河北乐亭第二中学2024-2025学年高二上学期第一次阶段考试物理试卷

乐亭二中2024—2025学年度高二年级第一次调研考试 物理试卷 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，按题号将答案写在答题纸上指定范围。写在本试卷上无效。 一、单选题 1．如图所示，质量为M的斜劈静止在光滑水平面上，斜劈上表面粗糙，一个质量为m的小物块从斜劈的顶端由静止滑下，则由斜劈和小物块组成的系统，在小物块下滑过程中（　　） A．动量守恒，机械能守恒 B．动量守恒，机械能不守恒 C．动量不守恒，机械能守恒 D．动量不守恒，机械能不守恒 2．关于物体的动量，下列说法正确的是（　　） A．物体的动量越大，质量一定也越大 B．物体的动量越大，速度一定也越大 C．物体的动量越大，质量与速度乘积一定也越大 D．同一物体的动量变化越大，受到的力一定越大 3．质量的物块在竖直方向上的拉力作用下，由静止开始沿竖直方向运动，其速度与时间的关系为（速度v与时间t均采用国际主单位），，不计空气阻力，则在第内（　　） A．物块的重力势能增加了 B．物块的机械能增加了 C．物块的动量增量为 D．拉力的功率为 4．如图甲所示，质量为2kg的物体静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数为0.4，与地面间的最大静摩擦力为9N。t=0时刻起，物体受到一个水平向右的力F作用，其大小随时间变化的关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则（　　） A．0~4s内物体做匀速直线运动 B．0~4s内摩擦力对物体的冲量大小为36N·s C．8s时物体的速度大小为6.125m/s D．8s时物体的速度大小为7.875m/s 5．质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌落，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来．已知安全带的缓冲时间为1.5s，安全带的自然长度为5m，取g=10m/s2，则安全带所受的平均冲力大小为（   ） A．300N B．600N C．1000N D．1200N 6．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．小船在水面上以速度v向东行驶，若船上的人以相对河岸相同的速率分别向东和向西同时抛出两个质量相等的重物，不计水的阻力，则小船的速度与抛出重物前相比（　　） A．不变 B．减小 C．增大 D．无法判断 二、多选题 8．如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球1、2发生正碰，两小球的质量分别为m1和m2．图乙为它们碰撞前后的位移一时间图像（x—t图像）．已知m1=0.1kg，由此可判断 A．碰前小球2保持静止 B．碰后小球1和小球2都向右运动 C．两球的碰撞为弹性碰撞 D．小球2的质量m2=0.2kg 9．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，A球的动量是7kg·/s，B球的动量是5kg·m/s，A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能为（　　） A．p'A=8kg·m/s，p'B=4kg·m/s B．p'A=6kg·m/s，p'B=6kg·m/s C．p'A=5kg·m/s，p'B=7kg·m/s D．p'A=-2kg·m/s，p'B=14kg·m/s 10．如图所示，轻弹簧一端固定在质量为3m的小球A上，静止在光滑水平面上，质量为2m的小球B以速度向右运动，压缩弹簧然后分离，从刚开始接触到压缩最短经历的时间为t，则下列说法正确的是（    ） A．小球B压缩弹簧过程中，小球A和小球B组成系统机械能守恒 B．弹簧压缩最短时小球A的速度为 C．弹簧压缩最短时弹性势能为 D．从刚开始接触到弹簧压缩最短过程中，弹簧对小球B的平均作用力大小为 三、实验题 11．（1）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。现用带竖直挡板的气垫导轨和带有挡光片的滑块1和2验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示，实验步骤如下： A．用天平分别测出滑块1、2的质量，； B．用游标卡尺测出滑块1、2上的挡光片的宽度均为； C．调整气垫导轨使导轨处于水平； D．在滑块1、2间放入一个被压缩的轻弹簧（图中未画出），用电动卡销锁定，静止放置在两光电门之间的气垫导轨上； E.按下电钮松开卡销，记录滑块1通过光电门1的挡光时间以及滑块2通过光电门2的挡光时间。 ①实验中测量的挡光片的宽度的示数如图乙所示，则 mm。 ②利用上述测量的实验数据验证动量守恒定律的表达式为 （用对应的物理量符号表示）。 （2）以下学生的演示实验中，可能用到纸带的是 。 A．探究弹簧的弹力与伸长量的关系    B．探究加速度和力、质量的关系 C．探究功和速度变化之间的关系      D．验证力的平行四边形定则 12．利用如图所示装置，通过半径相同的两小球的碰撞来验证动量守恒定律．图中AB是斜槽,BC是水平槽，斜槽与水平槽之间平滑连接．图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影．实验时，先让球1从斜槽轨道上的某位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的一记录纸上，留下痕迹，多次重复上述操作，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP．再把球2放在水平槽末端的位置，让球1仍从原位置由静止开始滚下，与球2碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，多次重复上述操作，分别找到球1和球2相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON．测得球1的质量为m1，球2的质量为m2. (1)实验中必须满足的条件是 ． A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差 B．斜槽轨道末端的切线水平 C．球1每次从轨道的同一位置由静止滚下 D．两小球的质量相等 (2)若所测物理量满足表达式 时，可以说明两球在碰撞过程中动量守恒． (3)若所测物理量满足表达式 时，可以说明两球的碰撞为弹性碰撞． (4)实验时虽未测量两小球碰撞前后的速度，也可以验证动量是否守恒，其原因是: ． 四、解答题 13．在冰壶比赛中，冰壶甲以速度v1正碰静止的冰壶乙，碰后冰壶甲的速度变为，方向不变，已知冰壶质量均为m，碰撞过程时间为t，求： ①正碰后冰壶乙的速度v； ②碰撞过程中冰壶乙受到的平均作用力大小为F． 14．光滑水平冰面直线轨道上，总质量m1=50kg的人和冰车以速度5m/s向右匀速运动，一质量m2=10kg的空冰车迎面而来，速度大小为10m/s，为避免两车直接碰撞，人在两车接触前用力推迎面而来的空车，两车始终在同一直线上运动： (1)为避免直接碰撞，求被推开空车的最小速度v； (2)设人对空车的推力300N，持续作用时间0.5s后撤去推力（该时间内车未发生碰撞），则撤去推力后两车的速度各是多少？ 15．如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块上，另一端与滑块接触但未连接，该整体静止放在离地面高为的光滑水平桌面上。现有一滑块从光滑曲面上离桌面高处由静止开始滑下，与滑块发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块向前运动，经过一段时间，滑块脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动，一段距离后从桌面边缘飞出。已知，，，滑块、、均可看作质点，取，不计空气阻力。求： （1）滑块与滑块碰撞结束瞬间的速度大小； （2）被压缩弹簧的最大弹性势能； （3）滑块落地点与桌面边缘的水平距离。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D D C B C AC BC CD 1．D 【详解】将斜劈与小物块看成一个系统，由于地面光滑，该系统在水平方向不受外力，故水平方向动量守恒，但竖直方向合外力不为零，故竖直方向动量不守恒； 在小物块下滑过程中，物块与斜劈之间的摩擦力有做功，故机械能不守恒； 故选D。 2．C 【详解】ABC．物体的动量等于物体的质量与速度的乘积，即 则物体的动量越大，质量与速度乘积一定也越大，故AB错误，C正确； D．根据动量定理可知 物体的动量变化和受到的力与时间的乘积有关，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】A．由 可知，物块的加速度大小为；根据牛顿第二定律有 解得 在第内，物块的位移 物块的重力势能增加量 A错误； B．机械能的增加量等于除了重力外拉力的功 B错误； C．动量的增量 方向向上，C错误； D．拉力的平均功率 D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．0~4s内拉力F=8N，即拉力小于最大静摩擦力，物体处于静止状态，故A错误； B．0~4s内摩擦力等于拉力的大小，所以摩擦力对物体的冲量为 故B错误； CD．由图可知4.5s时拉力F=9N，物体开始运动，运动后摩擦力变为滑动摩擦力 0~8s内，根据动量定理有 解得8s时物体的速度大小为 故C错误，D正确。 故选D。 5．C 【详解】根据自由落体运动，当安全带伸直时，，解得：，根据动量定理可得：，解得：F=1000N，ABD错误C正确． 6．B 【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．C 【详解】重物和船组成的系统，抛重物的过程中系统动量守恒，故有 得 故C正确，ABD错误。 故选C。 8．AC 【详解】A．由x-t图像可知，碰前小球2的位移不随时间变化，处于静止状态，A正确； B．碰后小球2的速度为正方向，说明向右运动，小球1的速度为负方向，说明向左运动，B错误； CD．由图读出，碰前小球1速度为v1=4 m/s，碰后小球2和小球1的速度分别为v′2 =2m/s，v′1=-2m/s，根据动量守恒定律得 m1v1= m1v′1+m2v′2 解得 m2=0.3kg 由于碰撞前后满足 m1v12=m1v′12+m2v′22 故为弹性碰撞，D错误， C正确。 故选AC。 9．BC 【详解】碰撞前系统总动量 由题意，设，碰前总动能为 A．若p'A=8kg·m/s，p'B=4kg·m/s，系统动量守恒，但是碰撞后A的速度仍大于B，与实际不相符，选项A错误； B．若p'A=6kg·m/s，p'B=6kg·m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能 是可能的，B正确； C．若p'A=5kg·m/s，p'B=7kg·m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能 是可能的，C正确； D．若p'A=-2kg·m/s，p'B=14kg·m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能 不可能，D错误。 故选BC。 10．CD 【详解】A．小球A、弹簧与小球B组成的系统机械能守恒，故A错误； B．由动量守恒知 解得 故B错误； C．由系统的机械能守恒 解得 故C正确； D．由动量定理得 代入数值求得 故D正确。 故选CD。 11． 0.5 BC 【详解】（1）[1] 图乙所示游标卡尺的最小分度值为0.1mm，可知挡光片的宽度为 [2] 滑块1、2经过光电门时的速度分别为 ， 滑块1、2组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得 整理得 （2）在力学实验中，纸带的主要功能是计时，兼具空间距离的测量，主要用来求与纸带相连物体在某时刻的速度或在一段时间内的加速度，故探究加速度和力、质量的关系与探究功和速度变化之间的关系需要求系统的加速度和瞬时速度，需要用到纸带。 故选BC。 12． BC m1·OP=m1·OM+m2·ON OP+OM=ON 两小球碰撞前后均做平抛运动，下落高度相同，运动时间相同，水平射程与平抛初速度成正比，可以用水平射程替代水平速度 【详解】(1)[1].A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；要保证碰撞前的速度相同，所以入射球1每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；为了使小球碰后不被反弹，要求入射小球1的质量大于被碰小球2的质量，故D错误；故选BC． (2)[2].小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，若两球相碰前后的动量守恒，则 m1v0=m1v1+m2v2， 又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t， 代入得： m1∙OP=m1∙OM+m2∙ON (3)[3].若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，由机械能守恒定律得： 将OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t代入得： m1OP2=m1OM2+m2ON2； 与m1OP=m1OM+m2ON联立可得： OP+OM=ON (4)[4].由于两球从同一高度下落，故下落时间相同，所以水平向速度之比等于两物体水平方向位移之比，可以用球的水平位移代替其水平速度． 13．①② 【详解】①由动量守恒定律有 解得 ②冰壶乙在碰撞过程由动量定理有 解得 14．(1)2.5m/s；(2)2m/s；5m/s 【详解】(1)以向右为正方向，推开后，空车向右最小速度与速度相等，设为，由动量守恒定律得 解得 (2)以人和冰车对象，以向右为正方向，根据动量定理可得 可得撤去推力后人和冰车的速度为 以空车对象，以向右为正方向，根据动量定理可得 可得撤去推力后空车的速度为 15．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）滑块从光滑曲面上高处由静止开始滑下的过程中机械能守恒，设其滑到水平桌面时的速度大小为，由机械能守恒定律有 解得 滑块与碰撞的过程，、系统的动量守恒，取水平向右为正方向，碰撞结束瞬间具有共同速度，设为，由动量守恒定律有 解得 （2）滑块、发生碰撞后与滑块一起压缩弹簧，压缩的过程中机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块、、速度相同，设为，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有 解得 由机械能守恒定律有 代入数据解得 （3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块脱离弹簧，设此时滑块、的速度为，滑块的速度为，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律有 联立解得 滑块从桌面边缘飞出后做平抛运动 联立解得 试卷第5页，共5页 试卷第7页，共12页 学科网（北京）股份有限公司 $$