2021届高考物理一轮复习方略核心素养测评：十八6

2021届高考物理一轮复习方略核心素养测评：十八6

温馨提示： 此套题为 Word 版，请按住 Ctrl, 滑动鼠标滚轴， 调节合 适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word文档返回原板块。 核心素养测评 十八 动量 动量定理 (45 分钟 100 分) 一、选择题 ( 本题共 9 小题，每小题 6 分，共 54 分，1～6 题为单选 题，7～9 题为多选题 ) 1.“长征九号” 运载火箭将有望在 2030 年前后实现首飞。 “长征九号” 运载火箭箭体直径 9.5 米，全箭总长近百米， 运载能力是现有中国火 箭最大运载能力的 5 倍多， 最大运载能力和综合性能指标将达到国际 运载火箭的先进水平，有望在 2030 年前后实现首飞。若在某次实验 中该发动机向后喷射的气体速度约为 3 km/s ，它在 1 s 时间内喷射 的气体质量约为 1.6 ×103 kg 。那么所产生的推力约为 ( ) A.4.8 ×105 N B.4.8 ×106 N C.4.8 ×107 N D.4.8 ×104 N 【解析】 选 B。设某次实验中该发动机向后喷射气体所产生的推力为 F，对该气体根据动量定理有： Ft=mv-0，解得 F= =4.8 ×106 N，故 选项 B正确。 2.(2020 ·西城区模拟 )1966 年，在地球的上空完成了用动力学方法 测质量的实验。实验时，用“双子星号”宇宙飞船去接触正在轨道上 运行的火箭组 (后者的发动机已熄火 ) ，接触以后，开动“双子星号” 飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速，推进器的平均推力 F=895 N，推进器开动时间 Δt=7 s。测出飞船和火箭组的速度变化 Δv=0.91 m/s。已知“双子星号”飞船的质量 m1=3 400 kg，由以上实验数据可 测出火箭组的质量 m2 为 ( ) A.3 400 kg B.3 485 kg C.6 265 kg D.6 885 kg 【解析】 选 B。根据动量定理得 FΔt=(m 1+m2) Δv ，代入数据解得 m2 ≈3 485 kg ，B选项正确。 3.(2020 ·合肥模拟 ) 航天器离子发动机原理如图所示， 首先电子枪发 射出的高速电子将中性推进剂离子化 ( 即电离出正离子 ) ，正离子被 正、 负极栅板间的电场加速后从喷口喷出， 从而使航天器获得推进或 姿态调整的反冲力。已知单个正离子的质量为 m，电荷量为 q，正、 负极栅板间加速电压为 U，从喷口喷出的正离子所形成的电流为 I 。 忽略离子间的相互作用力， 忽略离子喷射对航天器质量的影响。 该发 动机产生的平均推力 F 的大小为 ( ) A.I B.I C.I D.2I 【解析】 选 A。以正离子为研究对象，由动能定理得 qU= mv2 ，Δt 时 间内通过的总电荷量为 Q=IΔt ，喷出的正离子总质量为 M= m= m。 由动量定理可知正离子所受的平均冲量 F′Δt=Mv，联立以上式子可 得 F′=I ，根据牛顿第三定律可知，发动机产生的平均推力 F=I ，故 A正确。 4. 如图所示，轻质弹簧固定在水平地面上。现将弹簧压缩后，将一质 量为 m的小球静止放在弹簧上， 释放弹簧后小球被竖直弹起， 小球离 开弹簧时速度为 v，则小球被弹起的过程 ( 小球由静止释放到离开弹 簧的过程 ) 中 ( ) A. 地面对弹簧的支持力冲量大于 mv B. 弹簧对小球的弹力冲量等于 mv C.地面对弹簧的支持力做功大于 mv2 D.弹簧对小球的弹力做功等于 mv2 【解析】 选 A。规定竖直向上为正方向，对小球受力分析，受到竖直 向下的重力和竖直向上的弹力作用，故根据动量定理可得 I F-I G=mv， 所以弹簧对小球的弹力的冲量 I F=mv+IG，B 错误；地面对弹簧的支持 力 和 弹 簧 对 地 面 的 弹 力 是 一 对 相 互 作 用 力 ， 所 以 N=F， 故 |I N|=|I F|=mv+|I G|>mv，A 正确；根据动能定理得 WF-WG= mv2 ，所以 WF=WG+ mv2> mv2，由于弹簧没有发生位移，所以地面对弹簧的支持力 不做功，故 C、D错误。 5. 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制 成种子胶囊。播种时，在离地面 10 m高处以 15 m/s 的速度水平匀速 飞行的无人机上，播种器利用空气压力把种子胶囊以 5 m/s 的速度 ( 相对播种器 ) 竖直向下射出，种子胶囊进入地面下 10 cm深处完成一 次播种。已知种子胶囊的总质量为 20 g ，不考虑其所受大气阻力及 进入土壤后的重力作用，取 g=10 m/s 2，则 ( ) A. 射出种子胶囊的过程中，播种器对种子胶囊做的功为 2.5 J B. 离开无人机后，种子胶囊在空中运动的时间为 s C.土壤对种子胶囊冲量的大小为 3 kg ·m/s D.种子胶囊在土壤内受到平均阻力的大小为 22.5 N 【解析】 选 D。射出种子胶囊的过程中，播种器对种子胶囊做的功等 于其动能的增量，即 W=mv2= ×0.02 ×52 J=0.25 J ，A 错误；胶囊离 开无人机后在竖直方向做匀加速直线运动， 由 h=vt+ gt 2 得：10=5t+ ×10t 2，解得 t=1 s( 另一个解舍去 ) ，B 错误；种子胶囊落地时竖直 速度 vy =v+gt=15 m/s ，水平速度 vx=v0=15 m/s，进入土壤时竖直方向 h′= ，t ′= ，可求得 t ′= s 。 由动量定理 I=Ft ′=0-(-mv) v= 可解得：土壤对种子胶囊的冲量 I=mv=0.3 kg ·m/s，平均阻力大 小 F=22.5 N，故 C错误， D正确。 6.(2019 ·佛山模拟 ) 如图所示，一轻质弹簧固定在墙上，一个质量为 m的木块以速度 v0 从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作 用。设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，那么，在整个 相互作用的过程中弹簧对木块冲量 I 的大小和弹簧对木块做的功 W分 别是 ( ) A.I=0 ，W=m B.I=mv 0，W=m C.I=2mv0，W=0 D.I=2mv0，W=m 【解析】 选 C。在木块与弹簧接触到将弹簧压缩为最短的过程中，弹 簧对木块做负功，在弹簧将木块弹出的过程中，弹簧对木块做正功， 且正功与负功的绝对值相等， 故在整个相互作用的过程中弹簧对木块 做的总功 W=0。从而，木块将以 v0 的速度被弹回，由动量定理可得， 在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量 I 的大小 I=2mv0，故 C正确。 【加固训练】 (2019 ·泰安模拟 ) 如图所示，竖直平面内有一半圆槽， A、C等高，B为圆槽最低点，小球从 A点正上方 O点静止释放，从 A 点切入圆槽，刚好能运动至 C点。设球在 AB段和 BC段运动过程中， 运动时间分别为 t 1、t 2，合外力的冲量大小为 I 1、I 2，则 ( ) A.t 1>t 2 B.t 1=t 2 C.I 1>I 2 D.I 1=I 2 【解析】 选 C。小球从 A点正上方 O点静止释放，做自由落体运动， 从 A点切入圆槽，刚好能运动至 C点，即从 A 到 C速度越来越小， AB 段平均速率大于 BC段平均速率，两段路程相等，所以球在 AB 段和 BC段运动过程中的运动时间为 t 1I 2，故 C正确， D错 误。 7.2019 年清华附中勇夺北京中学生篮球冠军赛比赛冠军。假设比赛 中相距为 l 的甲、 乙两名队员在传球时， 抛球和接球时手的高度相同， 球在空中的运动时间为 t 。若不计空气阻力，关于传球过程中的有关 物理学知识，以下说法正确的是 ( ) A. 球出手后，经 时间后到达最高点 B. 球在最高点的速度大小为 C.传球过程中，重力对球的冲量为零 D.传球过程中，重力始终不做功 【解析】 选 A、B。球出手后，先做斜上抛运动，到达最高点后，又 做平抛运动，两段运动具有相等时间，所以到达最高点的时间为 ，A 正确； 球在最高点， 竖直方向上的速度为零， 只有水平方向上的速度， 而球在水平方向上做匀速直线运动，在 t 时间内水平位移为 l，故球 在最高点的速度大小为 v= ，B 正确；传球过程中，重力始终存在， 根据动量定理可知重力对球的冲量为 I=mgt，C 错误；传球过程中球 在竖直方向上的位移先向上后向下，所以重力先做负功后做正功， D 错误。 【加固训练】 ( 多选 ) 如图所示， 一个质量为 0.18 kg 的垒球， 以 25 m/s 的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为 45 m/s ，设球棒与垒球的作用时间为 0.01 s 。下列说法正确的是 ( ) A. 球棒对垒球的平均作用力大小为 1 260 N B. 球棒对垒球的平均作用力大小为 360 N C.球棒对垒球做的功为 126 J D.球棒对垒球做的功为 36 J 【解析】 选 A、C。设球棒对垒球的平均作用力为 F，由动量定理得 Ft=m(v-v 0) ，取 v=45 m/s，则 v0=-25 m/s，代入上式，得 F=1 260 N， 由动能定理得 W=mv2- m =126 J ，选项 A、C正确。 8. 如图所示，质量为 m、2m的甲、乙两个同种材质的物体静止在粗糙 水平面上，某时刻，它们同时受到水平恒力 F，经过时间 t ，同时撤 掉力 F。下列叙述中，正确的是 ( ) A. 在力 F 作用的时间内，两物体动量变化 Δp 甲 <Δp 乙 B. 在力 F 作用的时间内，两物体动量变化 Δp 甲 >Δp 乙 C.在力 F 作用的时间内，两物体摩擦力的冲量 I 甲 I 乙 【解析】 选 B、C。由 I=Ft 可知，两物体的恒力的冲量相同；由于两 物体的质量不同， 故在相同时间内乙物体所受到的摩擦力大于甲物体 受到的摩擦力；摩擦力的冲量 I 甲 Δp 乙，故 B、 C正确， A、D错误。 9. 水平推力 F1 和 F2分别作用于水平面上原来静止的质量相等的 a、b 两物体上， 作用一段时间后撤去推力， 物体将继续运动一段时间停下， 两物体的 v-t 图象如图所示。已知图中线段 AB∥CD，则整个运动过 程中 ( ) A.F1 的冲量小于 F2 的冲量 B.F1 的冲量等于 F2 的冲量 C.两物体受到的摩擦力大小相等 D.两物体受到的摩擦力大小不等 【解析】 选 A、C。题图中 AB与 CD平行，说明推力撤去后两物体的 加速度相同， 而撤去推力后物体受到的合力等于摩擦力， 根据牛顿第 二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，故 C正确， D错误。根 据动量定理，对整个过程研究得， F1t 1-ft OB=0，F2t 2-ft OD=0；由题图看 出，t OB

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