.过程I中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能不守恒，动量也不守恒B.过程I中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量守恒C.过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量也守恒D.过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量不守恒8.如图所示，质量分别为的两物体用轻弹簧相连置于光滑的水平地面上，其中A紧靠墙壁。现对B物体缓慢施加一个向左的力，该力对物体B做的功，使间弹簧被压缩，在系统静止时，突然撤去向左的推力解除压缩，则(   )
 A.解除压缩后，两物体和弹簧组成的系统动量守恒B.解除压缩后，两物体和弹簧组成的系统机械能守恒C.从撤去推力至A与墙面刚分离，A对弹簧的冲量，方向水平向右D.A与墙面分离后，首次弹簧恢复原长时，两物体速率均为2.5 m/s9.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·s10.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.11.如图所示，小球A的质量为m，系在细线的一端，细线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h，物块B和C的质量均为与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，物块B位于O点正下方。现拉动小球A使细线水平伸直，小球A由静止释放，运动到最低点时与物块B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是(   )
 A.碰后小球A反弹离地面的最大高度为 B.碰撞过程中物块B受到的冲量大小为C.碰后轻弹簧获得的最大弹性势能为 D.物块C获得的最大速度为12.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。13.如图所示，用轻弹簧连接的两物体静止放在光滑水平面上，A的质量为的质量为m，其中物体B靠在左边墙壁上。现用力推动物体A压缩弹簧至P点，由静止释放物体A，当弹簧第一次恢复原长时（A未与右边墙壁碰撞），物体A的速度为。
 （1）求从释放物体A到弹簧第一次恢复原长的过程中，左边墙壁对物体B的冲量大小；
（2）求当弹簧第二次恢复原长时（A仍未与右边墙壁碰撞），两物体各自的速度大小；
（3）若弹簧第一次压缩到最短时，物体A才恰好与右边墙壁碰撞，碰后A的速度减为零，求弹簧再次恢复原长时物体B的速度大小。


              答案以及解析1.答案：BC解析：物体以一定的初速度竖直上抛，不计空气阻力，有，，可见势能跟时间t的关系是二次曲线，A项错误；由机械能守恒定律，动能，可见动能跟高度h的关系图线是斜率为负值的一次函数，C项正确；，当时，即上升到最高点时，，竖直上抛运动具有以最高点对称的特点，即时刻前后的速度大小相等，所以B项正确；，可见动量大小p跟高度h的关系图线并非一次函数，D项错误。2.答案：A解析：铜珠离开龙口后做自由落体运动，落到蟾蜍口时的速度为，以竖直向上为正方向，根据动量定理有，解得，故A正确，B、C、D错误。3.答案：C解析：设为，为球沿杆做自由落体运动，设下落的时间，有，Q球沿杆做匀加速直线运动，加速度大小，设下落的时间为，有，解得，由冲量的定义可得两球所受重力的冲量大小之比。故A、B两项错误。由速度公式可得，两球的速度大小之比；由动量定理可知，两球所受合力的冲量大小之比，C项正确，D项错误。4.答案：B解析：t时间内水枪喷出水的质量，水枪单位时间内喷出水的质量，A项错误；水枪在1 s时间内做的功转化为水柱的动能，即为高压水枪的喷水功率，则，B项正确；t时间内喷出的水在t时间内速度减小为0，则由动量定理得，解得，C项错误；由于高压水枪受到重力，手对高压水枪的作用力斜向右上方，D项错误。5.答案：B解析：设飞行器对水的平均作用力大小为F，根据牛顿第三定律可知，水对飞行器的平均作用力的大小也等于F，对飞行器则有，设水喷出时的速度为v，在时间t内喷出的水的质量时间内质量为m的水获得的冲量，又，联立解得，故B正确，ACD错误。6.答案：ABD解析：0到时间内，对A物体由动量定理得，而B物体处于静止状态，墙壁对B的冲量等于弹簧弹力对A的冲量I，A项正确；时刻后，B物体离开墙壁，时刻两物体的加速度大小均达到最大，弹簧拉伸到最长，二者速度相同，由于此时两物体所受弹簧弹力大小相等，而B的加速度大于A的，故由牛顿第二定律可知，，B项正确；B运动后，由图可知任意时刻A的加速度小于其初始时刻的加速度，因此弹簧的形变量始终小于初始时刻形变量x，故C项错误；时刻共速，图线与坐标轴所围面积表示速度的变化量的大小，故有，D项正确。7.答案：BD解析：过程I中，子弹和木块（或子弹、弹簧和木块）组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，但子弹要克服摩擦力做功，产生热量，系统机械能不守恒，A错误，B正确。过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统受到墙壁的作用力，外力之和不为零，则系统动量不守恒，但系统只有弹簧弹力做功，机械能守恒，C错误，D正确。8.答案：BCD解析：解除压缩后，弹簧在恢复原长的过程中，墙壁对A物体还有弹力的作用，故解除压缩后到弹簧恢复原长前，两物体和弹簧组成的系统动量不守恒，恢复原长后，一起向右运动，系统的合外力为零，动量守恒，故A错误；解除压缩后，两物体和弹簧组成的系统只有动能和弹性势能的相互转化，故机械能守恒，故B正确；压缩弹簧的整个过程，推力做的功全部转化为弹簧的弹性势能，撤去推力，弹簧恢复原长时，弹性势能全部转化为B的动能，设此时B的速度为，则，解得，此过程墙壁对A的冲量大小等于弹簧对A的冲量大小，也等于弹簧对B的冲量大小，由动量定理得，方向水平向右，故C正确；A与墙面分离后，B减速，A从零开始加速，当速度相等时弹簧拉伸最长，此后，B继续减速，A继续加速，当弹簧再次恢复原长时，以向右为正方向，由系统动量守恒、机械能守恒有，，得，故D正确。9.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。10.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。11.答案：AC解析：本题考查动能定理、动量定理、动量守恒定律和机械能守恒定律。设小球A到达最低位置时的速度为，由动能定理可得，小球A和物块B发生弹性碰撞，满足动量守恒和机械能守恒，设碰后小球A和物块B的速度分别为，则有，，解得，小球A碰后反弹，设反弹离地面的最大高度为，由机械能守恒定律可得，解得，A正确；碰撞过程中，对物块B，由动量定理可得，物块B受到的冲量大小，B错误；碰后当轻弹簧获得最大弹性势能时，物块B和C速度相等，设为v，该过程满足动量守恒和机械能守恒，有，解得，C正确；当弹簧第一次恢复到原长时，物块C的速度最大，根据动量守恒和机械能守恒可得，，解得，D错误。12.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。13.答案：（1）（2）；（3）解析：本题考查动量守恒定律和能量守恒定律在弹簧系统中的应用。
（1）从释放物体A到弹簧第一次恢复原长的过程中，以两物体和弹簧为整体，由动量定理，得，整体只受墙壁的弹力，则左边墙壁对物体B的冲量大小为。
（2）从弹簧第一次恢复原长到第二次恢复原长的过程中，对A和B，由动量守恒有，
由能量守恒有，
解得。
（3）当弹簧第一次压缩到最短时，两物体共速，由动量守恒有
，解得，
此时弹簧的弹性势能为，
A与墙壁碰撞后，动能减为零，B继续压缩弹簧然后反弹，当B向左运动到弹簧恢复原长时，其速度最大，由能量守恒定律有
，解得。