内容正文:
江苏省如皋中学2025-2026学年度第一学期综合练习(一)
高二 物理
命题人:邱建国 审核人:王敏
一、单选题
1. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 减少了碰撞前后司机的冲量
B. 增加了司机单位面积的受力大小
C. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
2. 如图所示,一位同学拉着行李箱沿着平直道路前行,可简化为如下模型,质量为m的行李箱,受到与水平方向成θ角的拉力F作用沿水平方向做匀速直线运动,在时间t内运动了位移x。关于该运动过程,下列说法正确的是( )
A. 行李箱所受拉力的冲量大小为Ft
B. 行李箱所受重力的冲量为0
C. 行李箱所受拉力做功为Fx
D. 行李箱所受重力做功为mgx
3. 在冬奥会冰上短道速滑接力比赛中,乙运动员奋力向前推出前方甲运动员,忽略一切阻力,此过程中( )
A. 甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量
B. 甲、乙两运动员组成的系统动量增加
C. 甲、乙两运动员组成的系统机械能增加
D. 甲、乙两运动员的速度变化量大小一定相等
4. 如图所示,A、B两物体质量之比为3:2,原来静止在平板小车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,则下列说法错误的是( )
A. 若A、B与平板车间的动摩擦因数相同,A、B组成的系统动量守恒
B. 若A、B与平板车间的动摩擦因数不相同,A、B、C组成的系统动量守恒
C. 若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B组成的系统动量守恒
D. 若A、B所受的摩擦力大小不相等,A、B、C组成的系统动量守恒
5. 航天员在“天宫课堂”中演示碰撞实验。分析实验视频,每隔相等的时间截取一张照片,照片中小方格为正方形,虚线均分小方格,如图所示。则小球和大球的质量之比为( )
A. 1:2 B. 1:4 C. 2:3 D. 1:5
6. 如图所示,物块A、B静止在光滑水平面上,且mA>mB。现用大小相等的两个力F和分别同时开始作用在A和B上,使A、B沿一条直线相向运动,然后又同时撤去这两个力,则两物体碰撞并合为一体后,它们( )
A. 一定停止运动 B. 一定向右运动
C. 一定向左运动 D. 仍运动,但运动方向不能确定
7. 如图所示,两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上,有一人静止站在A车上,两车静止,当这个人自A车跳到B车上,接着又跳回A车,则以下说法正确的是( )
A. A车的速率大于B车的速率 B. A车的速率等于B车的速率
C. A、B两车仍然保持静止 D. A车的速率小于B车的速率
8. 一个质量为的小型炸弹自水平地面朝右上方射出,在最高点以水平向右的速度飞行时,突然爆炸为质量相等的甲、乙、丙三块弹片,如图所示。爆炸之后乙自静止自由下落,丙沿原路径回到原射出点。若忽略空气阻力,则爆炸后甲的速度为( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,两个质量分别为、的小球A、B在光滑的水平面上沿同一直线向右运动,,经过一段时间后两球发生正碰,碰前速度分别为,,碰撞后的速度分别为、,则下列选项中可能正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
10. 质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦。小孩以相对滑板的速度v沿水平方向跃离了滑板,则跃离后滑板的速度大小为( )
A. B. C. D.
11. 如图所示,用高压水枪水力采煤,假设水枪的横截面积为S,水流喷出的速度为v,并假设水流冲击煤层后顺着煤层流下,不考虑水在空中的速度变化,已知水的密度为ρ。煤层受到水的平均冲击力大小为( )
A. B. C. D.
二、非选择题
12. 某实验小组利用气垫导轨验证动量守恒定律,实验装置如图所示。安装好器材后,进行了以下操作,完成下列填空:
(1)用天平测得滑块(含遮光条)、(含橡皮泥)的质量分别为;本实验中_______(填“需要”或“不需要”)。
(2)打开气泵,待稳定后调节气垫导轨,直至轻推滑块后,上遮光条通过光电门1和2的时间________(填“相等”或“不等”),说明气垫导轨已调至水平。
(3)将滑块推至光电门1的左侧,将滑块放在光电门1和2之间。向右轻推一下,滑块通过光电门1后与静止的滑块碰撞粘合一起共同速度通过光电门2。测得滑块通过光电门1、2的时间分别为和。该步骤中_________(填“需要”或“不需要”)测量遮光条的宽度。
(4)改变滑块推出时的速度,重复步骤(3),作出以为纵坐标,以_______(填“”或“”)为横坐标的图线。若该图线为过原点的直线,且直线的斜率_______,则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。
13. 如图所示,两个滑块A、B静置于同一光滑水平直轨道上,B的质量为m。现给滑块A向右的初速度,一段时间后A与B发生碰撞,碰后A、B分别以,的速度向右运动。求:
(1)A的质量;
(2)碰撞过程中B对A冲量的大小。
14. 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着玩手机,若手机的质量为150g,从离人脸约20cm的高度无初速度掉落,砸到人脸后手机未反弹,人脸受到手机的冲击时间为0.1s,重力加速度,忽略空气阻力,求:
(1)手机砸到人脸前的瞬间动量大小;
(2)手机对人脸的平均冲力大小。
15. 如图所示,在固定的光滑水平杆(杆足够长)上,套有一个质量为的光滑金属圆环,轻绳一端拴在环上,另一端系着一个质量为的木块,现有一质量为的子弹以的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间,g取),求:
(1)圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能;
(2)木块所能达到的最大高度;
(3)铁环的最大速度。
16. 如图所示,质量的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径R=1m的光滑四分之一圆弧轨道,BC段是长L=2m的粗糙水平轨道,两段轨道相切于B点。一个质量可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿圆弧轨道下滑,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点。重力加速度求:
(1)滑块滑到圆弧轨道最低点B时,滑块的速度v₁的大小;
(2)滑块与BC轨道间的滑动摩擦因数μ;
(3)整个过程小车的位移x的大小。
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江苏省如皋中学2025-2026学年度第一学期综合练习(一)
高二 物理
命题人:邱建国 审核人:王敏
一、单选题
1. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 减少了碰撞前后司机的冲量
B. 增加了司机单位面积的受力大小
C. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
【答案】D
【解析】
【详解】AC.有无安全气囊司机初动量和末动量均相同,动量的改变量也相同,不能减少碰撞前后司机受到的冲量,AC错误;
B.安全气囊充气后,受力面积增大,故减小了司机单位面积的受力大小,B错误;
D.安全气囊充气后面积增大,司机的受力面积也增大,在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲延长了作用时间,D正确;
故选D。
2. 如图所示,一位同学拉着行李箱沿着平直道路前行,可简化为如下模型,质量为m的行李箱,受到与水平方向成θ角的拉力F作用沿水平方向做匀速直线运动,在时间t内运动了位移x。关于该运动过程,下列说法正确的是( )
A. 行李箱所受拉力的冲量大小为Ft
B. 行李箱所受重力的冲量为0
C. 行李箱所受拉力做功为Fx
D. 行李箱所受重力做功为mgx
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据冲量的定义可知,行李箱所受拉力的冲量大小为Ft,所受重力的冲量大小为,故A正确,B错误;
CD.根据功的计算公式可知,行李箱所受拉力做功为,所受重力做功为0,故CD错误。
故选A。
3. 在冬奥会冰上短道速滑接力比赛中,乙运动员奋力向前推出前方甲运动员,忽略一切阻力,此过程中( )
A. 甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量
B. 甲、乙两运动员组成的系统动量增加
C. 甲、乙两运动员组成的系统机械能增加
D. 甲、乙两运动员的速度变化量大小一定相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据冲量的定义
可知乙猛推甲的过程中,相互作用力是大小相等,方向相反,作用时间相等,所以甲对乙的冲量大小等于乙对甲的冲量大小,A错误;
B.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,系统所受合外力为零,所以甲、乙两人组成的系统总动量守恒,B错误;
C.根据能量的转化情况分析系统可知,在乙猛推甲的过程中,将体内的化学能转化为系统的机械能,所以甲、乙两人组成的系统机械能增加,C正确;
D.乙推甲的过程中,甲、乙两运动员组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,由动量守恒定律可知,甲和乙组成的系统总动量不变,甲、乙的动量变化大小相等,方向相反,但是甲、乙的质量不一定相同,所以甲、乙两运动员的速度变化量大小不一定相等,D错误。
故选C。
4. 如图所示,A、B两物体质量之比为3:2,原来静止在平板小车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,则下列说法错误的是( )
A. 若A、B与平板车间的动摩擦因数相同,A、B组成的系统动量守恒
B. 若A、B与平板车间的动摩擦因数不相同,A、B、C组成的系统动量守恒
C. 若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B组成的系统动量守恒
D. 若A、B所受的摩擦力大小不相等,A、B、C组成的系统动量守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,弹簧释放后,若A、B两物体仍静止,则A、B两物体动量守恒。若A、B两物体发生滑动,A、B两物体受到的摩擦力不同,系统所受合外力不为0,系统动量不守恒,故A错误;
BD.由于地面光滑,A、B、C组成的系统所受合外力为0,A、B、C组成的系统动量守恒。动量守恒需要系统受到的合外力为零,与系统内的内力无关,A、B、C之间的摩擦力为内力,故BD正确;
C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B两物体构成的系统所受合外力为0,动量守恒,故C正确。
本题选错误的,故选A。
5. 航天员在“天宫课堂”中演示碰撞实验。分析实验视频,每隔相等的时间截取一张照片,照片中小方格为正方形,虚线均分小方格,如图所示。则小球和大球的质量之比为( )
A. 1:2 B. 1:4 C. 2:3 D. 1:5
【答案】B
【解析】
【详解】设小球、大球的质量分别为m1、m2,小正方形的边长为a,间隔相等的时间为t,水平向右为正方向,由第一张与第二张照片可知小球的初速度
由第二张与第三张照片可知碰撞后小球的速度
碰撞后大球的速度
根据动量守恒定律有
解得
故选B。
6. 如图所示,物块A、B静止在光滑水平面上,且mA>mB。现用大小相等的两个力F和分别同时开始作用在A和B上,使A、B沿一条直线相向运动,然后又同时撤去这两个力,则两物体碰撞并合为一体后,它们( )
A. 一定停止运动 B. 一定向右运动
C. 一定向左运动 D. 仍运动,但运动方向不能确定
【答案】A
【解析】
【详解】由动量定理可得
由于两个力大小相等,作用时间相等,可知撤去外力后、碰撞前它们的动量大小相等,方向相反,碰撞过程中满足动量守恒,有
则两物体碰撞并合为一体后速度为零,即一定停止运动。
故选A。
7. 如图所示,两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上,有一人静止站在A车上,两车静止,当这个人自A车跳到B车上,接着又跳回A车,则以下说法正确的是( )
A. A车的速率大于B车的速率 B. A车的速率等于B车的速率
C. A、B两车仍然保持静止 D. A车的速率小于B车的速率
【答案】D
【解析】
【详解】A、B两车和人组成的系统在水平方向不受外力,故A、B两车和人组成的系统在水平方向动量守恒,由于系统的初动量为0,则系统末动量为0,则有
可得
可知A车的速率小于B车的速率。
故选D。
8. 一个质量为的小型炸弹自水平地面朝右上方射出,在最高点以水平向右的速度飞行时,突然爆炸为质量相等的甲、乙、丙三块弹片,如图所示。爆炸之后乙自静止自由下落,丙沿原路径回到原射出点。若忽略空气阻力,则爆炸后甲的速度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】爆炸后丙沿原路径回到原射出点,可知爆炸后丙的速度为向左的v,设向右为正方向,则由动量守恒
解得
故选D。
9. 如图所示,两个质量分别为、的小球A、B在光滑的水平面上沿同一直线向右运动,,经过一段时间后两球发生正碰,碰前速度分别为,,碰撞后的速度分别为、,则下列选项中可能正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】碰撞过程应满足系统动量守恒和总动能不增加原则,碰撞前系统的初动量为
可知碰撞前系统的初动能为
A.碰撞后系统的动量为
碰撞后系统的动能为
不满足碰撞过程总动能不增加原则,故A错误;
B.碰撞后系统的动量为
碰撞后系统的动能为
故B正确;
C.碰撞后系统的动量为
不满足动量守恒,故C错误;
D.A球速度反向不满足动量守恒,A球速度不改变方向则碰撞后A球速度应小于B球速度且不满足动量守恒,故D错误。
故选B。
10. 质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦。小孩以相对滑板的速度v沿水平方向跃离了滑板,则跃离后滑板的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意,设跃离后滑板的速度大小为,取向右为正方向,由动量守恒定律有
解得
故选D。
11. 如图所示,用高压水枪水力采煤,假设水枪的横截面积为S,水流喷出的速度为v,并假设水流冲击煤层后顺着煤层流下,不考虑水在空中的速度变化,已知水的密度为ρ。煤层受到水的平均冲击力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设∆t时间内水枪射出水的质量为∆m,则有
以这小段水柱为研究对象,选取初速度的方向为正方向,根据动量定理有
联立解得
故选A。
二、非选择题
12. 某实验小组利用气垫导轨验证动量守恒定律,实验装置如图所示。安装好器材后,进行了以下操作,完成下列填空:
(1)用天平测得滑块(含遮光条)、(含橡皮泥)的质量分别为;本实验中_______(填“需要”或“不需要”)。
(2)打开气泵,待稳定后调节气垫导轨,直至轻推滑块后,上遮光条通过光电门1和2的时间________(填“相等”或“不等”),说明气垫导轨已调至水平。
(3)将滑块推至光电门1的左侧,将滑块放在光电门1和2之间。向右轻推一下,滑块通过光电门1后与静止的滑块碰撞粘合一起共同速度通过光电门2。测得滑块通过光电门1、2的时间分别为和。该步骤中_________(填“需要”或“不需要”)测量遮光条的宽度。
(4)改变滑块推出时的速度,重复步骤(3),作出以为纵坐标,以_______(填“”或“”)为横坐标的图线。若该图线为过原点的直线,且直线的斜率_______,则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。
【答案】(1)不需要 (2)相等
(3)不需要 (4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
因为该碰撞为完全非弹性碰撞,碰撞后黏在一起,所以对两物体质量无要求。
【小问2详解】
轻推滑块a后,a通过光电门1和2的时间相等,说明滑块匀速运动,即说明气垫导轨已调至水平。
【小问3详解】
设遮光条宽度为d,由题意可知滑块a碰滑块b前速度大小
滑块a碰滑块b后整体速度
规定向右为正方向,由动量守恒有
联立解得
整理得
可知图线为过原点的直线,所以不需要测量遮光条的宽度;
【小问4详解】
由上分析可知
变形得
可知图线为过原点的直线,且直线的斜率
则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。
13. 如图所示,两个滑块A、B静置于同一光滑水平直轨道上,B的质量为m。现给滑块A向右的初速度,一段时间后A与B发生碰撞,碰后A、B分别以,的速度向右运动。求:
(1)A的质量;
(2)碰撞过程中B对A冲量的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据动量守恒定律可得
,
解得
【小问2详解】
根据动量定理可得,B对A的冲量大小
得
14. 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着玩手机,若手机的质量为150g,从离人脸约20cm的高度无初速度掉落,砸到人脸后手机未反弹,人脸受到手机的冲击时间为0.1s,重力加速度,忽略空气阻力,求:
(1)手机砸到人脸前的瞬间动量大小;
(2)手机对人脸的平均冲力大小。
【答案】(1)
(2)4.5N
【解析】
【小问1详解】
由位移—时间公式
解得
由速度—时间公式
解得
手机砸到人脸前的瞬间动量大小
【小问2详解】
设人脸对手机的平均冲力为F,全过程由动量定理得
解得
根据牛顿第三定律,手机对人脸的平均冲力大小等于4.5N。
15. 如图所示,在固定的光滑水平杆(杆足够长)上,套有一个质量为的光滑金属圆环,轻绳一端拴在环上,另一端系着一个质量为的木块,现有一质量为的子弹以的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间,g取),求:
(1)圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能;
(2)木块所能达到的最大高度;
(3)铁环的最大速度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)子弹射入木块过程,系统的动量守恒,取向右方向为正方向,根据动量守恒定律得
机械能只在该过程有损失,损失的机械能为
代入数据解得
(2)木块(含子弹)在向上摆动过程中,以木块(含子弹)和圆环木块(含子弹)和圆环组成的系统为研究对象,根据系统水平方向的动量守恒得,则有
根据机械能守恒定律有
联立解得
(3)当子弹、木块、圆环达到共同速度后,子弹和木块将向下摆动,在此过程中圆环一直受绳子水平向右的分力作用,圆环速度一直增大,当子弹和木块再次运动到圆环正下方时圆环速度最大。 设此时圆环速度为,子弹和木块的速度为
解得
,
故圆环的最大速度为。
16. 如图所示,质量的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径R=1m的光滑四分之一圆弧轨道,BC段是长L=2m的粗糙水平轨道,两段轨道相切于B点。一个质量可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿圆弧轨道下滑,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点。重力加速度求:
(1)滑块滑到圆弧轨道最低点B时,滑块的速度v₁的大小;
(2)滑块与BC轨道间的滑动摩擦因数μ;
(3)整个过程小车的位移x的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设滑块的速度大小为,小车的速度大小为,对系统水平方向动量守恒
根据能量守恒
解得
【小问2详解】
对系统,水平方向动量守恒,则当滑块相对木板停止时,木板和滑块均停止运动,则由能量守恒定律有
解得
【小问3详解】
全过程水平动量守恒
又因为时间相等,故水平方向
且
代入数据得
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