《2025年高考帮高中物理》

7.如图所示为清洗汽车用的高压水枪. 设水枪喷出的水柱直径为$D$，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. 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$\rho$.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$\rho\pi vD^{2}$
B. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为$\frac{1}{4}\rho vD^{2}$
C. 水柱对汽车的平均冲力为$\frac{1}{4}\rho D^{2}v^{2}$
D. 当高压水枪喷口的出水速度变为原来的 2 倍时，喷出的水对汽车的压强变为原来的 4 倍

答案： 7. D 高压水枪单位时间内喷出水的质量$m_{0}=\rho V=\rho\pi\cdot\frac{D^{2}}{4}v=\frac{1}{4}\pi\rho vD^{2}$，故A、B错误；以t时间内喷出的水为研究对象，设汽车对水柱的平均作用力大小为F，水柱对汽车的平均冲力大小为F'，由动量定理得$Ft = mv$，即$Ft=\frac{1}{4}\pi\rho vD^{2}\cdot t\cdot v$，可得F' = F = $\frac{1}{4}\pi\rho v^{2}D^{2}$，故C错误；高压水枪喷出的水对汽车产生的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{\frac{1}{4}\pi\rho v^{2}D^{2}}{\frac{1}{4}\pi D^{2}}=\rho v^{2}$，则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D正确。