2023江苏版物理高考第二轮复习--专题七　 动量.pdf

2023江苏版物理高考第二轮复习专题七动量1.（2022重庆模拟）如图所示，若船用缆绳固定,人恰好可以从船头跳上岸;撤去缆绳,人仍然恰好可以从船头跳上岸。已知两次从离开船到跳上岸所用时间相等,人的质量为60 k g,船的质量为120 k g,不计水和空气阻力,忽略人竖直方向的运动，则两次人消耗的能量之比为（）AA.1 ：1 B.1：2 C.1 ：3 D.2：3答 案 D假设缆绳固定时人跳出的速度为%则人消耗的能量Ek%人说,撤去缆绳后,人跳出的速度仍为v由动量守恒得m人vi=m 船V%人消耗的能量E2=1m 人*+$船 母代入数据可得Ei :E2=2：3,故选D.2.（2022四川成都石室中学专家联测）侈 选）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英里。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 c m 深处完成一次播种。已知荚的总质量为20 g,不考虑英所受大气阻力及进入土壤后重力的作用。取 g=10 MS24!|（）A.射出荚的过程中,播种器对英做的功为2.5 JB.离开无人机后,荚在空中运动的时间为四sC.土壤对荚冲量的大小为挈k g -m/sD.荚在土壤内受到平均阻力的大小为竽N答 案 C D 播种器对荚做的功等于荚增加的动能，故 w A n 0=1 X 0.02 X 5,J=0.25 J,A 错误;离开无人机后,在竖直方向上英做初速度为5 m/s、加速度为g 的匀加速直线运动,根据位移时间公式有h=v,0t*g t：解得t=l s,B 错误;荚落地时竖直方向上的速度为vy=5 m/s+10X 1 m/s=15 m/s,水平方向上的速度为v0=15 m/s,故荚落地时的速度大小为v二/诏+对二 15五 m/s,进入土壤后,最终速度为零,故I=O-m v=-k g m/s,即冲量大小为哈k g m/s,C 正确;荚进入土壤后，竖直方向上做减速运动,末速度为零，位移为y=10 c n,=O,1%根据位移速度公式可得y若进入土后运动的时间为t咚联立解得盛s,根据动量定理可3V2得-Ft=O-m v,解得N=-1 N,D 正确。75第 1 页 共 8 页3.（2022山西临汾二模）第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月2 0日落下帷幕,冰壶运动是冬奥会比赛项目之一。假设运动员用红壶撞击静止在水平冰面上的蓝壶，两壶发生正碰,不计碰撞时间,碰撞前后两壶的v-t图像如图所示。已知两壶的质量均为20 k g,则碰撞后蓝壶所受的阻力大小为（）A.1.8 N B.2.0 N C.2.4 N 1）.3.2 N答 案C设碰后蓝壶的速度为v,碰前红壶的速度vo=l.0 m/s,碰后红壶的速度为y =0.4 m/s,取碰撞前红壶的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有m v产m v+m v,解得v=0.6 m/s,设碰撞后蓝壶所受的阻力大小为f,取初速度方向为正方向,对蓝壶根据动量定理得-f A t=0-m v,由图可知A t=6 s-1 s=5 s,解得f=2.4 N,故C正确。4.（2022山东烟台二模）离子发动机是利用电场加速离子形成高速离子流而产生推力的航天发动机，工作时将推进剂离子化，使之带电,然后在静电场作用下推进剂得到加速后喷出,从而产生推力,这种发动机适用于航天器的姿态控制、位置保持等,航天器质量为M,单个离子质量为叫带电荷量为q,加速电场的电压为U,高速离子形成的等效电流为I,根据以上信息计算该发动机产生的推力为（）,inU T l2mU T 3mU n r ISmUA.I B.I C.I D.I 7 q N q N q答 案B根据动能定理有q U=%，,解得离子的速度为v=J乎,根据电流的定义式有啥骞对离子由动量定理得F t=N m v,联立解得F=I 由牛顿第三定律可知该发动机产生的推力为I故选B。5.（2022山东省实验中学一模,10）（多选）如图所示,某同学进行足球颠球训练,足球被脚面反弹出去后竖直向上运动，一段时间后又落回到脚面上,足球离开脚面和落回脚面时脚面离地面的高度相同,设整个运动过程中足球受到的空气阻力大小不变.下列说法正确的是（）A.足球从离开脚面到落回脚面的过程中,重力做的功为零B.足球上升到最高点的时间大于从最高点落回脚面的时间C.足球在上升阶段重力的冲量小于下降阶段重力的冲量D.足球上升阶段动量变化量的大小小于下降阶段动量变化量的大小答 案A C重力做功与路径无关,只与初末位置的高度差有关,足球从离开脚面到落回脚面的过程中,重力做的功为零,故A正确。足球在上升阶段做匀减速直线运动，可以看成向下初速度为0的匀加速直线运动,足球受重力和向下的阻力，加速度大;足1球在下降阶段做初速度为0的匀加速直线运动,足球受重力和向上的阻力,加速度小,由h=-a t2,可知足球上升到最高点的时间第2页 共8页小于从最高点落回脚面的时间,在上升阶段重力的冲量小于下降阶段重力的冲量,故B错误,C正确。由v2=2ah,可知足球离开脚面的初速度大于落回脚面的末速度,由 p=m A v,所以足球上升阶段动量变化量的大小大于下降阶段动量变化量的大小，故D错误。6.（2022山东济南一模,8）如图所示为高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图,5节质量均为m的车厢编组运行,只有1号车厢为动力车厢.列车由静止开始以额定功率P运行,经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力,假设车厢碰到空气前空气的速度为0,碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为P,1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S。不计其他阻力，忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率运行到速度最大值的一半时,3号车厢对1号车厢的作用力大小为（）5-4 3-2 17/7/7 7/7 7/7/7/A河B岛隆河喝河答 案A车厢碰到空气前空气的速度为0,碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同,以一定质量空气为研究对象,根据动量定理f t=mv,m=P Sv-A t,联立解得f=P Sv；当列车以额定功率运行到速度最大时P=fw,.=p S若！,当列车以额定功率运行到速度最大值的一半时,5个车厢整体受力分析根据牛顿第二定律得Ffi=5ma,P=F：争f产p S号）：对4、5节车厢整体受力分析F=2ma,联立解得 胃 犷 区,故A正确,B、C、D错误。7.（2022广东湛江二模,1）很多同学看过或玩过磁悬浮陀螺，一般情况下，磁悬浮陀螺可以在空中悬浮十分钟以上。当磁悬浮陀螺在空中稳定地旋转时,在5 s的时间内,下列说法正确的是（）A.磁悬浮陀螺在竖直方向上的动量变化量为0B.磁悬浮陀螺所受的重力产生的冲量为0C.磁悬浮陀螺所受的磁力产生的冲量为0D.时间越长,磁悬浮陀螺在竖直方向上所受的合力产生的冲量越大答 案A磁悬浮陀螺受到竖直向上的磁力和竖直向下的重力保持不变，均不为零,则两个力产生的冲量不为零，故B、C错误；磁悬浮陀螺在竖直方向上所受的合力为零,则合力冲量为零,竖直方向的动量变化量为零,故A正确,D错误.8.（2022广东广州二模,6）如图所示,2022年北京冬奥会某次冰壶比赛，甲壶以速度v。与静止的乙壶发生正碰，已知冰面粗糙程度处处相同,两壶完全相同,从碰撞到两壶都静止，乙的位移是甲的9倍,贝！）（）甲O O乙_A.两壶碰撞过程无机械能损失B.两壶碰撞过程动量变化量相同C.碰撞后瞬间，甲壶的速度为半第3页 共8页D.碰撞后瞬间,乙壶的速度为V。答 案 C两壶完全相同，碰后在冰面上滑行，有 好 臂 从 碰 撞 到 两 壶 都 静 止，乙的位移是甲的9 倍,设碰后两壶的速度分别为外和v2,根据0-诏=-2a x,得 v,：v2=l ：3,根据动量守恒定律得m v=m v,+m v2,解得v1=?,v?=竽,C 正确,I）错误;两壶碰撞过程机械能的变化量AEg m 说+扣堤广-小诏,机械能有损失,A错误;动量的变化量是矢量，两壶碰撞过程动量变化量大小相同但方向相反,B 错误。9.（2022长沙雅礼中学月考七,6）如图所示,在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点0 在水平面上自由转动。一颗子弹以垂直于杆的水平速度V。击中静止木杆上的P 点，并随木杆一起转动（碰撞时间极短）。已知木杆质量为M,长度为L,子弹质量为 m,点 P 到点0 的距离为x.忽略木杆与水平面间的摩擦。设子弹击中木杆后绕点（）转动的角速度为3。下面给出3的四个表达式中只有一个是合理的。根据你的判断，3的合理表达式应为（）3MVnX 3mVnX2:?B.3 r j3M x2+m Lz 3mx2+MLz：3mvnx r j D.3 3mr jvnL3M/+M/答 案 c 从单位判断,B 选项中表达式的单位为m/s,故 B 错误;假设点P 到点。的距离x=0,贝照速度为零,D 选项中表达式不为零,故D 错误;如果是轻杆,则M=0,即轻杆对子弹没有阻碍作用,相当于子弹做半径为x 的圆周运动，则 A错误,（：正确。10.（2022隆回二中开学考,8）（多选）载人飞船完成任务后,载有航天员的返回舱要返回地球,为了保证宇航员的安全,在2巨离地面 1 m 左右启动发动机，使返回舱实现软着陆。某次返回舱在距地面1.05 m 时的速度为10 m/s,开始启动发动机，到达地面时的速度为2 m/s。近似认为返回舱从触地到停止运动所用的时间恒为0.1 s,航天员能承受的最大冲击力为自身重力的5倍，地球表面的重力加速度g=10 m/s1下列说法正确的是（）A.启动发动机后,下落过程中宇航员受到合外力的冲量方向向下B.若不启动发动机，宇航员着陆时受到的冲击力将超过其能承受的最大冲击力C.不启动发动机和启动发动机两种情况下,宇航员着陆时受到的冲击力之比为11：3D.不启动发动描口启动发动机两种情况下,宇航员着陆时受到的冲击力之比为4：1答 案 B D 启动发动机后，宇航员速度减小，加速度方向向上,合外力向上,根据公式I=Ft可知,下落过程中宇航员受到合外力的冲量方向向上,A 错误;对宇航员受力分析如图若不启动发动机,设落地时的速度为v,则有v-vg=2g h,解得v=l l m/s,触地到停止运动,以向上为正方向,由动量定理得（F-m g）t=m v,解得F=12m g,又F=5m g,故F F,“B正确;启动发动机时，有v=2 m/s,由动量定理可得（F-m g）t=m v,解得F=3m g,故两种情况下，冲击力之比为4：1.C错误,D 正确.第 4 页 共 8 页11.（2021南开期中统考,7）（多选）如图所示为高空坠物的公益广告,形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性.小明用下面的实例来检验广告的科学性:在保证安全的情况下，将一个质量为50 g的鸡蛋从25楼顶自由落下，相邻楼层的高度差为3.2 m,鸡蛋与地面撞击时间约为0.002 s,不计空气阻力,g=10 m/s 贝U（）一个魂的力它只星一新小小的薄*.一个30克的科蛋从4楼撤下来就会让人起脚包：从8楼抛卜.来就可以让人*皮破裂：从18楼高甩卜,来就可以砸破行人的头闿：从25楼抛下可使人当场死亡.A.从下落到即将落地,鸡蛋的动量变化约为2 000 kg m/sB.该鸡蛋对地面平均冲击力约为1 000 NC.鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内动量变化相等D.鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内动能变化相等答 案B C相邻楼层的高度差为3.2 m,鸡蛋落下的高度为h=3.2X25 m=80 m,落地速度丫=网 国2 X 10 X 80 m/s=40 m/s,所以鸡蛋的动量变化约为A p=mv-0=50X 10 X 40 kg m/s=2 kg-m/s,A错误;由动量定理有（F-mg）t=mv-0,得F=tng+=50X10 3X10 竺N=1 000.5 Ng1 000 N,故该鸡蛋对地面平均冲击力约为1 000 N,B正确;鸡蛋在空中运动过程中,由动量定理可知，任意相等时间内动量变化等于这段时间合力的冲量，Ap=mg A t,都相等,C正确;鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内下落的高度不相等,由动能定理可知A E.=mgh,动能变化量不相等,D错误.12.（2022滨海七校联考,7）（多选）如图所示，小球A和槽形物体B的质量分别为队2m,B置于水平面上,B的上部半圆形槽的半径为R.槽的左右两侧等高。将A从槽的右侧顶端由静止释放，一切摩擦均不计,重力加速度为g,则（）A.A刚能到达槽的左侧顶端B.A运动到槽的最低点时速度为四近C.B向右匀速运动2D.B向右运动的最大位移为 R答 案A D设A到达左侧最高点的速度为v 根据动量守恒定律知,由于初动量为零,则末总动量为零,即v,=0,根据能量守恒定律知,A能到达B圆槽左侧的最高点，故A正确;设A到达最低点时的速度为v,根据动量守恒定律得0=mv-2mv，解得、，弓,根据能量守恒定律得m gR=$vT x 2m 2,解得v=半,故B错误;B向右先加速后减速，减速到零之后又向左先加速后减速,即做往返运动,C错误;因为A和B组成的系统在水平方向上动量守恒,当A运动到左侧最高点时,B向右运动的位移最大,设B向右2运动的最大位移为x,则有m（2R-x）=2mx,解得x=-R,故D正确。第5页 共8页13.(2022广东湛江一模,13)如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏,该游戏的规则为:将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出,并与另一静止的弹珠发生碰撞,被碰弹珠若能进入小坑中即胜出.现将此游戏进行简化,如图乙所示,粗糙程度相同的水平地面上,弹珠A 和弹珠B 与坑在同一直线上,两弹珠间距x.=2 m,弹珠13与坑的间距x2=l m.某同学将弹珠A 以 v0=6 m/s的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间3=0.4 s 与弹珠B 正碰(碰撞时间极短),碰后弹珠A 又向前运动A x=0.1 i n 后停下.已知两弹珠的质量均为2.5 g,取重力加速度g=10 m/s；若弹珠A、B 与地面间的动摩擦因数均相同,并将弹珠的运动视为滑动，求：甲乙(1)碰撞前瞬间弹珠A 的速度大小和弹珠与地面间的动摩擦因数u;(2)两弹珠碰撞瞬间的机械能损失,并判断该同学能否胜出.答 案(1)4 m/s 0.5(2)见解析解 析(1)设碰撞前瞬间弹珠A的速度为V l,由运动学公式得x产 v t 全而vpvo-a ti由牛顿第二定律得FL u m g 二 m a联立解得 a=5 m/s2,u=0.5,V i=4 m/s(2)由可知弹珠A和B在地面上运动时加速度大小均为a=5 m/s 设弹珠A碰撞后瞬间的速度为“，由运动学规律v尸 二 2a A x解得 vj=l m/s设碰后瞬间弹珠B 的速度为v2由动量守恒定律得m v 产 m vj +m v2，解得 V2=3 m/s所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失 Ek n vf-Q m V i 2+|m v2,2)解得 AEk=7.5X 10 J碰后弹珠B 运动的距离为哈0.9 m -(M-m)v(2)(vo-v)+vm解 析(D着陆器一次瞬间喷射前的动量p=(M-m)v。一次瞬间喷射后的动量P 二(M-m)v一次瞬间喷射过程中燃气对着陆器的冲量J =v0,则着陆器对燃气的冲量I=(M-m)v0-(M-n i)v(2)着陆器喷射燃气的过程动量守恒,有M v0=(M m)v+m v*解得 v二(vo-v)+vm第 8 页 共 8 页