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2025-2026学年高二物理人教版（2019）选择性必修一课时作业 动量定理
一、单选题
1．科技发展，造福民众。针对老年人摔倒受伤的痛点，某科技公司打造出了一款老年人行走的“安全气囊”——智能防摔马甲。该装置的原理是通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来的伤害。在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以( )
A.减小穿戴者所受合力的冲量 B.减小穿戴者动量的变化量
C.减小穿戴者所受的重力 D.减小穿戴者动量的变化率
2．学校跳远比赛运动员落地点设置有沙坑，若运动员双脚先着地，有沙坑和无沙坑比较，主要为了改变( )
A.动量变化 B.动能变化 C.着地过程时间 D.跳跃距离
3．如图所示，电源电动势E一定，内阻为r，、是定值电阻，是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小。开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现增强照射电阻的光照强度，下列说法正确的是( )
A.电容器两极板间电压减小 B.电源的输出功率减小
C.液滴仍然静止 D.有向左的电流流经
4．高压水射流切割技术，现已逐渐成为工业切割技术方面的主流切割方式，如图所示。水流为柱状，横截面积为S，水流以速度垂直射到被切割的钢板上，之后垂直钢板的速度减为零，水的密度为ρ，若忽略水的重力影响，则水流对钢板的作用力大小为( )
A. B. C. D.
5．下列关于力的冲量和动量的说法中，正确的是( )
A.物体所受的合力为零，它的动量一定为零
B.物体所受的合外力的冲量为零，它的动量变化一定为零
C.物体所受的合外力做的功为零，它的动量变化一定为零
D.物体所受的合外力不变，它的动量一定不变
6．科幻小说《三体》中描绘了三体舰队通过尘埃区被动减速的场景，若要匀速通过尘埃区，就需要飞船提供足够的动力。假设尘埃区密度，飞船进入尘埃区的速度为，飞船垂直于运动方向上的最大横截面积，假设尘埃微粒与飞船相碰后都附着在飞船上，计算时，取尘埃微粒的初速度为零，忽略微粒间的相互作用，则( )
A.单位时间内附着在飞船上的微粒质量为0.15kg
B.单位时间内附着在飞船上的微粒质量为1.5kg
C.飞船要保持速度不变，所需推力大小为
D.飞船要保持速度不变，所需推力大小为
7．我国空间站天和核心舱配备了四台全国产化的LHT-100霍尔推进器，其简化的工作原理如图所示。放电通道两端的电极A、B间存在一加速电场E，工作时，工作物质氙气进入放电通道后立即被电离为一价氙离子，再经电场加速喷出，形成推力。单台推进器每秒喷出的一价氙离子数量个，速度，单个氙离子的质量为，不计一切阻力，氙离子开始加速的初速度为零，忽略离子之间的相互作用，则单台霍尔推进器产生的平均推力大小约为( )
A.0.8N B.0.08N C.0.008N D.0.0008N
8．水刀切割具有精度高、无热变形、无毛刺、无须二次加工以及节约材料等特点，因此得到广泛应用。若横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要切割的钢板上，碰到钢板后水的速度减为零，已知水的密度为ρ，则钢板受到水的冲力大小为( )
A. B. C. D.
9．有些码头常悬挂一些老旧轮胎，主要用途是减轻船舶靠岸时码头与船体的撞击。原因是轮胎的弹性大，使得( )
A.船舶靠岸过程中动量变化量比较大
B.船舶靠岸过程时间比较长
C.船舶靠岸过程冲量比较小
D.船舶靠岸的末动量比较小
10．司机清洗汽车时会用到如图所示的高压水枪。已知水枪喷出水柱的半径为R，水流速度为v，水柱垂直于汽车表面，水柱冲击汽车后水的速度为零，水的密度为ρ，若进入水枪的水流速度可忽略不计。下列说法正确的是( )
A.高压水枪单位时间喷出的水的质量为
B.汽车对水柱的平均作用力为
C.当高压水枪喷口的出水柱的半径变为原来的2倍时，压强变为原来的4倍
D.当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时，压强变为原来的4倍
11．喷泉水柱从横截面积为的喷口持续以速度竖直向上喷出，距喷口正上方h处固定一水平挡板，水柱冲击到水平挡板后，在竖直方向水的速度瞬间变为零，在水平方向朝四周均匀散开，忽略空气阻力。已知水的密度，重力加速度g取。设水柱对挡板的冲击力为F，则图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
12．鸡蛋掉在草地上比掉在水泥地上不容易碎。下列防护与规定中与其具有相同原理的是( )
A.撑杆跳高比赛中，横杆的下方放有较厚的海绵垫
B.易碎物品运输时要用柔软材料包装，船舷和码头悬挂旧轮胎
C.有关部门规定市内开车不得超过30km/h
D.在汽车上安装安全气囊
13．如图所示，质量相同的橡胶锤和铁锤，以相同的速度敲击物体后静止，则( )
A.铁锤动量变化量大 B.橡胶锤的动量变化率小
C.橡胶锤受到的冲量小 D.两锤受到的冲量相等
14．摩托车、电动自行车骑乘人员应该佩戴具有缓冲作用的安全头盔，安全文明出行。遭遇事故时，头盔的缓冲层与头部的撞击时间延长，起到缓冲作用，则下列说法正确的是( )
A.头盔减小了骑乘人员头部撞击过程中的动量变化率
B.头盔减小了骑乘人员头部撞击过程中的动量变化量
C.头盔减少了骑乘人员头部撞击过程中撞击力的冲量
D.头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量等大反向
15．如图所示，水流以速度v从枪口喷出，形成截面积为S的水柱，垂直射到石板上时速度在短时间内变为0，已知水的密度为ρ，忽略水喷出后的发散效应，下列说法正确的是( )
A.单位时间内从枪口喷出的水的质量为ρSv
B.单位时间内从枪口喷出的水的质量为ρv
C.水流对石板的压强大小为
D.水流对石板的压强大小为
三、填空题
16．牛顿第二定律的表达式
（1）内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成____，跟它的质量成____，加速度的方向跟作用力的方向____。
（2）表达式____，其中力F指的是物体所受的____。
17．清洗汽车时经常使用高压水枪，设水枪喷出水柱的直径为D，水流速度为v，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后水的速度为零，手持高压水枪操作，进入水枪的水流速度可忽略不计，已知水的密度为。则高压水枪单位时间内喷出的水的质量为_______，水柱对汽车的平均冲力为_______。
四、实验题
18．流量是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体的体积，又称瞬时流量，某学习小组用如图所示的实验装置测定桶装水抽水器的水流量和喷水口的横截面积。
实验器材：3m卷尺，量筒一个，手机一部
主要实验步骤如下：
①调节抽水器喷口的位置和角度，使其末端水平；
②打开抽水器开关，将水水平喷出，调节桌面上量筒的位置使水落入量筒中；
③用卷尺测得喷口到水平桌面的竖直高度为、喷口到水在量筒底部落点的水平位移为；
④清空量筒中的水，重新打开抽水器开关，待空中水流稳定后用手机计时器计时，实验数据如下表所示：
时间（s） 11.1 15.3 19.5 24.0 28.2
水量（） 300 400 500 600 700
（1）根据流量的定义，从理论上分析，在空中下落的水柱的横截面积会随下落高度的增大而________（选填“增大”“减小”或者“不变”）；
（2）根据所测数据，在答题卡坐标纸上作出时间与水量的关系图线________；
（3）根据图象可得实验中桶装水抽水器的水流量_______；（保留2位有效数字）
（4）若已知重力加速度，，根据测量的实验数据可知抽水器的水流量Q与抽水器出水口横截面积之比约为________；
A.0.74 B.0.79 C.1.27 D.1.36
五、计算题
19．质量为的物体挂在弹簧秤下以的加速度沿竖直方向向下加速运动，求：弹簧秤的读数F是多少？（g取）
20．如图所示，一名正在高空作业的工人质量为系一条长为的安全带，若工人不慎跌落，先做自由落体运动，安全带伸直后，工人受到安全带的缓冲作用，缓冲时间为，下落到最低点。g取。求：
(1)从工人开始跌落到最低的过程，重力的冲量大小：
(2)缓冲过程中安全带所受的平均作用力的大小。
参考答案
1．答案：D
解析：在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以延长作用时间，从而减小作用力，但是不会改变穿戴者动量的变化量或者穿戴者所受合力的冲量，也不会改变穿戴者所受的重力，故选D。
2．答案：C
解析：有沙坑不改变动量变化量、动能变化量和跳跃距离，延长落地过程时间，根据动量定理
可以减小落地过程人的受力。
故选C。
3．答案：D
解析：ACD.增强照射电阻的光照强度，阻值减小，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；由于通过的电流增大，所以两端电压增大，则电容器两极板间电压增大，电容器充电，有向左的电流流经；根据可知，电容器板间场强增大，液滴受到的电场力增大，液滴受到的合力向上，液滴向上运动，故AC错误，D正确；
B.电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；由于题干不知电源内阻与外电阻的大小关系，所以无法判断电源输出功率如何变化，故B错误。
故选D。
4．答案：A
解析：在极短时间内，水刀喷出水的质量为以内打在钢板表面质量为的这部分水作为研究对象，取水的初速度方向为正方向，极短时间内水的质量极小，重力的冲量可忽略，由动量定理得联立解得根据牛顿第三定律可知，水流对钢板的作用力大小为故选A.
5．答案：B
解析:AB.物体受到的合外力为零，则冲量为零，动量变化量为零，动量不会发生变化，但是它的动量不一定为零，A错误B正确；
C.合外力做功为零动能不变，但合外力的冲量不一定为零，则动量的变化不一定为零；如匀速圆周运动，其合力做功为零，但其动量始终在变化；故C错误；
D.物体受到的合外力不变，则由动量定理可知，动量的一定变化，D错误。故选B。
6．答案：D
解析：AB.设经过时间，附着在飞船上的微粒质量为，由有解得，AB错误；CD.把作为研究对象，飞船给的推力大小为F，以飞船运动方向为正，由动量定理有得根据牛顿第三定律给飞船的推力大小为则飞船要保持速度不变，所需推力大小为，C错误，D正确。故选D。
7．答案：B
解析:根据动量定理可得代入数据解得故选B。
8．答案：D
解析：设时间t内有体积V的水打在钢板上，这些水的质量为
以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理可得
解得
故选D。
9．答案：B
解析:船舶靠学时其动量变化量是一定的，根据动量定理可知，船舶所受的冲量是一定的，轮胎弹性大，能延长碰撞时间，可减小船舶与河岸的碰撞力.故选B。
10．答案：D
解析：A.高压水枪单位时间喷出水的质量，故A错误；
B.设水柱对车的平均冲力为F，由动量定理得，即
解得，故B错误；
CD.高压水枪产生的压强
则当高压水枪喷口的出水柱的半径变为原来的2倍时，压强不变；当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时，压强变为原来的4倍，故C错误，D正确。
故选D。
11．答案：D
解析：根据质量流量守恒知，喷口处与挡板处很短的时间内水柱的质量同样为，因为水流在上升过程中横截面积会扩大，从而保持质量流量不变。设很短的水柱在高度为h处，撞击玩具前水的速度为v，根据运动规律
其中
即（否则）
设水对玩具的作用力的大小为F，根据动量定理有
联立解得
根据数学关系知，D选项的图像符合题意。
故选D。
12．答案：ABD
解析：鸡蛋掉在草地上比掉在水泥地上不容易碎是因为草地对鸡蛋起到了缓冲作用。撑杆跳高比赛中的海绵垫、柔软材料包装易碎物品、船舷和码头悬挂旧轮胎均起到缓冲作用，而市内行车限制车速，不是缓冲作用，故ABD正确，C错误。
故选ABD。
13．答案：BD
解析：根据题意可知，橡胶锤和铁锤质量相等，速度相等，敲击物体后均静止，则两个锤的动量变化量相等，由动量定理可知，两锤受到的冲量相等；但橡胶锤和物体的作用时间较长，橡胶锤的动量变化率小。
故选BD。
14．答案：AD
解析：A.根据
可得
依题意，头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长了，头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率，故A正确；
BC.遭遇事故时，动量变化量
不变，根据动量定理可知，头盔并没有减少驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量，故B错误，C错误；
D.根据
知头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等大反向，作用时间相同，所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量等大反向，故D正确。
故选AD。
15．答案：AC
解析:AB.时间内喷水质量为所以水枪单位时间内喷出水的质量为，故A正确，B错误；
CD.时间内喷出的水速度减小为0，根据动量定理得所以根据牛顿第三定律可得，水流对石板的压强大小为，故C正确，D错误。故选AC。
16．答案：（1）正比；反比；相同（2）kma；合力
解析：略
17．答案：；
解析：高压水枪单位时间内喷出水的质量
设水柱对汽车的平均冲力为F，由动量定理得
即
解得
18．答案：（1）减小
（2）
（3）
（4）B
解析：（1）设空中下落的水的速度为v，根据流量定义有
所以在流量不变时，随着下落高度的增大，水的速度在增大，此时水柱的横截面积会减小。
（2）根据表中数据可得图线如下：
（3）根据题意可得水量与流量的关系为
所以图线的斜率表示流量的倒数，有
解得
（4）设水从出水口射出的水平初速度为，根据平抛运动规律有
，
联立代入数值解得
根据前面分析此时有
所以可得抽水器的水流量Q与抽水器出水口横截面积之比为
故选B。
19．答案：14 N
解析：根据牛顿第二定律
解得
20．答案：(1)1200N·s
(2)1200N
解析：（1）根据题意，工人由静止自由下落L的过程中，有
解得
则工人从开始跌落到最低点重力的冲量大小为
（2）设安全带的平均作用力大小为F，取向下为正方向，在整个下落过程中，对工人，根据动量定理有
解得
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