精品解析：山东省菏泽第一中学2024-2025学年高二上学期（宏志部）第一次月考物理试题

高二宏志部物理第一次月考试题 一、单选题 1. 小灯泡A、B与定值电阻R、输出电压恒为U的电源组成图示电路，小灯泡A、B分别标有“3V，0.3A”及“5V，0.6A”字样，当两只小灯泡都能正常发光时，应有（　　） A. 电源的输出功率为4.8W B. 定值电阻R的阻值为15Ω C. 电源的输出电压为5V D. 定值电阻在10s内产生的电热为30J 2. 一个T型电路如图所示，电路中的电阻，，，另有一测试电源，电源提供的电压为14V，内阻忽略不计，则（　　） A. 当cd端短路时，ab之间的等效电阻是 B. 当ab端短路时，cd之间的等效电阻是 C. 当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为 D. 当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为3.8V 3. 如图为雀尾螳螂虾，它的“铁拳”可由静止状态下在0.01s内以接近72km/h的速度挥出，出拳冲击力度高达600N。若“铁拳”挥出过程中，不考虑其他力的作用，则下列估算正确的是（　　） A. “铁拳”的质量约为600g B. “铁拳”的加速度大约为1000m/s2 C. “铁拳”的动量约增大了0.6kg·m/s D. “铁拳”所受合力的冲量大约为6N·s 4. 质量的物块在光滑水平地面上以的速度运动，时对物块施加以水平外力F，规定的方向为正方向，外力F随时间t变化图线如图所示，则（ ） A. 第1s末物块的速度大小为2.25m/s B. 第2s末物块的动量大小为 C. 在0~3s时间内物块的动量变化量为 D. 第4s末时物块的运动方向发生改变 5. 质量相等的a、b两物体（均可视为质点）放在同一水平面上，两物体分别受到水平恒力、的作用，从同一位置由静止开始同时沿同一直线分别做匀加速直线运动。经过时间和，a、b两物体的速度大小分别达到和时撤去、，然后两物体继续做匀减速直线运动直至停止。如图所示为a、b两物体的图像。下列说法正确的是（ ） A. a、b两物体的总位移大小之比为 B. 和分别对a、b两物体做的功之比为 C. a、b两物体所受摩擦力的冲量大小之比为 D. 和的冲量大小之比为 6. 如图所示，平板车停在光滑的水平面上，某工人(可视为质点)在平板车上卸货，该工人从固定在平板车上右端的货厢左边缘水平向左跳出，恰好落在平板车左边缘上的P点(该工人落在P点瞬间与平板车共速)。已知平板车长度4m，货厢长度为1m，高度为h=1.25m，工人的质量为m，平板车连同货厢的质量为M=5m，g取10 m/s²。则下列说法正确的是（ ） A. 平板车最终的速度大小为0.5m/s B. 工人水平方向移动的距离为4m C. 平板车最终移动的距离为2.5m D. 工人水平向左跳出时的速度大小为5m/s 7. 如图所示，“雨打芭蕉”是文学中常见的抒情意境，如王维的“雨打芭蕉叶带愁，心同新月向人羞”、白居易的“隔窗知夜雨，芭蕉先有声”、葛胜仲的“闲愁几许，逐梦芭蕉雨”等都是通过雨打芭蕉抒发作者的情感。将快落到芭蕉叶上的雨视为由单个质量为m、速度为的一系列小雨滴组成的，各个小雨滴垂直打在水平芭蕉叶上后，一半以速度v反向弹回，另一半速度为零。忽略芭蕉叶上的积水以及雨滴落在叶面上时重力的影响，忽略风力以及溅起的水珠对下落雨滴的影响。已知每立方米的体积内有N个小雨滴，则估算雨打芭蕉产生的压强P为（　　） A. B. C. D. 8. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬间获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（ ） A. 在、时刻两物块达到共同速度且弹簧都处于压缩状态 B. 从到时刻弹簧由压缩状态逐渐恢复原长 C. 两物块的质量之比为 D. 在时刻两物块的动量大小之比为 二、多选题 9. 如图甲所示，直线A为电源的路端电压U与电流I关系的图像，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图像。现用该电源与电阻R组成闭合电路，如图乙所示，则以下判断正确的是（　　） A. 电阻 B. 电源的电动势 C. 电源的内阻 D. 电阻R消耗的电功率 10. 如图所示，动量分别为、的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用、表示两小球动量的变化量。则下列选项中可能正确的是（ ） A. 、 B. 、 C. 、 D. 、 11. 如图所示，光滑半圆形曲面体B静止于光滑水平地面上，物块C固定于地面，现将小球A从B的最右端由静止释放，当小球A滑至B的最底端时，B恰好与物块C粘连（时间极短）。已知A与B的质量均为m，B的半径为R，重力加速度为g，则（　　） A. 最初时B右侧与C的间距为R B. B与C粘连时，A的速度大小为 C. 此后A能运动到的最高点与曲面最低点的竖直距离为 D. 此后A运动到最高点时，B受到A的压力大小为零 12. 从2017年6月5日起至年底，兰州交警采取五项措施部署预防较大道路交通事故工作。在交通事故中，汽车与拖车脱钩有时发生。如图所示，质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进，当速度为时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变，车与路面间的动摩擦因数为μ，那么从脱钩到拖车刚停下的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 汽车和拖车整体动量守恒 B. 汽车和拖车整体机械能守恒 C. 从脱钩到拖车刚停下用时 D. 拖车刚停下时汽车的速度为 三、实验题 13. 某实验小组采用下图装置研究两小球碰撞过程中的动量守恒。图中桌面上斜槽末端点О与地面上的斜面的顶端正好等高无缝衔接。选取半径相同但质量不同的两个金属小球1，2，测得其质量分别为m1、m2；实验时先让小球1从斜槽顶端S处静止滚下，从斜槽末端О点飞出后落到斜面上的P点；再把小球2放置在斜槽末端О点，仍让小球1从斜槽顶端S处静止滚下，两球发生正碰后均从O点飞出，落在斜面上的M、N两点。 （1）下列说法正确的有_________（填选项字母）。 A. 斜槽越光滑，实验效果越好 B. 斜槽末端必须水平 C. 为完成实验，还需要测量斜槽高度h （2）为保证两球碰撞后，小球1不会被反弹，两小球质量关系需满足m1_____m2（选填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）实验小组测出小球与斜面的碰撞点到О点距离LOM、LOP、LON，若满足表达式____________（用题中所测物理量字母表示），则可验证两球碰擅满足动量守恒定律。 14. 用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。 （1）下列关于本实验条件的叙述，正确的是______。 A. 同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量 C. 斜槽部分必须光滑 D. 轨道末端必须水平 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端，仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，测得两小球平均落地点位置分别为M、N，实验中还需要测量的物理量有______。 A. 入射小球和被碰小球的质量、 B. 入射小球开始的释放高度h C. 小球抛出点距地面的高度H D. 两球相碰后的平抛射程OM、ON （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 （4）若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为、、，与小球在斜槽末端时球心的位置等高。下列说法中正确的是______。 A. 若，则表明此碰撞过程动量守恒 B. 若，则表明此碰撞过程动量守恒 C. 若，则表明此碰撞过程机械能守恒 D. 若，则表明此碰撞过程机械能守恒 四、解答题 15. 如图，电源电动势为15 V、内阻为 1 Ω，定值电阻R1、R2的阻值分别为2Ω、6Ω，开关闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机额定电压U 为 6 V，电阻RM 为 1 Ω，则求： （1）电动机正常工作时产生机械功的功率为多少W； （2）此时电源的效率为多少。 16. 一质量为的木板B静止于光滑水平面上，质量为的物块A放在B的左端，另一质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生正碰，碰后A在B上滑动，恰好未从B的右端滑出，在此过程中，由于摩擦A、B组成的系统产生的内能，不计空气阻力，物块与小球可视为质点，取，求： （1）小球与物块A碰撞前瞬时速度的大小？ （2）小球与物块A碰撞后物块A的瞬时速度的大小？ （3）若AB之间的动摩擦因数，则A从B的左端滑到右端所用时间t是多少？ 17. 如图所示，将一半径R=0.9 m、质量M=2 kg的光滑半圆槽置于光滑水平面上，在槽的左侧L=0.3m处有一挡板，与挡板发生碰撞的物体会在极短时间内以原速率向相反方向运动。现让一质量m=1 kg的小球（可视为质点）自左侧槽口A点正上方的B点从静止开始落下，A、B间的距离H=1.8 m，小球与半圆槽相切滑入槽内。已知重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力，求： （1）小球第一次到半圆槽A点时的速度大小； （2）小球第一次运动到半圆槽最低点时的速度大小； （3）小球能否从半圆槽右侧飞出，如果能，求其飞出时半圆槽的速度大小；如果不能，求其运动到半圆槽右侧最高点时距最低点的高度。 18. 如图所示，半径的粗糙圆弧轨道同定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，下端点C为轨道的最低点。C点右侧的粗糙水平面上，紧挨C点静止放置一质量为的木板，木板上表面与C点等高，木板左端放置一个质量为的物块。另一质量的物块从A点以某一速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道，之后与发生弹性正碰（碰撞后拿走），最终刚好未从木板M右端滑下。已知AO的竖直高度，物块从B点运动到C点克服摩擦力做功4J，物块与木板M间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，两物块均可视为质点，，，不计空气阻力，当地重力加速度取。求： （1）物块抛出时的初速度大小v0； （2）物块通过圆弧轨道最低点C时受到的支持力大小； （3）木板的长度L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二宏志部物理第一次月考试题 一、单选题 1. 小灯泡A、B与定值电阻R、输出电压恒为U的电源组成图示电路，小灯泡A、B分别标有“3V，0.3A”及“5V，0.6A”字样，当两只小灯泡都能正常发光时，应有（　　） A. 电源的输出功率为4.8W B. 定值电阻R的阻值为15Ω C. 电源的输出电压为5V D. 定值电阻在10s内产生的电热为30J 【答案】A 【解析】 【详解】AC．由电路可知，电源的输出电压为 干路电流为 电源的输出功率为 故A正确；C错误； B．依题意，两只小灯泡都能正常发光，可得 ， 根据欧姆定律，可得 故B错误； D．定值电阻在10s内产生的电热为 故D错误。 故选A。 2. 一个T型电路如图所示，电路中的电阻，，，另有一测试电源，电源提供的电压为14V，内阻忽略不计，则（　　） A. 当cd端短路时，ab之间的等效电阻是 B. 当ab端短路时，cd之间的等效电阻是 C. 当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为 D. 当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为3.8V 【答案】B 【解析】 【详解】A．当cd端短路时，电阻R2和R3并联，再与R1串联，ab之间的等效电阻为 故A错误； B．当ab端短路时，电阻R1和R3并联，再与R2串联，cd之间的等效电阻为 故B正确； C．当ab两端接通测试电源时，cd间断路，R2中没有电流，电路为R1与R3串联，cd两端的电压为R3两端的电压 故C错误； D．当cd两端接通测试电源时，ab间断路，R1中没有电流，电路为R2与R3串联，ab两端的电压为R3两端的电压 故D错误。 故选B。 3. 如图为雀尾螳螂虾，它的“铁拳”可由静止状态下在0.01s内以接近72km/h的速度挥出，出拳冲击力度高达600N。若“铁拳”挥出过程中，不考虑其他力的作用，则下列估算正确的是（　　） A. “铁拳”的质量约为600g B. “铁拳”的加速度大约为1000m/s2 C. “铁拳”的动量约增大了0.6kg·m/s D. “铁拳”所受合力的冲量大约为6N·s 【答案】D 【解析】 【详解】A．“铁拳”挥出过程，根据动量定理可得 代入数据解得 故A错误； B．“铁拳”的加速度大小为 故B错误； CD．根据动量定理可得 故C错误，D正确。 故选D。 4. 质量的物块在光滑水平地面上以的速度运动，时对物块施加以水平外力F，规定的方向为正方向，外力F随时间t变化图线如图所示，则（ ） A. 第1s末物块的速度大小为2.25m/s B. 第2s末物块的动量大小为 C. 在0~3s时间内物块的动量变化量为 D. 第4s末时物块的运动方向发生改变 【答案】A 【解析】 【详解】A．在时间内，由图像与横轴围成的面积表示冲量，有 根据动量定理得 解得第1s末物块的速度大小为 故A正确； B．在时间内，由图像与横轴围成的面积表示冲量，有 根据动量定理得 解得第末物块的动量大小为 故B错误； C．由图像可知在时间内合力的冲量为 根据动量定理可知，在0~3s时间内物块的动量变化量为0，故C错误； D．由图像可知在时间内合力的冲量为 根据动量定理得 解得第4s末物块的速度为 可知第4s末时物块的运动方向没有发生改变，故D错误。 故选A。 5. 质量相等的a、b两物体（均可视为质点）放在同一水平面上，两物体分别受到水平恒力、的作用，从同一位置由静止开始同时沿同一直线分别做匀加速直线运动。经过时间和，a、b两物体的速度大小分别达到和时撤去、，然后两物体继续做匀减速直线运动直至停止。如图所示为a、b两物体的图像。下列说法正确的是（ ） A. a、b两物体的总位移大小之比为 B. 和分别对a、b两物体做的功之比为 C. a、b两物体所受摩擦力的冲量大小之比为 D. 和的冲量大小之比为 【答案】B 【解析】 【详解】A．图像中的图线与时间轴所围成的面积表示物体运动的位移，则a、b两物体的总位移大小之比为，A错误； B．根据牛顿第二定律，匀减速直线运动中有 故a、b两物体所受摩擦力的大小之比为。设和分别对a、b两物体做的功为、，对整个过程运用动能定理得 解得 B正确； CD．根据冲量定义 求得a、b两物体所受摩擦力的冲量大小之比为，分别对a、b两物体运用动量定理可得 则和的冲量大小之比为，C错误，D错误。 故选B。 6. 如图所示，平板车停在光滑的水平面上，某工人(可视为质点)在平板车上卸货，该工人从固定在平板车上右端的货厢左边缘水平向左跳出，恰好落在平板车左边缘上的P点(该工人落在P点瞬间与平板车共速)。已知平板车长度4m，货厢长度为1m，高度为h=1.25m，工人的质量为m，平板车连同货厢的质量为M=5m，g取10 m/s²。则下列说法正确的是（ ） A. 平板车最终的速度大小为0.5m/s B. 工人水平方向移动的距离为4m C. 平板车最终移动的距离为2.5m D. 工人水平向左跳出时的速度大小为5m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．工人与平板车在水平方向动量守恒，则 解得 故A错误； BC．根据人船模型可得 解得 ， 故工人水平方向移动的距离为2.5m，平板车最终移动的距离为0.5m，故BC错误； D．对工人做平抛运动过程，有 解得 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，“雨打芭蕉”是文学中常见的抒情意境，如王维的“雨打芭蕉叶带愁，心同新月向人羞”、白居易的“隔窗知夜雨，芭蕉先有声”、葛胜仲的“闲愁几许，逐梦芭蕉雨”等都是通过雨打芭蕉抒发作者的情感。将快落到芭蕉叶上的雨视为由单个质量为m、速度为的一系列小雨滴组成的，各个小雨滴垂直打在水平芭蕉叶上后，一半以速度v反向弹回，另一半速度为零。忽略芭蕉叶上的积水以及雨滴落在叶面上时重力的影响，忽略风力以及溅起的水珠对下落雨滴的影响。已知每立方米的体积内有N个小雨滴，则估算雨打芭蕉产生的压强P为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设芭蕉叶的面积为S，t时间内有质量为的雨滴打在芭蕉叶上，则有 根据题意可知一半以速度v反向弹回，以竖直向上为正方向，根据动量定理 另一半速度为零，以竖直向上为正方向，根据动量定理 根据压强的定义式 联立可得 故选A。 8. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬间获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得（ ） A. 在、时刻两物块达到共同速度且弹簧都处于压缩状态 B. 从到时刻弹簧由压缩状态逐渐恢复原长 C. 两物块的质量之比为 D. 在时刻两物块的动量大小之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙可知、时刻两物块达到共同速度，总动能最小，根据系统机械能守恒可知，此时弹性势能最大，时刻弹簧处于压缩状态，时刻弹簧处于伸长状态，故A错误； B．结合题图乙可知两物块的运动过程，开始时逐渐减速，逐渐加速，弹簧被压缩，时刻二者速度相同，系统动能最小，势能最大，弹簧被压缩至最短，然后弹簧逐渐恢复原长，继续加速，先减速为零，然后反向加速，时刻，弹簧恢复原长状态，因为此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两物块均减速，时刻，两物块速度相等，系统动能最小，弹簧最长，因此从到过程中弹簧由伸长状态恢复原长，故B错误； C．从开始到时刻，由系统动量守恒可得 将，代入得 故C错误； D．在时刻，的速度为，的速度为，又 则动量大小之比为 故D正确。 故选D。 二、多选题 9. 如图甲所示，直线A为电源的路端电压U与电流I关系的图像，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图像。现用该电源与电阻R组成闭合电路，如图乙所示，则以下判断正确的是（　　） A. 电阻 B. 电源的电动势 C. 电源的内阻 D. 电阻R消耗的电功率 【答案】BC 【解析】 【详解】AD．根据题意，由图甲可知，现用该电源与电阻R组成闭合电路，通过电阻的电流为，电阻两端的电压为，则电阻 电阻R消耗的电功率 故AD错误； BC．由闭合回路欧姆定律有 结合图甲可得 ， 故BC正确。 故选BC。 10. 如图所示，动量分别为、的两个小球A、B在光滑的水平面上沿一直线向右运动，经过一段时间后两球发生正碰，分别用、表示两小球动量的变化量。则下列选项中可能正确的是（ ） A. 、 B. 、 C. 、 D. 、 【答案】AB 【解析】 【详解】A．若，，遵守动量守恒定律，碰撞后A、B的动量分别为 A的动量减小，B的动量增加，则碰后A的动能减小，B的动能增加，总动能可能不增加，所以是可能的，故A正确； B．若，，遵守动量守恒定律，碰撞后A、B的动量分别为 ， A的动量减小，B的动量增加，则碰后A的动能减小，B的动能增加，总动能可能不增加，所以是可能的，故B正确； C．若、，碰后两球的动量分别为 ， 根据关系式 可知，A球的质量和动量大小不变，动能不变，而B球的质量不变，但动量增大，所以B球的动能增大，这样系统的机械能比碰前增大了，故C错误； D．若、，遵守动量守恒定律，碰撞后A、B的动量分别为 ， 可知碰后A的动量增加，B的动量减小，由于碰撞过程中，A受到向左的冲力，B受到向右的冲力，所以A、B仍沿原方向运动时，A的动量应减小，B的动量应增加，因此这组数据是不可能的，故D错误。 故选AB。 11. 如图所示，光滑半圆形曲面体B静止于光滑水平地面上，物块C固定于地面，现将小球A从B的最右端由静止释放，当小球A滑至B的最底端时，B恰好与物块C粘连（时间极短）。已知A与B的质量均为m，B的半径为R，重力加速度为g，则（　　） A. 最初时B右侧与C的间距为R B. B与C粘连时，A的速度大小为 C. 此后A能运动到的最高点与曲面最低点的竖直距离为 D. 此后A运动到最高点时，B受到A的压力大小为零 【答案】BC 【解析】 【详解】A．从A开始下滑到到达最低点过程，A、B组成的系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，设最初时Ｂ右侧与C的间距为x，由动量守恒定律得 即 解得 故A错误； B．从A开始下滑到到达最低点过程，由机械能守恒定律得 联立解得 故B正确； C．B与C粘在一起后，A在运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得 解得最高点与曲面最低点的竖直距离 故C正确； D．A运动到最高点时，由几何关系可知A与圆心O的连线与竖直方向的夹角为60°，对A受力分析，结合牛顿第三定律可知，B受到A的压力大小等于 故D错误。 故选BC。 12. 从2017年6月5日起至年底，兰州交警采取五项措施部署预防较大道路交通事故工作。在交通事故中，汽车与拖车脱钩有时发生。如图所示，质量为M的汽车带着质量为m的拖车在平直公路上以加速度a匀加速前进，当速度为时拖车突然与汽车脱钩，到拖车停下瞬间司机才发现。若汽车的牵引力一直未变，车与路面间的动摩擦因数为μ，那么从脱钩到拖车刚停下的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 汽车和拖车整体动量守恒 B. 汽车和拖车整体机械能守恒 C. 从脱钩到拖车刚停下用时 D. 拖车刚停下时汽车的速度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．以汽车和拖车为整体，由于汽车的牵引力大于整体受到的摩擦阻力，所以整体所受合外力不为零，故动量不守恒，故A错误； B．汽车和拖车整体除重力之外的其他力做功之和大于零，所以系统机械能增加，故B错误； C．拖车与汽车脱钩后，做匀减速直线运动，设加速度大小为，根据牛顿第二定律可得 则从脱钩到拖车刚停下用时 故C正确； D．以汽车和拖车系统为研究对象，根据牛顿第二定律可知，全过程系统所受的合外力始终不变，为 从汽车脱钩到拖车停下的过程，拖车的末状态的动量为0，汽车的末速度为，则全过程由动量定理可得 联立解得拖车刚停下时汽车的速度为 故D正确。 故选CD。 三、实验题 13. 某实验小组采用下图装置研究两小球碰撞过程中的动量守恒。图中桌面上斜槽末端点О与地面上的斜面的顶端正好等高无缝衔接。选取半径相同但质量不同的两个金属小球1，2，测得其质量分别为m1、m2；实验时先让小球1从斜槽顶端S处静止滚下，从斜槽末端О点飞出后落到斜面上的P点；再把小球2放置在斜槽末端О点，仍让小球1从斜槽顶端S处静止滚下，两球发生正碰后均从O点飞出，落在斜面上的M、N两点。 （1）下列说法正确的有_________（填选项字母）。 A. 斜槽越光滑，实验效果越好 B. 斜槽末端必须水平 C. 为完成实验，还需要测量斜槽高度h （2）为保证两球碰撞后，小球1不会被反弹，两小球质量关系需满足m1_____m2（选填“大于”“等于”或“小于”）。 （3）实验小组测出小球与斜面的碰撞点到О点距离LOM、LOP、LON，若满足表达式____________（用题中所测物理量字母表示），则可验证两球碰擅满足动量守恒定律。 【答案】（1）B （2）大于 （3） 【解析】 【小问1详解】 AC．只要保证小球1两次下落到斜槽末端的速度大小一样即可，斜槽不必光滑，不需要测量斜槽高度h，故AC错误； B．为保证小球飞出后做平抛运动，斜槽末端需要保证水平，故B正确。 故选B。 【小问2详解】 由动量守恒和能量关系 解得 若m1小于m2，两球碰后，小球1被反弹，所以需满足m1大于m2。 【小问3详解】 小球做平抛运动，有 ，， 解得 ， 故验证的表达式为 14. 用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。 （1）下列关于本实验条件的叙述，正确的是______。 A. 同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B. 入射小球的质量必须大于被碰小球的质量 C. 斜槽部分必须光滑 D. 轨道末端必须水平 （2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端，仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，测得两小球平均落地点位置分别为M、N，实验中还需要测量的物理量有______。 A. 入射小球和被碰小球的质量、 B. 入射小球开始的释放高度h C. 小球抛出点距地面的高度H D. 两球相碰后的平抛射程OM、ON （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 （4）若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为、、，与小球在斜槽末端时球心的位置等高。下列说法中正确的是______。 A. 若，则表明此碰撞过程动量守恒 B. 若，则表明此碰撞过程动量守恒 C. 若，则表明此碰撞过程机械能守恒 D. 若，则表明此碰撞过程机械能守恒 【答案】（1）ABD （2）AD （3） （4）C 【解析】 【小问1详解】 A．同一组实验中，为了保证每次碰撞前入射小球的速度相同，入射小球必须从同一位置由静止释放，故A正确； B．为了保证碰后入射小球不反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故B正确； C．轨道倾斜部分是否光滑不影响碰撞前入射小球的速度，故斜槽部分不需要光滑，故C错误； D．为了保证小球抛出时做平抛运动，轨道末端必须水平，故D正确。 故选ABD。 【小问2详解】 设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后入射小球的速度为，被碰小球的速度为，入射小球的质量为，被碰小球的质量为，若碰撞过程满足动量守恒，则有 因小球从同一高度做平抛运动，故运动时间都相同，设为，则有 ，， 联立可得 故实验中还需要测量的物理量有入射小球和被碰小球的质量、，两球相碰后的平抛射程OM、ON。 故选AD。 【小问3详解】 由上一问，可知在实验误差允许范围内，若满足关系式 则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。 【小问4详解】 AB．若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，被碰小球的速度为，抛出点到挡板的水平位移为，则小球平均落点在点时有 ， 联立解得 同理，小球平均落点在点、点时，水平位移仍为，则对应的平抛初速度为 ， 若满足 代入以上三个速度，可得 故AB错误； CD．若满足 代入以上三个速度，可得 则表明此碰撞过程机械能守恒，故C正确，D错误。 故选C。 四、解答题 15. 如图，电源电动势为15 V、内阻为 1 Ω，定值电阻R1、R2的阻值分别为2Ω、6Ω，开关闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机额定电压U 为 6 V，电阻RM 为 1 Ω，则求： （1）电动机正常工作时产生机械功的功率为多少W； （2）此时电源的效率为多少。 【答案】（1）；（2）80% 【解析】 【详解】（1）根据题意，通过的电流 通过的电流 通过电动机的电流 电动机的热功率 电动机正常工作时产生机械功的功率 （2）电源的效率 16. 一质量为的木板B静止于光滑水平面上，质量为的物块A放在B的左端，另一质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生正碰，碰后A在B上滑动，恰好未从B的右端滑出，在此过程中，由于摩擦A、B组成的系统产生的内能，不计空气阻力，物块与小球可视为质点，取，求： （1）小球与物块A碰撞前瞬时速度的大小？ （2）小球与物块A碰撞后物块A的瞬时速度的大小？ （3）若AB之间的动摩擦因数，则A从B的左端滑到右端所用时间t是多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小球与物块A碰撞前瞬时速度的大小为，小球下摆的过程根据动能定理可得 解得 【小问2详解】 木块A在木板B上滑行的过程，A、B组成的系统满足动量守恒，设A与小球碰后的瞬时速度为，AB最终共同运动的速度为，由动量守恒可得 由能量守恒守恒得 联立解得 ， 【小问3详解】 若AB之间的动摩擦因数，对B由动量定理可得 解得A从B的左端滑到右端所用时间为 17. 如图所示，将一半径R=0.9 m、质量M=2 kg的光滑半圆槽置于光滑水平面上，在槽的左侧L=0.3m处有一挡板，与挡板发生碰撞的物体会在极短时间内以原速率向相反方向运动。现让一质量m=1 kg的小球（可视为质点）自左侧槽口A点正上方的B点从静止开始落下，A、B间的距离H=1.8 m，小球与半圆槽相切滑入槽内。已知重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力，求： （1）小球第一次到半圆槽A点时的速度大小； （2）小球第一次运动到半圆槽最低点时的速度大小； （3）小球能否从半圆槽右侧飞出，如果能，求其飞出时半圆槽的速度大小；如果不能，求其运动到半圆槽右侧最高点时距最低点的高度。 【答案】（1）6m/s；（2）6m/s；（3）0.3m 【解析】 【详解】（1）对小球，从B到A，由机械能守恒定律得： 解得 v=6m/s 对小球和半圆槽，系统在水平方向动量守恒，假设小球到达最低点的过程中，半圆槽未与挡板相碰，以向右为正方向： 半圆槽与挡板恰好不相碰，由机械能守恒定律得： 解得 v1=6m/s 半圆槽与挡板碰撞后，小球和半圆槽组成的系统在水平方向动量守恒，假设小球不能从槽的右侧飞出，当小球到达最高点时，二者共速： 由机械能守恒定律得： 解得 h=0.3m < R 18. 如图所示，半径的粗糙圆弧轨道同定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，下端点C为轨道的最低点。C点右侧的粗糙水平面上，紧挨C点静止放置一质量为的木板，木板上表面与C点等高，木板左端放置一个质量为的物块。另一质量的物块从A点以某一速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道，之后与发生弹性正碰（碰撞后拿走），最终刚好未从木板M右端滑下。已知AO的竖直高度，物块从B点运动到C点克服摩擦力做功4J，物块与木板M间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，两物块均可视为质点，，，不计空气阻力，当地重力加速度取。求： （1）物块抛出时的初速度大小v0； （2）物块通过圆弧轨道最低点C时受到的支持力大小； （3）木板的长度L。 【答案】（1）3m/s；（2）59N；（3）7m 【解析】 【详解】（1）物块水平抛出后做平抛运动，从A点到B点下落高度为 竖直方向上有 解得 在B点，根据速度分解有 （2）物块从A运动到C过程中，根据动能定理有 结合上述解得 物块到达C点时，由牛顿第二定律有 解得 （3）物块运动到C点时与发生弹性正碰，设碰撞后与的速度分别为与，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒定律有 解得 ， 对，由牛顿第二定律有 对M有 设经过时间t后二者共速，则有 对有 对M有 两者共速后保持相对静止向右做匀减速直线运动，因为刚好未从木板M上滑下，所以相对M的位移即为木板的长度，则有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $