内容正文:
高二物理 试卷第 1页,共 6页
贵阳市观山湖区第一高级中学 2024-2025学年度第一学期
9月月考 高二物理试卷
考试时间:2024 年 9 月 27 日 21:10-22:25 考试时常:75分钟
一、单项选择题:(本题共 7小题,每小题 4 分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只
有一项是符合题目要求的。)
1.如图所示,小孩荡秋千过程视为圆周运动,座椅、绳索质量不计,小孩可视为质点,忽
略一切阻力,从右侧最高点运动到左侧最高点的过程中( )
A.小孩机械能守恒
B.小孩的向心加速度不变
C.小孩受到重力的功率先增大后减小
D.小孩受到重力的总冲量为零
2.如图,a车拖着因故障而失去动力的b车在平直的公路上匀速行驶, 0t 时刻 a、b之间
的拖车绳断裂。已知 a车行驶过程中功率始终恒定,a、b运动过程中所受的阻力恒定,忽
略拖车绳的质量。从 0t 时刻至b车停止之前,下列说法正确的是( )
A.两车动量之和恒定不变
B.两车动能之和不断增大
C.相同时间间隔内 a车动能的增量相同
D.b车的动量随时间均匀减小
3.要打碎一块 5毫米厚的普通玻璃,需要约 600N的力。现让一枚质量约 100g的鹅蛋从高
空落到 5毫米厚的普通玻璃上,若鹅蛋与玻璃的作用时间为 0.01s,要使玻璃打碎,鹅蛋从
高空落下的高度约为( )(不计空气阻力,重力加速度为 210m / s )
A.300m B.250m C.180m D.120m
4.在运用动量定理处理二维运动时,可以在相互垂直的两个方向上分别研究。某同学某次
练习乒乓球削球时,乒乓球与竖直方向成37落下,在与球拍接触时,球拍保持水平且向右
运动,如图所示。已知球与球拍接触时间极短,接触前后球竖直方向速度大小不变,球与球
拍之间的动摩擦因数为 0.25, sin 37 0.6° 。球可视为质点,不计空气阻力及球的重力。则
球离开球拍时速度与竖直方向夹角 的正切值为( )
A.0.25 B.0.5
C.0.75 D.1
试卷第 2页,共 6页
5.如图甲,质量均为 1kg的塑料球和金属球通过细线连接,放置于水中,细线竖直,两小
球由静止释放后,向上做匀加速直线运动,2秒后细线断开,图乙为金属球向上运动过程中
的速度-时间(v-t)图像,不计水的阻力,当金属球速度减为零时,塑料球的速度大小为
( )
A.20m/s B.16m/s C.10m/s D.0m/s
6.打弹珠是小朋友经常玩的一个游戏。如图所示,光滑水平地面上有两个不同材质的弹珠
甲和乙,质量分别是 m和 km,现让甲以初速度 v0向右运动并与静止的乙发生碰撞,碰后乙
的速度为 0
2
3
v
,若碰后甲、乙同向运动,则 k的值可能是( )
A.0.4 B.1.6 C.1.2 D.2.1
7.以前人们在建造房屋时,通常用“打夯”将地基夯实.如图所示为“打夯”的情境,两人用绳
子拴接质量 m=80kg 的石块,保持两侧的绳子与竖直方向的夹角均为α=37°不变,两侧绳子
的拉力大小恒为 F=1000N,使静止的石块由地面竖直向上运动 h=0.45m后将外力撤走,石
块从施力到静止所用的总时间为 t=1.04s,重力加速度为 210m / sg , 2 1.41 ,sin37 0.6 ,
忽略空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.外力 F作用的时间为 0.6s
B.石块上升的最大高度为 0.9m
C.石块落地瞬间的速度大小约为 6m/s
D.石块与地面碰撞时产生的平均作用力大小约为 2070N
高二物理 试卷第 3页,共 6页
二、多项选择题:(本题共 3小题,每小题 5 分,共 15 分。在每小题给出的四个选项中,有
多项符合题目要求。全部选对的得 5 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。)
8.质量为 m的物块甲以 3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定于其左端,另
一质量也为 m的物块乙以 4m/s的速度与甲相向运动,如图所示.则( )
A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力属于内力作用,故系统动量守恒
B.当两物块相距最近时,甲物块的速率为零
C.甲物块的速率可能达到 5m/s
D.当甲物块的速率为 1m/s时,乙物块的速率可能为 2m/s,也可能为 0
9.如图所示,用两根不可伸长的轻质细绳把小球 a和 b悬挂于 O点,对两小球施加大小相
等、方向相反的恒力作用,a、b两小球静止在同一水平线上,两绳与竖直方向的夹角分别
为 30 和 60 。某时刻将两根细绳同时剪断,此后作用在两小球上的水平力不断增大
但大小始终相等,一段时间后两小球落在水平地面上,落地前瞬间小球 a的速度与水平方向
的夹角为 45,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.落地前任意时刻 a的加速度小于 b的加速度
B.下落过程中 a、b组成的系统,机械能不守恒,动量守恒
C.下落过程中 a、b的水平位移大小之比为 1∶3
D.下落过程中 a、b组成的系统增加的机械能与减小的重力势能之比为 3∶1
10.如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器,从里面的沙子全部在上部容器里开始计时,
沙子均匀地自由下落,到沙子全部落到下部容器里时计时结束,不计空气阻力和沙子间的影
响。对计时过程取两个时刻:时刻一,下部容器内没有沙子,部分沙子正在做自由落体运动;
时刻二,上、下容器内都有沙子,部分沙子正在做自由落体运动。下列说法正确的是( )
A.时刻一,桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
B.时刻一,桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
C.时刻二,桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
D.时刻二,桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
试卷第 4页,共 6页
三、实验题:(共计两小题,11 题 6 分,12 题 9分。)
11.如图甲所示,小车的前端固定有力传感器,能测出小车所受的拉力,小车上固定遮光条,
小车放在安装有定滑轮和两个光电门 A、B的光滑轨道上,用不可伸长的细线将小车与质量
为 m的重物相连,轨道放在水平桌面上,细线与轨道平行,滑轮质量、摩擦不计。
(1)用游标卡尺测遮光条的宽度,如图乙所示,则遮光条的宽度 d mm。
(2)实验主要步骤如下:
①测量小车、力传感器及遮光条的总质量为 M,测量两光电门间的距离为 L。
②由静止释放小车,小车在细线拉动下运动,记录力传感器的示数为 F,记录遮光条通过光
电门 A、B时的挡光时间分别为 At 、 Bt 及遮光条从 A到 B的时间为 t。
(3)实验过程中 (填“需要”或“不需要”)满足 M远大于 m。
(4)利用该装置验证动量定理的表达式为 Ft 。(用字母 M、d、 At 、 Bt 表示)
12.某小组用如图甲所示气垫导轨来探究两滑块碰撞的规律,导轨末端装有位移传感器(图
中未画出),滑块 a、b的质量分别为0.1kg和0.3kg。打开气泵,将气垫导轨调节水平;让 a
获得初速度后与静止的 b发生碰撞,规定 a碰前的速度方向为正方向;根据传感器记录的数
据,得到它们在碰撞前后的位移 x与时间 t的关系图像如图乙。回答下列问题:
(1)碰撞前 a的速度为 m / s。
(2)碰撞后瞬间 b的动量大小为 kg m / s ,方向为 (填“正”或“负”)方向。
高二物理 试卷第 5页,共 6页
(3)保持 b的质量不变,逐渐增加 a的质量,每次让 a以某一初速度与静止的 b发生碰撞,
多次实验发现,在误差允许的范围内,两滑块碰撞过程中动量守恒且机械能有损失。某次实
验中 a的质是为 0.3kg、初速度为2.0m / s,碰后瞬间 b的速度可能是下列哪一项_____。
A.1.6m / s B.2.0m / s C. 2.4m / s
四、计算题:(共计 3 题,13 题 10 分,14 题 14 分,15 题 18 分。)
13.如图所示,在光滑水平地面上放置一质量为 0.99kgM 的木块,一质量为 0.01kgm 的
子弹以水平速度 200m / sv 射入木块(未穿出),求:
(1)子弹射入木块过程中,子弹对木块作用力的冲量;
(2)射入的过程中,系统损失的机械能;
(3)若子弹打入木块的深度 0.1md ,求射入过程子弹和木块间的平均相互作用力。
14.某娱乐活动的部分闯关环节可简化抽象为下面的情景。如图所示,长 6mL 、质量
1.1kgM 的木板静止在光滑水平面上,左右平台无限长且与木板等高,木板左端与左平台
接触,质量 1.1kgm 的小滑块在恒力 F作用下从静止开始运动,力 F与水平方向的夹角为
37,F作用 2s后撤去,小滑块又滑行 1s后以 1 10m/sv 的速度离开平台后滑上木板,小滑
块与所有接触面间的动摩擦因数均为 0.5 ,小滑块可视为质点,重力加速度取 210m/s 。
已知 sin37 0.6° , cos37 0.8° 。求:
(1)撤去力 F时小滑块的速度大小;
(2)力 F的大小;
(3)要使小滑块与木板共速后,木板才与右侧平台相碰,s的取值范围。
试卷第 6页,共 6页
15.为测试某新车的性能,试验员驾驶该车在某实验路面上匀速行驶,运动过程中,前方空
气与车作用后迅速与车共速,产生空气阻力。已知该车的迎风面积为 S,空气密度为 ,车
的质量(含驾驶员)为 m。
(1)在某次实验时,该车匀速运动时功率为 P,若忽略车与地面的摩擦力,求该实验条件下空
气阻力的表达式。
(2)若不可忽略车与地面的摩擦力,地面对车的摩擦力与车重力成正比,试验员认为:保持
功率不变,减轻车身重量可以减小空气阻力。该结论是否正确?请说明理由。
(3)若汽车行驶过程中空气不仅会产生空气阻力,也能提供升力,升力的大小为 2kv ,车与地
面的动摩擦因数为
2
3
S k
。在测试过程中发现汽车以某一速度运动时,汽车功率最
大。求该速度 0v 。(提示:已知函数 y=ax3-bx,a>0,b>0,此函数极值点为
a
bx
3
)
答案第 1页,共 1页
贵阳市观山湖区第一高级中学2024-2025学年度第一学期
9月月考 高二物理试卷
考试时间:2024年9月28日 10:50-12:05 考试时常:75分钟
一、单项选择题:(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.如图所示,小孩荡秋千过程视为圆周运动,座椅、绳索质量不计,小孩可视为质点,忽略一切阻力,从右侧最高点运动到左侧最高点的过程中( )
A.小孩机械能守恒
B.小孩的向心加速度不变
C.小孩受到重力的功率先增大后减小
D.小孩受到重力的总冲量为零
2.如图,车拖着因故障而失去动力的车在平直的公路上匀速行驶,时刻、之间的拖车绳断裂。已知车行驶过程中功率始终恒定,、运动过程中所受的阻力恒定,忽略拖车绳的质量。从时刻至车停止之前,下列说法正确的是( )
A.两车动量之和恒定不变
B.两车动能之和不断增大
C.相同时间间隔内车动能的增量相同
D.车的动量随时间均匀减小
3.要打碎一块5毫米厚的普通玻璃,需要约600N的力。现让一枚质量约100g的鹅蛋从高空落到5毫米厚的普通玻璃上,若鹅蛋与玻璃的作用时间为0.01s,要使玻璃打碎,鹅蛋从高空落下的高度约为( )(不计空气阻力,重力加速度为)
A.300m B.250m C.180m D.120m
4.在运用动量定理处理二维运动时,可以在相互垂直的两个方向上分别研究。某同学某次练习乒乓球削球时,乒乓球与竖直方向成落下,在与球拍接触时,球拍保持水平且向右运动,如图所示。已知球与球拍接触时间极短,接触前后球竖直方向速度大小不变,球与球拍之间的动摩擦因数为0.25,。球可视为质点,不计空气阻力及球的重力。则球离开球拍时速度与竖直方向夹角的正切值为( )
A.0.25 B.0.5 C.0.75 D.1
5.如图甲,质量均为1kg的塑料球和金属球通过细线连接,放置于水中,细线竖直,两小球由静止释放后,向上做匀加速直线运动,2秒后细线断开,图乙为金属球向上运动过程中的速度-时间(v-t)图像,不计水的阻力,当金属球速度减为零时,塑料球的速度大小为( )
A.20m/s B.16m/s C.10m/s D.0m/s
6.打弹珠是小朋友经常玩的一个游戏。如图所示,光滑水平地面上有两个不同材质的弹珠甲和乙,质量分别是m和km,现让甲以初速度v0向右运动并与静止的乙发生碰撞,碰后乙的速度为,若碰后甲、乙同向运动,则k的值可能是( )
A.0.4 B.1.6 C.1.2 D.2.1
7.以前人们在建造房屋时,通常用“打夯”将地基夯实.如图所示为“打夯”的情境,两人用绳子拴接质量m=80kg的石块,保持两侧的绳子与竖直方向的夹角均为α=37°不变,两侧绳子的拉力大小恒为F=1000N,使静止的石块由地面竖直向上运动h=0.45m后将外力撤走,石块从施力到静止所用的总时间为t=1.04s,重力加速度为,,,忽略空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.外力F作用的时间为0.6s
B.石块上升的最大高度为0.9m
C.石块落地瞬间的速度大小约为6m/s
D.石块与地面碰撞时产生的平均作用力大小约为2070N
二、多项选择题:(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8.质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定于其左端,另一质量也为m的物块乙以4m/s的速度与甲相向运动,如图所示.则( )
A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力属于内力作用,故系统动量守恒
B.当两物块相距最近时,甲物块的速率为零
C.甲物块的速率可能达到5m/s
D.当甲物块的速率为1m/s时,乙物块的速率可能为2m/s,也可能为0
9.如图所示,用两根不可伸长的轻质细绳把小球a和b悬挂于O点,对两小球施加大小相等、方向相反的恒力作用,a、b两小球静止在同一水平线上,两绳与竖直方向的夹角分别为和。某时刻将两根细绳同时剪断,此后作用在两小球上的水平力不断增大但大小始终相等,一段时间后两小球落在水平地面上,落地前瞬间小球a的速度与水平方向的夹角为,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.落地前任意时刻a的加速度小于b的加速度
B.下落过程中a、b组成的系统,机械能不守恒,动量守恒
C.下落过程中a、b的水平位移大小之比为1∶3
D.下落过程中a、b组成的系统增加的机械能与减小的重力势能之比为3∶1
10.如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器,从里面的沙子全部在上部容器里开始计时,沙子均匀地自由下落,到沙子全部落到下部容器里时计时结束,不计空气阻力和沙子间的影响。对计时过程取两个时刻:时刻一,下部容器内没有沙子,部分沙子正在做自由落体运动;时刻二,上、下容器内都有沙子,部分沙子正在做自由落体运动。下列说法正确的是( )
A.时刻一,桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
B.时刻一,桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
C.时刻二,桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
D.时刻二,桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
三、实验题:(共计两小题,11题6分,12题9分。)
11.如图甲所示,小车的前端固定有力传感器,能测出小车所受的拉力,小车上固定遮光条,小车放在安装有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上,用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连,轨道放在水平桌面上,细线与轨道平行,滑轮质量、摩擦不计。
(1)用游标卡尺测遮光条的宽度,如图乙所示,则遮光条的宽度 。
(2)实验主要步骤如下:
①测量小车、力传感器及遮光条的总质量为M,测量两光电门间的距离为L。
②由静止释放小车,小车在细线拉动下运动,记录力传感器的示数为F,记录遮光条通过光电门A、B时的挡光时间分别为、及遮光条从A到B的时间为t。
(3)实验过程中 (填“需要”或“不需要”)满足M远大于m。
(4)利用该装置验证动量定理的表达式为 。(用字母M、d、、表示)
12.某小组用如图甲所示气垫导轨来探究两滑块碰撞的规律,导轨末端装有位移传感器(图中未画出),滑块a、b的质量分别为和。打开气泵,将气垫导轨调节水平;让a获得初速度后与静止的b发生碰撞,规定a碰前的速度方向为正方向;根据传感器记录的数据,得到它们在碰撞前后的位移与时间的关系图像如图乙。回答下列问题:
(1)碰撞前a的速度为 。
(2)碰撞后瞬间b的动量大小为 ,方向为 (填“正”或“负”)方向。
(3)保持b的质量不变,逐渐增加a的质量,每次让a以某一初速度与静止的b发生碰撞,多次实验发现,在误差允许的范围内,两滑块碰撞过程中动量守恒且机械能有损失。某次实验中a的质是为、初速度为,碰后瞬间b的速度可能是下列哪一项_____。
A. B. C.
四、计算题:(共计3题,13题10分,14题14分,15题18分。)
13.如图所示,在光滑水平地面上放置一质量为的木块,一质量为的子弹以水平速度射入木块(未穿出),求:
(1)子弹射入木块过程中,子弹对木块作用力的冲量;
(2)射入的过程中,系统损失的机械能;
(3)若子弹打入木块的深度,求射入过程子弹和木块间的平均相互作用力。
14.某娱乐活动的部分闯关环节可简化抽象为下面的情景。如图所示,长、质量的木板静止在光滑水平面上,左右平台无限长且与木板等高,木板左端与左平台接触,质量的小滑块在恒力F作用下从静止开始运动,力F与水平方向的夹角为,F作用2s后撤去,小滑块又滑行1s后以的速度离开平台后滑上木板,小滑块与所有接触面间的动摩擦因数均为,小滑块可视为质点,重力加速度取。已知,。求:
(1)撤去力F时小滑块的速度大小;
(2)力F的大小;
(3)要使小滑块与木板共速后,木板才与右侧平台相碰,s的取值范围。
15.为测试某新车的性能,试验员驾驶该车在某实验路面上匀速行驶,运动过程中,前方空气与车作用后迅速与车共速,产生空气阻力。已知该车的迎风面积为S,空气密度为,车的质量(含驾驶员)为m。
(1)在某次实验时,该车匀速运动时功率为P,若忽略车与地面的摩擦力,求该实验条件下空气阻力的表达式。
(2)若不可忽略车与地面的摩擦力,地面对车的摩擦力与车重力成正比,试验员认为:保持功率不变,减轻车身重量可以减小空气阻力。该结论是否正确?请说明理由。
(3)若汽车行驶过程中空气不仅会产生空气阻力,也能提供升力,升力的大小为,车与地面的动摩擦因数为。在测试过程中发现汽车以某一速度运动时,汽车功率最大。求该速度。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
C
A
A
C
B
AD
ACD
BC
1.A
【详解】A.小孩从右侧最高点运动到左侧最高点的过程中,只有重力对小孩做功,小孩机械能守恒,故A正确;
B.根据
由于速度大小先变大后变小,则小孩的向心加速度先变大后变小,方向时刻发生变化,故B错误;
C.根据
由于从右侧最高点到最低点,竖直分速度先增大后减小;从最低点到左侧最高点,竖直分速度先增大后减小;则小孩受到重力的功率先增大后减小,再增大后减小,故C错误;
D.根据
可知小孩受到重力的总冲量不为零,故D错误。
故选A。
2.D
【详解】AB.设车的功率为,、车所受阻力的大小分别为、,绳子断开之前,有
绳子断开后,车受到的阻力为,则车速度将增大,其功率不变,故其牵引力减小,车先做加速度减小的加速运动,之后可能存在匀速过程,将,两车视为系统,可知在车停下之前系统合外力水平向左,两车的动量之和减小,合外力做负功,动能之和减小,故AB错误;
C.对车,根据动能定理可得
可知车加速的过程中相同时间内位移不断增大,车克服阻力做的功增多,动能增加量减少,故C错误;
D.b车做匀减速直线运动,速度随时间均匀减小,故动量随时间均匀减小,故D正确。
故选D。
3.C
【详解】设落下的高度为,则
因为重力远小于F,所以鹅蛋的重力忽略,规定竖直向上为正方向,根据动量定理,得
解得
C正确。
故选C。
4.A
【详解】设反弹速度为,根据动量定理,竖直方向,设向上为正方向,则
水平方向设向右为正方向,则
其中
解得
故选A。
5.A
【详解】两小球向上运动过程中,合外力始终不变,0~5s内,根据系统动量定理有
解得
v=20m/s
故选A。
6.C
【详解】设甲与乙发生碰撞后甲的速度为v,由动量守恒定律得
解得
碰撞后甲、乙同向运动,则
解得
碰后甲球速度不能越过乙球,有
解得
碰撞过程中总动能不增加,有
解得
综上所述,k的取值范围为
故选C。
7.B
【详解】A.撤去外力前,对石块由牛顿第二定律得
代入数据解得
根据运动学公式可得
可得
故A错误;
B.撤去外力瞬间,石块的速度为
撤走外力后石块做竖直上抛运动,石块从撤走外力到最高点的过程上升的高度为
所以石块上升的最大高度为
故B正确;
C.设石块落地瞬间的速度大小为,则有
解得
故C错误;
D.从撤走外力到石块运动到最高点所用的时间为
石块由最高点到落在地面的过程所用的时间为
石块落地后与地面相互作用的时间为
石块与地面相互作用的过程中,由动量定理得
代入数据解得
故D错误。
故选B。
8.AD
【详解】A.甲、乙两物块(包括弹簧)组成的系统在弹簧压缩过程中,系统所受的合外力为零,系统动量守恒,故A正确;
B.当两物块相距最近时速度相同,取碰撞前乙的速度方向为正方向,设共同速率为v,根据动量守恒定律得到
mv乙-mv甲=2mv
解得
v=0.5m/s
故B错误.
C.若物块甲的速率达到5m/s,方向与原来相同,则
mv乙-mv甲=-mv甲′+mv乙′
代入数据解得
v乙′=6m/s.
两个物体的速率都增大,动能都增大,违反了能量守恒定律.若物块甲的速率达到5m/s,方向与原来相反,则
mv乙-mv甲=mv甲′+mv乙′
代入数据解得
v乙′=-5m/s
当碰撞后,乙的动能不变,甲的动能增加,系统总动能增加,违反了能量守恒定律.所以物块甲的速率不可能达到5m/s,故C错误.
D.甲、乙组成的系统动量守恒,若物块甲的速率为1m/s,方向与原来相同,由动量守恒定律得
mv乙-mv甲=-mv甲′+mv乙′
代入数据解得
v乙′=2m/s
若物块甲的速率为1m/s,方向与原来相反,由动量守恒定律得
mv乙-mv甲=mv甲′+mv乙′
代入数据解得
v乙′=0
故D正确.
故选AD.
9.ACD
【详解】A.初始时,两球均处于平衡状态,由
得
代入数据得
细绳剪断后两球竖直方向做自由落体运动,处于同一水平线上,水平方向由
得
小球竖直方向加速度均为重力加速度,因此落地前任意时刻a的加速度小于b的加速度,故A正确;
B.小球在水平方向做初速度为零的加速直线运动,加速度不同,时间相同,水平位移不同,水平力对系统做功不为零,机械能不守恒,由于下落过程中系统所受重力不为零,动量不守恒,B错误;
C.下落过程中a、b的水平方向加速度始终满足1:3的关系,且两球下落时间相同,则水平位移大小之比为1:3,故C正确;
D. 下落过程中,小球a做自由落体运动,有
由于落地前瞬间小球a的速度与水平方向的夹角为,因此落地前瞬间
故
系统在水平方向所受合力为零,水平方向动量守恒
故
水平力对系统做功
下落过程中,重力对小球做功为
系统增加的机械能
减小的重力势能
下落过程中a、b组成的系统增加的机械能与减小的重力势能之比为3∶1,故D正确。
故选ACD。
10.BC
【详解】AB.时刻一,下部容器内没有沙子,部分沙子正在做自由落体运动,对整体分析,有一部分沙子有向下的加速度,则总重力大于支持力,合力向下,A项错误,B项正确;
CD.对时刻二分析,部分沙子做自由落体运动,设沙漏的总质量为m,空中正在下落的沙子质量为,沙漏中部细孔到底部静止沙子表面的高度为h,因细孔处速度很小,可视为零,故下落的沙子冲击底部静止沙子表面的速度
沙子下落的时间
设下落的沙子对底部静止沙子的冲击力为,在极短时间内,撞击在底部静止沙子表面的沙子质量为,由动量定理有
解得
空中的沙子质量
则
对沙漏受力分析,可知桌面对沙漏的支持力
C项正确,D项错误。
故选BC。
11. 0.60 不需要
【详解】(1)[1]20分度游标卡尺的精确值为,由图可知遮光条的宽度为
(3)[2]实验中可通过力传感器来直接测量细线的拉力,不需要将重物的重力近似等于细线的拉力,故实验中不需要满足M远大于m。
(4)[3]小车通过光电门A、B时的速度分别为
,
以小车为研究对象,小车通过光电门A、B过程中,合力的冲量为
小车通过光电门A、B时动量的变化量为
则验证动量定理的表达式为
12.(1)2.5
(2) 0.3 正
(3)A
【详解】(1)根据图像的斜率表示速度,可知碰撞前a的速度为
(2)[1] 碰撞后瞬间b的速度为
动量为
[2]速度方向为正方向,则动量方向也为正方向。
(3)若a、b发生弹性碰撞,则有
解得
由于碰撞中有能量守恒,则碰后瞬间b的速度可能是1.6m/s。
故选A。
13.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设子弹射入木块时,二者的共同速度为,取子弹的初速度方向为正方向,则有
-----1分
由动量定理得
----1分
由①②两式解得
---1分
(2)射入过程中损失的机械能为
---2分
代入数值解得
----2分
(3)由能量守恒可知
-----2分
代入数值得:
----1分
14.(1)15m/s ;(2)12.5N ;(3)
【详解】(1)撤去力F后,小滑块在滑行1s过程中由动量定理有
---2分
解得撤去力F时滑块的速度
-----1分
(2)小滑块在滑行2s过程中由动量定理有
---2分
解得
---2分
(3)小滑块与木板作用,根据动量守恒定律有
----2分
解得小滑块与木板共速为
---1分
设木板在小滑块的摩擦力作用下位移大小为,由动能定理有
---2分
解得木板位移
---1分
故当即时,小滑块与木板共速后,木板才与右侧平台相碰。---1分
15.(1)
(2)不正确,见解析
(3)
【详解】(1)时间内,与该车碰撞的空气质量为
---2分
对空气,时间内,根据动量定理有
---2分
解得
---1分
根据牛顿第三定律,该车受到的空气阻力
---1分
且
---1分
联立解得
---2分
(2)地面对车的摩擦力与车重力成正比,设比例系数为,则
---1分
该车受到的空气阻力
----1分
该车匀速运动时,有
---2分
保持功率不变,减轻车身重量,则增大,空气阻力增大,故结论不正确。
(3)地面对车的摩擦力
---1分
汽车功率为
----2分
对汽车功率求导可得
根据数学关系可知,当
时,汽车功率最大,解得
---2分
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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