内蒙古集宁一中2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题

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内蒙古集宁一中2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题

内蒙古集宁一中(西校区)2019-2020学年高二上学期第一次月考理综物理试题 二、选择题 ‎1.下面的说法正确的是(  )‎ A. 当力与物体的位移垂直时,该力的冲量为零 B. 如果物体(质量不变)的速度发生变化,则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零 C. 物体所受合外力冲量越大,它的动量也越大 D. 做竖直上抛运动的物体,在△t时间内所受重力的冲量可能为零 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】力的冲量:I=Ft,当力与物体的位移垂直时,该力的冲量不为零,故A错误;如果物体(质量不变)的速度发生变化,物体的动量发生变化,由动量定理可知,物体所受到的合外力的冲量不零,故B正确;由动量定理可知,物体所受合外力冲量越大,物体动量的变化量越大,它的动量不一定大,故C错误;做竖直上抛运动的物体,在△t时间内所受重力的冲量为mg△t,不可能为零,选项D错误;故选B。‎ ‎2.人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸到眼晴的情况,若手机质量为‎150g,从离人眼约‎20cm 的高度无初速掉落,砸到眼睛后经 0.1s 手机停止 运动,取重力加速度g=‎10 m/s2,下列分析正确的是 A. 手机对眼睛的作用力大小约为 4.5 N B. 手机对眼睛的作用力大小约为 3.0 N C. 全过程手机重力的冲量大小约为 0.15 N·s D. 全过程手机重力的冲量大小约为 0.30 N·s ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. ‎20cm=‎0.20m;‎150g=‎0.15kg;根据自由落体速度 ‎ ‎ 手机与眼睛作用后手机的速度变成0,选取向上为正方向,所以手机与眼睛作用过程中动量变化为 ‎ ‎ 手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力,根据动量定理可知 ‎ ‎ 解得手机对眼睛的作用力大小约为4.5N,故A项与题意相符,B项与题意不相符;‎ CD. 全过程中重力的冲量,mgt=0.15N•s,故C项与题意相符,D项与题意不相符。‎ ‎3.甲、乙两物体分别在恒力F1和F2的作用下沿同一直线运动,它们的动量随时间的变化关系如图所示,设甲在t1时间内所受的冲量为I1,乙在t2时间内所受的冲量为I2,则下列F、Ⅰ的关系正确的是(  )‎ ‎ ‎ A. F1<F2,Ⅰ1<Ⅰ2 B. F1>F2,Ⅰ1>Ⅰ2‎ C. F1>F2,Ⅰ1=Ⅰ2 D. F1=F2,Ⅰ1=Ⅰ2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由图象可知,甲乙两物体动量变化量的大小相等,根据动量定理知,冲量的大小相等,即I1=I2,根据I=Ft知,冲量的大小相等,作用时间长的力较小,可知F1>F2.故C正确,ABD错误。‎ ‎4.如图所示,两个大小相同的小球A、B用等长的细线悬挂于O点,线长为L,mA=2mB ,若将A由图示位置静止释放,在最低点与B球相碰,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )‎ A. A下落到最低点的速度是 B. 若A与B发生完全非弹性碰撞,则第一次碰后A上升的最大高度是 C. 若A与B发生完全非弹性碰撞,则第一次碰时损失的机械能为 D. 若A与B发生弹性碰撞,则第一次碰后A上升的最大高度是 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A球到达最低点时,由动能定理得:,解得:,A错误;若A与B发生完全非弹性碰撞,设共同达到的速度为,由动量守恒:,解得:,设第一次碰后A上升的最大高度为h,则对A由动能定理得:,解得:,此过程中损失的机械能为,B正确,C错误;若A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒有:,根据能量守恒有:,联立解得:(另一值不符,舍去),设第一次碰后A上升的最大高度为,对A由动能定理得:,解得:,D错误。‎ ‎5.质量相等的A、B两球在光滑水平面上,沿同一直线,同一方向运动,A球的动量为pA=‎9kg•m/s,B球的动量为pB=‎3kg•m/s.当A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是(  )‎ A. pA′=‎6kg•m/s,pB′=‎6kg•m/s B. pA′=‎8kg•m/s,pB′=‎4kg•m/s C. pA′=‎-2kg•m/s,pB′=‎14kg•m/s D. pA′=‎-4kg•m/s,pB′=‎8kg•m/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ 详解】A. 碰撞前系统总动量:‎ p=pA+pB=‎12kg•m/s,‎ 由题意可知mA=mB=m;如果pA′=‎6kg•m/s,pB′=‎6kg•m/s,系统动量守恒,碰撞后的总动能:‎ ‎,vA′=vB′‎ 符合实际,故A正确;‎ B. 如果pA′=‎8kg•m/s,pB′=‎4kg•m/s,碰撞过程动量守恒,有:‎ ‎,vA′>vB′‎ 不符合实际,故B错误;‎ C. 如果pA′=‎-2kg•m/s,pB′=‎14kg•m/s,则碰撞后系统的总动能为:‎ 系统动能增加,不符合实际,故C错误;‎ D. 如果pA′=‎-4kg•m/s,pB′=‎8kg•m/s,碰撞后系统总动量为:‎ p′=pA′+pB′=‎-4kg•m/s+‎8kg•m/s=‎4kg•m/s 碰撞过程动量不守恒,不符合题意,故D错误。‎ ‎6.如图所示,在粗糙水平面上,用水平轻绳相连的两个相同的物体A、B质量均为m,在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动。在t=0时轻绳断开,A在F作用下继续前进,则下列说法正确的是( )‎ A. 时,A的动量为2mv B. 时,A的动量为4mv C. 时,B的动量为0 D. t=0至时间内,A、B的总动量守恒 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.时,即B刚停下时,对AB,从t=0到运用动量守恒定律,‎ 解得A的动量为,故A正确;‎ B.当时,对A由动量定理得:‎ 代入 解得:,故B错误;‎ C. t=0到B停下,对B,动量定理 即时,B停下,所以时,B的动量为0,故C正确;‎ D. 设A、B受到的滑动摩擦力都为f,断开前两物体做匀速直线运动,根据平衡条件得:F=‎2f,设B经过时间t速度为零,对B由动量定理得:‎ 解得:;由此可知,在剪断细线前,两木块在水平地面上向右做匀速直线运动,以AB为系统,绳子的属于系统的内力,系统所受合力为零;在剪断细线后,在B停止运动以前,两物体受到的摩擦力不变,两木块组成的系统的合力仍为零,则系统的总动量守恒,故在至的时间内A、B的总动量守恒,故D正确;‎ ‎7.‎ 如图所示,平板小车停在光滑水平面上.甲、乙两人站在小车左、右两端,当他俩同时相向而行时,发现小车向右运动,下列说法中正确的是 ‎ A. 乙速度必定大于甲的速度 B. 乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量 C. 乙的动量必定大于甲的动量 D. 甲、乙的动量之和必定不为零 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD.甲、乙两人及小车组成系统不受外力,系统动量守恒,根据动量守恒定律得:‎ 甲甲乙乙车车=0‎ 小车向右运动,则说明甲与乙两人的总动量向左,说明乙的动量大于甲的动量,即两人的总动量不为零,但是由于不知两人的质量关系,故无法确定两人的速度大小关系,故选项A不符合题意,C、D符合题意;‎ B.小车速度方向向右,即动量的变化量向右,根据动量定理知乙对小车的冲量方向向右,甲对小车的冲量方向向左,可知乙对小车的冲量大于甲对小车的冲量,故选项B符合题意。‎ ‎8.如图所示,质量为M、带有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道的滑块静置于光滑水平地面上,且圆弧轨道底端与水平面平滑连接,O为圆心。质量为m的小滑块以水平向右的初速度冲上圆弧轨道,恰好能滑到最高点,已知M=‎2m。,则下列判断正确的是 A. 小滑块冲上轨道的过程,小滑块机械能不守恒 B. 小滑块冲上轨道的过程,小滑块与带有圆弧轨道的滑块组成的系统动量守恒 C. 小滑块冲上轨道的最高点时,带有圆弧轨道的滑块速度最大且大小为 D. 小滑块脱离圆弧轨道时,速度大小为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.小滑块冲上轨道的过程,系统机械能守恒,小滑块机械能不守恒,选项A正确;‎ B.小滑块冲上轨道的过程,系统竖直方向受力不为零,动量不守恒,但系统在水平方向合力为零,动量守恒,选项B错误;‎ CD.有水平方向动量守恒和系统机械能守恒可得,小滑块冲到轨道的最高点时,圆弧轨道速度大小为;当m从圆弧轨道返回脱离圆弧轨道时,圆弧轨道速度最大,设脱离时小滑块和圆弧轨道的速度分别为,则有 m=m+M ‎=+‎ 解得=,,故C错误, D正确。‎ 三、填空题 ‎9.某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为 h 的光 滑水平桌面上,放置两个小球 a 和 b。其中,b 与轻弹簧紧挨着但不栓接,弹簧左侧固 定,自由长度时离桌面右边缘足够远,起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a 放置于桌面 边缘,球心在地面上的投影点为 O 点。实验时,先将 a 球移开,弹簧解除锁定,b 沿桌 面运动后水平飞出。再将 a 放置于桌面边缘,弹簧重新锁定。解除锁定后,b 球与 a 球 发生碰撞后,均向前水平飞出。重复实验 10 次。实验中,小球落点记为 A、B、C。‎ ‎(1)若 a 球质量为 ma,半径为 ra;b 球质量为 mb, 半径为 rb。b 球与 a 球发生碰撞后,均向前水平 飞出,则 ______ 。‎ A.mamb,ra=rb D.ma>mb,ra>rb ‎(2)为了验证动量守恒,本实验中必须测量的物理 量有____。‎ A.小球 a 的质量 ma 和小球 b 的质量 mb ‎ B.小球飞出的水平距离 xOA、xOB、xOC ‎ C.桌面离地面的高度 h ‎ D.小球飞行的时间 ‎(3)关于本实验的实验操作,下列说法中不正确的是______。‎ A.重复操作时,弹簧每次被锁定的长度应相同 ‎ B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合,说明实验操作中出现了错误 C.用半径尽量小的圆把10 个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置 ‎ D.仅调节桌面的高度,桌面越高,线段 OB 的长度越长 ‎(4)在实验误差允许的范围内,当所测物理量满足表达式:__________, 即说明碰撞过程遵循动量守恒。(用题中已测量的物理量表示)‎ ‎(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能,他测量了桌面离地面的高度h,该地的 重力加速度为g,则弹簧锁定时具有的弹性势能 Ep 为 _______。(用题中已测量的 物理量表示)‎ ‎【答案】 (1). A (2). AB (3). B (4). mb•OB=mb•OA+ma•OC (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] 为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即:应该使mb大于ma ‎(2)[2] 要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度,碰撞前后小球都做平抛运动,速度可以用水平位移代替,所以需要测量的量为:小球a、b的质量ma、mb,记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC,故AB符合题意;‎ ‎(3)[3] A.重复操作时,弹簧每次被锁定的长度应相同,可以保证b能够获得相等的速度,故A项与题意不相符;‎ B. 重复操作时发现小球的落点并不完全重合,不是实验操作中出现了错误;可以用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置,故B项与题意相符;‎ C. 用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置,故C项与题意不相符;‎ D. 仅调节桌面的高度,桌面越高,则小球飞行的时间越长,则线段OB的长度越长,故D 项与题意不相符;‎ ‎(4)[4] 小球离开轨道后做平抛运动,小球抛出点高度相同,小球在空中的运动时间t相等,如果碰撞过程动量守恒,则 mbv0=mbv1+mav2‎ 两边同时乘以时间t,得:‎ mbv0t=mbv1t+mav2t 则 mb•OB=mb•OA+ma•OC ‎(5)[5] 桌面离地面的高度h,该地的重力加速度为g,小球b飞行的时间 ‎ ‎ b的初速度 ‎ ‎ 弹簧锁定时具有的弹性势能Ep转化为小球b的动能,所以弹簧锁定时具有的弹性势能Ep为 四、计算题 ‎10.如图所示,在竖直平面内,一半径为R=‎0.45m的光滑半圆轨道MN和粗糙水平轨道PM在M点相切,MN为圆弧轨道的直径,O为圆心,一质量为mA=‎1kg的物块A(可视为质点)水平向右运动。与静止在M点的质量为mB=‎2kg的物块B发生完全弹性碰撞,已知碰撞前瞬间物块A的速度为v0=‎9m/s,碰撞后物块A最终静止在水平轨道的Q处(图中未标出),物块B脱离半圆轨道后也恰好落到Q处,重力加速度g=‎10m/s2,求:‎ ‎(1)碰撞后瞬间物块B的速度大小;‎ ‎(2)物块和水平轨道之间的动摩擦因数。‎ ‎【答案】(1)‎6m/s(2)0.25‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)根据碰撞过程动量守恒和能量守恒关系求解碰撞后瞬间物块B的速度大小;(2)碰后物体B沿轨道上滑到达最高点后做平抛运动,根据平抛运动的规律求解落点的位置;在研究物体A碰前的减速过程,由动能定理求解动摩擦因数.‎ ‎【详解】(1)物块A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒定律: mAv0=mAv1+mBv2‎ 由能量关系:mAv02=mAv12+mBv22,‎ 解得v1=‎-3m/s v2=‎6m/s ‎(2)物块B从M点运动到N点的过程中,由动能定理: ‎ 解得 ‎ 然后做平抛运动,则2R=gt2,x=vNt 解得x=‎1.8m;‎ 对A物体由动能定理:‎ 解得μ=0.25‎ ‎11.如图所示,有A、B两质量均为M的小车,在光滑水平面上以相同的速度如在同一直线上相对运动,A车上有一质量为m的人至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B车上,才能避免两车的相撞? ‎ ‎【答案】;‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设人至少以速度v跳到B上,才能避免两车相撞.人跳出至A车的速度,人跳到B上后B车的速度为 以A车和人组成的系统为研究对象,以A车的初速度方向为正方向,‎ 由动量守恒定律得:‎ 以B车与人组成的系统为研究对象,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:‎ 不相撞的条件:,得:。‎ 点睛:本题考查了求速度问题,分析清楚运动过程、合理选择研究对象、应用动量守恒定律即可正确解题。‎ ‎12.如图甲所示,质量为的平板小车C静止在光滑的水平面上,在t=0时,两个质量均为‎1.0 kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车,1.0s内它们的图象如图乙所示,g取。‎ ‎(1)小车在第1.0s内所受的合力为多大? ‎ ‎(2)要使A、B在整个运动过程中不会相碰,车的长度至少为多少?‎ ‎(3)假设A、B两物体在运动过程中不会相碰,试在图乙中画出A、B在1.0s~3.0s时间内的图象。‎ ‎【答案】(1)零(2)‎4.8m(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由图可知,在第1s内,A、B的加速度大小相等,为α=‎2m/s2。‎ 物体A、B所受摩擦力均为 f=ma=2N 方向相反。根据牛顿第三定律,车C受到A、B的摩擦力大小相等,方向相反,合力为零 ‎(2)设系统最终的速度为v,由系统动量守恒得:‎ mvA+mvB=(‎2m+M)v 代入数据,解得v=‎0.4m/s,方向向右。‎ 由系统能量守恒得:‎ f(sA+sB)=- (‎2m+M)v2,‎ 解得A、B的相对位移,即车的最小长度s=sA+sB=‎‎4.8m ‎(3)1s后A继续向右减速滑行,小车与B一起向右加速运动,最终达到共同速度v。‎ 在该过程中,对A运用动量定理得 ‎-fΔt=mΔv 解得Δt=0.8s。‎ 即系统在t=1.8s时达到共同速度,此后一起做匀速运动。‎ 在1.0s~3.0s时间内的v-t图象如下。‎
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