课时检测 第一章 专题强化1 应用动量定理处理多过程和流体类问题 -（配套练习）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）

专题强化1　应用动量定理处理多过程和流体类问题 1.C　对整个过程研究，根据动量定理可得F·2Δt－μmg·（2Δt＋3Δt）＝0，解得μ＝，故A、B、D错误，C正确。 2.BD　小球在整个运动过程中，动能变化量为零，重力势能减小mg（H＋h），则小球的机械能减少了mg（H＋h），故A错误；对全过程，根据动能定理得mg（H＋h）－Wf＝0，则小球克服阻力做功Wf＝mg（H＋h），故B正确；小球落到地面时的速度v＝，对小球进入泥潭的过程，根据动量定理得IG＋If＝0－m，可知小球所受阻力的冲量大小不等于m，故C错误；小球落到地面时的速度v＝，进入泥潭后的速度为零，所以小球动量的改变量大小等于m，故D正确。 3.AC　合外力的冲量，即F-t图像与t轴所围的面积，则在0～2 s内和2～4 s内有I1＝ N·s＝2 N·s，I2＝ N·s＝－1 N·s，则在0～4 s内，合外力的冲量为1 N·s，A正确，B错误；由F-t图像可知0～4 s内，F-t图像与t轴所围的总面积始终为正值，则物体的动量方向一直是正方向，C正确；根据动量定理有I＝Δp＝mv＝1 N·s，则在t＝4 s时，物体的速度v＝0.5 m/s，D错误。 4.C　设单位时间撞击锅盖的水分子个数为n，由动量定理可得F·Δt＝Δp＝nm·Δt，其中F＝Mg，解得n＝，故选C。 5.C　以气体为研究对象，设t＝0.2 s内喷出的气体质量为m，根据动量定理可得Ft＝mv－0，其中v＝2.5 km/s＝2 500 m/s，解得m＝＝4×102 kg，故选C。 6.B　t时间内与飞船碰撞并附着于飞船上的微粒总质量为M＝vtSm，设飞船对微粒的作用力为F，由动量定理得Ft＝Mv，联立解得F＝v2Sm，代入数据解得F＝3.6 N。根据牛顿第三定律可知，微粒对飞船的作用力为3.6 N。要使飞船速度不变，根据平衡条件，飞船的牵引力应增加3.6 N，故B正确。 7.AC　以很短时间Δt内，落在杯中的水柱为研究对象，设质量为Δm，规定向上为正方向，由动量定理得（F－Δmg）Δt＝0－（－Δmv），其中Δm＝m0Δt，m0＝500 g/s，由于Δm很小，所以Δmg可忽略不计，解得F＝2.5 N，根据牛顿第三定律可知，注入水流对杯中水面的冲击力为F'＝－F＝－2.5 N，即冲击力大小为2.5 N，方向向下，故A正确，B错误；结合A、B选项分析可知，注至10 s时，磅秤示数为FN＝F＋Mg＋m0tg＝57.5 N，故C正确，D错误。 8.B　t时间内通过叶片的空气的质量为m＝ρvtS，故A项错误；由动量定理可得Ft＝mv－0，解得叶片匀速旋转时，空气受到的推力为F＝ρSv2，根据牛顿第三定律可知，空气对叶片的推力为ρSv2，故B项正确；空气对叶片的压强为p＝＝ρv2，所以若仅将叶片面积增大为2S，则空气对叶片的压强不变，故C项错误；单位时间，即时间为1 s，所以单位时间内通过叶片的空气为m0＝ρSv，单位时间内流过叶片的空气的动能为Ek＝m0v2＝ρSv3，故D项错误。 9.A　该车在做匀速直线运动，忽略地面的阻力，则牵引力与空气阻力平衡，则有F＝Ff1，该车匀速运动时功率为P，则有P＝Fv，在极短时间Δt内与车的迎风面发生作用的空气的质量Δm＝ρSvΔt，对上述空气进行分析，根据动量定理有Ff2Δt＝Δmv－0，根据牛顿第三定律有Ff1＝Ff2，解得Ff1＝，故选A。 10.ABD　0～2 s，根据牛顿第二定律有F1－mgsin 30°＝ma1，可得F1＝20 N，2～3 s，根据牛顿第二定律有F2－mgsin 30°＝ma2，可得F2＝－10 N，故前2 s内力F的大小是第3 s的2倍，故A正确；a-t图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量，可得Δv＝5×2 m/s＋（－10）×1 m/s＝0，根据动量定理可知，3 s内物块所受合力的冲量为I合＝mΔv＝0，故B正确；3 s内根据动能定理有WF＋WG＝0，3 s内重力做负功，故3 s内力F做正功，故C错误；3 s内力F的冲量为IF＝F1t1＋F2t2＝20×2 N·s－10×1 N·s＝30 N·s，故D正确。 11.（1）48.0 kg·m/s　（2）300 N　（3）18.4 N·s 解析：（1）由自由落体运动规律，有头盔落地瞬间，物块的速度大小为v＝＝8 m/s 物块的动量大小为p＝m2v＝48.0 kg·m/s。 （2）由动量定理有Ft2－m2gt2＝0－（－m2v） 得F＝300 N。 （3）对头盔，由动量定理有I－m1gt1－Ft1＝0－（－m1v） 得I＝18.4 N·s。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题强化1　应用动量定理处理多过程和流体类问题 1.水平面上一质量为m的物体，在水平推力F的作用下由静止开始运动。经时间2Δt撤去F，又经过3Δt，物体停止运动，重力加速度为g，则该物体与水平面之间的动摩擦因数为（　　） A. B. C. D. 2.〔多选〕如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球从释放到速度变为零的过程，下列说法中正确的有（　　） A.小球的机械能减少了mgh B.小球克服阻力做的功为mg（H＋h） C.小球所受阻力的冲量等于m D.在小球刚落到地面到速度变为零的过程中，小球动量的改变量大小等于m 3.〔多选〕（2025·山东聊城期中）在光滑水平地面上，一质量为2 kg的物体在水平向右的拉力F作用下，由静止开始运动，拉力F随时间变化的关系图线如图所示，下列说法正确的是（　　） A.0～2 s内，拉力F的冲量为2 N·s B.2～4 s内，拉力F的冲量为1 N·s C.0～4 s内，物体的动量方向一直不变 D.t＝4 s时，物体的速度大小为1.5 m/s 4.如图所示，小华发现质量为M的水平平板锅盖刚好被水蒸气顶起。假设水分子的质量均为m，并均以速度v垂直撞击锅盖后以大小为的速度反向弹回，重力加速度为g，忽略水分子的重力，则单位时间撞击锅盖的水分子个数为（　　） A. B. C. D. 5.（2025·湖北期中）最近，我国某新型大推力火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体流速约为2.5 km/s，产生的推力约为5×106 N，则它在0.2 s时间内喷射的气体质量约为（　　） A.4×103 kg B.2×103 kg C.4×102 kg D.2×102 kg 6.有一宇宙飞船，它沿运动方向的正对面积S＝2 m2，以v＝3×103 m/s的相对速度飞入一宇宙微粒尘区。此微粒尘区每1 m3空间中有一个微粒，每一个微粒的平均质量为m＝2×10－7 kg。设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上，要使飞船速度不变，飞船的牵引力应增加（　　） A.3.6×103 N B.3.6 N C.1.2×103 N D.1.2 N 7.〔多选〕（2025·山东泰安期中）将质量500 g的杯子放在磅秤上，一水龙头以每秒500 g的流量将水注入杯中，注入杯时水流的速度是5 m/s，方向垂直于杯中水面。和杯中水面作用后，水流速度变为零。重力加速度取g＝10 m/s2。则（　　） A.注入水流对杯中水面的冲击力大小为2.5 N B.注入水流对杯中水面的冲击力大小为4.5 N C.注至10 s时，磅秤示数为57.5 N D.注至10 s时，磅秤示数为7.5 N 8.（2024·广东广州期末）如图所示，电风扇的叶片匀速旋转时将空气以速度v向前排开，叶片旋转形成的圆的面积为S，空气密度为ρ，下列说法正确的是（　　） A.t时间内通过叶片的空气质量为ρSv B.空气对叶片的推力为ρSv2 C.若仅将叶片面积增大为2S，则空气对叶片的压强变为原来的一半 D.单位时间内通过叶片的空气的动能为ρSv2 9.（2025·江西期中）为测试某新车的性能，试验员驾驶该车在某实验路面上匀速行驶，运动过程中，前方空气（初速度近似为0）与车作用后迅速与车共速，产生空气阻力。已知该车的迎风面积为S，空气密度为ρ，在某次实验时，该车匀速运动时功率为P，若忽略地面的阻力，则实验条件下空气阻力的表达式为（　　） A. B. C. D. 10.〔多选〕如图甲所示，倾角为30°的光滑斜面（足够长）固定在水平面上，质量为2 kg的物块静止在斜面底端，t＝0时刻给物块施加沿斜面方向的作用力F，物块运动的a-t图像如图乙所示，取沿斜面向上为正方向，重力加速度取g＝10 m/s2，下列说法中正确的有（　　） A.前2 s内力F的大小是第3 s的2倍 B.3 s内物块所受合力的冲量为零 C.3 s内力F做功为零 D.3 s内力F的冲量为30 N·s 11.摩托车骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。刘同学利用课余时间对某头盔的安全性能进行测试，如图所示，他在质量m1＝0.4 kg的头盔中装入质量m2＝6.0 kg的物块，使头盔从h＝3.2 m的高处由静止落下，头盔与水平地面发生碰撞后，头盔经过t1＝0.05 s速度减为零（不反弹），由于头盔的缓冲，物块经过t2＝0.2 s速度减为零，取重力加速度大小g＝10 m/s2，不计空气阻力，认为物块减速过程中物块与头盔的作用力可看作恒力。求： （1）头盔落地瞬间，物块的动量大小p； （2）在物块的速度减为零的过程中，头盔对物块作用力F的大小； （3）在头盔的速度减为零的过程中，地面对头盔冲量I的大小。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $