专题1 动量定理处理流体问题-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019) 江苏专用

期末专题复习 专题一 动量定理处理流体问题 1.(2024·辽宁抚顺期末)下雨时,由于空气阻 客恰好可以静止在直径为d的圆柱形风洞内 力的作用,因此雨滴经过变加速运动,最终侃 已知气流密度为p.游客受风面积(游客在垂直 匀速运动,假设雨滴落地时的速度为2m/s.某 风力方向的投影面积)为S.风洞内气流竖直向 次下小雨时小明同学打着半径为0.5m的雨 上“吹”出且速度恒定,重力加速度为g.假设气 伞(假设伞面水平,雨水的平均密度为 流吹到人身上后速度变为零,则风洞内气流的 速度约为 0.5kg/m),由于下雨,因此小明增加撑雨伞 . ) {4mg 的力约为 ) ( mg {4m S# D. 160N A. 0.16N B. 1.6N C. 16N Snnd} 2.(2024·山东聊城期 4.(2024·四川绵阳南山 末)2022年12月4日,神 中学月考)如图所示,某 舟十四号载人飞船返回 煤矿有一水平放置的传 舱在东风着陆场成功着 送带,已知传送带的运行速度为心三0.8m/s. 陆,“最忙出差三人组”的陈冬、刘洋、蔡旭哲 开采出的煤块以50kg/s的流量(即每秒钟有 安全顺利出舱,回到地球的怀抱.如图所示 50kg煤块从漏斗中落至传送带上)垂直落在传 返回舱接近地面时,相对地面竖直向下的速 送带上,并随着传送带运动为了使传送带保持 ( 匀速传动,电动机的功率应该增加 度为v,此时反推发动机点火,在极短时间A ) A.32W 内,竖直向下喷出相对地面速度为u、体积 B. 40W C. 16W 为V的气体,辅助返回舱平稳落地,已知喷出 D. 20W 气体的密度为p,喷出气体所受重力忽略不 5. 由高压水枪竖直向上喷出的 铁盒 计,则喷气过程返回舱受到的平均反冲力大 水柱,将一个质量为40kg的 ~ 小为 小铁盒开口向下倒顶在空 水柱 水枪 pV(u-v) pV(u+v) 中,如图所示.已知水以恒定 . A. △t △t 速率20m/s从横截面积 pVu C.#V D > 为S=1x10}m{}的水枪中持续喷出,向上运 △r 动并冲击铁盒后,以不变的速率竖直返回:忽 3.(2024·山东德州期中)“娱乐风 略水在与盒作用时水的重力的影响,水的密 洞”是一项新型娱乐项目,在一个特 ., 度为1x10kg/m,则下列说法正确的是 定的空间内通过人工制造的气流把 。。 ( ~ 人“吹”起来,使人产生在天空翰翔 A. 水冲击铁盒后以5m/s的速度返回 的感觉.如图所示,一质量为m的游 B. 铁盒距水枪口的距离为15m 选择性必修第一册 学霸096 C. 水枪的输出功率为8kW 机翼扰流板上产生阻力进行减速,可借助如 D. 以上结果均不对 图乙所示的简化示意图来理解,空气水平流 6.(2024·山东济宁期中)“水刀”威力巨大,几 人经竖直扰流板阻挡后只沿扰流板两侧均匀 乎可以切割任何物体,它是公认的最科学、经 流出:②反推刹车装置,通过向前喷出高速气 济、环保的清洁工具之一,如图所示为“水刀” 体得到反推力进行减速;③机轮刹车装置,通 快速割断厚石板的场景.已知水刀出水口直径 过地面对机轮的摩擦进行减速,该阻力的大 为2.水从枪口嘴出时的速度为;水的密度头 小f=uMg,M为飞机的质量.除制动装置产生 p.求: 阻力外,飞机还会受到空气的其他阻力,该阻 (1)单位时间从枪口喷出的水的质量 力的大小满足f三b,其中k为常量,v为飞机 (2)若水从枪口喷出时的速度大小, 的速度.已知扰流板的面积为S.空气的密度 500m/s.近距离垂直喷射到物体表面 为p.飞机制动过程中单位时间内反推刹车装 水枪出水口直径d=0.3mm.忽略水从枪 置喷出的气体质量为n,忽略因喷气带来的 口喷出后的发散效应,水喷射到物体表 飞机质量变化的影响,空中风速忽略不计,某 面时速度在短时间内变为零,由于水柱 次制动过程制动装置全都开启,其速度随时 前端的水与物体表面相互作用时间很 间变化的曲线如图丙所示,当飞机的速度大 短,因此在分析水对物体表面的作用力 小为v.时,求:(S、p、m、、M、k、v、、。为已 时可忽略这部分水所受的重力.已知水 知量) 的密度p=1.0x10kg/m,g取10m/s} (1)飞机的加速度a的大小和飞机扰流板受 估算“水刀”对物体表面产生的冲击力的 到的阻力F 的大小 大小.(小数点后保留1位小数) (2)飞机反推刹车装置喷出的气体对飞机的 作用力F。的大小及喷出的气体的速度v。 大小; (3)若当飞机的速度大小为t.时,关闭扰流 板刹车装置和反推刹车装置,经过时间1 飞机速度从v.减速到0.求此过程中飞机 前进的位移x大小 机翼上的抚流板 机翼上的扰流板 流出空气 流入空气→十 流入空气。 &空{## 流出空气 # 7.(2023·浙江三贤联盟期中)某喷气式飞机在 地面进行制动,其制动装置有三部分:①扰流 板刹车装置(如图甲所示),通过空气作用在 丙 期末专题复习学霸097fM (3)玻璃砖折射率的表达式=sn_P oM4,代入 又因为△B0M与△COA相似，故有BW_0 AC AO sin r fM PM d 由题知AB=AC=I. OM 数据可知n= 340 s1.51: 联立可得BW= 3 3 2.25 34 (4)相对误差的计算式为6.测量值-真实值 ×100%,为了 所以M到A点的距离为x=AMA=-BM=3-,3 真实值 3 减小d,d测量的相对误差，实验中d、d山，要尽量稍大一 7.C解析：硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫 些，即激光在M点入射时应尽量使入射角稍小一些. 光在薄膜上下表面的反射光发生干涉，振动加强.当薄膜 6.33 的厚度发生变化时，满足加强条件的波长也会发生改变， 导致硅片呈现不同的颜色故C正确 解析：由题意可知作出光路图如图所示： 8.B解析：根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有△x= 入，由题图知Arz=2Ax,则d2= 2,故选B 9.A解析：由题知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温 0 度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气 层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹 光线垂直于BC方向射入，根据几何关系可知入射角为 向左移动.故选A n有mr=」 45”:由于棱镜折射率为2，根据n= 10,D解析：从薄膜的上下表面反射的两列光是相干光，其 光程差为△x=2d,即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程岩 折射角为30°，∠BM0=60°， △x=nA(n=1,2,3,…)时此处表现为亮条纹.故相邻亮条 因为∠B=45°，所以光在BC面的人射角为0=90°-(180° 60°-45)=15°，根据反射定律可知∠M0A=20=30°， 纹之间的薄膜的厚度差为？，在图中相邻亮条纹（或暗 根据几何关系可知∠BAO=30°，即△MAO为等腰三角形， 则03 条纹)之间的距离变大，则薄膜层的厚度变小，因条纹宽 A03 度逐渐变宽，则厚度不是均匀变小，故选D. 期末专题复习 专题一动量定理处理流体问题 1.B2.A3.A4.A 解析：()a=,41时间内流入扰流板的空气质量 5.B解析：A.极短时间△：内水与小铁盒作用过程中对水由 △m=pw,S△1， 动量定理可得F△1=m△S×2p,其中F=m依盘g,解得D= 对空气-F△1=Am(0-r,),得F=pS, 10m/s,故A错误：BD.水从枪口喷出到铁盒处由2- 由牛顿第三定律可得F,=pS r=-2gh,解得h=15m,故B正确，D错误：C.假设枪口离 (2)对飞机由牛顿第二定律得F,+F,+hm,+ng=Ma, 地高度为h',则时间△：内从枪口喷出水的机械能为E= 1 可得F,=M-uMg-,nS0 ns,d·心+p,△g',则水枪的输出功率为p=E 对喷出的气体由动量定理得 2e。·r6*pSv gh'=(4000+200h')W,故C错误.放选B. F2△=m△r(n2-,)2=B, Mvo Mg kr pSvi m。 mmm 6.(1)m (2)17.7N (3)对飞机 4 Mr-uMgt 解析：(1)根据题意可知△时间内喷出水的质量为m= HMgt,-Ie =0-Mr,Io=f=kl=x,x=- PrSAI=PUTd'AL 专题二单一方向上的动量守恒 1.C2.C3.C4.C 则单位时间内从枪口喷出水的质量为m,-心 4 5.D解析：A.若物块B固定，给小球A一个向左的轻微扰动 (2)根据题意，取很短的时间，则打到物体表面的水的质量 后，小球A转动过程中只有重力做功，则当轻杆转到水平 为4m=04, 方向时，小球A的重力势能全部转换为动能，由机械能守 4 恒有mg=2m,解得小球A的速度大小为e=V2g. 以这部分水为研究对象，设物体表面对其作用力为F,以 故A正确： 水流速度方向为正方向，由动量定理得-F△山，=一△m,解得 F=pv'nd BC若物块B不固定，因为在水平方向上系统不受外力作 ,代人数据得F=7.7N 用，所以系统在水平方向上动量守恒，根据水平方向上动 量守恒有mt,+2mme=0, (2)M 7.(1) i uMg-ke pSe Mvo Mg 在任意时刻都有D,=2知m,而位移x=r,,xB=Unl,x,+x= ke pSei Me-uMgi 1所以，子，故C正确： mm k D.若B不周定，当轻杆转到水平方向时，A、B在水平方向 选择性必修第一册学霸3贸