2025年课标版高考物理习题、历届真题、创新题专题试卷七　动量与动量守恒（带解析答案） (3).docx

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专题七动量与动量守恒

应用创新题组

一、单项选择题(每小题4分,共32分)

1.(2024届雅礼中学联考典型模型)如图所示,质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上,其水平直径AB长度为2R,现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放,然后由A点经过半圆轨道后从B冲出,在空中能上升的最大高度为34h0(不计空气阻力),则()

A.小球和小车组成的系统动量守恒

B.小车向左运动的最大距离为12

C.小球离开小车后做斜上抛运动

D.小球第二次能上升的最大高度h满足12h0h34

答案D水平地面光滑,系统仅在水平方向动量守恒,竖直方向动量并不守恒,A错误;依据人船模型的结论可得小车向左运动的最大距离为x车=mm+m·2R=R,B错误;因水平方向动量守恒,则小球离开小车后做竖直上抛运动,下来时还会落回半圆轨道中,C错误;设小球第一次在半圆轨道中运动克服摩擦力做功大小为Wf,由动能定理得mg(h0-34h0)-Wf=0,解得Wf=14mgh0,即小球第一次在半圆轨道中运动损失的机械能为14mgh0,由于第二次小球在半圆轨道中运动时,对应位置处速度变小,因此半圆轨道对小球的弹力变小,摩擦力变小,克服摩擦力做功小于14mgh0,机械能损失小于14mgh0,因此小球第二次能上升的最大高度h满足

2.(2024届湖北九师联盟联考,2物理生活)某高层建筑顶部广告牌的面积S=80m2,有大风正对广告牌吹来,风速v=25m/s,大风吹到广告牌上后速度瞬间减为0。已知空气密度ρ=1.2kg/m3,则该广告牌受到的风力大小为()

A.3.6×104NB.6×104N

C.3.6×105ND.6×105N

答案B设Δt时间内吹到广告牌上的空气质量为Δm,则有Δm=ρSvΔt,对Δt时间内吹到广告牌上的空气,根据动量定理有-FΔt=0-Δmv=0-ρSv2Δt,解得F=ρSv2,代入数据解得F=6×104N,根据牛顿第三定律,广告牌受到的风力大小为6×104N,选项A、C、D错误,B正确。

3.(2024届辽宁八校联考,6物理生活)“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目,在一个特定的空间内通过人工制造的气流把人“吹”起来,使人产生在天空翱翔的感觉。如图所示,一质量为m的游客恰好可以静止在直径为d的圆柱形风洞内。已知气流密度为ρ,游客受风面积(游客在垂直风力方向的投影面积)为S,风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定,重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零,则风洞内气流的流量(单位时间内流出风洞的气流体积)为()

A.πd24mgρSB.πd22mg

答案A人处于静止状态,有F=mg(其中F为气流对人的作用力大小),则根据牛顿第三定律可知,气流受到的作用力的大小F=F=mg,Δt时间内气流的质量Δm=ΔVρ=vΔtSρ,由动量定理有-FΔt=0-Δmv,联立解得气流速度为v=mgρS,风洞内气流的流量Q=Sv=π4d2v=

4.(2024八省联考B卷,3,4分)如图所示为高空坠物的公益广告,形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明同学用下面的实例来检验广告的科学性:设一个50g的鸡蛋从25楼的窗户自由落下,相邻楼层的高度差为3m,鸡蛋与地面撞击时间约为2ms。不计空气阻力,则该鸡蛋对地面的平均冲击力约为()

A.5000NB.1000NC.500ND.100N

答案B相邻楼层高度差为3m,则鸡蛋下落的总高度约为h=(25-1)×3m=72m,自由下落时间t1=2hg≈3.8s,与地面的碰撞时间约为t2=2ms=0.002s,全过程根据动量定理可得mg(t1+t2)-Ft2=0,解得

5.(2024皖江名校联盟联考,15自然现象)如果没有空气阻力,天上的云变成雨之后落到地面,在经过一路的加速后,到达地面时的速度会达到300m/s,这样的速度基本相当于子弹速度的一半,是非常可怕的。由于空气阻力的作用,雨滴经过变加速运动,最终做匀速运动。一般而言,暴雨级别的雨滴落地时的速度为8~9m/s。某次下暴雨时小明同学恰巧打着半径为0.5m的雨伞(假设伞面水平,雨水的平均密度为0.5kg/m3,π取3.14),由于下雨,小明增加撑雨伞的力最小约为()

A.0.25N B.2.5N

C.25N D.250N

答案C设t时间内,落到雨伞上雨水的质量为m,根据动量定理,Ft=mv,其中m=ρvtπr2,所以F=ρv2πr2,代入数值解得F≈25N,所以选C。

6.(