第第頁高考物理總復(fù)習(xí)《動(dòng)量定理的應(yīng)用》專項(xiàng)檢測卷及答案學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________A組必備知識(shí)基礎(chǔ)練題組一應(yīng)用動(dòng)量定理處理多過程問題1.(2024安徽安慶高二月考)質(zhì)量為1kg的物體做直線運(yùn)動(dòng),其v-t圖像如圖所示。則物體在前10s內(nèi)和后10s內(nèi)所受外力的沖量分別是()A.10N·s,10N·s B.10N·s,-10N·sC.0,10N·s D.0,-10N·s2.(2024浙江紹興高二期末)如圖所示,蹦極是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的運(yùn)動(dòng),一質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員將長為5m的彈性繩的一端系在小腿上,另一端固定在平臺(tái)上,然后運(yùn)動(dòng)員從平臺(tái)上由靜止下落,繩伸直后又經(jīng)2s運(yùn)動(dòng)員第一次到達(dá)最低點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,則從繩伸直至運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)的過程中,繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員平均作用力的大小約為()A.1200N B.900NC.600N D.300N3.(2024云南玉溪第一中學(xué)高三月考)將質(zhì)量m=1kg的物塊置于水平地面上,已知物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,現(xiàn)在物塊上施加一個(gè)平行于水平地面的恒力F=10N,物體由靜止開始運(yùn)動(dòng),作用4s后撤去F。已知g取10m/s2,對(duì)于物塊從靜止開始到物塊停下這一過程,下列說法正確的是()A.整個(gè)過程物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為6sB.整個(gè)過程物塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為8sC.整個(gè)過程中物塊的位移大小為40mD.整個(gè)過程中物塊的位移大小為60m題組二應(yīng)用動(dòng)量定理處理流體的“柱狀”模型4.(2024遼寧大連模擬)水刀切割具有精度高、無熱變形、無毛刺、不需要二次加工以及節(jié)約材料等特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。某水刀切割機(jī)床如圖所示,若橫截面直徑為d的圓柱形水流垂直射到要切割的鋼板上,碰到鋼板后水的速度減為零。已知水的流量(單位時(shí)間流出水的體積)為Q,水的密度為ρ,則鋼板受到水的平均沖力大小為()A.4Qρ B.QρC.16ρQπ5.(2024海南三亞高二期末)太空探測器常裝配離子發(fā)動(dòng)機(jī),其基本原理是將被電離的離子從發(fā)動(dòng)機(jī)尾部高速噴出,從而為探測器提供推力,若某探測器質(zhì)量m=490kg,離子以v=30km/s的速率(遠(yuǎn)大于探測器的飛行速率)向后噴出,流量Q=3.0×10-3g/s,則探測器獲得的平均推力大小為()A.1.47N B.0.147NC.0.09N D.0.009N6.(2024湘豫名校聯(lián)考高三測試)水切割又稱水刀,即高壓水射流切割技術(shù),是一種利用高壓水流切割的技術(shù)。在電腦的控制下能任意雕琢工件,而且受材料質(zhì)地影響小。因?yàn)槠涑杀镜?易操作,良品率又高,水切割逐漸成為工業(yè)切割技術(shù)方面的主流切割方式。如圖所示,若水柱的截面面積為S,水流以速度v垂直射到被切割的鋼板上,之后速度減為零,已知水的密度為ρ,則下列說法正確的是()A.減小水柱的截面面積S可以增大水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)B.若水流速度v增大到原來的2倍,可以使水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)增大到原來的2倍C.若水流速度v增大到原來的2倍,可以使水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)增大到原來的4倍D.若在水中添加適量食鹽,在同樣條件下會(huì)使水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)減小題組三動(dòng)量定理與動(dòng)能定理的區(qū)別與應(yīng)用7.(多選)(2024山東棗莊高二期末)質(zhì)量為1kg的物塊在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng),F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度g取10m/s2,則()A.4s時(shí)物塊的動(dòng)能為0B.6s時(shí)物塊回到初始位置C.3s時(shí)物塊的動(dòng)量為12kg·m/sD.0~6s時(shí)間內(nèi)F對(duì)物塊所做的功為40JB組關(guān)鍵能力提升練8.(多選)(2024天津南開中學(xué)檢測)有些人喜歡躺著刷手機(jī),經(jīng)常出現(xiàn)手機(jī)掉落砸傷眼睛或者額頭的情況。若有一手機(jī)質(zhì)量為120g,從離人額頭約20cm的高度無初速掉落,砸到額頭后手機(jī)的反彈忽略不計(jì),重力加速度g取10m/s2,額頭受到手機(jī)的沖擊時(shí)間約為0.2s。下列分析正確的是()A.手機(jī)與額頭作用過程中,手機(jī)的動(dòng)量變化量大小約為0.24kg·m/sB.手機(jī)對(duì)額頭作用力的沖量大小約為0.24N·sC.手機(jī)對(duì)額頭作用力的沖量方向豎直向上D.手機(jī)對(duì)額頭的作用力大小約為2.4N9.(2024山東淄博高二月考)由于空氣阻力作用,設(shè)雨水豎直勻速下落,某張芭蕉葉保持水平,該葉片的面積為S,水滴落到葉片上以原來速率的一半豎直反彈,測得葉片受到雨水的作用力大小為F。已知空中雨水的平均密度為ρ,不考慮落到葉片上雨水的重力,單位時(shí)間內(nèi)雨水下落的高度為()A.2FρS B.2F3ρS 10.(2024河北邯鄲模擬)如圖甲所示,在粗糙的水平面上靜止放置一滑塊,t=0時(shí)刻在滑塊上施加一水平向右的外力F,外力大小隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示,滑塊的加速度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖丙所示,已知滑塊與地面間的滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力,重力加速度g取10m/s2。則下列說法正確的是()甲乙丙A.滑塊的質(zhì)量為2kgB.4s末滑塊速度的大小為12m/sC.在0~1s的時(shí)間內(nèi),摩擦力的沖量大小為0D.在0~4s的時(shí)間內(nèi),摩擦力的沖量大小為22N·s11.(2024河北張家口模擬)娛樂風(fēng)洞是一種空中懸浮裝置,在一個(gè)特定的空間內(nèi)有人工制造的可控制氣流,游客只要穿上特制的可改變受風(fēng)面積(游客在垂直風(fēng)力方向的投影面積)的飛行服跳入飛行區(qū),即可通過改變受風(fēng)面積來實(shí)現(xiàn)向上、向下運(yùn)動(dòng)或懸浮。已知一游客質(zhì)量為60kg,腹部向下時(shí)受風(fēng)面積最大為0.7m2,身體直立時(shí)受風(fēng)面積最小為0.2m2,氣流密度為1.2kg/m3,氣流速度為30m/s,重力加速度g取10m/s2,假設(shè)氣流吹到人身體上后速度近似變?yōu)?。(1)若游客在風(fēng)洞內(nèi)懸浮,則受風(fēng)面積應(yīng)調(diào)整為多大(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?(2)若游客進(jìn)入風(fēng)洞先由最大受風(fēng)面積運(yùn)動(dòng)1s后立即改為最小受風(fēng)面積,則游客距出發(fā)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為多少(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?C組核心素養(yǎng)拔高練12.(2024山東濰坊高二期末)某游樂園入口旁有一噴泉,噴出的水柱將一質(zhì)量為m的玩具穩(wěn)定地懸停在空中,為計(jì)算方便,假設(shè)水柱從橫截面積為S的噴口持續(xù)以速度v0豎直向上噴出;整個(gè)水柱的橫截面積保持不變,玩具底面為平板(面積大于S);水柱沖擊到玩具底板后,在豎直方向水的速度變?yōu)榱?在水平方向朝四周均勻散開,忽略空氣阻力。已知水的密度為ρ,重力加速度大小為g,求:(1)噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量;(2)玩具在空中懸停時(shí),其底面相對(duì)于噴口的高度。參考答案1.D解析由圖像可知,t=0時(shí)和t=10s時(shí)的動(dòng)量相等,p1=p2=5kg·m/s,由動(dòng)量定理知I1=0;t=20s時(shí)動(dòng)量p3=-5kg·m/s,I2=p3-p2=-10N·s,故選項(xiàng)D正確。2.B解析運(yùn)動(dòng)員下落至繩子伸直的過程中,由動(dòng)能定理得mgh=12mv02-0,從繩伸直到運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)的過程,由動(dòng)量定理得(mg-F)t=0-mv0,聯(lián)立解得繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員平均作用力的大小為F=9003.B解析在整個(gè)過程中由動(dòng)量定理得Ft1-μmgt=0,解得t=8s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;物塊在前4s運(yùn)動(dòng)的過程中由動(dòng)量定理得Ft1-μmgt1=mv,解得v=20m/s,因物塊加速和減速過程的平均速度都為v=0+v2=v2,則物塊的總位移x=v2t1+v2t2=v2t=202×84.D解析水流速度v=QS=Qπd22,單位時(shí)間內(nèi)流出水的質(zhì)量Δm=ρQ,在Δt時(shí)間內(nèi)由動(dòng)量定理可得-FΔt=0-mv=0-ΔmΔtv=0-ρQΔtQπd22,解得F=5.C解析對(duì)離子流,根據(jù)動(dòng)量定理有FΔt=Δmv,而Δm=QΔt,解得F=0.09N,故探測器獲得的平均推力大小為0.09N,故選項(xiàng)C正確。6.C解析t時(shí)間內(nèi)噴到鋼板上的水的體積為V=Svt,質(zhì)量為m=ρV=ρSvt,設(shè)水的初速度方向?yàn)檎较?由動(dòng)量定理得Ft=-mv,得F=-ρSv2,由牛頓第三定律可知水對(duì)鋼板的沖力為F'=ρSv2,水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p=F'S=ρv2,減小水柱的截面面積S,水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)不變,A錯(cuò)誤;若水流速度v增大到原來的2倍,可以使水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)增大到原來的4倍,B錯(cuò)誤,C正確;若在水中添加適量食鹽會(huì)使密度增大,在同樣條件下會(huì)使水對(duì)鋼板沖力產(chǎn)生的壓強(qiáng)增大7.AD解析物塊與地面間的摩擦力為Ff=μmg=2N,對(duì)物塊在0~3s時(shí)間內(nèi)由動(dòng)量定理可知(F-Ff)t1=mv3,代入數(shù)據(jù)可得v3=6m/s,3s時(shí)物塊的動(dòng)量為p=mv3=6kg·m/s,故C錯(cuò)誤;設(shè)3s后經(jīng)過時(shí)間t2物塊的速度減為0,由動(dòng)量定理可得-(F+Ff)t2=0-mv3,解得t2=1s,所以物塊在4s時(shí)速度減為0,則此時(shí)物塊的動(dòng)能也為0,故A正確;在0~3s時(shí)間內(nèi),對(duì)物塊由動(dòng)能定理可得(F-Ff)x1=12mv32,解得x1=9m,3~4s時(shí)間內(nèi),對(duì)物塊由動(dòng)能定理可得-(F+Ff)x2=0-12mv32,解得x2=3m,4~6s時(shí)間內(nèi)物塊開始反向運(yùn)動(dòng),物塊的加速度大小為a=F-Ffm=2m/s2,4~6s時(shí)間內(nèi)物塊位移大小為x3=12at32=4m<x1+x2,即6s時(shí)物塊沒有回到初始位置,故B錯(cuò)誤;0~8.AD解析根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律,手機(jī)掉落到人額頭位置時(shí)的速度為v=2g?=2m/s,手機(jī)與額頭作用后手機(jī)的速度變?yōu)?,選取向下為正方向,所以手機(jī)與額頭作用過程中動(dòng)量變化量為Δp=0-mv=-0.24kg·m/s,故A正確;手機(jī)與額頭接觸的過程中受到重力與額頭的作用力,選取向下為正方向,對(duì)手機(jī)由動(dòng)量定理得mgt+I=Δp,代入數(shù)據(jù)得I=-0.48N·s,負(fù)號(hào)表示方向豎直向上,根據(jù)力的作用是相互的,所以手機(jī)對(duì)額頭作用力的沖量大小約為0.48N·s,故B錯(cuò)誤;因?yàn)轭~頭對(duì)手機(jī)作用力的沖量的方向是豎直向上的,所以手機(jī)對(duì)額頭作用力的沖量方向豎直向下,故C錯(cuò)誤;根據(jù)沖量定義得手機(jī)對(duì)額頭的作用力大小約為F=It=2.4N,故9.B解析一定時(shí)間內(nèi),雨水落到葉片上時(shí),對(duì)雨水,根據(jù)動(dòng)量定理可知Ft=12mv-(-mv)=32mv,雨水的質(zhì)量m=ρSvt,解得v=2F3ρS,雨水在空中勻速下落10.D解析根據(jù)題圖乙可知,外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系表達(dá)式為F=2+4t,由題圖丙可知,在t=1s時(shí),滑塊開始有加速度,故此刻拉力與最大靜摩擦力平衡,則有Ff=F1=6N,由題圖丙可知,在t=4s時(shí),滑塊的加速度為4m/s2,根據(jù)牛頓第二定律有F4-Ff=ma,解得m=F4-Ffa=3kg,A錯(cuò)誤;由a-t圖像的面積表示速度的變化量,滑塊由靜止開始加速運(yùn)動(dòng),故4s內(nèi)a-t圖像的面積即表示4s末滑塊速度的大小,v4=0+42×(4-1)m/s=6m/s,B錯(cuò)誤;在0~1s的時(shí)間內(nèi),有靜摩擦力作用,故摩擦力的沖量大小不為0,其大小等于F的沖量大小,If1=IF=2+62×1N·s=4N·s,C錯(cuò)誤;在1~4s的時(shí)間內(nèi),摩擦力的沖量大小為If14=Fft14=6×3N·s=18N·s,故在0~4s的時(shí)間內(nèi),摩擦力的沖量大小為I=If111.解析(1)在Δt時(shí)間內(nèi)吹到人體的氣流質(zhì)量為Δm=ρSvΔt設(shè)人對(duì)氣流的力的大小為F,則對(duì)此段氣流由動(dòng)量定理得FΔt=Δmv由牛頓第三定律,氣流給人的力大小F'=F人受力平衡,所以F'=mg聯(lián)立可得S≈0.56m2。(2)氣流速度遠(yuǎn)大于人速,人在風(fēng)洞內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)S1=0.7m2時(shí),可得人受到氣流的力F1=ρS1v2=756N由牛頓第二定律得F1-mg=ma1經(jīng)過t1=1s時(shí)x1=12a1t12=1.v=a1t1=2.6m/s當(dāng)受風(fēng)面積為S2=0.2m2時(shí)加速度向下可得F2=ρS2v2=216N由牛頓第二定律得mg-F2=ma2解得a2=6.4m/s2游客減速過程上升的距離x2=v解得x2≈0.53m游客距離出發(fā)點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為x=x1+x2解得x=1.8m。答案(1)0.56m2(2)1.8m12.解析(1)在剛噴出一段很短的Δt時(shí)間內(nèi),可認(rèn)為噴出的水柱保持速度v0不變?cè)摃r(shí)間內(nèi),噴出水柱高度Δh=v0Δt噴出水柱質(zhì)量Δm=ρΔV其中ΔV為水柱體積,滿足Δ