高考物理一轮复习 课练17 动量、冲量和动量定理（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

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1、课练17动量、冲量和动量定理1乒乓球运动的高抛发球是由我国运动员刘玉成于1964年发明的，后成为风靡世界乒坛的一项发球技术某运动员在练习高抛发球时，手掌张开且伸平，将一质量为2.7 g的乒乓球由静止开始竖直向上抛出，抛出后乒乓球向上运动的最大高度为2.45 m，若抛球过程中，手掌和乒乓球接触的时间为5 ms，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则该过程中手掌对乒乓球的作用力大小约为()A0.4 N B4 N C40 N D400 N2(多选)一颗钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中把在空中下落的过程称为过程，进入泥潭直到静止的过程称为过程，空气阻力忽略不计则()A过程中钢珠动量的

2、改变量等于重力的冲量B过程中阻力的冲量的大小等于过程中重力冲量的大小C过程中钢珠克服阻力所做的功等于过程与过程中钢珠所减少的总重力势能D过程中损失的机械能等于过程中钢珠所增加的动能3一质量为m的小球被水平抛出，经过一段时间后小球的速度大小为v，若此过程中重力的冲量大小为I，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球抛出时的初速度大小为()Av BvC. D.4质量相同的子弹a、橡皮泥b和钢球c以相同的初速度水平射向竖直墙，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球被以原速率反向弹回关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法中正确的是()A子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等B子弹对墙的冲量最小C橡皮泥对墙的

3、冲量最小D钢球对墙的冲量最小5关于冲量，下列说法正确的是()A合外力的冲量是物体动量变化的原因B作用在静止的物体上的某个力的冲量一定为零C物体的动量越大，受到的冲量越大D冲量的方向与力的方向相同6如图所示，在光滑的水平面上有一质量为m的物体，它受到水平向右的力F的作用若力F与重力mg的比值分别按A、B、C、D四个选项图中所示的方式随时间t变化(取水平向右为正方向)已知物体在t0时速度为零，若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在2 s末的速率，则这四个速率中最大的速率所对应的图象为()练高考小题72019全国卷，16最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，

4、这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为()A1.6102 kg B1.6103 kgC1.6105 kg D1.6106 kg82018全国卷，15高空坠物极易对行人造成伤害若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的碰撞时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为()A10 N B102 NC103 N D104 N92017全国卷，20(多选)一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动F随时间t变化的图线如图所示，则() At1 s

5、时物块的速率为1 m/sBt2 s时物块的动量大小为4 kgm/sCt3 s时物块的动量大小为5 kgm/sDt4 s时物块的速度为零102018全国卷，14高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动在启动阶段，列车的动能()A与它所经历的时间成正比B与它的位移成正比C与它的速度成正比D与它的动量成正比练模拟小题112019福建质检(多选)为了进一步探究课本中的迷你小实验，某同学从圆珠笔中取出轻弹簧，将弹簧一端固定在水平桌面上，另一端套上笔帽，用力把笔帽往下压后迅速放开，他观察到笔帽被弹起并离开弹簧向上运动一段距离不计空气阻力，忽略笔帽与弹簧间的摩擦，在弹簧恢复原长的过程中()A

6、笔帽一直做加速运动B弹簧对笔帽做的功和对桌面做的功相等C弹簧对笔帽的冲量大小和对桌面的冲量大小相等D弹簧对笔帽的弹力做功的平均功率大于笔帽克服重力做功的平均功率122019天津市静海县一中调研如图所示，p、p分别表示物体受到冲量前、后的动量，短线表示的动量大小为15 kgm/s，长线表示的动量大小为30 kgm/s，箭头表示动量的方向在下列所给的四种情况下，物体动量改变量相同的是()A BC D132019山东省临沂一中摸底如图所示，AB是固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，CD是固定于竖直平面内的光滑斜面轨道，A、B两点和C、D两点的高度差相同，且AB的弧长与斜面CD长度相等现让小球甲从A点沿圆

7、弧轨道下滑到B点，小球乙从C点沿斜面轨道下滑到D点，两球质量相等，以下说法正确的是()A甲球重力的冲量比乙球重力的冲量小B甲球所受合外力的冲量比乙球所受合外力的冲量小C两球所受轨道的支持力的冲量均为零D两球动量的变化量相同142019山西大学附中模拟(多选)以下四个图描述的是竖直上抛的物体的动量增量随时间变化的曲线和动量变化率随时间变化的曲线若不计空气阻力，取竖直向上为正方向，那么正确的是()152019唐山统考 1998年6月18日，清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次安全性碰撞试验，成为“中华第一撞”，从此，我国汽车整体安全性碰撞试验开始与国际接轨，在碰撞过程中，下列关于安全

8、气囊的保护作用认识正确的是()A安全气囊减小了驾驶员的动量的变化B安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量C安全气囊主要是减小了驾驶员的动量变化率D安全气囊延长了撞击力的作用时间，从而使动量变化更大162019四川省成都模拟水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下，两物体的vt图线如图所示，图中ABCD，则整个过程中()AF1的冲量等于F2的冲量BF1的冲量大于F2的冲量C摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量D合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量综合测评提能力一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共

9、24分)1在一平整的海滩上，两个质量相同但形状不同的物体从同一高度由静止下落，进入沙地后又各自运动一段距离停下，已知甲物体在沙地里运动时间为乙物体的2倍，不计空气阻力，关于两物体在沙地里的运动过程，下列说法正确的是()A沙地对两物体的平均阻力相同B沙地对两物体的冲量不相同C两物体克服阻力做的功分别为W甲、W乙，则有W甲2W乙D两物体在沙地里运动的距离分别为h甲、h乙，则有h甲2h乙2如果没有空气阻力，天上的云变成雨之后落到地面，在经过一路的加速后，到达地面时的速度会达到300米/秒，这样的速度基本相当于子弹速度的一半，是非常可怕的由于空气阻力的作用，雨滴经过变加速运动，最终做匀速运动，一般而言

10、，暴雨级别的雨滴落地时的速度为89米/秒某次下暴雨时李明同学恰巧撑着半径为0.5 m的雨伞(假设伞面水平，雨水的平均密度为0.5 kg/m3)，由于下雨使李明增加撑雨伞的力最小约为()A2.5101N B2.5 NC2.5101 N D2.5102N3如图所示，物体从t0时刻开始由静止做直线运动，04 s内其合外力随时间变化的关系图线为某一正弦函数，下列表述不正确的是()A02 s内合外力的冲量一直增大B04 s内合外力的冲量为零C2 s末物体的动量方向发生变化D04 s内物体动量的方向一直不变42019湖北武汉调研某运动员在水上做飞行运动表演，他操控的喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水向下

11、喷出，可以使运动员悬停在空中，如图所示已知运动员与装备的总质量为90 kg，两个喷嘴的直径均为10 cm，已知重力加速度g10 m/s2，水的密度1.0103 kg/m3，则喷嘴处喷水的速度大约为()A2.7 m/s B5.4 m/sC7.6 m/s D10.8 m/s52018山西太原模拟使用无人机植树时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质包进一个很小的荚里播种时，在离地面10 m高处、以15 m/s的速度水平匀速飞行的无人机中，播种器利用空气压力把荚以5 m/s的速度(相对播种器)竖直向下射出，荚进入地面下10 cm深处完成一次播种已知荚的总质量为20 g，不考虑荚所受大气阻力及进入土

12、壤后重力的作用，取g10 m/s2，则()A射出荚的过程中，播种器对荚做的功为2.5 JB离开无人机后，荚在空中运动的时间为 sC土壤对荚冲量的大小为3 kgm/sD荚在土壤内受到的平均阻力的大小为 N6篮球运动是大家比较喜好的运动，在运动场上开始训练的人常常在接球时伤到手指头，而专业运动员在接球时通常伸出双手迎接传来的篮球，两手随球迅速收缩至胸前这样做可以()A减小球对手的作用力 B减小球对手的作用时间C减小球的动能变化量 D减小球的动量变化量7.物体A和物体B用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动，如图甲所示A的质量为m，B的质量为m.当连接A、B的绳突然断开后，物体A上升经某一位置时的速度大小

13、为v，这时物体B下落速度大小为u，如图乙所示在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为()Amv BmvmuCmvmu Dmvmu8如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，左端与竖直墙壁接触现打开尾端阀门，气体往外喷出，设喷口面积为S，气体密度为，气体往外喷出的速度为v，则气体刚喷出时贮气瓶顶端对竖直墙的作用力大小是()AvS B.C.v2S Dv2S二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)92019河南开封一模应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣小明同学分析了人原地起跳的过程设人的质量为m，从开始蹬地到以速度v离开地面的过程，重心升高了h，重力加

14、速度为g.他得出的以下结论正确的是()A从开始蹬地到上升到最高点的过程人始终处于失重状态B地面对人的支持力的冲量大于人的重力的冲量C地面对人做的功为mv2mghD人与地球所组成的系统的机械能增加了mv2mgh102019重庆七校联考在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电滑块开始时滑块静止若在滑块所在空间加一水平匀强电场，场强为E1，持续一段时间后立即换成与相反方向的匀强电场，场强为E2.当电场与电场持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能Ek.在上述过程中，滑块在中电场力做的功大小为W1，冲量大小为I1；滑块在中电场力做的功大小为W2，冲量大小为I2.则()AI1I2B3I1I2CW10.

15、25Ek，W20.75EkDW10.20Ek，W20.80Ek三、非选择题(本题共3小题，共32分)11(12分)2019河北沧州一中月考光滑水平面上放着质量mA1 kg的物块A与质量mB2 kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接)，用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能Ep49 J；在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆形光滑导轨，轨道半径R0.5 mB恰能完成半个圆周运动到达导轨最高点C.g取10 m/s2，求：(1)绳拉断后瞬间B的速度v

16、B的大小；(2)绳拉断过程绳对B的冲量I的大小12(11分)预测新题如图所示，一消防车空载时的质量M2 000 kg，储水容积V010 m3，储满水后静止在倾角为37的斜坡上，水枪出水口水平地面高度为3.2 m，打开水枪水流持续向坡底水平射出，水落到水平面上的着火点，着火点到射出点的水平距离为48 m已知水枪出水口的面积为2103 m2，水的密度为1.0103 kg/m3，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：(1)水射出枪口时的速度大小v；(2)从打开水枪开始计时，水喷完前消防车受到的摩擦力随时间变化的关系式13(10分)2016北京卷动量定理可以表示为pF

17、t，其中动量p和力F都是矢量在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是，碰撞后弹出的角度也是，碰撞前后的速度大小都是v，如图所示碰撞过程中忽略小球所受重力a分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化px、py；b分析说明小球对木板的作用力的方向课练17动量、冲量和动量定理狂刷小题夯基础1B乒乓球抛出时的速度为v m/s7 m/s，对抛球的过程运用动量定理可得Ftmgtmv，则Fmg4 N，故B正确，A、C、D三项错误2AC过程中钢珠只受到重力的作用，根据动量定理可知，钢珠动量的变化量等于重力的冲量，故A正确对全过程分析，根

18、据动量定理可知，过程中阻力的冲量的大小等于过程和过程中重力冲量大小的和，故B错误由动能定理得知，整个过程中重力做的功等于过程中钢珠克服阻力做的功，而整个过程中重力做的功等于钢珠所减少的重力势能，所以过程中钢珠克服阻力所做的功等于过程与过程中钢珠所减少的重力势能之和，故C正确根据功能关系分析得知，过程中损失的机械能即为过程中钢珠克服阻力做功，等于过程中钢珠所增加的动能和过程中钢珠减小的重力势能之和，故D错误3C由题意可知Imgt，则t，经过t时间，小球在竖直方向上的速度大小为vygt，根据速度的分解可知，初速度大小为v0，故选C项4B设子弹a、橡皮泥b和钢球c的质量均m，初速度均为v0，子弹穿墙

19、后的速度为v，则根据动量定理有：Iam(v0v)，Ibmv0，Ic2mv0，所以B项正确，A、C、D项错误5A根据动量定理知，冲量是引起动量变化的原因，故A项正确；根据IFt知，作用在静止的物体上的力的冲量不为零，故B项错误；动量越大说明物体的速度越大，但无法说明动量的变化，故不能说明物体冲量的大小，故C项错误；恒力冲量方向与力的方向相同，变力冲量方向不一定与力的方向相同，故D项错误6A物体运动过程中，受重力、支持力和拉力的作用，合外力等于拉力，根据动量定理，有Imv0，故物体在02 s内受到的冲量最大时，物体在2 s末的速率最大，图中t图象与t轴所围图形的面积与冲量大小成正比，t轴上方的冲量

20、为正，t轴下方的冲量为负，由于A选项图中冲量的矢量和最大，故A选项中图象对应的物体在2 s末的速率最大，故A正确7B设火箭发动机在1 s内喷射出气体的质量为m.以这部分气体为研究对象，应用动量定理，Ftmv0，解得m1.6103 kg.8C楼层之间的高度约为3.2 m,25层楼高约为h3.224 m76.8 m，根据v22gh，可得v39.2 m/s；根据动量定理有Ftmv，解得F980 N103 N，选项C正确9ABA01 s内据动量定理Ft1mv1，得v11 m/s，故A正确；B.02 s内据动量定理p2Ft22 kgm/s4 kgm/s，故B正确；C.03 s内，p3F1t2F2t322

21、113 kgm/s，故C错误；D.04 s内，P4F1t2F2t422122 kgm/s，即4 s 时物块速度不为零，故D错误10B根据初速度为零的匀变速直线运动规律可知，在启动阶段，列车的速度与时间成正比，即vat，由动能公式Ekmv2可知，列车的动能与它的速度的二次方成正比，与它所经历的时间的二次方成正比，选项AC错误；由v22ax可知，Ekmax，则列车的动能与它的位移x成正比，选项B正确；由动量公式pmv，可知列车的动能Ekmv2，即列车的动能与它的动量的二次方成正比，选项D错误11CD在弹簧恢复原长的过程中，笔帽先向上做加速运动，弹簧压缩量减小，弹力减小，加速度逐渐减小；当弹力等于重

22、力时，笔帽加速度为零，速度最大；此后弹力小于重力，合力向下，加速度与速度反向，笔帽做减速运动，A错误笔帽向上运动，受到的弹力方向向上，力与位移同向，故弹力对笔帽做正功，重力方向向下，与位移反向，对笔帽做负功，由于笔帽动能增加，所以弹簧对笔帽做的功大于笔帽克服重力做的功，又时间相同，根据功率的定义，可知D正确弹簧对桌面虽然有弹力，但没有位移，所以不做功，B错误由于轻弹簧质量不计，所以弹簧对桌面的弹力大小等于弹簧对笔帽的弹力大小，作用时间相同，冲量大小相等，C正确12C取向右为正方向中初动量p30 kgm/s，末动量p15 kgm/s，则动量变化量为ppp45 kgm/s；中初动量p15 kgm/

23、s，末动量p30 kgm/s，则动量变化量为ppp15 kgm/s；中初动量p15 kgm/s，末动量p30 kgm/s，则动量变化量为ppp45 kgm/s；中初动量p30 kgm/s，末动量p15 kgm/s，则动量变化量为ppp15 kgm/s；故物体动量改变量相同故C项正确13A根据机械能守恒可知，两球滑到轨道末端速度大小相等，方向不同；根据动量定理可知，两球所受到的合外力的冲量大小相等，选项B错误；支持力与时间的乘积不为零，所以支持力的冲量不为零，选项C错误；由于末速度方向不同，所以两球动量的变化量不同，选项D错误；甲球做加速度减小的加速运动，乙球做匀加速直线运动，根据速度大小与时间

24、的关系可知，甲球运动的时间短，所以甲球重力的冲量比乙球重力的冲量小，选项A正确14CD根据动量定理可得pmgt，选项A错误，C正确；物体的动量变化率mg，选项B错误，选项D正确15C碰撞过程中，驾驶员的初、末动量与是否使用安全气囊无关，A项错误；由动量定理可知，驾驶员受到的撞击力的冲量不变，B项错误；安全气囊延长了撞击力的作用时间，但是撞击力的冲量一定，故驾驶员的动量变化不变、动量变化率减小，C项正确，D项错误16DAB与CD平行，所以撤去推力后两物体的加速度相等，即两物体受到的摩擦力大小相等，但a的运动时间小于b的时间，根据Ift可知，摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，C错误；根

25、据动量定理，对整个过程研究得：F1t1ftOB0，F2t2ftOD0，由题图看出，tOBtOD，则有F1t1F2t2，即F1的冲量小于F2的冲量，A、B错误；根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，a、b两个物体动量的变化量都为零，所以合外力的冲量相等，D正确综合测评提能力1B本题考查动能定理及动量定理两物体在空气中下落的高度相同，根据v22gH，可得两物体落地时速度相同，在沙地里运动的平均速度均为，甲物体在沙地里运动时间为乙物体的2倍，有h甲2h乙，D错误；根据动能定理有W甲mg(Hh甲)，W乙mg(Hh乙)，W乙W甲2W乙，C错误；结合W甲甲h甲甲2h乙，W乙乙h乙，得乙甲乙，

26、A错误；根据I甲mg2tmv，I乙mgtmv，可知沙地的阻力对两物体的冲量不同，B正确2C本题考查考生的综合分析能力，需要利用动量定理等相关知识解题设t时间内，落到雨伞上雨水的质量为m，根据动量定理有，Ftmv，mvtr2，所以Fv2r2，代入数值解得F2.5101 N，所以选C3C根据Ft图象面积表示冲量，可知在02 s内合外力的冲量一直增大，A正确；04 s内合外力的冲量为零，B正确；2 s末冲量方向发生变化，物体的动量开始减小，但方向不发生变化，04 s内物体动量的方向一直不变，C错误，D正确4C设t时间内每个喷嘴有质量为m的水射出，对这部分水由动量定理得Ft2mv，mvt，运动员悬停在

27、空中，所以有FMg，联立解得v7.6 m/s，故C项正确5D由动能定理可知，播种器射出荚的过程Wmv20.0252 J0.25 J，A项错误；荚在空中做斜抛运动，到达地面前在竖直方向做匀加速直线运动，则由hvtgt2，得t1 s，B项错误；荚落地时竖直方向的分速度大小为vyvgt(5101)m/s15 m/s，荚落地时的速度大小为v15 m/s，则由动量定理可知I0mv kgm/s，C项错误；由C选项的分析可知，荚落地瞬间的速度与水平方向的夹角为45，则荚在地面下的位移大小为d，对荚进入地面的过程中，由动能定理得fd0mv2，代入数据解得f N，D项正确6A专业运动员伸出手接球时延缓了球与手作

28、用的时间，根据动量定理可知，动量变化量相同时，作用时间越长，作用力越小，两种接球方式中球的动量变化相同，动能变化相同，故只有A正确7D解法一：对A有I弹mgtmv，对B有mgtmu，解得弹簧弹力的冲量I弹mvmu.解法二：对A、B两物体系统有I弹(mgmg)tmvmu，mgtmu，联立解得I弹mvmu.8D以t时间内喷出去的气体为研究对象，则FtSvtvStv2，得FSv2，由于气瓶处于平衡状态，墙壁与气瓶间作用力与气体反冲作用力相等，故D项正确9BD人从开始蹬地到上升到最高点的过程经历了先加速再减速，所以是先超重后失重，故A错误；因加速过程中人受到的支持力大于人的重力，二者作用时间相同，所以

29、支持力的冲量大于重力的冲量，故B正确；人起跳时，地面对人不做功，由于有人体内的生物能转化为机械能，由功能的转化可得人与地球所组成的系统的机械能增加了EEkEpmv2mgh，故D项正确，C项错误10BC设第一过程末速度为v1，第二过程末速度为v2，根据过程分析可知两过程的平均速度大小相等据运动规律有：，解得：v22v1；根据动能定理有：W1mv，W2mvmv而Ekmv，所以：W10.25Ek，W20.75Ek，故C正确；因为两过程位移大小相等，所以两过程中电场力大小之比，据冲量定义得：I1F1t，I2F2t，所以I23I1，B正确11答案：(1)5 m/s(2)4 Ns解析：(1)设物块B在绳被

30、拉断后的瞬时速率为vB，到达C点的速率为vC，根据B恰能完成半个圆周运动到达C点可得mBgmB对绳断后到B运动到最高点C这一过程，应用动能定理有2mBgRmBvmBv由解得vB5 m/s.(2)设弹簧恢复到自然长度时B的速率为v1，取向右为正方向，由能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能转化为B的动能，则EpmBv根据动量定理有ImBvBmBv1由解得I4 Ns，其大小为4 Ns.12答案：(1)60 m/s(2)f6.624104720t(N)解析：(1)由平抛运动可得hgt2，xvt联立解得v60 m/s(2)取很短一段时间t内喷出的水为研究对象，则该段时间内喷出水的质量mSvt设车对水产生的水平作用力为F，则由动量定理可得Ftmv由牛顿第三定律可知水对车的作用力FF取车为研究对象，以沿斜面向上为正方向，其受力平衡有(MV0Svt)gsin 37Fcos 37f则水喷完前消防车受到的摩擦力随时间变化的关系式为f6.624104720t(N)13答案：a.px0py2mvcos ，沿y轴正方向b沿y轴负方向解析：a.x方向：动量变化为Pxmvsin mvsin 0y方向：动量变化为pymvcos (mvcos )2mvcos 方向为沿y轴正方向b根据动量定理可知，木板对小球作用力的方向沿y轴正方向；根据牛顿第三定律可知，小球对木板作用力的方向沿y轴负方向