内容正文:
阶段综合测评(四)
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本课结束
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时间:75分钟 eq \a\vs4\al()
满分:100分
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.在3000 m女子短道速滑接力训练中,“接棒”运动员甲在“交棒”运动员乙前面向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。不计阻力,则( )
A.乙对甲的冲量一定大于甲对乙的冲量
B.甲的动量变化一定比乙的动量变化快
C.交棒完毕后甲的速度一定大于乙的速度
D.甲的速度变化量一定大于乙的速度变化量
答案 C
解析 甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等、方向相反,由冲量的定义式I=FΔt分析可知,甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等,故A错误;动量的变化率大小为作用力大小,甲对乙的力和乙对甲的力大小相等,则甲、乙的动量变化一样快,故B错误;交棒完毕后,甲在前乙在后,甲加速后的速度一定大于乙减速后的速度,故C正确;根据动量守恒定律知:Δp甲=-Δp乙,即甲、乙的动量变化量一定大小相等、方向相反,但甲、乙的质量大小不明确,故无法判别甲、乙的速度变化量大小,故D错误。
2.如图所示,某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为M(含水)的自制“水火箭”释放升空,在极短的时间内,质量为m的水以相对地面为v0的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为g,空气阻力不计,下列说法正确的是( )
A.火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B.水喷出的过程中,火箭和水组成的系统机械能守恒
C.火箭获得的最大速度为 eq \f(Mv0,M-m)
D.火箭上升的最大高度为eq \o\al(2,0) eq \f(m2v,2g(M-m)2)
答案 D
解析 火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力,A错误;水喷出的过程中,火箭内气体做功,火箭和水组成的系统机械能不守恒,B错误;在水喷出后的瞬间,火箭获得的速度最大,由动量守恒定律有(M-m)v-mv0=0,解得v= eq \f(mv0,M-m),C错误;水喷出后,火箭做竖直上抛运动,有v2=2gh,解得h=eq \o\al(2,0) eq \f(m2v,2g(M-m)2)
,D正确。
3.如图甲是我国首艘“海上飞船”——“翔州1”。“翔州1”在平静的水面由静止开始在水平面上沿直线运动,若运动过程中受到的阻力不变,水平方向的动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示,t=50 s后,“翔州1”以20 m/s的速度做匀速直线运动。则下列说法正确的是( )
A.“翔州1”所受阻力的大小为2.0×104 N
B.0~50 s内,“翔州1”所受合外力冲量的大小为1.0×106 N·s
C.“翔州1”的质量为2.5×104 kg
D.0~50 s内,动力F所做的功为5.0×106 J
答案 C
解析 根据题图乙中匀速运动阶段可知,“翔州1”所受阻力的大小为1.0×104 N,故A错误;0~50 s内,“翔州1”所受合外力冲量的大小为I=IF-ft,其中IF= eq \f(3.0+1.0,2)×104×50 N·s=1.0×106 N·s,可得I=5×105 N·s,故B错误;由动量定理可知I=mv,解得“翔州1”的质量m=2.5×104 kg,故C正确;t=50 s时“翔州1”的动能为 eq \f(1,2)mv2=5.0×106 J,又阻力做负功,根据动能定理可知,0~50 s内,动力F所做的功大于5.0×106 J,故D错误。
4. (2022·江苏省连云港市高三下第二次调研考试)如图,车静止在粗糙的水平地面上,一人站在车上抡起重锤从P处由静止砸向车的左端Q,锤下落的同时小车向左运动,锤瞬间砸在Q处后与小车保持相对静止,最终小车停止运动。取水平向右为正方向,不考虑空气阻力,此过程人、锤及小车组成的系统水平方向的动量px随时间t变化的图像可能正确的是( )
答案 B
解析 人、锤及小车组成的系统的初动量为零,锤下落过程中,小车向左运动,则系统受到向右的摩擦力,水平方向的动量向右增大,锤下落过程中竖直方向的加速度先向下减小,再向上增大,则系统对地面的压力越来越大,摩擦力f=μN也越来越大,根据动量定理得ft=Δpx,可知pxt图像的斜率绝对值表示f的大小,则锤从P处开始下落到砸在Q处前,pxt图像的斜率越来越大。当锤砸在Q处与小车保持相对静止以后,系统水平方向上所受地面摩擦力的方向与系统的速度方向相反,在摩擦力的作用下系统
水平向右的动量减小,由于系统速度沿水平方向,竖直方向受力平衡,所以系统所受地面的摩擦力大小不变,则当锤砸在Q处与小车保持相对静止以后,pxt图像的斜率不变,故B可能正确,A、C、D错误。
5.质量为m=0.10