2023-2024學年河南省商丘市柘城縣德盛中學高二上學期9月月考物理試題（解析版）

柘城縣德盛高級中學2023-2024學年上期高二9月月考物理試題一、單項選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分，每小題只有一個選項符合題意，選對的得4分，錯選或不答的得0分）1.下列運動中的物體，動量始終保持不變的是（）A.繞地球勻速運行的同步衛(wèi)星B.小球碰到豎直墻壁被彈回，速度大小不變C.用繩子拉著物體，沿斜面做勻速直線運動D.蕩秋千的小孩，每次蕩起的高度保持不變【答案】C【解析】【分析】【詳解】動量表達式為A．正常運行的地球同步衛(wèi)星，速度大小不變，方向不斷改變，所以動量改變，A錯誤；B．小球碰到豎直墻壁被彈回，速度大小不變，但方向改變，所以動量改變，B錯誤；C．用繩子拉著物體，沿斜面做勻速直線運動，速度大小和方向都不發(fā)生改變，所以動量不變，C正確；D．蕩秋千的小孩，每次蕩起的高度保持不變，在這個過程中速度大小和方向都改變，所以動量改變，D錯誤。故選C。2.如圖所示，一個物體靜止在水平地面上，受到與水平方向成θ角的恒定拉力F作用時間t后，物體仍保持靜止。現(xiàn)有以下看法，你認為看法正確的是（）A.物體所受合力的沖量大小為0B.物體所受拉力F的沖量大小是FtcosθC.物體所受摩擦力的沖量大小為0D.物體所受拉力F的沖量方向水平向右【答案】A【解析】【分析】【詳解】ABC．物體所受合力為零，摩擦力和拉力F均為恒力，根據(jù)恒力沖量的定義可知，沖量等于力與時間的乘積，故摩擦力對物體的沖量為Ftcosθ，拉力F對物體的沖量大小為Ft，合力的沖量大小為0，故A正確BC錯誤；D．物體所受拉力F的沖量方向與F方向相同，故D錯誤。故選A。3.如圖，從高處跳到低處時，為了安全，一般都要屈腿，這樣做是為了（）A.減小沖量B.減小動量的變化量C.增大與地面的沖擊時間，從而減小沖力D.增大人對地面的壓強，起到安全作用【答案】C【解析】【詳解】AB．無論是否曲腿，人的速度變化量不變，則動量的變化量不變，根據(jù)I=Δp，可知沖量不變，故AB錯誤；C．人在和地面接觸時，人的速度減為零，由動量定理可知（F－mg）t=Δp而屈腿可以增加人著地的時間，從而減小受到地面的沖擊力，故C正確；D．根據(jù)牛頓第三定律可知，屈腿可以減小人對地面的沖擊力，而作用面積不變，則壓強減小，故D錯誤。故選C。4.兩個具有相等動量的物體A、B,質(zhì)量分別為mA和mB,且mA＞mB,比較它們的動能,則().A.B的動能較大 B.A的動能較大C.動能相等 D.不能確定【答案】A【解析】【詳解】由動量P=mv和動能解得因為動量相等，則質(zhì)量大動能小，所以B的動能大．選A．5.花樣滑冰時技巧與藝術(shù)性相結(jié)合的一個冰上運動項目，在音樂伴奏下，運動員在冰面上表演各種技巧和舞蹈動作，極具觀賞性。甲、乙運動員以速度大小為1m/s沿同一直線相向運動。相遇時彼此用力推對方，此后甲以1m/s、乙以2m/s的速度向各自原方向的反方向運動，推開時間極短，忽略冰面的摩擦，則甲、乙運動員的質(zhì)量之比是（）A.1∶3 B.3∶1 C.2∶3 D.3∶2【答案】D【解析】【分析】【詳解】以甲初速度方向為正方向，甲、乙推開的過程中，滿足動量守恒代入數(shù)據(jù)可得故選D。6.一人靜止于光滑的水平冰面上，現(xiàn)欲離開冰面，下列方法中可靠的是（）A.向后踢腿 B.向后甩手C.脫下衣服或鞋子水平拋出 D.脫下衣服或鞋子豎直向上拋出【答案】C【解析】【分析】【詳解】AB．以人作為整體為研究對象，向后踢腿或手臂向前甩，人整體的總動量為0，不會運動起來，故AB錯誤；C．把人和外衣視為一整體，這個整體動量為0，人給外衣或鞋子一個速度，動量總量不變，所以人也可以有一個反向的速度，可以離開冰面，故C正確；D．把人和外衣視為一整體，這個整體動量為0，人給外衣或鞋子一個豎直方向的速度，水平動量總量仍然等于0，所以人仍然靜止，不可以離開冰面，故D錯誤；故選C。7.如圖，光滑水平地面上有一小車，一輕彈簧的一端與車廂的擋板相連，另一端與滑塊相連，滑塊與車廂的水平底板間有摩擦。用力向右推動車廂使彈簧壓縮，撤去推力時滑塊在車廂底板上有相對滑動。在地面參考系（可視為慣性系）中，從撤去推力開始，小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)（）A.動量守恒，機械能守恒B.動量守恒，機械能不守恒C.動量不守恒，機械能守恒D.動量不守恒，機械能不守恒【答案】B【解析】【分析】【詳解】因為滑塊與車廂水平底板間有摩擦，且撤去推力后滑塊在車廂底板上有相對滑動，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小車、彈簧和滑塊組成的系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒和機械能守恒的條件可知撤去推力后該系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒。故選B。8.某同學質(zhì)量為60kg，在軍事訓練中要求他從岸上以大小為2m/s的速度跳到一條向他緩緩漂來的小船上，然后去執(zhí)行任務，小船的質(zhì)量是140kg，原來的速度大小是0.5m/s，該同學上船后又跑了幾步，最終停在船上（船未與岸相撞），不計水的阻力，則（）A.該同學和小船最終靜止在水面上B.該過程同學的動量變化量大小為105kg·m/sC.船最終的速度是0.95m/sD.船動量變化量大小為70kg·m/s【答案】B【解析】【詳解】AC．規(guī)定該同學原來的速度方向為正方向.設(shè)該同學上船后，船與該同學的共同速度為v.由題意，水的阻力忽略不計，該同學跳上小船后與小船達到共同速度的過程，該同學和船組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)的動量守恒，則由動量守恒定律得m人v人－m船v船=（m人+m船）v，代入數(shù)據(jù)解得v=0.25m/s，方向與該同學原來的速度方向相同，與船原來的速度方向相反，故A、C錯誤；B．該同學的動量變化量為Δp=m人v－m人v人=60×（0.25－2）kg·m/s=－105kg·m/s，負號表示方向與選擇的正方向相反，故B正確；D．船的動量變化量為Δp＇=m船v－m船v船=140×[0.25－（－0.5）]kg·m/s=105kg·m/s，故D錯誤.二、多項選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分，每小題有多個選項符合題意，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分）9.如圖所示，把重物壓在紙帶上，第一次用一水平力拉動紙帶，重物恰停在邊沿處，第二次迅速拉動紙帶，重物幾乎不動，對這種現(xiàn)象的解釋正確的是（）A.第二次拉動紙帶時，紙帶給重物的摩擦力小 B.兩次拉動紙帶，紙帶給重物的摩擦力相同C.在第一次拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量大 D.在第二次拉動紙帶時，紙帶給重物的沖量大【答案】BC【解析】【分析】【詳解】AB．兩次拉動紙帶，紙帶與重物間摩擦力均為滑動摩擦力，大小相等，A錯誤，B正確。CD．由題可知，第一次拉動時，紙帶與重物的作用時間長，第二次的作用時間短，紙帶兩次對重物的作用力相同，根據(jù)I=Ft所以第二次紙帶給重物的沖量小，C正確，D錯誤。故選BC。10.質(zhì)量為mA的A球，以某一速度沿光滑水平面向靜止的B球運動，并與B球發(fā)生彈性正碰，假設(shè)B球的質(zhì)量mB可選取為不同的值，則下列正確的是（）A.當時，碰后AB兩球共速B.當時，碰后兩球互換速度C.當時，碰后mA反向運動D.當時，mB越小，碰后B球的速度越小【答案】BC【解析】【詳解】發(fā)生彈性正碰，根據(jù)動量守恒和機械能守恒有解得AB．當時，解得，，碰后兩球互換速度，A錯誤，B正確；C．當時碰后mA反向運動，C正確；D．當時mB越小，碰后B球的速度v2越大，D錯誤。故選BC。11.如圖所示，小球A的質(zhì)量為mA=5kg，動量大小為pA=4kg·m/s，小球A水平向右運動，與靜止的小球B發(fā)生彈性碰撞，碰后A的動量大小為pA′=1kg·m/s，方向水平向右，則（）A.碰后小球B的動量大小為pB=3kg·m/sB.碰后小球B的動量大小為pB=5kg·m/sC.小球B的質(zhì)量為15kgD.小球B的質(zhì)量為3kg【答案】AD【解析】【詳解】AB．規(guī)定向右為正方向，碰撞過程中A、B組成的系統(tǒng)動量守恒，所以有解得故A正確，B錯誤；CD．由于是彈性碰撞，所以沒有機械能損失，故=＋解得mB=3kg故C錯誤，D正確。故選AD。12.兩個小球A、B在光滑水平面上相向運動，已知它們質(zhì)量分別是m1＝4kg，m2＝2kg，A的速度v1＝3m/s（設(shè)為正），B的速度v2＝－3m/s，則它們發(fā)生正碰后，其速度可能分別是（）A.均為1m/sB.＋4m/s和－5m/sC.＋2m/s和－1m/sD.－1m/s和＋5m/s【答案】AD【解析】【詳解】以A的初速度方向為正方向，碰前系統(tǒng)總動量為p=m1v1+m2v2=4×3+2×（-3）=6kg?m/s碰前總動能為A．如果碰撞后兩球速度v1′=v2′=+1m/s碰撞后系統(tǒng)動量為p′=m1v1′+m2v2′=（4×1+2×1）kg?m/s=6kg?m/s系統(tǒng)動量守恒；碰撞后系統(tǒng)總動能為動能減少，是可能的，故A正確；B．如果v1′=+4m/sv2′=-5m/s碰撞后兩球相向運動，能發(fā)生第二次碰撞，不可能，故B錯誤；C．如果v1′=2m/sv2′=-1m/s根據(jù)碰撞的特點可知，相向運動的兩個物體在碰撞后至少有一個物體運動的方向要發(fā)生變化或靜止，碰后兩球速度方向都不發(fā)生改變是不可能的，故C錯誤；D．如果v1′=-1m/sv2′=5m/s碰后總動量為p′=m1v1′+m2v2′=（4×-1+2×5）kg?m/s=6kg?m/s系統(tǒng)動量守恒；碰撞后系統(tǒng)總動能為動能不變，是可能的，故D正確。故選AD。三、實驗題：（每空2分，共12分）13.某實驗小組采用如圖所示的實驗裝置做“驗證動量守恒定律”實驗。在水平桌面上放置氣墊導軌，導軌上安裝光電計時器1和光電計時器2，帶有遮光片的滑塊A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，兩遮光片沿運動方向的寬度均為d，實驗過程如下：①調(diào)節(jié)氣墊導軌成水平狀態(tài)；②輕推滑塊A，測得滑塊A通過光電計時器1的遮光時間為t1；③滑塊A與滑塊B相碰后，滑塊B和滑塊A先后經(jīng)過光電計時器2的遮光時間分別為t2和t3。（1）實驗中為確保兩滑塊碰撞后滑塊A不反向運動，則mA、mB應滿足的關(guān)系為mA______（填“大于”“等于”或“小于”）mB。（2）碰前滑塊A的速度大小為_______。（3）利用題中所給物理量的符號表示動量守恒定律成立的式子為_______?！敬鸢浮竣?大于②.③.【解析】【詳解】[1]滑塊A和滑塊B發(fā)生碰撞，用質(zhì)量大的滑塊A碰質(zhì)量小的滑塊B，則不會發(fā)生反彈，所以[2]滑塊經(jīng)過光電計時器時擋住光的時間極短，則平均速度可近似替代滑塊的瞬時速度，則碰前滑塊A的速度以[3]碰后滑塊A的速度碰后滑塊B的速度由動量守恒定律得化簡可得14.某同學用圖甲所示裝置通過大小相同的A、B兩小球的碰撞來驗證動量守恒定律．圖中PQ是斜槽，實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復上述操作10次，得到10個落點痕跡．再把B球放在水平槽末端，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡．重復這種操作10次．圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點．（1）安裝器材時要注意：固定在桌邊上的斜槽末端的切線要沿_________方向．（2）小球A的質(zhì)量m1與小球B的質(zhì)量m2應滿足的關(guān)系是m1_________m2（填“＞”“＜”或“＝”）（3）某次實驗中，得出小球的落點情況如圖乙所示（單位：cm），P′、M、N分別是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落點的平均位置（把落點圈在內(nèi)的最小圓的圓心）．若本次實驗的數(shù)據(jù)很好地驗證了動量守恒定律，則入射小球和被碰小球的質(zhì)量之比m1：m2_________．【答案】①水平②.＞③.4：1【解析】【詳解】[1]斜槽末端的切線要沿水平方向，才能保證兩個小球離開斜槽后做平拋運動．[2]為防止碰撞后入射球反彈,入射球的質(zhì)量應大于被碰球的質(zhì)量,即．[3]根據(jù)實驗原理可得:由圖乙可知：OM=15.5cm、OP′=25.5cm、ON=40.0cm，又因下落時間相同,即可求得：代值可得：四、計算題：（本題共3小題，36分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）15.蹦床運動是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目．一個質(zhì)量為60kg的運動員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回離水平網(wǎng)面5.0m高處．已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s，若把這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當作恒力來處理，求此力的大小和方向．（g取10m/s2）【答案】1.5×103N；方向向上【解析】【詳解】設(shè)運動員從h1處下落，剛觸網(wǎng)的速度為運動員反彈到達高度h2,，網(wǎng)時速度為在接觸網(wǎng)的過程中,運動員受到向上的彈力F和向下的重力mg，設(shè)向上方向為正，由動量定理有得F=1.5×103N方向向上16.在光滑水平面上停著一輛質(zhì)量為60kg的小車，一個質(zhì)量為40kg的小孩以相對于地面5m/s的水平速度從后面跳上車和車保持相對靜止。（1）求小孩跳上車和車保持相對靜止時的二者速度大??；（2）若此后小孩又向前跑，以相對于地面3.5m/s的水平速度從前面跳下車，求小孩跳下車后車的速度大小?！敬鸢浮浚?）2m/s；（2）1m/s【解析】【詳解】（1）小孩和車組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，設(shè)小孩跳上車和車保持相對靜止時的二者速度大小為v1，則有解得v1=2m/s（2）設(shè)小孩跳下車后