1.2动量定理 同步练习-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册（含解析）

1.2动量定理人教版（2019）高中物理选择性必修一同步练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意事项:1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。第I卷（选择题）一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为t.对于这一过程，下列判断正确的是(

)A.斜面对物体的弹力的冲量为零 B.物体受到的重力的冲量大小为mgtC.物体受到的合力的冲量大小为零 D.物体动量的变化量大小为零轿车发生碰撞时关于安全气囊对驾驶员保护作用的说法正确的是A.减小了驾驶员的动量变化量B.减小了驾驶员的动量变化率C.减小了驾驶员受到撞击力的冲量D.延长了撞击力的作用时间，从而使得驾驶员的动量变化量更大下列说法中正确的是A.根据F=ΔpB.一个恒力对物体做功为零，则其冲量也为零C.易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了减少冲量D.玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因为受到的冲量太大一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经△t时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v。在此过程中(

)A.地面对他的冲量为mg△t B.地面对他的冲量为mvC.地面对他的冲量为mv+mg△t D.地面对他的冲量为mv-mg△t人从高处跳下，为更好地保护身体，双脚触地，膝盖弯曲让身体重心继续下降．着地过程这样做，可以减小(

)A.人动量变化的时间 B.人受到的冲量C.人的动量变化量 D.人的动量变化率如图所示是某手机防摔装置，商家宣传只要手机摔落角度合适，可以保证2 m高处自由摔落而不破，下列有关说法正确的是(

)A.有手机防摔装置就不用担心2 m内下落摔破手机了B.防摔装置中气囊的作用类似轮船边悬挂的防撞轮胎所起的作用C.手机从同一地方静止摔落，有防摔装置时地面给它的冲量较小D.手机与地面碰撞过程中手机对地面的冲量与地面对手机的冲量相同单板大跳台是一项紧张刺激项目。2022年北京冬奥会期间，一观众用手机连拍功能拍摄运动员从起跳到落地的全过程，合成图如图所示。忽略空气阻力，且将运动员视为质点。则运动员A.在空中飞行过程是变加速曲线运动B.在斜向上飞行到最高点的过程中，其动能全部转化为重力势能C.运动员从起跳后到落地前，重力的瞬时功率先减小后增大D.运动员在空中飞行过程中，动量的变化率在不断变化二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）玻璃杯从同一高度落下，落在水泥地面上比落在地毯上容易碎，以下关于玻璃杯与地面撞击的说法中正确的是(

)A.玻璃杯落在水泥地上时的动量较大B.玻璃杯落在水泥地上的过程动量变化量较大C.玻璃杯落在水泥地面上和落在地毯上所受合力的冲量一样大D.玻璃杯落在水泥地上所受冲力较大蹦极是勇敢者的运动，深受年轻人的喜爱。如图所示，蹦极者从高台跳下，在空中经历加速、减速下降至速度为零，然后再通过反弹上升。设蹦极者在空中自由下落的运动过程为Ⅰ，弹性绳张紧至最低点速度为零的过程为Ⅱ，不计空气阻力，则下列判断正确的是(

)A.在过程Ⅰ中蹦极者受到重力冲量的大小，比过程Ⅱ中绳子弹力的冲量小B.在过程Ⅰ中，蹦极者受到的重力冲量等于动量的改变量C.在过程Ⅰ中，每秒钟蹦极者动量的变化量相同D.在过程Ⅰ和在过程Ⅱ中蹦极者动量的变化量相等一物块静止在光滑水平面上，t=0时刻起在水平力F的作用下开始运动，F随时间按正弦规律变化如图所示，则(

)A.在0～1.B.第2.C.在0～1.D.在0.5 s跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，以下说法正确的是(

)A.人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上小B.人跳在沙坑的动量变化和跳在水泥地上相等C.人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上小D.人跳在沙坑受到的作用力力比跳在水泥地上小第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）某同学用如图甲所示装置验证动能定理或动量定理：铁架台下端固定一个光电门，小球从光电门上方某处由静止下落，穿过光电门时，与光电门相连的计时器测量挡光时间为Δt。测量小球释放时球心距光电门的距离为h，小球从开始下落到光电门开始挡光的时间为t，重力加速度为g，回答下列问题：(1)首先用螺旋测微器测量小球的直径，如图乙所示，小球的直径为d=___________mm。(2)验证动能定理的表达式为___________验证动量定理的表达式为___________。某同学打算在家中利用能找到的器材来研究动量定理，实验设计如图1：将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放，用手机连拍功能拍摄小球自由下落的过程，图2为利用图片得到各时刻小球的位置与小球第一位置的距离分别为h1、h2、h3、h4，手机连拍频率为f，查阅得知当地重力加速度为(1)小球在位置2时的瞬时速度为__________(用题中所给物理量符号表示)；(2)关于实验装置和操作，以下说法正确的是________；A.刻度尺应固定在竖直平面内

B.选择材质密度小的小球C.选择材质密度大的小球

D.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落(3)取小球在位置2～4的过程研究，则验证动量定理的表达式为________(用题中所给物理量符号表示(4)若实验过程中发现小球所受重力的冲量大于动量的增加量，造成此问题的原因可能是________。四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）如图所示，固定且光滑的斜面长度为L，倾角为θ，一质量为m的滑块从上端下滑到最低点的过程中，求：(1)支持力做功与冲量;(2)重力做功与冲量;(3)合外力做功;(4)合外力冲量的大小与方向;(5)动量变化量的大小和方向。(滑块可视为质点)如图所示，一个m=3kg的物体静止在光滑的水平面上，受到与水平方向成60°角的力F作用，F的大小为9N，经2s时间(g=10m/s(1)物体重力冲量；(2)力F的冲量；(3)物体动量的改变量。年仅14岁的中国选手全红婵在东京奥运会上获得女子跳水10 m台冠军，如图为比赛时的照片。为了方便计算，假设全红婵的体重为35 kg，水池深5 m，从静止开始下落，在水中的运动可视为匀减速运动，且到达池底时速度恰好为零，空气阻力不计。试估算：(1)运动员在空中运动的时间；(2)运动员从离开跳台至到达池底人体重力的冲量大小；(3)运动员在水中受到水的平均作用力大小。

答案和解析1.【答案】B

【解析】【分析】此题考查了冲量的概念和动量定理的应用，要记住动量的变化等于合力的冲量；同时明确动量的矢量性。由冲量的计算公式I=Ft求出各力的冲量大小，由动量定理求出动量的变化量。【解答】A.斜面对物体的弹力的冲量大小：I=Nt=mgcosθ⋅t，弹力的冲量不为零，故B.根据冲量的定义式可知，物体所受重力的冲量大小为：IG=mg⋅CD.物体受到的合力的冲量大小为mgtsinθ，由动量定理得：动量的变化量大小△p=I合=mgsinθ故选B。

2.【答案】B

【解析】【分析】分析碰撞前后的动量变化关系，明确动量变化率的变化，再根据动量定理分析冲击力的变化。题考查动量定理的应用，要注意明确安全气囊增加了冲击时间，从而减小了冲击力。【解答】在碰撞过程中，人的动量的变化量是一定的，而用安全气囊后增加了作用的时间，根据动量定理Ft=ΔP可知，可以减小驾驶员受到的冲击力，即减小了驾驶员的动量变化率，故B正确，ACD错误。故选B。

3.【答案】A

【解析】【分析】早期的牛顿第二定律是根据动量的变化表达的；冲量反映了力的作用对时间的累积效应，是矢量；根据动量定理分析动量的变化。知道动量定理、动量和冲量的定义式，应用动量定理即可正确解答。本题难度不大，要注意掌握基础知识。【解答】A.由动量定理可得：Δp=FΔt，则ΔpΔt=mΔvB.一个恒力对物体做功为零，说明物体在力的方向上的位移为零，而冲量I=FΔt，与位移无关，其冲量不一定为零，故B错误；C.由Δp=FΔt可知，动量变化相同时，时间越长，力F越小，因此易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力，故C错误；D.由Δp=FΔt可知，动量变化相同时，时间越短，力F越大，玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因为受到的冲力太大，故D错误。

4.【答案】C

【解析】【分析】在应用动量定理时，一定要注意冲量应是合力的冲量，不要把重力漏掉。对人进行受力分析，然后根据动量定理求出地面对他的冲量。【解答】人的速度原来为零，起跳后变化v，则由动量定理可得：I-mg△t=△mv=mv故地面对人的冲量为mv+mg△t；故ABD错误，C正确。故选C。

5.【答案】D

【解析】【分析】人下落过程中动量的变化是一定的，但通过延长与地面的接触时间可以减小人受到地面的冲击力和动量的变化率。明确人下落过程中的速度变化，则可得出动量的变化规律，从而明确能减小的物理量。【解答】人从高处跳下时，通过膝盖弯曲时延长了人动量变化的时间，从而减小地面对人体的冲击力，由动量定理可知，可以减小人的动量变化率，但不能减小人动量变化的时间及人的动量变化量，同时也不能减小人受到的冲量。故D正确，ABC错误。故选D

6.【答案】B

【解析】【分析】用动量定理定性分析生活实例，抓住作用力和作用时间以及动量的变化量哪个变，哪个不变，变化的量是怎么变，紧扣题干要素，气囊就是本题的要素。【解答】A、此手机防摔装置满足摔落角度合适，即气囊先着地才起到防摔作用，不是任意角度摔落都能起到防摔作用，故A错误；B、气囊的作用类似轮船边悬挂的防撞轮胎所起的作用，都是延长作用时间，故B正确；C、手机从同一地方静止摔落，动量变化为ΔP大致相同，由动量定理可知：I=ΔP，地面给它的冲量相同，与有无防摔装置无关，故C错误；D、手机对地面的冲量方向向下，地面对手机的冲量方向向上，冲量是矢量，所以不同，但是大小相同，故D错误。

7.【答案】C

【解析】【分析】本题考查了斜抛运动的相关应用，理解斜抛运动在不同方向上的运动特点即可完成分析。由斜抛运动受力与速度方向，即可判定其运动性质；运动员在斜向上飞行到最高点时，竖直方向速度变为0，水平方向速度不为零；根据P=mgvy分析重力功率的变化；斜抛运动是加速度为g的匀变速运动，由【解答】A.运动员在空中飞行过程只受重力，加速度恒定不变，所以是匀变速曲线运动，故A错误；B.运动员在斜向上飞行到最高点时，竖直方向速度变为0，水平方向速度不为零，所以其动能不为零，故B错误；C.运动员从起跳后到落地前，竖直方向上做竖直上抛运动，竖直方向vy先减小后增大，根据P=mgvyD.运动员在空中飞行过程中，加速度恒定不变，根据Δp=m⋅Δv=mgΔt，可知动量的变化率ΔpΔt=mg不变，故故选C。

8.【答案】CD

【解析】【分析】玻璃茶杯从同一高度掉下，落在水泥地上，茶杯与水泥地作用时间短，而落在地毯上，茶杯与地毯作用时间长，根据速度关系，分析动量和动量变化的关系，根据动量定理分析茶杯所受冲量关系和冲力的关系。在用动量定理解释生活中的现象时，要抓住两种情况下的相同之处和不同之处，然后再加以对比找出问题的关键。【解答】ABC.玻璃杯从同一高度下落，落地前的速度大小相等，故落地前的动量相等；而最后的速度均为零；故说明动量的变化一定相等；由动量定理可知冲量也一定相等；AB错误，C正确；D.但由于掉在水泥地上的时间较短，则说明玻璃杯掉在水泥地上动量变化较快，从而导致冲击力较大，使玻璃杯易碎；故D正确；故选：CD。

9.【答案】ABC

【解析】【分析】在两个过程中对人受力分析确定各力的动量，根据动量定理研究第一阶段重力的冲量和第二阶段弹力的冲量大小关系。本题中橡皮绳类似于弹簧，运用动量定理分析关键要恰当地选择研究过程。【解答】AB.过程Ⅰ中，蹦极者只受到的重力，无弹力，则重力冲量等于动量的改变量，过程Ⅱ中重力与绳子弹力合力的冲量等于动量的改变量，而两个过程动量的改变量大小相等。所以在过程Ⅰ中蹦极者受到重力冲量的大小，比过程Ⅱ中绳子弹力的冲量小，故AB正确；C.在过程Ⅰ中，重力不变，由△P=I=mgt可知每秒钟蹦极者动量的变化量相同。故C正确；D.在过程Ⅰ中速度由零增大到最大，在过程Ⅱ中速度由最大减到零，所以动量的变化量大小相等，但方向相反，故D错误。故选ABC。

10.【答案】ACD

【解析】【分析】明确图象的性质，根据图象可明确物体的受力情况，进而再去分析运动情况；从图象可以看出在前一秒力的方向和运动的方向相同，物体经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动，1s末速度达到最大，从1秒末开始到2秒末运动的方向没有发生改变，而力的方向发生了改变，与运动的方向相反，物体又经历了一个加速度逐渐增大的减速运动和加速度逐渐减小的减速运动，和前2秒运动对称的运动情况，2秒末速度为零，物体的位移达到最大；注意根据v-t图象面积表示位移可以迁移得：在F-t图象中，F与t之间的面积表示F的冲量，则在0.5s～1.5s时间内，F的冲量为物理图象图型是描述和解决物理问题的重要手段之一，若巧妙运用，可快速解决实际问题，有些题目用常规方法来解，相当繁琐，若能结合图象图型，往往能起到化难为易的奇效。【解答】A.从图象可以看出在前1.0 s力的方向和运动方向相同，物块经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动，所以第1.0 s末，物块的速度最大，动量最大，故A正确；B.该物块在后半个周期内受到的力与前半个周期受到的力的方向相反，前半个周期内做加速运动，后半个周期内做减速运动，所以物块在0～2.0 s内的位移为正，没有回到出发点，故C.0～1.0 s内，速度在增大，力F先增大后减小，根据瞬时功率p=Fv得力F的瞬时功率开始时为0，1 s末的瞬时功率为0，所以在0～1.0 s时间内，D.在F-t图象中，F与t之间的面积表示力F的冲量，由图可知，0.5 s～1.0 s之间的面积与1.0 s～1.5 s之间的面积大小相等，一正一负，所以和为0，则在0.5 s～1.5 s时间内，故选ACD。

11.【答案】BD

【解析】【分析】分析人的运动过程，可知人下落的速度不变，再由动量定理可得出人受到的冲力的变化。本题考查动量定理的定性的应用，物理知识在生产生活中有着广泛的应用，在学习中应注意体会。【解答】A.人在下落中接触地面的瞬间速度不变，故跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的。故A错误；B.人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的，到人的动量变成0，动量的变化是相等的。故B正确；CD.人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量变化是相等的，则由动量定理mv=Ft可知，人受到的冲量也不变，但在沙坑中由于沙的缓冲，使减速时间延长，故人受到的冲力将小于人在地面上的冲力，故人跳到沙坑里要安全；故C错误，D正确。故选BD。

12.【答案】(1)3.200；(2)gh=d22(Δt【解析】解：(1)螺旋测微器的精度为0.01mm，而螺旋测微器的读数等于固定刻度的读数加上可动刻度的读数，所以d=3mm+20.0×0.01mm=3.200mm；(2)小球通过光电门的速度v=dΔt，若从开始到光电门动能定理成立，则有：mgh=1若动量定理成立，则有：mgt=mv-0，所以要验证的表达式为：gt=d故答案为：(1)3.200；(2)gh=d22(Δt)2、gt=d(1)螺旋测微器的读数等于固定刻度的读数加上可动刻度的读数，需要估读；(2)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过光电门的瞬时速度，由动能定理和动量定理倒推需要验证的表达式。对于基本测量仪器如螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量，对于验证类的实验可以用结论倒推要验证的式子。13.【答案】(1)h(2)AC；(3)(4)空气阻力影响。

【解析】【分析】力学实验中处理纸带类问题时，一般要根据匀变速直线运动中间时刻速度等于平均速度求某一点的瞬时速度。验证动量定理，即验证合外力的冲量等于物体的动量变化，这是实验原理。【解答】(1)手机连拍频率为f，则周期为T=1f，根据匀变速直线运动中间时刻速度等于平均速度可得(2)A、小球沿竖直方向下落，故刻度尺应固定在竖直平面内，故A正确；BC、为减小空气阻力的影响，选择材质密度大的小球，故B错误，C正确；D、小球一定是沿竖直方向下落的，不需要用铅垂线去检验，铅垂线是检验刻度尺所在平面是否竖直的，故D错误。故选AC。(3)小球在位置4的速度大小为v4验证动量定理的表达式为mg×2T=mv即2gf(4)重力的冲量大于动量的增加量，可能是空气阻力给了小球向上的冲量，故造成此问题的原因可能是空气阻力影响。

14.【答案】解：(1)支持力的方向与速度方