【备战2023高考】物理总复习——7.1《动量和动量定理及其应用》练习（全国通用）

专题7.1 动量和动量定理及其应用

一、单选题

1．如图所示，火星探测器在火星表面进行悬停实验，当探测器向下喷出火焰，探测器可悬停在火星表面上空。假设探测器在t时间内向下喷射的气体的质量约为m，喷射气体的速度约为v，此过程认为探测器的总质量保持不变，喷射气体的重力忽略不计，火星重力加速度为，下列说法正确的是（　　）

A．探测器悬停在火星表面上空时加速度大小等于

B．探测器对喷射气体的作用力大于喷射气体对探测器的作用力

C．一段时间t内，探测器的动量变化量为

D．探测器的质量为

2．东京奥运会上，全红婵勇夺10米跳台冠军。某次跳水时，全红婵竖直起跳到空中最高点后再向下朝水面运动，忽略空气阻力，并将她看成质点，对此次跳水分析正确的是（　　）

A．从空中最高点到水中最低点的过程中，她的动量改变量等于零

B．从空中最高点到水中最低点的过程中，重力对她的冲量等于零

C．从接触水面到水中最低点的过程中，她的动能改变量等于重力做的功

D．从接触水面到水中最低点的过程中，她的动量改变量等于水对她的冲量

3．在水平力的作用下，一质量为的物块沿水平面由静止开始直线运动，随时间变化的图像如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度取，则（　　）

A．时物块的速率为 B．时物块的动能为零

C．时物块的动量大小为 D．时物块的回到出发点

4．关于动量，下列说法正确的是（　　）

A．做匀速圆周运动的质点，其动量不随时间发生变化

B．台球在粗糙的台面上碰撞时不遵从动量守恒定律

C．在船舷和码头悬挂旧轮胎是为了延长作用时间，以减小船与码头的作用力

D．体操运动员在落地时总要屈腿是为了减小动量的变化量，使运动员避免受伤

5．消防员从较高位置跳下时，在双脚触地后，通常都会采用双腿弯曲的方法，使身体重心又下降一段距离，这种做法可以减小（　　）

A．触地过程中消防员动能的变化量

B．触地过程中消防员动量的变化量

C．触地过程中地面对消防员双脚的冲量

D．触地过程中地面对消防员双脚的平均作用力

6．汽车的安全性是一个日益突出的问题。汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体，若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中发挥的作用,下列说法正确的是（　　）

A．增加了司机单位面积的受力大小 B．延长了司机的受力时间并减小了冲力

C．使司机受到的冲量减少 D．减少了碰撞前后司机动量的变化量

二、多选题

7．如图甲，“胸口碎大石”是民间杂耍的保留节目（危险节目，请勿模仿）。其原理如图乙所示，皮囊A放置在水平地面上，上面压着一块质量M=54kg的石板，质量m=6kg的铁锤，以的速度，竖直向下砸中石板，碰撞时间极短，铁锤与石板瞬间达到共同速度，之后忽略手持锤的作用力，且向下匀变速运动2cm减速到零，取重力加速度。则（　　）

A．铁锤与石板碰后瞬间达到的共同速度为0.5m/s

B．铁锤与石板碰撞过程损失的机械能为75J

C．碰后向下减速到零的过程，皮囊对石板做的总功-7.5J

D．碰后向下减速到零的过程，皮囊对石板的冲量大小78N·s

8．如图所示，木板静止在足够大的光滑水平面上，两个材料相同、质量不同的滑块A、（均可视为质点）同时从木板两端以不同的速度水平滑上木板，最终同时停在木板上且恰好相遇，相遇点距木板左端的距离为板长的。已知木板与滑块A的质量相等，下列说法正确的是（　　）

A．A、两滑块的质量之比为

B．A、两滑块的初动量之比为

C．A、两滑块因摩擦产生的热量之比为

D．此过程中摩擦力对A、两滑块的冲量之比为

三、解答题

9．同学都喜欢篮球运动。将充足气后质量为0.6kg的篮球从1.6m高处自由落下，篮球接触地面的时间为0.5s，竖直弹起的最大高度为0.9m。不计空气阻力，重力加速度大小g取。求触地过程中篮球对地面的平均作用力大小。

10．如图所示，质量为的小球从距地面高处自由下落，与地面碰撞后竖直弹起的最大高度为。重力如速度为，不计空气阻力，求：

（1）小球与地面碰撞前瞬间的速度；

（2）小球与地面碰撞过程损失的机械能；

（3）若小球与地面碰撞时间为，小球重力不可忽略，碰撞过程地面对小球平均作用力的大小。

1．（2022·山东·济南三中模拟）光滑斜面上物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，如图所示，现将A沿斜面拉到B点无初速释放，物体在BC范围内做简谐运动，则下列说法错误的是（　　）

A．在振动过程中，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒

B．从B到C的过程中，合外力对物块A的冲量为零

C．物块A从B点到O点过程中，动能的增量等于弹性势能的减小量

D．B点时物体A的机械能最小

2．（2022·上海徐汇·三模）一列重达134吨的磁悬浮列车静止悬浮在长直轨道上，已知力量均衡的8名儿童在内用力可以拉动列车前进。现换成其中的4名儿童，用比之前更大的力拉整列列车，内，列车会（　　）

A．静止不动 B．移动不超过3米

C．移动4~5米 D．移动8米以上

3．（2022·湖北·恩施市第一中学模拟）2020年7月23日，中国首个火星探测器“天问一号”在海南文昌卫星发射中心发射升空。该探测器经过多次变轨，进入环火轨道，2021年5月择机开展着陆，巡视等任务，进行火星科学探测。假设在火星表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球（可视为质点），如图所示，给小球一水平向右的瞬时冲量I时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。若已知圆轨道半径为r，火星的质量为M，火星的球体半径为R，则万有引力常量G可以表示为（　　）

A． B． C． D．

4．（2022·江苏扬州·模拟）有人设想给太空飞船安装“太阳帆”，用太阳光的“光子流”为飞船提供动力来实现星际旅行。一太阳帆始终正对太阳光，它与太阳距离为r时受到太阳光的压力为F。当它到太阳的距离为时，受到太阳光的压力为（　　）。

A．F B． C． D．

5．（2022·安徽·合肥市第八中学模拟）平底煎锅正在炸豆子。假设每个豆子的质量均为m，弹起的豆子均垂直撞击平板锅盖，撞击速度均为v。每次撞击后速度大小均变为v，撞击的时间极短，发现质量为M的锅盖刚好被顶起。重力加速度为g，则单位时间撞击锅盖的豆子个数为（　　）

A． B． C． D．

6．（2022·江苏苏州·三模）如图所示，某同学将质量相同的三个物体从水平地面上的A点以相同速率沿不同方向抛出，运动轨迹分别为图中的1、2、3。若忽略空气阻力，在三个物体从抛出到落地过程中，下列说法正确的是（　　）

A．2轨迹的物体在最高点的速度最小

B．3轨迹的物体在空中飞行时间最长

C．1轨迹的物体所受重力的冲量最大

D．三个物体单位时间内速度变化量不同

7．（2022·山东·胜利一中模拟）质量为m的物块在粗糙水平面减速运动，当速率为v时，施加与水平方向夹角为的恒力F，如图所示。经过时间t，物块恰好以相同速率v向右运动。在该时间t内，下列说法正确的是（　　）

A．物块所受拉力F的冲量大小为

B．物块所受摩擦力的冲量大小为零

C．物块所受重力的冲量大小为零

D．物块所受合力的冲量大小为

8．（2022·湖南·邵阳市第二中学模拟）如图所示，一辆四分之一圆弧小车停在水平地面上（小车与地面间摩擦不计），质量为m的小球从静止开始由车顶无摩擦滑下，为使小车始终保持静止状态，某同学用力F向右推着圆弧小车。设小球滑下四分之一圆弧所用时间为t，该同学对小车的冲量为I。则该同学对小车的推力的平均值和最大值为（重力加速度为g）（　　）

A．和 B．和

C．和 D．和

9.（2022·湖南·邵阳市第二中学高三开学考试）在地球大气层外的空间中，当同步卫星在其参考位置附近飘移时，可以利用离子推进器产生的推力进行卫星姿态的控制和轨道的修正。离子推进器的工作原理是先将推进剂电离，并在强电场作用下将离子加速喷出，通过反冲运动获得推力。如图所示为离子推进器的示意图：推进剂从P处进入，在A处电离成正离子，BC是加速电极，离子在BC间的加速电压的作用下，从D喷出。已知该正离子的电荷量为q，质量为m，经电压为U的电场加速后形成电流强度为I的离子束。若离子进入B的速度很小，可忽略不计。求：

（1）离子从D喷出的速度；

（2）同步卫星获得的推力。

10．（2022·安徽淮北·二模）我国自主研制的“奋斗者”号潜水器成功下潜突破万米，给世界带来巨大的震撼。某次潜水器完成作业后，以的速度匀速上浮到达离海面处时，在极短的时间内以的速度竖直向下抛出一质量为的载重，然后加速至最大速度后匀速运行，距水面距离较近时关闭发动机，减速至水面时速度恰好为零。设潜水器抛载后体积、发动机推动力、海水阻力均不变。已知潜水器抛载前总质量为，体积为，海水密度取。潜水器上浮过程受到海水的阻力为，重力加速度可视为常量，大小取。求：

（1）潜水器抛载后获得的速度和加速度大小；

（2）潜水器从抛载到浮出水面所需的时间。

一、单选题

1．（2022·湖北·高考真题）一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到2v，在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为W1和W2，合外力的冲量大小分别为I1和I2。下列关系式一定成立的是（　　）

A． ， B． ，

C．， D．，

2．（2022·山东·高考真题）我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（       ）

A．火箭的加速度为零时，动能最大

B．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能

C．高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量

D．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量

3．（2021·重庆·高考真题）质量相同的甲、乙两小球（视为质点）以不同的初速度竖直上抛，某时刻两球发生正碰。图中实线和虚线分别表示甲、乙两球位置随时间变化的曲线，其中虚线关于左右对称，实线两个顶点的纵坐标相同，若小球运动中除碰撞外仅受重力，则（　　）

A．时刻，甲的速率大于乙的速率

B．碰撞前后瞬间，乙的动量不变

C．碰撞前后瞬间，甲的动能不变

D．碰撞后甲的机械能大于乙的机械能

4．（2021·福建·高考真题）福建属于台风频发地区，各类户外设施建设都要考虑台风影响。已知10级台风的风速范围为，16级台风的风速范围为。若台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌，则16级台风对该交通标志牌的作用力大小约为10级台风的（　　）

A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍

5．（2021·湖北·高考真题）抗日战争时期，我军缴获不少敌军武器武装自己，其中某轻机枪子弹弹头质量约8 g，出膛速度大小约750 m/s。某战士在使用该机枪连续射击1分钟的过程中，机枪所受子弹的平均反冲力大小约12 N，则机枪在这1分钟内射出子弹的数量约为（　　）

A．40 B．80 C．120 D．160

6．（2021·北京·高考真题）如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是（　　）

A．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向

B．圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为

C．圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动

D．圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为

7．（2021·湖南·高考真题）物体的运动状态可用位置和动量描述，称为相，对应图像中的一个点。物体运动状态的变化可用图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，则对应的相轨迹可能是（　　）

A．B．C．D．

二、多选题

8．（2022·全国·高考真题）质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取。则（　　）

A．时物块的动能为零

B．时物块回到初始位置

C．时物块的动量为

D．时间内F对物块所做的功为

9．（2021·天津·高考真题）一冲九霄，问鼎苍穹。2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射升空，标志着我国空间站建造进入全面实施阶段。下列关于火箭的描述正确的是（　　）

A．增加单位时间的燃气喷射量可以增大火箭的推力

B．增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力

C．当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速

D．火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与发射台之间的相互作用

10．（2021·全国·高考真题）水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于时，速度的大小为，此时撤去F，物体继续滑行的路程后停止运动，重力加速度大小为g，则（　　）

A．在此过程中F所做的功为

B．在此过中F的冲量大小等于

C．物体与桌面间的动摩擦因数等于

D．F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍

三、解答题

11．（2022·湖南·高考真题）如图（a），质量为m的篮球从离地H高度处由静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处。设篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是篮球所受重力的倍（为常数且），且篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，重力加速度大小为g。

（1）求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比；

（2）若篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个向下的压力F，使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h的高度处，力F随高度y的变化如图（b）所示，其中已知，求的大小；

（3）篮球从H高度处由静止下落后，每次反弹至最高点时，运动员拍击一次篮球（拍击时间极短），瞬间给其一个竖直向下、大小相等的冲量I，经过N次拍击后篮球恰好反弹至H高度处，求冲量I的大小。

12．（2021·重庆·高考真题）我国规定摩托车、电动自行车骑乘人员必须依法佩戴具有缓冲作用的安全头盔。小明对某轻质头盔的安全性能进行了模拟实验检测。某次，他在头盔中装入质量为的物体（物体与头盔密切接触），使其从的高处自由落下（如图），并与水平地面发生碰撞，头盔厚度被挤压了时，物体的速度减小到零。挤压过程不计物体重力，且视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。求：

（1）头盔接触地面前瞬间的速度大小；

（2）物体做匀减速直线运动的时间；

（3）物体在匀减速直线运动过程中所受平均作用力的大小。

13．（2021·山东·高考真题）海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量的鸟蛤，在的高度、以的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度，忽略空气阻力。

（1）若鸟蛤与地面的碰撞时间，弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力大小F；（碰撞过程中不计重力）

（2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为，速度大小在之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。