精品解析：河北省邢台市第一中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

邢台一中2023—2024学年第二学期第三次月考 高一年级物理试题 考试范围：必修二第八章选择性必修一第一章 一、选择题（共10小题，共46分。1—7题为单选题，每小题4分，8—10题为多选题，选对的得6分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 做匀变速直线运动的物体的机械能一定不守恒 B. 做平抛运动的物体在任意相等时间内动量的增量是相同的 C. 静止在光滑水平面上的物体，时间内其重力的冲量为0 D. 质量相同的卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，轨道半径越小，卫星的动能越小 【答案】B 【解析】 【详解】A．做匀变速直线运动的物体，可能只受重力，比如自由落体运动，其机械能守恒，故A错误； B．做平抛运动的物体只受重力作用，由，得知，在任意相等时间内动量的增量是相同的，故B正确； C．静止在光滑水平面上的物体，时间内其重力的冲量为 故C错误； D．由，可得 质量相同的卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，轨道半径越小，卫星的速度越大；由，可知动能越大，故D错误。 故选B。 2. 有些核反应堆里要让质量为的中子与质量为的原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。中子和原子核的碰撞可看作一维弹性碰撞，为此选用的原子核的质量应（　　） A. 较小 B. 较大 C. 都可以 D. 无法判断 【答案】A 【解析】 【详解】设中子和原子核碰撞后速度分别为v1和v2，以中子的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 发生弹性碰撞，由机械能守恒定律得 解得 原子核的质量M越小，v1越小，减速效果越好，因此要用质量小的原子核作为减速剂。 故选A。 3. 如图所示，滑块B放置在光滑的水平面上，其光滑圆弧曲面的圆心角小于，曲面最低点与水平面相切，小球A以某一水平初速度冲向B，则（　　） A. A、B相互作用过程中，A、B组成的系统动量守恒 B. A、B相互作用过程中，A的机械能守恒 C. A的初速度达到一定数值就可以越过B D. A的初速度无论多大都不能越过B 【答案】C 【解析】 【详解】A．A、B相互作用过程中，A、B组成的系统合外力不为零，A、B组成的系统动量不守恒，故A错误； B．A、B相互作用过程中，只有重力做功，A、B组成的系统机械能守恒，由于B的机械能增大，故A的机械能减小，故B错误； CD．设光滑圆弧曲面的圆心角为，根据A、B组成的系统水平方向动量守恒，以及机械能守恒有 可知A的初速度达到一定数值就可以越过B，故C正确，D错误。 故选C。 4. 某质量为m的电动玩具小车在平直的水泥路上由静止开始加速行驶。经过时间t前进的距离为x，且速度刚好达到最大值vmax，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车受到的阻力恒为f，则t时间内（　　） A. 小车做匀加速运动 B. 小车受到的牵引力逐渐增大 C. 合外力对小车所做的功为Pt D. 小车动能的增量为Pt﹣fx 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 ， 解得 t时间内，电动机的功率恒为P，小车速度增大，则加速度减小，可知小车做加速度减小得变加速运动，故A错误； B．根据上述有 t时间内，电动机的功率恒为P，小车速度增大，则牵引力逐渐减小，故B错误； C．根据题意合外力做功为 故C错误； D．根据动能定理有 即小车动能的增量为Pt﹣fx，故D正确。 故选D。 5. 从地面上以一定初速度竖直向上抛出一质量为m的小球，其动能随时间的变化如图。已知小球受到的空气阻力与速率成正比。小球落地时的动能为，且落地前小球已经做匀速运动。重力加速度为g，则小球在整个运动过程中（　　） A. 最大的加速度为4g B. 从最高点下降落回到地面所用时间小于 C. 球上升阶段阻力的冲量等于下落阶段阻力的冲量 D. 球上升阶段动量变化的大小小于下落阶段动量变化的大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．设小球的初速度为，满足 而小球的末速度为，有 小球刚抛出时阻力最大，其加速度最大，有 当小球向下匀速时有 联立解得 故A错误； B．由于机械能损失，上升和下降经过同一位置时，上升的速度大于下降的速度，故上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，而上升过程与下降过程的位移大小相等，则小球上升的时间小于下降的时间，则从最高点下降落回到地面所用时间大于，故B错误； C．由题意知，小球受到的空气阻力与速率的关系为 k是比例系数，则阻力的冲量大小为 因为上升过程和下降过程位移大小相同，所以上升和下降过程阻力的冲量大小相等，故C正确； D．根据可得，上升阶段动量的变化量为，下降阶段动量的变化量为，球上升阶段动量变化的大小大于下落阶段动量变化的大小，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，则A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小为（　　） A. 1m/s B. 2m/s C. 4m/s D. 3m/s 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为vA，C的速度大小为vC，以向右为正方向，由动量守恒定律得 A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得 A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足 联立解得 故选B。 7. 一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量是M=120kg，这个士兵用自动步枪在t=2s内沿水平方向连续射出20发子弹，每发子弹的质量是m=10g，子弹离开枪口时相对步枪的速度是v0=800m/s，射击前皮划艇是静止的，不考虑水的阻力。则以下说法正确的是（　　） A. 每次射击后皮划艇的速度改变量都相同 B. 每次射击后皮划艇的速度改变量都不同，若射出第n发，则 C. 连续射击20发后皮划艇的速度是0.67m/s D. 连续射击时枪受到的平均反冲作用力是40N 【答案】B 【解析】 【详解】C．射出第1发子弹的过程中，根据动量守恒定律得 解得 射出第2发子弹的过程中，根据动量守恒定律得 解得 同理 连续射击20发后皮划艇的速度是 C错误； AB．射出第n发，皮划艇速度的改变量为 解得 A错误，B正确； D．根据动量定理得 解得 D错误。 故选B。 8. 五一期间很多骑行人员未按要求佩戴头盔，交管部门针对这一现象，进行专项整治，未按要求佩戴头盔人员将受到如下惩罚：举如图所示的广告牌，发朋友圈“集赞”。某同学在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为的物体，物体与头盔紧密接触，使其从的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了时，物体的速度减为0，如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A. 物体落地瞬间的速度为 B. 物体在自由下落过程中重力的冲量大小为 C. 匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为 D. 物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为，方向竖直向下 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据 得物体落地瞬间的速度为 故A错误； B．根据 下落时间 物体在自由下落过程中重力的冲量大小为 故B正确； C．物体匀减速过程中 设竖直向下为正方向，根据动量定理 得头盔对物体的平均作用力大小为 故C正确； D．物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为 方向竖直向上，故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，小球A和槽形物体的质量分别为置于光滑水平面上，的上部半圆形槽的半径为，槽的左右两侧等高。将A从槽的右侧顶端由静止释放，一切摩擦均不计，已知重力加速度为g。则（　　） A. A和组成的系统动量守恒 B. A恰好可以到达槽的左侧等高处 C. A运动到槽的最低点时速度为 D. 向右运动的最大位移为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．A和B组成的系统竖直方向动量不守恒，故A错误； B．A和B组成的系统水平方向动量守恒，所以A到达左侧最高点时，AB水平方向速度为0，根据能量守恒定律，A恰好能到达槽的最高点，故B正确； C．设A运动到槽最低点时速度为，B的速度为，根据水平方向动量守恒 根据能量守恒定律 解得 故C错误； D．A到达左边最高点时，B向右的位移达到最大，因为A的水平分速度和B的速度始终满足 所以A的水平位移和B的水平位移满足 又有 所以 故D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，光滑水平面上两物块、用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。时，以水平向左的初速度开始运动，初速度为0， 、运动的图像如图乙所示。已知的质量为时间内的位移为时二者发生碰撞并粘在一起，则（　　） A. B的质量为 B. 橡皮绳的最大弹性势能为 C. 橡皮绳的原长为 D. 二者发生碰撞并粘在一起后的速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙及动量守恒定律得 解得 故A正确； B．时刻二者速度相同，橡皮绳刚好处于最大形变量，由能量守恒有 解得橡皮绳的最大弹性势能为 故B错误； C．由图分析可知时刻，橡皮绳刚好由拉伸状态变为原长，阶段物块向右匀速运动，物块向左匀速运动，直至相碰，由于系统动量和能量守恒有 解得二者的速度大小为 、 则设橡皮绳原长为，由运动关系可知橡皮绳的原长为 故C错误； D．由动量守恒定律得 解得二者发生碰撞并粘在一起后的速度 故D正确。 故选AD。 二、填空题（每空2分，共16分） 11. 在验证机械能守恒定律的实验中，一个质量 m=1 kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻计数点时间间隔为0.02 s，长度单位是cm，g取9.8 m/s2.（结果保留3位有效数字） 则： ①打点计时器打下计数点B时，重锤的速度vB=___________m/s； ②从点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp=________J，动能的增加量ΔEk=_____ J； 【答案】 ①. 0.973 ②. 0.476 ③. 0.473 【解析】 【详解】①[1]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得B点的速度为 ②[2][3]从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量 动能的增加量为 12. 利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为的滑块A与质量为的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小和，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空： （1）调节导轨水平； （2）测得两滑块的质量分别为和。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为______kg的滑块作为A； （3）调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离与B的右端到右边挡板的距离相等； （4）使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和； （5）将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤（4）。多次测量的结果如下表所示； 1 2 3 4 5 0.49 0.67 1.01 1.22 1.39 0.15 0.21 0.33 0.40 0.46 0.31 0.33 0.33 0.33 （6）表中的______（保留2位有效数字）； （7）的平均值为______；（保留2位有效数字） （8）理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则的理论表达式为______（用和表示），本实验中其值为______（保留2位有效数字），若该值与（7）中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。 【答案】 ①. 0.304 ②. 0.31 ③. 0.32 ④. ⑤. 0.34 【解析】 【详解】（2）[1]应该用质量较小的滑块碰撞质量较大的滑块，碰后运动方向相反，故选0.304kg的滑块作为A。 （6）[2]由于两段位移大小相等，根据表中的数据可得 （7）[3]平均值为 （8）[4][5]弹性碰撞时满足动量守恒和机械能守恒，可得 联立解得 代入数据可得 三、计算题（共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题16分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分） 13. 《三体》中描绘了三体舰队通过尘埃区被动减速的场景，引起了天文爱好者们的讨论，如果想要不减速通过尘埃区，就需要飞船提供足够的动力。假设尘埃区密度为，飞船进入尘埃区的速度为，飞船垂直于运动方向上的最大横截面积为，尘埃微粒与飞船相碰后都附着在飞船上，求： （1）单位时间内附着在飞船上的微粒质量； （2）飞船要保持速度v不变，所需提供的动力与该动力的功率大小。 【答案】（1）；（2）； 【解析】 【详解】（1）飞船在尘埃区飞行时间，则在这段时间内附着在飞船上的微粒质量 （2）微粒由静止到与飞船一起运动，微粒的动量增加。由动量定理得 解得 功率 14. 如图，半径为的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内且与水平轨道相切于点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端到点的距离为。质量为的滑块（视为质点）从轨道上的点由静止滑下，刚好能运动到点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点。已知，重力加速度为g，求： （1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点时所受轨道支持力大小； （2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数； （3）弹簧被锁定时具有的弹性势能。 【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设滑块第一次滑至点时的速度为，圆轨道点对滑块的支持力为，在过程中有 在点有 解得 方向竖直向上。 （2）在过程中有 解得 （3）在A点有 在过程中有 解得弹性势能 15. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平桌面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长度为的细线，细线另一端系一质量为的球C。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球（C球不与直杆相碰），重力加速度。求： （1）C球第一次运动到最低点时的速度大小； （2）当C球第一次运动到最低点，木块A向右移动的距离； （3）A、B两木块分离后，C球偏离竖直方向的最大偏角的余弦值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）C球下落到最低点的过程，A、B、C水平方向动量守恒，取水平向左为正方向，有 根据机械能守恒有 联立解得 ， （2）由，可得 又 解得 （3）A、C为研究对象，由水平方向动量守恒有 由机械能守恒有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 邢台一中2023—2024学年第二学期第三次月考 高一年级物理试题 考试范围：必修二第八章选择性必修一第一章 一、选择题（共10小题，共46分。1—7题为单选题，每小题4分，8—10题为多选题，选对的得6分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 做匀变速直线运动的物体的机械能一定不守恒 B. 做平抛运动的物体在任意相等时间内动量的增量是相同的 C. 静止在光滑水平面上的物体，时间内其重力的冲量为0 D. 质量相同的卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，轨道半径越小，卫星的动能越小 2. 有些核反应堆里要让质量为的中子与质量为的原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。中子和原子核的碰撞可看作一维弹性碰撞，为此选用的原子核的质量应（　　） A. 较小 B. 较大 C. 都可以 D. 无法判断 3. 如图所示，滑块B放置在光滑的水平面上，其光滑圆弧曲面的圆心角小于，曲面最低点与水平面相切，小球A以某一水平初速度冲向B，则（　　） A. A、B相互作用过程中，A、B组成的系统动量守恒 B. A、B相互作用过程中，A的机械能守恒 C. A的初速度达到一定数值就可以越过B D. A的初速度无论多大都不能越过B 4. 某质量为m的电动玩具小车在平直的水泥路上由静止开始加速行驶。经过时间t前进的距离为x，且速度刚好达到最大值vmax，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车受到的阻力恒为f，则t时间内（　　） A. 小车做匀加速运动 B. 小车受到的牵引力逐渐增大 C. 合外力对小车所做的功为Pt D. 小车动能的增量为Pt﹣fx 5. 从地面上以一定初速度竖直向上抛出一质量为m的小球，其动能随时间的变化如图。已知小球受到的空气阻力与速率成正比。小球落地时的动能为，且落地前小球已经做匀速运动。重力加速度为g，则小球在整个运动过程中（　　） A. 最大的加速度为4g B. 从最高点下降落回到地面所用时间小于 C. 球上升阶段阻力的冲量等于下落阶段阻力的冲量 D. 球上升阶段动量变化的大小小于下落阶段动量变化的大小 6. 如图所示，光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，则A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小为（　　） A. 1m/s B. 2m/s C. 4m/s D. 3m/s 7. 一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量是M=120kg，这个士兵用自动步枪在t=2s内沿水平方向连续射出20发子弹，每发子弹的质量是m=10g，子弹离开枪口时相对步枪的速度是v0=800m/s，射击前皮划艇是静止的，不考虑水的阻力。则以下说法正确的是（　　） A. 每次射击后皮划艇的速度改变量都相同 B. 每次射击后皮划艇的速度改变量都不同，若射出第n发，则 C. 连续射击20发后皮划艇的速度是0.67m/s D. 连续射击时枪受到的平均反冲作用力是40N 8. 五一期间很多骑行人员未按要求佩戴头盔，交管部门针对这一现象，进行专项整治，未按要求佩戴头盔人员将受到如下惩罚：举如图所示的广告牌，发朋友圈“集赞”。某同学在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为的物体，物体与头盔紧密接触，使其从的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了时，物体的速度减为0，如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（　　） A. 物体落地瞬间的速度为 B. 物体在自由下落过程中重力的冲量大小为 C. 匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小为 D. 物体做匀减速直线过程中动量变化量大小为，方向竖直向下 9. 如图所示，小球A和槽形物体的质量分别为置于光滑水平面上，的上部半圆形槽的半径为，槽的左右两侧等高。将A从槽的右侧顶端由静止释放，一切摩擦均不计，已知重力加速度为g。则（　　） A. A和组成的系统动量守恒 B. A恰好可以到达槽的左侧等高处 C. A运动到槽的最低点时速度为 D. 向右运动的最大位移为 10. 如图甲所示，光滑水平面上两物块、用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。时，以水平向左的初速度开始运动，初速度为0， 、运动的图像如图乙所示。已知的质量为时间内的位移为时二者发生碰撞并粘在一起，则（　　） A. B的质量为 B. 橡皮绳的最大弹性势能为 C. 橡皮绳的原长为 D. 二者发生碰撞并粘在一起后的速度为 二、填空题（每空2分，共16分） 11. 在验证机械能守恒定律的实验中，一个质量 m=1 kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻计数点时间间隔为0.02 s，长度单位是cm，g取9.8 m/s2.（结果保留3位有效数字） 则： ①打点计时器打下计数点B时，重锤的速度vB=___________m/s； ②从点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp=________J，动能的增加量ΔEk=_____ J； 12. 利用图示的实验装置对碰撞过程进行研究。让质量为的滑块A与质量为的静止滑块B在水平气垫导轨上发生碰撞，碰撞时间极短，比较碰撞后A和B的速度大小和，进而分析碰撞过程是否为弹性碰撞。完成下列填空： （1）调节导轨水平； （2）测得两滑块的质量分别为和。要使碰撞后两滑块运动方向相反，应选取质量为______kg的滑块作为A； （3）调节B的位置，使得A与B接触时，A的左端到左边挡板的距离与B的右端到右边挡板的距离相等； （4）使A以一定的初速度沿气垫导轨运动，并与B碰撞，分别用传感器记录A和B从碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和； （5）将B放回到碰撞前的位置，改变A的初速度大小，重复步骤（4）。多次测量的结果如下表所示； 1 2 3 4 5 0.49 0.67 1.01 1.22 1.39 0.15 0.21 0.33 0.40 0.46 0.31 0.33 0.33 0.33 （6）表中的______（保留2位有效数字）； （7）的平均值为______；（保留2位有效数字） （8）理论研究表明，对本实验的碰撞过程，是否为弹性碰撞可由判断。若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则的理论表达式为______（用和表示），本实验中其值为______（保留2位有效数字），若该值与（7）中结果间的差别在允许范围内，则可认为滑块A与滑块B在导轨上的碰撞为弹性碰撞。 三、计算题（共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题16分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分） 13. 《三体》中描绘了三体舰队通过尘埃区被动减速的场景，引起了天文爱好者们的讨论，如果想要不减速通过尘埃区，就需要飞船提供足够的动力。假设尘埃区密度为，飞船进入尘埃区的速度为，飞船垂直于运动方向上的最大横截面积为，尘埃微粒与飞船相碰后都附着在飞船上，求： （1）单位时间内附着在飞船上的微粒质量； （2）飞船要保持速度v不变，所需提供的动力与该动力的功率大小。 14. 如图，半径为的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内且与水平轨道相切于点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端到点的距离为。质量为的滑块（视为质点）从轨道上的点由静止滑下，刚好能运动到点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点。已知，重力加速度为g，求： （1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点时所受轨道支持力大小； （2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数； （3）弹簧被锁定时具有的弹性势能。 15. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平桌面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长度为的细线，细线另一端系一质量为的球C。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球（C球不与直杆相碰），重力加速度。求： （1）C球第一次运动到最低点时的速度大小； （2）当C球第一次运动到最低点，木块A向右移动的距离； （3）A、B两木块分离后，C球偏离竖直方向的最大偏角的余弦值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $