2021-2022学年高二物理暑假作业（1）

2021-2022学年高二物理暑假作业（1）

1.在地球大气层外的空间中，当同步卫星在其参考位置附近飘移时，可以利用离子推进器产生的推力进行卫星姿态的控制和轨道的修正。离子推进器的工作原理是先将推进剂电离，并在强电场作用下将离子加速喷出，通过反冲运动获得推力。如图所示为离子推进器的示意图：推进剂从P处进入，在A处电离成正离子，是加速电极，离子在间的加速电压的作用下，从D喷出。已知该正离子的比荷（电荷量与质量之比）为k，经加速电压为U的电场加速后形成电流强度为I的离子束。若离子进入B的速度很小，可忽略不计，则同步卫星获得的推力为(   )
 

A. B. C. D.

2.水平面上有质量相等的两个物体，水平推力分别作用在上，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下，两物体的图像如图所示，图中。则整个过程中(   )
 

A.的冲量等于的冲量

B.的冲量大于的冲量

C.摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量

D.合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量

3.如图甲所示，一质量为1 kg的物体在水平地面上处于静止状态，一竖直方向的外力F作用在物体上，F随时间变化的图像如图乙所示，时撤去外力F，重力加速度，则以下说法正确的是(   )
 

A.时物体的速度为零 B.上升过程中物体的最大速度为12 m/s

C.0到4 s内物体的速度一直在增加 D.撤去F后，物体还能上升1.25 m

4.如图所示，两个质量相等的物体从同一高度沿倾角不同的两光滑斜面由静止自由滑下，在物体下滑到斜面底端的过程中，下列说法中正确的是(   )
 

A.两物体所受重力的冲量相同 B.两物体所受合力的冲量相同

C.两物体到达斜面底端时的动量不同 D.两物体到达斜面底端时动量的水平分量相同

5.如图所示，质量为m的滑环套在足够长的光滑水平杆上，质量为的小球(可视为质点)用长为L的轻质细绳与滑环连接。滑环固定时，给小球一个水平冲量I，小球摆起的最大高度为；滑环不固定时，仍给小球以同样的水平冲量I，小球摆起的最大高度为。则(   )

A.6:1 B.4:1 C.2:1 D.4:3

6.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于圆面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，是圆的两条互相垂直的直径，在A点有一个粒子源，沿与成45°斜向上垂直磁场的方向射出各种不同速率的粒子，粒子的质量均为m，电荷量均为q，所有粒子均从段四分之一圆弧射出磁场，不计粒子的重力，则从A点射出的粒子速率满足的条件是(   )

A. B. C. D.

7.一质量为m的运动员从下蹲静止状态向上起跳，经时间，身体伸直并刚好离开地面，此时速度为v，在此过程中(   )

A.地面对他的冲量为 B.地面对他的冲量为 

C.地面对他的冲量为 D.地面对他的冲量为

8.运动员在水上做飞行运动表演，他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出，令自己悬停在空中，如图所示。已知运动员与装备的总质量，两个喷嘴的直径均为，已知重力加速度大小，水的密度，则喷嘴处喷水的速度大约为(   )
 

A.2.7 m/s B.5.4 m/s C.7.6 m/s D.10.8 m/s

9.一物体竖直向下匀加速运动一段距离，对于这一运动过程，下列说法正确的是(   )

A.物体的机械能一定增加 B.物体的机械能一定减少

C.相同时间内，物体动量的增量一定相等 D.相同时间内，物体动能的增量一定相等

10.如图，在跳高运动时，运动员落地一侧铺有海绵垫，这样做的目的是为了减小(   )

A.运动员的惯性  B.运动员重力的冲量

C.接触面对运动员的冲量 D.接触面对运动员的作用力

11.一质量为0.25 kg的滑块放在水平地面上，在水平拉力F作用下，由静止开始做直线运动，若力F随时间变化的规律如图所示，滑块与地面间的动摩擦因数为0.8，取，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则0~6 s内，滑块受到的合外力冲量大小为__________N·s，0~6 s内，滑块受到的力做的总功为___________J。

12.质量的物体，从高处以速度水平抛出，从抛出到落地物体所受重力的冲量为__________。

13.某游乐园入口旁有一喷泉，水枪喷出的水柱使一玩具铁盒稳定地悬停在相对于喷口高度为h的空中,如图所示。为计算方便，假设水柱从横截面积为S的喷口持续以恒定的速度竖直向上喷出；铁盒底部为平板（面积略大于S）；水柱冲击到玩具铁盒底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为ρ，重力加速度为g。求：
 

（1）水枪单位时间喷出的水的质量；

（2）玩具铁盒的质量M。

答案以及解析

1.答案：B

解析：本题考查动量定理与电场力的结合。设该正离子的质量为m，电荷量为q，根据动能定理有，得到该正离子的出射速度。根据题意，设在时间内喷射出离子的数目，喷射出的离子的质量，对离子，根据动量定理有，联立解得，根据牛顿第三定律可知，同步卫星获得的推力为，故B正确。

2.答案：D

解析：本题结合图像比较冲量的大小。由题意可知，与平行，说明推力撤去后两物体的加速度相等，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，但a的运动总时间小于b的运动总时间，根据可知，摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，故C错误；根据动量定理，对整个过程研究得，由题图知，，则有，即的冲量小于的冲量，故A、B错误；根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，两个物体动量的变化量都为零，所以相等，故D正确。

3.答案：D

解析：本题通过图像考查动量定理和运动学规律。4 s内物体受重力和拉力的作用，在前1 s，物体处于静止状态，根据2~4 s内图线与坐标轴所围成的面积可知，合力的冲量，由动量定理可知，解得时物体的速度，选项A错误；时撤去F，此后，物体上升的高度，选项D正确；由题图可知时拉力等于重力，物体的速度达到最大，此后开始做减速运动，选项C错误；由图线包围的面积可求出在2 s到3 s内合力的冲量，则，选项B错误。

4.答案：C

解析：本题通过物体斜面模型考查冲量和动量的计算。物体在下滑过程中只有重力做功，而重力做功只与高度差有关，故两种情况下物体重力做功相等，由得两种情况下物体到达斜面底端的速度的大小是相等的，又因长的斜面倾角小，物体的加速度小，所以斜面越长物体下滑的时间越长，所以两种情况下重力作用的时间不相等，重力的冲量也不相等，故A错误；物体在两种情况下到达斜面底端的速度的大小是相等的，而速度的方向不同，所以两物体到达斜面底端时动量不同，动量的水平分量也不同，根据动量定理，可知两物体所受合力的冲量大小相等，方向不同，故B、D错误，C正确。

5.答案：B

解析：滑环固定时，设小球获得冲量I对应的初速度为，根据机械能守恒定律，有，，滑环不固定时、物块初速度仍为，在物块摆起最大高度时，它们速度都为v，在此程中物块和滑环组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，则，，由以上各式可得，联立可得，故选B。

6.答案：C

解析：从C点射出的粒子速率最大，该粒子在磁场中做圆周运动的半径，则粒子运动的最大速率，从D点射出的粒子速率最小，该粒子在磁场中做圆周运动的半径为，则粒子运动的最小速率，因此粒子的速率范国为，C项正确。

7.答案：A

解析：取向上为正，人从下蹲起跳，经时间速度为v，对此过程应用动量定理得，解得，在此过程中，地面对他的冲量，故A正确，BCD错误。故选A。

8.答案：B

解析：设飞行器对水的平均作用力大小为F，根据牛顿第三定律可知，水对飞行器的平均作用力的大小也等于F，对飞行器则有，设水喷出时的速度为v，在时间t内喷出的水的质量时间内质量为m的水获得的冲量，又，联立解得，故B正确，ACD错误。

9.答案：C

解析：物体竖直向下做匀加速运动，有两种可能的情况：1.加速度大于重力加速度，物体受到重力和向下的力的作用；2加速度小于重力加速度，说明物体受到向上的、小于重力的作用力。
A、若物体的加速度小于重力加速度，说明物体受到向上的、小于重力的作用力，该力对物体做负功，物体的机械能减少。故A错误；
B、若物体的加速度大于g，说明除重力做功之外，还有其他力对物体做功，物体的机械能应增加。故B错误；
C、物体做匀加速运动，则物体受到的合外力不变，根据冲量的公式：，相同时间内物体受到的冲量一定相等；根据动量定理，物体动量的增量一定相等，故C正确；
D、由C的分析，物体受到的合外力不变，相同时间内物体动量的增量一定相等则物体动能的增加量：，显然，随时间的变化，是变化的，即动量变化相等的情况下，动能的变化是不同的，故D错误。
故选：C。

10.答案：D
解析：A、惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，故A错误；
BCD、跳高运动员在落地的过程中，动量变化一定，由动量定理可知，运动员受到的合力冲量I一定，跳高运动员在跳高时落到海绵垫上，可以延长着地过程的作用时间t，运动员重力的冲量，而重力一直作用在运动员身上，且重力大小不变，使得运动员重力的冲量增大，而运动员所受到的平均冲力F减小，故D正确，故BC错误；
故选：D。

11.答案：3；18

解析：最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即，当时，在0~1 s内，滑块处于静止状态，合外力冲量为零，滑块在1 s末才开始运动，故根据“图象中图线与t轴所围成的面积表示冲量”可得0~6 s内，滑块受到的合外力冲量大小；根据动量定理有，解得滑块在6 s末时的速率；根据动能定理知，0~6 s内，滑块受到的力做的总功为。

12.答案：

解析：

13.答案：（1）

（2）

解析：本题考查动量定理在流体类问题中的应用。
（1）设时间内喷出水的质量为，则，
则水枪单位时间内喷出水的质量为。
（2）设时间内，铁盒对质量为的水的平均作用力为F，水的受力分析如图所示，设冲击铁盒时水的速度为v，
根据动量定理有，
又因为,
可得，
由运动学规律有，
根据平衡条件及牛顿第三定律有,
联立解得。