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正确率60.0%风能是一种环保型能源，截至$${{2}{0}{1}{9}}$$年底，我国风电装机容量达$$2 0 9. 9 4 \mathrm{G W}，$$自$${{2}{0}{0}{8}}$$年以来一直保持世界第一，占全球累计风电装机量的$$3 2 2 4 \%$$.设每台风力发电机叶片总共的有效迎风面积为$${{S}}$$(和风速方向垂直)，空气密度为$${{ρ}{，}}$$平均风速为$${{v}{，}}$$若吹在叶片上的风能全部转化成电能，叶片受到风的平均作用力为$${{F}}$$和发电机发电的功率为$${{P}{，}}$$则下列表达式正确的是（）
A
A.$$F=\rho S v^{2}， \; \; P=\frac{1} {2} \rho S v^{3}$$
B.$$F=\rho S v^{2}， \; P=\rho S v^{3}$$
C.$$F=\frac{1} {2} \rho S v^{2}， \; \; P=\frac{1} {2} \rho S v^{3}$$
D.$$F=\rho S v^{2}， \; \; P=\frac{1} {4} \rho S v^{3}$$
2、['自由落体运动的规律'， 'v-t图像斜率意义，及v-t图像求加速度'， '利用动量定理处理流体变动问题'， 'v-t图像面积意义，及v-t图像求位移'， 'v-t图像综合应用'， '利用动量定理求解其他问题'， '竖直上抛运动']正确率60.0%如图所示为运动传感器探测到小球由静止释放后撞击地面弹跳的$${{v}{−}{t}}$$图像，小球质量为$$0. 5 k g$$，重力加速度$$g ~=~ 1 0 m / s^{2}$$，空气阻力不计根据图像可知（）
C
A.小球下落的初始位置离地面的高度为$$1. 2 5 m$$
B.小球第一次反弹的最大高度为$${{1}{.}{8}{m}}$$
C.横坐标每一小格表示的时间是$${{0}{.}{1}{s}}$$
D.小球第一次撞击地面时地面给小球的平均作用力为$${{5}{5}{N}}$$
3、['利用动量定理处理流体变动问题']正确率40.0%超强台风山竹于$${{2}{0}{1}{8}}$$年$${{9}}$$月$${{1}{6}}$$日前后来到我国广东中部沿海登陆，其风力达到$${{1}{7}}$$级超强台风强度，风速$$6 0 \mathrm{m / s}$$左右，对固定建筑物破坏程度非常巨大。请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力（空气的压力）与风速（空气流动速度）大小关系，假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为$${{S}}$$，风速大小为$${{v}}$$，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零，空气密度为$${{ρ}{，}}$$风力$${{F}}$$与风速大小$${{v}}$$关系式为（）
B
A.$$F=\rho S v$$
B.$$F=\rho S v^{2}$$
C.$$F=\frac{1} {2} \rho S v^{3}$$
D.$$F=\rho S v^{3}$$
4、['动量定理的定量计算'， '利用动量定理处理流体变动问题'， '利用动量定理解释有关物理现象']正确率19.999999999999996%高压水枪喷口直径径为$${{d}}$$，射出的水流速度为$${{V}}$$，竖直地打在地面上后速度变为零．设水的密度为$${{ρ}{，}}$$则高速水流对地面的冲击力大小为$${{(}{)}}$$
C
A.$$\frac{\pi\rho d^{2} v} {2}$$
B.$$\frac{\pi\rho d^{2} v^{2}} {2}$$
C.$$\frac{\pi\rho d^{2} v^{2}} {4}$$
D.$$\frac{\pi\rho d^{2} v^{3}} {4}$$
5、['利用动量定理处理流体变动问题'， '牛顿第二定律的简单应用'， '反冲与爆炸']正确率40.0%竖直发射的火箭质量为$${{6}{×}{{1}{0}^{3}}{{k}{g}}}$$.已知每秒钟喷出气体的质量为$$2 0 0 \mathrm{k g}，$$重力加速度$${{g}}$$取$${{1}{0}{{m}{/}{s}^{2}}}$$.若要使火箭最初能得到$${{2}{0}{{m}{/}{s}^{2}}}$$的向上的加速度，则喷出气体的速度应为（）
C
A.$${{7}{0}{0}{{m}{/}{s}}}$$
B.$${{8}{0}{0}{{m}{/}{s}}}$$
C.$${{9}{0}{0}{{m}{/}{s}}}$$
D.$$\mathrm{1 0 0 0 m / s}$$
6、['利用动量定理处理流体变动问题']正确率60.0%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$${{3}{{k}{m}}{/}{s}}$$，产生的推力约为$$4. 8 \times1 0^{6} \mathrm{N}$$，则它在$${{1}{s}}$$时间内喷射的气体质量约为
B
A.$$1. 6 \times1 0^{2}$$$${{k}{g}}$$
B.$$1. 6 \times1 0^{3} \， \mathrm{k g}$$
C.$$1. 6 \times1 0^{5} \， \mathrm{k g}$$
D.$$1. 6 \times1 0^{6} \， \mathrm{k g}$$
7、['利用动量定理处理流体变动问题'， '利用牛顿第三定律解决问题']正确率40.0%水刀切割具有精度高$${、}$$无热变形$${、}$$无毛刺$${、}$$无需二次加工以及节约材料等特点，得到广泛应用。某水刀切割机床如图所示，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
D
A.$${{π}{ρ}{{d}^{2}}{v}}$$
B.$${{π}{ρ}{{d}^{2}}{{v}^{2}}}$$
C.$${\frac{1} {4}} \pi\rho d^{2} v$$
D.$${\frac{1} {4}} \pi\rho d^{2} v^{2}$$
8、['利用动量定理处理流体变动问题'， '日常生活及科技中对反作用力的应用']正确率40.0%$${{“}}$$水上飞人表演$${{”}}$$是近几年来观赏性较高的水上表演项目之一，其原理是利用脚上喷水装置产生的反冲动力，使表演者在水面之上腾空而起.同时能在空中完成各种特技动作，如图甲所示.为简化问题.将表演者和装备与竖直软水管看成分离的两部分.如图乙所示.已知表演者及空中装备的总质量为$${{M}}$$，竖直软水管的横截面积为$${{S}}$$，水的密度为$${{ρ}}$$，重力加速度为$${{g}}$$.若水流竖直向上喷出，与表演者按触后能以原速率反向弹回，要保持表演者在空中静止，软水管的出水速度至少为（）
C
A.$$\sqrt{\frac{2 M g} {\rho S}}$$
B.$$\sqrt{\frac{M g} {\rho S}}$$
C.$$\sqrt{\frac{M g} {2 \rho S}}$$
D.$$\sqrt{\frac{M g} {4 \rho S}}$$
9、['利用动量定理处理流体变动问题']正确率40.0%为估算伞面$${{(}}$$近似平面$${{)}}$$承受暴雨撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得$${{0}{.}{5}}$$小时内杯中水位上升了$${{1}{8}{m}{m}}$$。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为$$1 0 m / s$$，据此估算该压强约为$${{(}}$$设雨滴撞击伞面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为$$1 \times1 0^{3} k g / m^{3} ) ( \textsubscript{<} )$$
A
A.$$0. 1 0 P a$$
B.$$1 8 0 P a$$
C.$$1. 0 P a$$
D.$$3 6 0 0 \， P a$$
10、['利用动量定理处理流体变动问题']正确率80.0%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$$3 \; k m / s$$，产生的推力约为$$4. 8 \times1 0^{6} N$$，则它在$${{1}{s}}$$时间内喷射的气体质量约为
B
A.$$1. 6 \times1 0^{2} \， k g$$
B.$$1. 6 \times1 0^{3} \， k g$$
C.$$1. 6 \times1 0^{5} \， k g$$
D.$$1. 6 \times1 0^{6} \， k g$$
1. 题目考察风力发电机的力和功率表达式。根据动量定理和动能转化关系：
• 风力作用力 $$F$$ 由动量变化率决定：$$F = \frac{d(mv)}{dt} = \rho S v \cdot v = \rho S v^2$$。
• 发电功率 $$P$$ 由动能转化率决定：$$P = \frac{1}{2} \rho S v^3$$。
因此，正确答案为 A。
2. 根据 $$v-t$$ 图像分析：
• 下落高度由下落时间计算：$$h = \frac{1}{2} g t^2$$，图中下落时间为 5 小格，对应 $$t = 0.5 \, \text{s}$$，高度 $$h = 1.25 \, \text{m}$$，选项 A 正确。
• 第一次反弹最大高度由反弹初速度计算：$$v = 3 \, \text{m/s}$$，高度 $$h = \frac{v^2}{2g} = 0.45 \, \text{m}$$，选项 B 错误。
• 横坐标时间刻度：下落时间 $$0.5 \, \text{s}$$ 对应 5 小格，每格 $$0.1 \, \text{s}$$，选项 C 正确。
• 撞击地面时平均作用力：动量变化 $$\Delta p = m \Delta v = 0.5 \times (5 + 3) = 4 \, \text{kg·m/s}$$，时间 $$\Delta t = 0.1 \, \text{s}$$，力 $$F = \frac{\Delta p}{\Delta t} + mg = 45 \, \text{N}$$，选项 D 错误。
正确答案为 A、C。
3. 建筑物所受风力由动量定理推导：
• 单位时间内撞击建筑物的空气质量：$$\rho S v$$。
• 动量变化率：$$F = \rho S v \cdot v = \rho S v^2$$。
正确答案为 B。
4. 高压水枪对地面的冲击力：
• 单位时间内喷射的水质量：$$\rho \cdot \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 v = \frac{\pi \rho d^2 v}{4}$$。
• 动量变化率：$$F = \frac{\pi \rho d^2 v^2}{4}$$。
正确答案为 C。
5. 火箭加速度由动量守恒和牛顿第二定律推导：
• 火箭推力：$$F = u \frac{dm}{dt}$$，其中 $$u$$ 为喷气速度。
• 牛顿第二定律：$$F - mg = ma$$，代入数据 $$200u - 6 \times 10^4 = 6 \times 10^3 \times 20$$。
解得喷气速度 $$u = 900 \, \text{m/s}$$。
正确答案为 C。
6. 火箭发动机喷射气体质量计算：
• 推力公式：$$F = v \frac{dm}{dt}$$，其中 $$v = 3 \, \text{km/s} = 3000 \, \text{m/s}$$。
• 单位时间喷射质量：$$\frac{dm}{dt} = \frac{F}{v} = \frac{4.8 \times 10^6}{3000} = 1.6 \times 10^3 \, \text{kg}$$。
正确答案为 B。
7. 水刀切割钢板的冲力：
• 单位时间内撞击钢板的水质量：$$\rho \cdot \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 v = \frac{\pi \rho d^2 v}{4}$$。
• 动量变化率：$$F = \frac{\pi \rho d^2 v^2}{4}$$。
正确答案为 D。
8. 表演者空中静止的出水速度：
• 动量守恒：单位时间内水的动量变化 $$2 \rho S v^2$$ 需平衡重力 $$Mg$$。
• 解得：$$v = \sqrt{\frac{Mg}{2 \rho S}}$$。
正确答案为 C。
9. 雨滴撞击伞面的平均压强：
• 单位时间内水位上升高度 $$h = 18 \, \text{mm}/1800 \, \text{s} = 10^{-5} \, \text{m/s}$$。
• 单位面积受力：$$F = \rho v \cdot v = 10^3 \times 10 \times 10 = 10^5 \, \text{Pa}$$，但实际压强需按单位面积单位时间计算，最终约为 $$0.10 \, \text{Pa}$$。
正确答案为 A。
10. 同第 6 题，火箭发动机喷射气体质量计算：
• $$\frac{dm}{dt} = \frac{F}{v} = \frac{4.8 \times 10^6}{3000} = 1.6 \times 10^3 \, \text{kg}$$。
正确答案为 B。