内容正文:
2024-2025学年第一学期高一(5)部6月模拟
物理
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 下列关于动量和动能说法正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体动量不变
B. 物体速度发生改变,其动能必然改变
C. 动量相同的两物体,质量越大其动能越大
D. 动能相同的两物体,质量越大其动量越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.做匀速圆周运动的物体速度大小一定,方向发生变化,则该物体的动量大小一定,方向也发生变化,故A错误;
B.物体速度发生改变,当物体速度大小一定,方向发生变化时,物体的动能不变,故B错误;
C.根据,
解得
可知,动量相同的两物体,质量越大其动能越小,故C错误;
D.结合上述解得
可知,动能相同的两物体,质量越大其动量越大,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,光滑斜面体OAB固定在水平桌面上,斜面OA和OB的倾角分别为α=53°、β=37°。质量相同的物块a和b(均可视为质点)从顶端O处分别由斜面OA和OB从静止滑下,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A. a和b下滑过程,所用时间之比为
B. a和b下滑过程,重力的冲量大小之比为
C. a和b下滑到底端时,重力的瞬时功率大小之比为
D. a和b下滑到底端时,动能大小之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.设斜面的高度为h,则,
所以
故A错误;
B.下滑过程中重力的冲量大小为
所以
故B正确;
C.下滑到底端时,重力的瞬时功率大小为,
所以
故C错误;
D.根据动能定理可得
所以
故D错误。
故选B。
3. 如图所示,小车静止在光滑的水平面上,绳子一端固定在小车立柱上,另一端与小球相连。将小球缓慢向右拉开一定角度,然后同时放开小球和小车,不计空气阻力,则在小球、小车运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能守恒
B. 小车机械能一直在增加
C. 小球和小车组成的系统动量守恒
D. 小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒
【答案】D
【解析】
【详解】AB.小球在摆动过程中,系统机械能守恒,小球摆到最低点的过程中,绳子拉力对小车做正功,小车的机械能增加,小球的机械能减小,小球从最低点摆到最高点的过程中,绳子拉力对小车做负功,小车的机械能减少,小球的机械能增加,故AB错误;
CD.小球摆动过程中,小球和小车系统只受重力和支持力作用,水平方向合力为零,所以系统水平方向动量守恒,在竖直方向上,受力不平衡,所以竖直方向动量不守恒,那么系统动量也不守恒,故C错误,D正确;
故选D。
4. 如图甲所示,一个质量为的物体静止在光滑的水平地面上。在与水平方向成角的外力作用下,物块从静止开始沿水平地面做直线运动,的方向不变,大小随时间变化的图像如图乙所示。已知,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 内外力的冲量大小为
B. 内地面对物体支持力的冲量大小为
C. 末物体的动量大小为
D. 末物体的动量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.内外力的冲量大小为
故A错误;
B.物体受力分析如图所示
内地面对物体的支持力
内地面对物体支持力
内地面对物体的支持力的冲量大小为
故B正确;
C.由受力分析可知水平方向有
由动量定理可知末物体的动量为
故C错误;
D.末物体的动量为
故D错误。
故选B。
5. 浙江安吉云上草原景区推出“窝囊版”蹦极,很多网友纷纷前往景区打卡。为了研究蹦极过程,做以下简化:忽略阻力,将游客视为质点,运动始终沿竖直方向,游客从O点自由下落,至A点弹性绳自然伸直,经过合力为零的B点到达最低点C,然后弹起,整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 在O→B过程和在B→C过程中蹦极者动量的变化量相等
B. 在O→A→B→C过程中蹦极者受到的重力冲量等于弹性绳弹力冲量
C. 在A→B→C过程中任意一段时间内,蹦极者受到合力冲量方向始终向上
D. 在O→A过程中蹦极者受到的重力冲量等于动量的改变量
【答案】D
【解析】
【详解】A.在O→B过程和在B→C过程中蹦极者动量的变化量大小相等,但方向相反,故A错误;
B.在O→A→B→C过程中蹦极者受到的重力冲量于弹性绳弹力冲量大小相等,方向相反,故B错误;
C.在A→B过程中,蹦极者受到合力的冲量方向竖直向下,在B→C过程中,蹦极者受到合力的冲量方向竖直向上,故C错误;
D.在O→A过程中,蹦极者只受到的重力,无弹力,则重力冲量等于动量的改变量,故D正确。
故选D。
6. 质量为m的某国产新能源汽车在平直道路上以恒定功率P由静止启动,经过时间t达到最大速度,汽车在行驶时所受阻力恒为f,该过程中( )
A. 汽车做匀加速直线运动 B. 汽车达到的最大速率为
C. 汽车的平均速率为 D. 汽车行驶的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.对汽车,由牛顿第二定律可得
因为
可知功率不变时,随着速度增大,减小,合力减小,加速度减小,故A错误;
B.速度最大时,汽车加速度为0,此时牵引力等于阻力,即
得最大速度
故B错误;
C.若汽车做匀加速运动,则汽车的平均速率为
但汽车做的是加速度减小的加速运动,故平均速率不等于,故C错误;
D.对汽车,由动能定理有
联立解得汽车行驶的距离为
故D正确。
故选D。
7. 如图,长度为L的三根轻杆构成一个正三角形支架,在A处固定质量为2m的小球;B处固定质量为m的小球,支架悬挂在O点,可绕过O点与支架所在平面相垂直的固定轴转动。开始时OB与地面相垂直,放手后开始运动。在无任何阻力的情况下,下列说法中正确的是( )
A A球到达最低点时速度
B. A球到达最低点时,B球速度为
C. 摆动过程中A、B两球组成的系统机械能守恒
D. 摆动过程中A球机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】AB.A球到达最低点时,对AB系统机械能守恒定律
解得
即此时AB两球的速度均为,故AB错误;
CD.摆动过程中,AB系统的机械能守恒,A球机械能不守恒,故C正确,D错误。
故选C。
二、多选题(每小题6分,全部选对得6分,选对但不全对得3分,选错得0分,共18分)
8. 某校黎主任把木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上,在b上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图所示。当撤去外力后,下列说法中正确的是( )
A. a和b与弹簧组成的系统机械能守恒
B. a离开墙壁前,a和b组成的系统的动量不守恒
C. a离开墙壁后,a和b组成的系统的动量守恒
D. a离开墙壁后,a和b组成的系统机械能守恒
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.当撤去外力后,a和b与弹簧组成的系统只有弹力做功,则系统机械能守恒,选项A正确;
B.a离开墙壁前,a和b组成的系统由于受到墙壁的作用力,则合力不为零,则系统的动量不守恒,选项B正确;
C.a离开墙壁后,a和b组成的系统受合外力为零,则系统的动量守恒,选项C正确;
D.a离开墙壁后,a和b以及弹簧系统机械能守恒,但是a和b组成的系统机械能不守恒,选项D错误。
故选ABC。
9. 如图所示,质量为M、长度为L的船停在平静的湖面上,船头站着质量为m的人,。现在人由静止开始由船头走到船尾,不计水对船的阻力。则( )
A. 人行走时,人和船运动方向相反
B. 人行走时,船运行速度大于人的行进速度
C. 由于船的惯性大,当人停止运动时,船还要继续运动一段距离
D. 人相对水面的位移大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.人和船动量守恒,系统总动量为零,故人和船运动方向始终相反,故A正确;
B.根据动量守恒定律有
因,故
故B错误;
C.由人和船组成的系统动量守恒且系统总动量为零知:人走船走,人停船停,故C错误;
D.据动量守恒定律有
又,
可得
又
联立解得人相对水面的位移大小为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,将一半径为R的光滑半圆槽置于光滑水平面上,现让一小球自左侧槽口A的正上方h处由静止开始下落,恰好与圆弧槽相切自A点进入槽内,已知半圆槽质量为小球质量的4倍,则以下结论中正确的是(小球可视为质点,重力加速度为g)( )
A. 小球和半圆槽组成的系统在运动过程中机械能守恒
B. 小球在到达C点时速度为
C. 小球运动到半圆槽的最低点B时,半圆槽向左移动
D. 小球离开C点以后,将做斜上抛运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.小球在半圆槽内运动的过程中,小球和半圆槽组成的系统机械能守恒,故A正确;
BD.小球与半圆槽组成的系统满足水平方向动量守恒,则系统的水平动量始终为0,当小球在到达C点时,小球与半圆槽具有相同的水平速度,则半圆槽的速度刚好为0,根据系统机械能守恒可得
解得小球在到达C点时速度为
此时小球的水平分速度刚好为0,所以小球离开C点后,将做竖直上抛运动,故BD错误;
C.小球运动到半圆槽的最低点B时,根据系统水平方向动量守恒可得
解得
即半圆槽向左移动的距离为,故C正确。
故选AC。
三、实验题
11. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是____。
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、,测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为,打点计时器打点的周期为。设重物的质量为。从打点到打点的过程中,重物的重力势能变化量________,动能变化量_______。
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是______。
A.利用公式计算重物速度 B.利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D.没有采用多次实验取平均值的方法
(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒∶在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图像,并做如下判断∶若图像是一条过原点且斜率为______(用题中字母表示)的直线,则重物下落过程中机械能守恒。
【答案】 ①. AB ②. mghB ③. ④. C ⑤. 2g
【解析】
【详解】(1)[1]在下列器材中,还必须使用的两种器材是交流电源和刻度尺,故选AB;
(2)[2][3]从打点到打点的过程中,重物的重力势能变化量
动能变化量
(3)[4]大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是重物下落时存在空气阻力和摩擦阻力的影响,一部分重力势能转化为内能,故选C;
(4)[5]根据可得
则v2-h图像的斜率为
k=2g
四、解答题
12. 如图所示,粗糙水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆轨道BC在B点相切,半圆轨道BC的半径,质量的木块静置于水平轨道AB上,一颗质量的子弹以的速度沿水平方向射入木块且并未穿出,之后子弹和木块(下称结合体)经B点进入半圆轨道,并恰好能通过最高点C。取重力加速度大小,子弹射入木块的时间极短,结合体可视为质点,不计空气阻力。求:
(1)结合体到达C点时的速度大小;
(2)结合体在AB上的落点与B点间的距离x;
(3)结合体沿AB运动的过程中克服摩擦力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
结合体恰好能通过最高点C,此时重力提供向心力得
解得
【小问2详解】
结合体从C点做平抛运动,竖直方向上做自由落体运动有
水平方向上做匀速直线运动有
联立可得
【小问3详解】
设子弹与木块的共同速度为,由动量守恒定律则有
结合体沿AB运动到C点的过程中由动能定律
联立可得
13. 如图所示,光滑水平地面上,静置着足够长的木板B和物块C,木板B右端到物块C的距离为x=0.4m。某时刻,物块A以的初速度从木板B的左端冲上木板向右滑行。已知物块A、木板B、物块C的质量分别为、、,物块A与木板B上表面间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度为,木板B、物块C间的所有碰撞均为弹性碰撞。求:
(1)木板B与物块C第一次碰前瞬间,物块A和木板B的速度大小;
(2)从物块A冲上木板B到木板B与物块C第二次碰前瞬间,A、B因摩擦产生的热量;
(3)木板B与物块C第二次碰后瞬间,物块C的速度大小。
【答案】(1),
(2)9J (3)
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律可知A、B的加速度分别为
设经t时刻,B、C碰撞,则有
解得
,
【小问2详解】
B、C发生弹性碰撞,规定向右为正方向,则有
解得
,
若B、C再次碰撞前,B一直加速,设经时刻,B、C再次碰撞,则有
解得
s
此时B的速度为
由于地面光滑,则A、B最终共速,根据动量守恒定律有
解得
则B与C碰撞前已经与A共速,根据能量守恒定律有
代入数据解得
【小问3详解】
木板B与物块C第二次碰后瞬间,根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得
或(舍)
14. 如图所示,半径为R的四分之一光滑圆弧体固定在光滑水平面上。质量为2m的平板车静止在光滑水平面上,左端与A接触,平板车的上表面与A圆弧面的最低点相切。质量为m的物块B在A的圆弧面最上端的正上方高为处由静止释放,物块B经过A滑上平板车,当物块B与平板车共速时恰好不从平板车上落下,物块B与平板车上表面的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,不计物块B的大小,求:
(1)物块B的最大速度的大小;
(2)物块B滑到A最低点时对圆弧面的压力大小;
(3)平板车的长度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块B滑到圆弧体A的圆弧面最低点时速度最大,设最大速度的大小为
根据机械能守恒定律,有
解得
【小问2详解】
在圆弧面最低点,根据牛顿第二定律,有
解得
根据牛顿第三定律,物块此时对圆弧面的压力大小
【小问3详解】
设物块滑上平板车后,物块与平板车共速时的共同速度为,平板车的长度为
根据动量守恒,有
解得
由能量守恒定律,有
解得
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2024-2025学年第一学期高一(5)部6月模拟
物理
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 下列关于动量和动能说法正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体动量不变
B. 物体速度发生改变,其动能必然改变
C. 动量相同两物体,质量越大其动能越大
D. 动能相同的两物体,质量越大其动量越大
2. 如图所示,光滑斜面体OAB固定在水平桌面上,斜面OA和OB的倾角分别为α=53°、β=37°。质量相同的物块a和b(均可视为质点)从顶端O处分别由斜面OA和OB从静止滑下,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A. a和b下滑过程,所用时间之比为
B. a和b下滑过程,重力的冲量大小之比为
C. a和b下滑到底端时,重力的瞬时功率大小之比为
D. a和b下滑到底端时,动能大小之比为
3. 如图所示,小车静止在光滑的水平面上,绳子一端固定在小车立柱上,另一端与小球相连。将小球缓慢向右拉开一定角度,然后同时放开小球和小车,不计空气阻力,则在小球、小车运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能守恒
B. 小车的机械能一直在增加
C. 小球和小车组成的系统动量守恒
D. 小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒
4. 如图甲所示,一个质量为的物体静止在光滑的水平地面上。在与水平方向成角的外力作用下,物块从静止开始沿水平地面做直线运动,的方向不变,大小随时间变化的图像如图乙所示。已知,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 内外力的冲量大小为
B. 内地面对物体支持力的冲量大小为
C. 末物体的动量大小为
D. 末物体的动量大小为
5. 浙江安吉云上草原景区推出“窝囊版”蹦极,很多网友纷纷前往景区打卡。为了研究蹦极过程,做以下简化:忽略阻力,将游客视为质点,运动始终沿竖直方向,游客从O点自由下落,至A点弹性绳自然伸直,经过合力为零的B点到达最低点C,然后弹起,整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 在O→B过程和在B→C过程中蹦极者动量变化量相等
B. 在O→A→B→C过程中蹦极者受到的重力冲量等于弹性绳弹力冲量
C. 在A→B→C过程中任意一段时间内,蹦极者受到合力的冲量方向始终向上
D. 在O→A过程中蹦极者受到的重力冲量等于动量的改变量
6. 质量为m的某国产新能源汽车在平直道路上以恒定功率P由静止启动,经过时间t达到最大速度,汽车在行驶时所受阻力恒为f,该过程中( )
A. 汽车做匀加速直线运动 B. 汽车达到的最大速率为
C. 汽车的平均速率为 D. 汽车行驶的距离为
7. 如图,长度为L的三根轻杆构成一个正三角形支架,在A处固定质量为2m的小球;B处固定质量为m的小球,支架悬挂在O点,可绕过O点与支架所在平面相垂直的固定轴转动。开始时OB与地面相垂直,放手后开始运动。在无任何阻力的情况下,下列说法中正确的是( )
A. A球到达最低点时速度
B. A球到达最低点时,B球速度为
C. 摆动过程中A、B两球组成的系统机械能守恒
D. 摆动过程中A球机械能守恒
二、多选题(每小题6分,全部选对得6分,选对但不全对得3分,选错得0分,共18分)
8. 某校黎主任把木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上,在b上施加向左水平力使弹簧压缩,如图所示。当撤去外力后,下列说法中正确的是( )
A. a和b与弹簧组成的系统机械能守恒
B. a离开墙壁前,a和b组成的系统的动量不守恒
C. a离开墙壁后,a和b组成的系统的动量守恒
D. a离开墙壁后,a和b组成的系统机械能守恒
9. 如图所示,质量为M、长度为L的船停在平静的湖面上,船头站着质量为m的人,。现在人由静止开始由船头走到船尾,不计水对船的阻力。则( )
A. 人行走时,人和船运动方向相反
B. 人行走时,船运行速度大于人的行进速度
C. 由于船的惯性大,当人停止运动时,船还要继续运动一段距离
D. 人相对水面的位移大小为
10. 如图所示,将一半径为R的光滑半圆槽置于光滑水平面上,现让一小球自左侧槽口A的正上方h处由静止开始下落,恰好与圆弧槽相切自A点进入槽内,已知半圆槽质量为小球质量的4倍,则以下结论中正确的是(小球可视为质点,重力加速度为g)( )
A. 小球和半圆槽组成的系统在运动过程中机械能守恒
B. 小球在到达C点时速度为
C. 小球运动到半圆槽最低点B时,半圆槽向左移动
D. 小球离开C点以后,将做斜上抛运动
三、实验题
11. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是____。
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、,测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为,打点计时器打点的周期为。设重物的质量为。从打点到打点的过程中,重物的重力势能变化量________,动能变化量_______。
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是______。
A.利用公式计算重物速度 B.利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D.没有采用多次实验取平均值的方法
(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒∶在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图像,并做如下判断∶若图像是一条过原点且斜率为______(用题中字母表示)的直线,则重物下落过程中机械能守恒。
四、解答题
12. 如图所示,粗糙水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆轨道BC在B点相切,半圆轨道BC的半径,质量的木块静置于水平轨道AB上,一颗质量的子弹以的速度沿水平方向射入木块且并未穿出,之后子弹和木块(下称结合体)经B点进入半圆轨道,并恰好能通过最高点C。取重力加速度大小,子弹射入木块的时间极短,结合体可视为质点,不计空气阻力。求:
(1)结合体到达C点时的速度大小;
(2)结合体在AB上的落点与B点间的距离x;
(3)结合体沿AB运动的过程中克服摩擦力做的功。
13. 如图所示,光滑水平地面上,静置着足够长的木板B和物块C,木板B右端到物块C的距离为x=0.4m。某时刻,物块A以的初速度从木板B的左端冲上木板向右滑行。已知物块A、木板B、物块C的质量分别为、、,物块A与木板B上表面间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度为,木板B、物块C间的所有碰撞均为弹性碰撞。求:
(1)木板B与物块C第一次碰前瞬间,物块A和木板B的速度大小;
(2)从物块A冲上木板B到木板B与物块C第二次碰前瞬间,A、B因摩擦产生的热量;
(3)木板B与物块C第二次碰后瞬间,物块C速度大小。
14. 如图所示,半径为R的四分之一光滑圆弧体固定在光滑水平面上。质量为2m的平板车静止在光滑水平面上,左端与A接触,平板车的上表面与A圆弧面的最低点相切。质量为m的物块B在A的圆弧面最上端的正上方高为处由静止释放,物块B经过A滑上平板车,当物块B与平板车共速时恰好不从平板车上落下,物块B与平板车上表面的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,不计物块B的大小,求:
(1)物块B的最大速度的大小;
(2)物块B滑到A的最低点时对圆弧面的压力大小;
(3)平板车的长度。
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