精品解析：湖南省长沙市第一中学2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试卷

长沙市第一中学2024—2025学年度高二第一学期第一次阶段性检测 物理 时量：75分钟 满分：100分 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确） 1. 下列情况中系统的动量不守恒的是（ ） A. 小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统 B. 子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，对子弹与木块组成的系统 C. 子弹射入固定在墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统 D. 斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，对手榴弹组成的系统 【答案】C 【解析】 【详解】A．小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，人与车组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故A不符合题意； B．子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，子弹与木块组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故B不符合题意； C．子弹射入固定在墙角的木块中，墙壁对木块有弹力作用，系统所受合外力不为零，动量不守恒，故C符合题意； D．斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，手榴弹组成的系统内力远大于外力，动量守恒，故D不符合题意。 故选C。 2. 如图所示，一轻质弹簧固定在墙上，一个质量为的木块以速度从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用．设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，那么，在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设木块离开弹簧时的速度为v，根据机械能守恒定律得 所以 设向右的速度方向为正方向，根据动量定理得 A. 与分析不符，故A错误。 B. 与分析不符，故B错误。 C. 与分析相符，故C正确。 D. 与分析不符，故D错误。 3. 如图所示，光滑水平面上，质量为m=3kg的薄木板和质量为m=1kg的物块，都以v=4m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是（ ） A. 做加速运动 B. 做减速运动 C. 做匀速运动 D. 上述都有可能 【答案】A 【解析】 【详解】由题意知M和m组成的系统动量守恒，由题意根据动量守恒可以求出当木板速度为2.4m/s时物体的速度v的大小与方向。 （M-m）v=Mv1+mv2 得： 方向与M的方向相同。 因为物块先向右做匀减速直线运动，后再向左做匀加速直线运动，因为物体此时的速度方向向左，故物体处于加速运动过程中，故BCD错误，A正确。 故选A。 4. 长沙经历了长达一月的高温天气，对消防安全造成了极大的挑战，市加强了消防预警等级。通过观察消防车灭火过程，模拟消防水柱的示意图如图乙所示。水在空中运动，A、B为其运动轨迹上的两点，已知水在A点时的速度大小为m/s，速度方向与竖直方向的夹角为45°，它运动到B点时，速度方向与竖直方向的夹角为37°（），不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则（ ） A. 图中A点是水在空中动量最小的点 B. 水在B点时的速度大小为5m/s C. A、B两点间的高度差为0.9m D. 若消防水柱喷水口流速恒定，水在空中为粗细均匀的曲线水柱 【答案】B 【解析】 【详解】A．水运动至最高点时，速度最小，则此时动量最小，故A错误； B．水在A、B两点的水平分速度相等，则 ， 得 m/s 故B正确； C．A、B两点的竖直分速度分别为 m/s，m/s 由 解得A、B两点间的高度差为 m 故C错误。 D．若消防水柱喷水口流速恒定，则任意相等时间内流出水的质量相等，水在空中做匀变速曲线运动，速度大的地方水柱细，速度小的地方水柱粗，故D错误。 故选B。 5. 一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度 g＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】试题分析：炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律；当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片，两片炸弹都做平抛运动．根据平抛运动的基本公式即可解题． 规定向右为正，设弹丸的质量为4m，则甲的质量为3m，乙的质量为m，炮弹到达最高点时爆炸时，爆炸的内力远大于重力（外力），遵守动量守恒定律，则有,则，两块弹片都做平抛运动，高度一样，则运动时间相等，，水平方向做匀速运动，，则，结合图象可知，D的位移满足上述表达式，故D正确． 6. 水上飞行运动使用的是一种叫“喷射式悬浮飞行器”的装置，也称为“喷水飞行背包”，它通过向下喷射高压水柱的方式将操控者托举在水面上空，利用脚上喷水装置产生的反冲动力，让你可以在水面之上腾空而起，另外配备有手动控制的喷嘴，用于稳定空中飞行姿态。如图所示运动员在水上做飞行运动表演。他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水以原速率向下喷出，令自己悬停在空中。已知运动员与装备的总质量为100kg，两个圆管喷嘴的直径均为10cm，已知重力加速度大小，水的密度为，则喷嘴处喷水的速度大约为（　　） A. 3.0m/s B. 5.6m/s C. 8.0m/s D. 10.2m/s 【答案】B 【解析】 【详解】设飞行器对水的平均作用力为，根据牛顿第三定律可知，水对飞行器的作用力大小也为，对飞行器 设水喷出时的速度为，在时间内喷出的水的质量 取竖直向下为正方向，时间内质量为的水获得的冲量 则 当时，，则联立得 又 解得 故选B。 7. 如图所示，由弹性材料制成的物块1和2放置在光滑水平面上，物块2右侧是用细线悬挂的小球。给物块1一个向右的初速度，物块1与物块2发生弹性碰撞，然后物块2与小球再发生弹性碰撞，碰后小球摆到最大高度时悬线与竖直方向的夹角为。在其他条件不变的情况下，换用不同质量的物块2，发现的大小与物块2的质量有关。已知物块1的质量为，小球的质量为，物块2的质量满足以下哪个条件时，夹角有最大值（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】以碰撞前物块1的速度方向为正方向，物块1与物块2发生弹性碰撞，设碰撞后的速度分别为和，由动量守恒得 由能量守恒定律得 解得 物块2与球发生弹性碰撞后，仍满足动量、能量守恒，同理可知小球的速度 所以碰撞后小球的速度为 由数学关系知当 即 时小球碰后速度最大，根据机械能守恒定律可知夹角也最大。 故选B。 二、多选题（本大题共4小题，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 水平推力和分别作用于水平面上等质量的甲、乙两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下来。两物体的图像如图所示，图中线段，则整个运动过程中（ ） A. 的冲量大于的冲量 B. 的冲量等于的冲量 C. 两物体受到的摩擦力大小相等 D. 摩擦力对甲的冲量小于摩擦力对乙的冲量 【答案】CD 【解析】 【详解】C．甲、乙先做加速运动，撤去推力后做减速运动。题图中线段，表明甲、乙两物体做匀减速运动的加速度相同，依题意，二者质量相等，由牛顿第二定律 可知两物体受到的摩擦力大小相等。故C正确； ABD．因为整个运动过程中两物体的动量改变量均为零，由 可知推力的冲量大小等于物体受到的摩擦力的冲量大小。由题图可知甲的运动时间小于乙的运动时间，所以摩擦力对甲的冲量小于摩擦力对乙的冲量，则F1的冲量小于F2的冲量。故AB错误；D正确。 故选CD。 9. 如图所示，木块A、B并排静止在光滑水平面上，不粘连，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端O点系一长为L的轻质细线，细线另一端系一小球C，A、B、C质量均为m。现将C拉起至细线水平且自然伸直后由静止释放。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. C能向左摆到与释放点等高的位置 B. C第一次运动到最低点过程中，A、B、C构成的系统机械能守恒 C. C第一次运动到最低点时，绳中张力大小为4mg D. 从C开始运动到第一次摆到最高点的过程中，绳子拉力对C先做负功再做正功 【答案】BC 【解析】 【详解】A．C第一次到达左侧最高处时，A、B具有动能，由系统机械能守恒可知，C第一次到达左侧最高处时的高度比释放高度低。故A错误； B．C第一次运动到最低点过程中，只有重力做功，A、B、C构成的系统机械能守恒。故B正确； C．C第一次运动到最低点过程中，A、B一起向右运动，当C第一次到达最低点时，A和B即将分离，则有 C第一次运动到最低点过程中，由绳子张力及重力的合力提供向心力，则有 C第一次运动到最低点过程中，A、B、C构成的系统机械能守恒，则有 联立，解得 故C正确； D．C第一次运动到最低点过程中，A、B向右运动，可知此时小球的速度与绳子的夹角为钝角，绳子做负功；C从最低点到左侧最高点过程中，A、B分离，B以原速度做匀速直线运动，A速度减为零后反方向向左运动，当A、C速度相等时，C球摆到最高点，此过程小球的速度与绳子的夹角先为锐角后为钝角，则绳子先做正功再做负功，综上，从C开始运动到第一次摆到最高点的过程中，绳子拉力对C先做负功再做正功最后做负功。故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，水平面上放置着半径为R、质量为3m的半圆形槽，AB为槽的水平直径。质量为m的小球自左端槽口A点的正上方距离为R处由静止下落，从A点切入槽内。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ） A. 槽向左运动的最大位移为R B. 小球在槽中运动的最大速度为 C. 小球能从B点离开槽，且上升的最大高度等于R D. 若槽固定，小球在槽中运动过程中，重力做功的最大功率为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．半圆形槽和小球在水平方向动量守恒，设小球水平方向分速度大小为，槽的速度大小为，则 当小球运动到B点时，小球和槽的水平位移最大，设小球的水平位移大小为，槽的位移大小为，半圆形槽和小球运动时间相同，则 即 半圆形槽和小球在水平方向上位移大小之和，即相对位移大小为 解得 故A错误； B．若槽固定，小球运动到最低点时速度最大，根据机械能守恒 解得 故B错误； C．小球运动B点时，小球和槽在水平方向上速度相同，根据水平方向动量守恒，则此时小球和槽在水平方向上的速度都为零，根据小球和槽组成的系统机械能守恒，则小球上升的最大高度等于R，故C正确； D．根据 可知，当小球在竖直方向分速度最大时，重力的功率最大，设此时小球和O点连线与竖直方向的夹角为θ，此时速度大小为v，根据动能定理 解得 则竖直方向分速度为 根据数学求极值的方法可知，当时，竖直方向分速度最大，最大值为 重力做功的最大功率为 故D正确。 故选CD。 11. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为m1和m2的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使m1瞬时获得水平向右的速度3m/s，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，已知时刻m1的速度第一次变为0，m2在第1秒内运动的位移为0.4m。下列说法正确的是（ ） A. 两物块的质量之比为m1：m2=1：2 B. t0时刻m2的速度为 C. t=1s时和t=3s时弹簧的弹性势能最大，都处于最短状态 D. 第1秒内弹簧长度缩短了1.8m 【答案】AD 【解析】 【详解】A．系统动量守恒，从t＝0开始到t1时刻有m1v1＝（m1＋m2）v2 将v1＝3 m/s，v2＝1 m/s代入，得m1∶m2＝1∶2，A正确； B．时刻m1v0=m2v2 解得的速度为，B错误； C．时间内，逐渐减速，逐渐加速，弹簧被压缩，时刻二者速度相等，系统动能最小，弹性势能最大，弹簧的压缩量最大； 时间内，弹簧先逐渐恢复原长，继续加速，先减速到零，然后反向加速，时刻两物块加速度均为零，弹簧恢复原长，由于此时两物块速度方向相反，因此弹簧的长度继续增大，开始减速，先减速到零，然后反向加速，时刻两物块速度相等，系统动能最小，弹性势能最大，弹簧伸长量最大； 时间内，弹簧由伸长状态逐渐恢复原长，以后重复这个过程； 由上述分析可知，在t=1s、t=3s时刻两物块达到共同速度，在t=1s时刻弹簧处于压缩状态，在t=3s时刻弹簧处于伸长状态，C错误； D．若考虑两物体从t=1s到t=2s的时间内，m2加速运动，m1减速运动，因m1：m2=1：2 则在任意时刻两物体的加速度之比为a1：a2=2：1 若用微元法考虑，则两物体间的距离 则 “”对应的位移（面积）为1m－0.4m=0.6m 则“”对应的位移（面积）为1.2m，该两部分面积之和与0~1s内对应的虚线面积相等，如图所示 即1.8m，即0~1s内弹簧的长度缩短1.8m。D正确。 故选AD。 三、实验题（共14分，每空2分） 12. 验证动量守恒的实验也可以用其他装置验证 （1）如图所示，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的小钢球A和硬塑料球B进行实验，测量出A、B两个小钢球的质量、，其他操作重复验证动量守恒时的步骤。、、为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，未放B球时，A球的落点是点，用刻度尺测量、、到的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为___________ A． B． C． D． （2）用如图装置也可以验证碰撞中的动量守恒，实验步骤与上述实验类似。图中D、E、F到抛出点B的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________ A． B． C． D． （3）如图所示的水平气垫导轨上，实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为、滑块B的总质量为，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。 左侧光电门 右侧光电门 碰前 碰后 、 无 在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示） 【答案】 ①. A ②. C ③. 【解析】 【详解】（1）平抛运动，水平方向上 ， 根据动量守恒 水平方向位移x相同，整理得 故选A。 （2）碰撞后球均做平抛运动，设斜面与水平面的夹角为α，由平抛运动规律得 ， 联立解得 可知碰撞前后的速度正比于，故可变成验证表达式 故选C。 （3）若让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，选取向右为正方向，依题意有 设遮光片的宽度为d，则 ，， 联立可得 13. 如图所示，在“探究平抛运动规律”的实验中，小华将两个相同的圆弧光滑轨道CM、DN固定在同一个竖直平面内，轨道末端均水平，其中DN末端与足够长的光滑水平轨道平滑连接。他把质量相等的小钢球P、Q分别从两弧面上的相同高度同时静止释放，观察到某一现象，改变释放高度，重复上述操作，仍能观察到这一现象，由此可以概括出平抛运动的某一规律。 （1）小华观察到的现象和反映的平抛运动规律是______ A．P、Q两个小球相撞　　　　　　　B．P、Q两个小球同时落地 C．水平方向做匀速直线运动　　　　　D．竖直方向做自由落体运动 （2）小芳利用图2中甲图装置进行实验，每次释放小球的位置都相同，并在乙图的坐标纸上记录了小球经过的A、B、C三点，已知坐标纸每小格的边长L＝ 5cm，该小球做平抛运动的初速度大小为______m/s （g取10m/s2， 结果保留2位有效数字）。 （3）小燕在研究平抛运动时发现，若小球下落相同高度，平抛初速度越大，水平射程也越大，依据这一规律，她用如图3所示装置来“验证动量守恒定律”：碰撞恢复系数的定义为，其中v10和v20分别是碰撞前两小球的速度，v1和v2分别是碰撞后两小球的速度，该实验小球碰撞恢复系数的表达式为e=______（用题目中字母OP、OM、ON表达），若测得e=______，可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。 【答案】 ①. AC ②. 1.5 ③. ④. 1 【解析】 【详解】（1）[1]小华观察到的现象是两小球在水平轨道相撞，两小球同时离开圆弧轨道末端，水平位移相同，说明两小球在水平方做匀速运动，故AC正确，BD错误； （2）[2]相邻落点在水平方向的距离相等，则相邻落点间的运动时间相同，竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动相邻相等时间内位移差为定值 则相邻落点间的时间为 该小球做平抛运动的初速度大小为 （3）[3]两小球离开轨道末端做平抛运动的高度相同，从离开轨道末端到落地的时间相同，设为t，则小球在碰撞前的速度为 碰撞后的速度为 小球在碰撞前的速度为 碰撞后的速度为 碰撞恢复系数为 [4]若碰撞过程为弹性碰撞，则机械能守恒则 即 两小球的动量变化量相等 解得 则有 若测得e=1，可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。 四、计算题（共38分） 14. 一长为l，质量为M=3kg的木板静止在光滑的水平面上，一质量为m=1kg的滑块以初速度v0=4m/s滑到木板上，木板长度l至少为多少才能使滑块不滑出木板。（设滑块与木板间动摩擦因数μ=0.3） 【答案】 【解析】 【分析】 【详解】滑块与木板组成的系统动量守恒，滑块不从木板上滑出，则滑块与木板有相同的末速度，设末速度为v，滑块位移为S，则木板位移为S-l。 对滑块与木板组成的系统由动量守恒定律得 对滑块由动能定理得 对木板由动能定理得 联立解得 15. 如图所示，质量均为m的物块A、B用绕过光滑轻质定滑轮的不可伸长的刚性轻绳连接，A与地面接触，B离地面的高度h为1.2m，质量为2m的圆环C套在轻绳上，C在B上方处。由静止释放圆环C，C下落后与B碰撞并粘在一起，碰撞时间极短，不计C与绳之间的摩擦和空气阻力，A、B、C均可视为质点，重力加速度取，求： （1）C、B碰撞后瞬间，共同速度为多大； （2）碰撞后，B经过多长时间到达地面。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）C与B碰撞前的过程，由动能定理有 得 碰撞动量守恒有 得 （2）C与B碰撞后粘在一起，一起向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律 得 由运动学公式有 得 16. 如图所示，水平地面上放有木板A、B，木板B的右侧有竖直墙，A板长度为LA=2m，木板A与地面间的动摩擦因数为μ=0.1，可视为质点的物块C静置于木板A的左端。不可伸长的轻绳一端系于O点，另一端拴一小球D，钉子P位于物块C的正上方，OP间距等于绳长的一半，OP连线与水平方向的夹角θ=37°。初始锁定木板B，将小球D从绳水平拉直的位置由静止释放，到达最低点时与静止的物块C发生碰撞，碰后小球D反弹到达最高点时，轻绳刚好离开钉子P；物块C滑至木板A右端时，二者共速，且此时木板A与木板B发生碰撞；碰后木板A恰好能返回初始位置。已知木板A和物块C的质量均为m=0.3kg，所有碰撞均为弹性碰撞，物块C与两木板间的动摩擦因数相同，重力加速度大小g=10m/s2。求： （1） 物块C与木板间的动摩擦因数； （2） A右端到B左端的初始间距为； （3） 小球D的质量M； （4） 若B的右端距墙为0.5m，现在解除B的锁定，小球D仍由绳水平拉直的位置从静止释放，最终C在B上未掉下，已知木板B的质量=0.9kg，木板B与地面间的摩擦忽略不计，B碰墙后取走D。求木板B的最小长度d。 【答案】（1）0.3 ；（2）0.5m；（3）0.1kg ；（4） m 【解析】 【详解】（1）C在A上滑行时，对A，有 解得 A碰B后，对A，有 解得 =1m/s2 木板B锁定，A碰B后恰能返回初始位置，则碰撞前后A的加速度大小相等 解得 =0.3 （2）C在A上滑行时，对C，有 解得 =3m/s2 C在A上滑行的过程中 C、A的位移相对关系 解得C在A上向右滑行的初速度 =4m/s 时间 t1=1s t1内A向前滑行的距离 =0.5m （3）小球D下摆过程中 解得 小球D碰后反弹上摆过程中 解得 小球D碰C 解得 =0.1kg 绳长 L=4m （4）解除B锁定后，A、C共速 =1m/s 方向向右，A碰B，对A、B，有 解得 m/s 方向向左； m/s 方向向右，设B、C达到共同速度中，B未碰墙，有 解得 m/s， 方向向右，设C在B上向右滑过，有 解得 m 此过程中B的对地位移为，有 解得 m＜ 未碰墙，之后B、C一起匀速运动，碰墙反弹后B、C达到共同速度中，以向左为正，有 解得 m/s， 方向向左，设此过程中C在B上继续向右滑过，有 解得 m 之后B碰A时，C相对B向前滑行，故为了C不掉下，B板的最小长度为 m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长沙市第一中学2024—2025学年度高二第一学期第一次阶段性检测 物理 时量：75分钟 满分：100分 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确） 1. 下列情况中系统的动量不守恒的是（ ） A. 小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统 B. 子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，对子弹与木块组成的系统 C. 子弹射入固定在墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统 D. 斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，对手榴弹组成的系统 2. 如图所示，一轻质弹簧固定在墙上，一个质量为的木块以速度从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用．设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，那么，在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量的大小为（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，光滑水平面上，质量为m=3kg的薄木板和质量为m=1kg的物块，都以v=4m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是（ ） A. 做加速运动 B. 做减速运动 C. 做匀速运动 D. 上述都有可能 4. 长沙经历了长达一月的高温天气，对消防安全造成了极大的挑战，市加强了消防预警等级。通过观察消防车灭火过程，模拟消防水柱的示意图如图乙所示。水在空中运动，A、B为其运动轨迹上的两点，已知水在A点时的速度大小为m/s，速度方向与竖直方向的夹角为45°，它运动到B点时，速度方向与竖直方向的夹角为37°（），不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则（ ） A. 图中A点是水在空中动量最小的点 B. 水在B点时的速度大小为5m/s C. A、B两点间的高度差为0.9m D. 若消防水柱喷水口流速恒定，水在空中为粗细均匀的曲线水柱 5. 一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度 g＝10 m/s 2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( ) A. B. C. D. 6. 水上飞行运动使用的是一种叫“喷射式悬浮飞行器”的装置，也称为“喷水飞行背包”，它通过向下喷射高压水柱的方式将操控者托举在水面上空，利用脚上喷水装置产生的反冲动力，让你可以在水面之上腾空而起，另外配备有手动控制的喷嘴，用于稳定空中飞行姿态。如图所示运动员在水上做飞行运动表演。他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水以原速率向下喷出，令自己悬停在空中。已知运动员与装备的总质量为100kg，两个圆管喷嘴的直径均为10cm，已知重力加速度大小，水的密度为，则喷嘴处喷水的速度大约为（　　） A. 3.0m/s B. 5.6m/s C. 8.0m/s D. 10.2m/s 7. 如图所示，由弹性材料制成的物块1和2放置在光滑水平面上，物块2右侧是用细线悬挂的小球。给物块1一个向右的初速度，物块1与物块2发生弹性碰撞，然后物块2与小球再发生弹性碰撞，碰后小球摆到最大高度时悬线与竖直方向的夹角为。在其他条件不变的情况下，换用不同质量的物块2，发现的大小与物块2的质量有关。已知物块1的质量为，小球的质量为，物块2的质量满足以下哪个条件时，夹角有最大值（ ） A. B. C. D. 二、多选题（本大题共4小题，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 水平推力和分别作用于水平面上等质量的甲、乙两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下来。两物体的图像如图所示，图中线段，则整个运动过程中（ ） A. 的冲量大于的冲量 B. 的冲量等于的冲量 C. 两物体受到的摩擦力大小相等 D. 摩擦力对甲的冲量小于摩擦力对乙的冲量 9. 如图所示，木块A、B并排静止在光滑水平面上，不粘连，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端O点系一长为L的轻质细线，细线另一端系一小球C，A、B、C质量均为m。现将C拉起至细线水平且自然伸直后由静止释放。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. C能向左摆到与释放点等高的位置 B. C第一次运动到最低点过程中，A、B、C构成的系统机械能守恒 C. C第一次运动到最低点时，绳中张力大小为4mg D. 从C开始运动到第一次摆到最高点的过程中，绳子拉力对C先做负功再做正功 10. 如图所示，水平面上放置着半径为R、质量为3m的半圆形槽，AB为槽的水平直径。质量为m的小球自左端槽口A点的正上方距离为R处由静止下落，从A点切入槽内。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ） A. 槽向左运动的最大位移为R B. 小球在槽中运动的最大速度为 C. 小球能从B点离开槽，且上升的最大高度等于R D. 若槽固定，小球在槽中运动过程中，重力做功的最大功率为 11. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为m1和m2的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使m1瞬时获得水平向右的速度3m/s，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，已知时刻m1的速度第一次变为0，m2在第1秒内运动的位移为0.4m。下列说法正确的是（ ） A. 两物块的质量之比为m1：m2=1：2 B. t0时刻m2的速度为 C. t=1s时和t=3s时弹簧的弹性势能最大，都处于最短状态 D. 第1秒内弹簧长度缩短了1.8m 三、实验题（共14分，每空2分） 12. 验证动量守恒的实验也可以用其他装置验证 （1）如图所示，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的小钢球A和硬塑料球B进行实验，测量出A、B两个小钢球的质量、，其他操作重复验证动量守恒时的步骤。、、为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，未放B球时，A球的落点是点，用刻度尺测量、、到的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为___________ A． B． C． D． （2）用如图装置也可以验证碰撞中的动量守恒，实验步骤与上述实验类似。图中D、E、F到抛出点B的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________ A． B． C． D． （3）如图所示的水平气垫导轨上，实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块A的总质量为、滑块B的总质量为，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。 左侧光电门 右侧光电门 碰前 碰后 、 无 在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。（用测量的物理量表示） 13. 如图所示，在“探究平抛运动规律”的实验中，小华将两个相同的圆弧光滑轨道CM、DN固定在同一个竖直平面内，轨道末端均水平，其中DN末端与足够长的光滑水平轨道平滑连接。他把质量相等的小钢球P、Q分别从两弧面上的相同高度同时静止释放，观察到某一现象，改变释放高度，重复上述操作，仍能观察到这一现象，由此可以概括出平抛运动的某一规律。 （1）小华观察到的现象和反映的平抛运动规律是______ A．P、Q两个小球相撞　　　　　　　B．P、Q两个小球同时落地 C．水平方向做匀速直线运动　　　　　D．竖直方向做自由落体运动 （2）小芳利用图2中甲图装置进行实验，每次释放小球的位置都相同，并在乙图的坐标纸上记录了小球经过的A、B、C三点，已知坐标纸每小格的边长L＝ 5cm，该小球做平抛运动的初速度大小为______m/s （g取10m/s2， 结果保留2位有效数字）。 （3）小燕在研究平抛运动时发现，若小球下落相同高度，平抛初速度越大，水平射程也越大，依据这一规律，她用如图3所示装置来“验证动量守恒定律”：碰撞恢复系数的定义为，其中v10和v20分别是碰撞前两小球的速度，v1和v2分别是碰撞后两小球的速度，该实验小球碰撞恢复系数的表达式为e=______（用题目中字母OP、OM、ON表达），若测得e=______，可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。 四、计算题（共38分） 14. 一长为l，质量为M=3kg的木板静止在光滑的水平面上，一质量为m=1kg的滑块以初速度v0=4m/s滑到木板上，木板长度l至少为多少才能使滑块不滑出木板。（设滑块与木板间动摩擦因数μ=0.3） 15. 如图所示，质量均为m的物块A、B用绕过光滑轻质定滑轮的不可伸长的刚性轻绳连接，A与地面接触，B离地面的高度h为1.2m，质量为2m的圆环C套在轻绳上，C在B上方处。由静止释放圆环C，C下落后与B碰撞并粘在一起，碰撞时间极短，不计C与绳之间的摩擦和空气阻力，A、B、C均可视为质点，重力加速度取，求： （1）C、B碰撞后瞬间，共同速度为多大； （2）碰撞后，B经过多长时间到达地面。 16. 如图所示，水平地面上放有木板A、B，木板B的右侧有竖直墙，A板长度为LA=2m，木板A与地面间的动摩擦因数为μ=0.1，可视为质点的物块C静置于木板A的左端。不可伸长的轻绳一端系于O点，另一端拴一小球D，钉子P位于物块C的正上方，OP间距等于绳长的一半，OP连线与水平方向的夹角θ=37°。初始锁定木板B，将小球D从绳水平拉直的位置由静止释放，到达最低点时与静止的物块C发生碰撞，碰后小球D反弹到达最高点时，轻绳刚好离开钉子P；物块C滑至木板A右端时，二者共速，且此时木板A与木板B发生碰撞；碰后木板A恰好能返回初始位置。已知木板A和物块C的质量均为m=0.3kg，所有碰撞均为弹性碰撞，物块C与两木板间的动摩擦因数相同，重力加速度大小g=10m/s2。求： （1） 物块C与木板间的动摩擦因数； （2） A右端到B左端的初始间距为； （3） 小球D的质量M； （4） 若B的右端距墙为0.5m，现在解除B的锁定，小球D仍由绳水平拉直的位置从静止释放，最终C在B上未掉下，已知木板B的质量=0.9kg，木板B与地面间的摩擦忽略不计，B碰墙后取走D。求木板B的最小长度d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $