1.2动量定理 课时练 --2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 聚焦动量定理解决流体问题，通过基础、提升、综合三层设计，实现从单一公式应用到复杂情境综合分析的进阶，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（6题）|动量定理基本应用|以火箭发动机、水流冲击等简单情境，直接考查Δp=Ft公式| |提升层（4题）|综合密度、面积、速度的动量计算|如太阳光压、钢珠撞击，需建立流体质量模型| |综合层（1题）|动量定理与运动学综合应用|喷泉悬停问题，融合竖直上抛运动与受力平衡分析|

1.2动量定理解决流体问题练习题 一、单选题 1．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型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速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为 A．1.6×102 kg B．1.6×103 kg C．1.6×105 kg D．1.6×106 kg 2．水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为，喷出水流的流速为，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0.已知水的密度为，重力加速度大小为，则下列正确的是（　　） A．单位时间内水枪喷出水的质量为 B．单位时间内水枪喷出水的质量为 C．墙壁受到的平均冲击力为 D．墙壁受到的平均冲击力为 3．某实验小组用电池、电动机等器材自制风力小车，如图所示，叶片匀速旋转时将空气以速度v向后排开，叶片旋转形成的圆面积为S，空气密度为ρ，下列说法正确的是（　　） A．风力小车的原理是将风能转化为小车的动能 B．t时间内叶片排开的空气质量为ρSv C．叶片匀速旋转时，空气对小车的推力为 D．叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为 4．雨打芭蕉是中国古代文学中常见的抒情意象，为估算雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强p，小明将一圆柱形量筒置于雨中，测得时间t内筒中水面上升的高度为h，设雨滴下落的速度为，雨滴竖直下落到水平芭蕉叶上后以速率v竖直反弹，雨水的密度为，不计雨滴重力。压强p为（　　） A． B． C． D． 5．温福高铁宁德段正在加速建设中，宁德山区雾气重，假设列车在水平长直轨道上运行时，列车周围空气静止，车头前方的空气与水雾碰到车头后速度变为与列车速度相同，空气密度为，空气中单位体积内有颗小水珠，每颗小水珠的质量为，车头的横截面积为，列车以速度匀速运行。则列车因与空气和水珠冲击而受到的阻力约为（　　） A． B． C． D． 6．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 7．太阳帆飞船是依靠太阳的光压来加速飞行的。若某太空探测飞船（未打开太阳帆前）在地球公转轨道飞行。已知太阳的总辐射功率为，光速为，引力常量为。当某次探测时，太阳帆展开的面积为，飞船能控制帆面始终垂直太阳光线，地球公转半径为，太阳帆的反射率接近。下列说法正确的是（　　） A．太阳帆受到的太阳光压力为 B．太阳帆受到的太阳光压力为 C．打开太阳帆后，飞船将沿径向远离太阳 D．打开太阳帆后，飞船将做匀变速曲线运动 8．一空盒放在测力传感器上后，将测力传感器调整到零。在盒底上方有一槽，槽内有多个小钢珠，小钢珠可设为质点其质量均为0.02kg。槽口离空盒的距离为1.25m，假设打开钢珠槽的阀门后，每秒从槽口离开100个小钢珠（钢珠离开槽口的速度忽略不计），落到盒内后不反弹，则打开阀门后5.5s时测力传感器的示数为（g取）（　　） A．100N B．110N C．120N D．130N 二、多选题 9．质量为m的直升飞机悬停在空中执行救援任务，旋翼高速旋转向下推动空气产生升力。已知旋翼半径为R，旋翼旋转推出的空气速度为v、密度为，重力加速度为g。下列说法正确的是（    ） A．升力大小为 B．升力大小为 C．旋翼推动空气做功的功率为 D．旋翼推动空气做功的功率为 10．如图所示，生活中我们常用高压水枪清洗汽车，水枪出水口直径为D，水流以速度v从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。假设水流撞击车身后速度为零。由于水流与车身的作用时间较短，在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力，已知水的密度为ρ，则（　　） A．单位时间水流的质量 B．水枪的功率为 C．水流对车身的平均冲击力约为 D．水流对车身的压强约为 11．香港迪士尼游乐园入口旁有一喷泉，在水泵作用下会从鲸鱼模型背部喷出竖直向上的水柱，将站在冲浪板上的米老鼠模型托起，稳定地悬停在空中。如图所示，这一景观可做如下简化，假设水柱以一定的初速度从横截面积为的喷口处竖直向上喷出，设冲浪板底部为平板且其面积大于水柱的横截面积，保证所有水都能喷到冲浪板的底部，水柱冲击冲浪板前其水平方向的速度可忽略不计，冲击冲浪板后，水在竖直方向的速度立即变为零，在水平方向朝四周均匀散开。已知米老鼠模型和冲浪板的总质量为，水的密度为，重力加速度大小为，空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计。 (1)流量的定义是流体在单位时间内通过某一横截面的体积，求喷口处水的流量； (2)水柱在上升过程中各处水的流量相等，由于水柱顶部的水与冲浪板相互作用的时间很短，因此在分析水对冲浪板的作用力时可忽略这部分水所受的重力。试计算米老鼠模型在空中悬停时，其距喷泉喷口处的高度。 第3页 共4页 ◎ 第4页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《动量定理解决流体问题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C B B B B B BD AD 1．B 【详解】设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B． 2．C 【详解】AB．时间内喷水质量 单位时间内水枪喷出水的质量，A错误，B错误； CD．根据动量定理有 联立解得 根据牛顿第三定律可得墙壁受到的平均冲击力为，C正确，D错误。 故选C。 3．C 【详解】A．风力小车的原理是消耗电能，先转化成风能，再推动小车运动，所以是电能转化为小车的动能，故A错误； B．t时间内叶片排开的空气质量为 故B错误； C．由动量定理可得叶片匀速旋转时，空气受到的推力为 根据牛顿第三定律可知空气对小车的推力为，故C正确； D．叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为 故D错误。 故选C。 4．B 【详解】以极短时间内落至芭蕉叶上的雨滴的质量为，雨滴与芭蕉叶作用的有效面积为S，根据动量定理有 由于圆柱形量筒置于雨中，测得时间t内筒中水面上升的高度为h，则单位面积单位时间内下落的雨水质量为 则以极短时间内落至芭蕉叶上的雨滴的质量 根据牛顿第三定律有 雨滴撞击芭蕉叶产生的平均压强 解得 故选B。 5．B 【详解】在时间∆t内车头遇到的水珠的质量 遇到空气的质量 对这些水珠及空气的整体研究，由动量定理 解得 由牛顿第三定律可知列车因与空气和水珠冲击而受到的阻力约为 故选B。 6．B 【详解】设空气的密度为，风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为，在时间的空气质量为 假定台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的末速度变为零，对风由动量定理有 可得 10级台风的风速，16级台风的风速，则有 故选B。 7．B 【详解】AB．时间t内照射到帆面上光的能量 射到帆面上的光子数 光射到帆面被反弹，根据动量定理有 联立解得，A错误，B正确； C．飞船速度沿切向，光压力沿径向，合力方向与速度方向不在同一直线上，运动轨迹为曲线，而不是沿径向远离太阳，故C错误； D．光压力随距离增大而减小，加速度也减小，不是匀变速运动，故D错误。 故选B。 8．B 【详解】第一个小球达到底部经过的时间为 每个小钢珠到达底部的速度为 0.5s时刻第一个钢珠撞击盒子，5.5s时刻有500个钢珠在盒子中，此时盘内钢珠总重力为 钢珠连续不断撞击盒子，设盘子受到的平均冲力为F，0.5s之后每秒内有100个小钢珠撞击盒子，取向下为正方向，取时间，则根据动量定理可得 代入数据解得 5.5s时测力传感器的示数为 故选B。 9．BD 【详解】AB．时间内旋翼旋转推出空气质量为 由动量定理 联立得 由牛顿第三定律可知升力大小也是，故A错误，B正确； CD．旋翼推动空气做功 功率为 质量为m的直升飞机悬停，有 联立得旋翼推动空气做功的功率为，故C错误，D正确。 故选 BD。 10．AD 【详解】A．单位时间水流的质量 ，A正确； B．水枪的功率为 ，B错误； C．由动量定理 解得水流对车身的平均冲击力约为 ，C错误； D．水流对车身的压强约为 ，D正确。 故选AD。 11．(1) (2) 【详解】（1）流量的定义是单位时间内通过某一横截面的体积，喷口处水的流速为，横截面积为，则单位时间内通过喷口的体积即流量 （2）设水柱冲击冲浪板时的速度为，由于水柱做竖直上抛运动，根据匀变速直线运动速度位移关系 可得 流量是单位时间内通过横截面的体积，故单位时间内冲击冲浪板的水的质量 又 则 水冲击冲浪板前竖直方向速度为，方向向上，冲击后竖直速度变为0，对水应用动量定理，忽略水的重力，板对水的作用力的冲量等于水的动量变化，即 方向竖直向下。由牛顿第三定律，水对板的作用力 方向竖直向上。冲浪板悬停时，水对板的作用力与总重力平衡，即 代入得 解得 答案第4页，共4页 答案第3页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 $