内容正文:
高二月考物理试卷
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. 关于合力冲量、动量、动量的增量的下列说法中正确的是( )
A. 合力冲量的方向一定和动量的方向相同
B. 合力冲量的大小一定和动量变化量的大小相同
C. 动量增量方向一定和动量的方向相同
D. 动量增量的大小一定和动量大小的增量相同
2. 水平弹簧振子做简谐运动,轨迹上有A、B两点,已知振子位于A、B两点的动能EA<EB,且A、B两点的位移方向相同。关于振子通过A、B两点的加速度aA、aB和速度vA、vB一定有( )
A. aA>aB,且方向相同
B. aA<aB,且方向相反
C. vA>vB,且方向相同
D. vA<vB,且方向相同
3. 古时有“守株待兔”的寓言,倘若兔子受到的冲击力大小为自身体重2倍时即可导致死亡,如果兔子与树桩的作用时间为0.2s,则被撞死的兔子其奔跑速度可能是:(g=10m/s2)( )
A. 1.5m/s B. 2.5m/s C. 3.5m/s D. 4.5m/s
4. 质量为m的人,原来静止在乙船上,甲、乙两船质量均为M,开始时都静止,人先跳到甲船,立即再跳回乙船,这时两船速度之比为v甲:v乙等于( )
A. 1:1 B. m:M C. (m+M):M D. m:(M+m)
5. 如图所示,质量为M、长为L的长木板放在光滑的水平面上,一个质量也为M的物块(视为质点)以一定的初速度从左端冲上长木板,如果长木板是固定的,物块恰好停在长木板的右端,如果长木板不固定,则物块冲上长木板后在长木板上相对长木板最多能滑行的距离为( )
A. L B. C. D.
6. 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动.可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20 cm,周期为3.0 s.当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐.地面与甲板的高度差不超过10 cm时,游客能舒服地登船.在一个周期内,游客能舒服登船的时间是( )
A. 0.5 s B. 0.75 s C. 1.0 s D. 1.5 s
7. 如图所示,两单摆摆长相同,平衡时两摆球刚好接触.现将摆球A在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放,碰撞后,两摆球分开各自做简谐运动。以、分别表示摆球A、B的质量,则( )
A. 如果,下一次碰撞将发生平衡位置右侧
B. 如果,下一次碰撞将发生在平衡位置左侧
C. 无论两摆球的质量之比是多少,下一次碰撞一定在平衡位置
D. 无论两摆球的质量之比是多少,下一次碰撞不可能在平衡位置
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有错的得0分。
8. 水平推力F1和F2分别作用在水平面上等质量的a、b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,两物体v-t的图象如图所示,图中AB∥CD,则( )
A. F1的冲量小于F2的冲量 B. F1的冲量等于F2的冲量
C. 两物体受到的摩擦力大小相等 D. 两物体受到的摩擦力大小不等
9. 如图所示,一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔,组成一弹簧振子,并将其悬挂于教室内一体机白板的前方,使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动,白板以速率v水平向左匀速运动,激光笔在白板上留下如图所示的书写印迹,图中相邻竖直虚线的间距均为x0(未标出),印迹上P、Q两点的纵坐标为y0和-y0,忽略空气阻力,重力加速度为g,则( )
A. 该弹簧振子的振幅为2y0
B. 该弹簧振子的振动周期为
C. 激光笔在留下P、Q两点时加速度相同
D. 激光笔在留下PQ段印迹的过程中,弹簧弹力对激光笔做功为-2mgy0
10. 质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正撞,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量M与m的比值可能为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
三、实验题(11题6分,12题9分)
11. 如图,一弹簧振子沿x轴做简谐运动,振子零时刻向右经过A点,后第一次到达B点,已知振子经过A、B两点时的速度大小相等,内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为________s,振幅为______m。
12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律,调节气垫导轨的充气源,轻推滑块Q使其能在气垫导轨上做匀速直线运动;然后将固定有遮光条的滑块P在倾斜轨道上由静止释放,经过气垫导轨左侧的光电门1后与滑块Q发生碰撞,并粘合在一起,最终通过光电门2。已知滑块P、Q的质量分别为m、M。请回答下列问题。
(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度如图乙所示,则宽度L=_________cm。
(2)如果滑块P经过光电门1、光电门2时,遮光条的挡光时间分别为t1、t2。若碰撞过程,系统的动量守恒,则关系式__________成立;该碰撞过程损失的机械能与初动能之比为________。(用测量的物理量表示)
四、计算题
13. 如图所示是某一单摆做简谐运动的图象,已知当地重力加速度。
(1)该简谐运动振幅A和周期T分别是多少?
(2)该单摆摆长L是多少?
14. 图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为k的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体,它对滑块的阻力可调。起初,滑块静止,ER流体对其阻力为0,弹簧的长度为L,现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动,且下移距离为时速度减为0,ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求(忽略空气阻力),求:
(1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)滑块向下运动过程中加速度大小。
15. 如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上,现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=l.8m高处由静止开始滑下,与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动,经一段时间,滑块C脱离弹簧,继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知mA=lkg,mB=2kg,mC=3kg,g=10m/s2,求:
(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度;
(2)被压缩弹簧的最大弹性势能;
(3)滑块C落地点与桌面边缘的水平距离
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高二月考物理试卷
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. 关于合力冲量、动量、动量的增量的下列说法中正确的是( )
A. 合力冲量的方向一定和动量的方向相同
B. 合力冲量的大小一定和动量变化量的大小相同
C. 动量增量的方向一定和动量的方向相同
D. 动量增量的大小一定和动量大小的增量相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.合力冲量的方向和动量的方向不一定相同,比如平抛运动,冲量方向竖直向下,动量方向是轨迹的切线方向。故A错误;
B.根据动量定理,物体所受合力的冲量等于物体动量的变化,则合力冲量的大小一定和动量变化量的大小相同。故B正确;
C.动量增量方向与合力的冲量方向相同,与动量的方向不一定相同,比如匀减速直线运动,动量增量的方向和动量的方向相反。故C错误;
D.动量增量是矢量,按照平行四边形定则求解,而动量大小的增量按代数法则运算,两者大小不一定相等。故D错误。
故选B。
2. 水平弹簧振子做简谐运动,轨迹上有A、B两点,已知振子位于A、B两点的动能EA<EB,且A、B两点的位移方向相同。关于振子通过A、B两点的加速度aA、aB和速度vA、vB一定有( )
A. aA>aB,且方向相同
B. aA<aB,且方向相反
C. vA>vB,且方向相同
D. vA<vB,且方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知vA<vB,根据简谐运动的特点可知xA>xB,aA>aB,且加速度方向相同,而vA、vB的方向可能相同,也可能相反,综上所述可知A正确,BCD错误。
故选A。
3. 古时有“守株待兔”的寓言,倘若兔子受到的冲击力大小为自身体重2倍时即可导致死亡,如果兔子与树桩的作用时间为0.2s,则被撞死的兔子其奔跑速度可能是:(g=10m/s2)( )
A. 1.5m/s B. 2.5m/s C. 3.5m/s D. 4.5m/s
【答案】D
【解析】
【详解】设兔子的速度方向为正,能使兔子致死的力F=-2mg,兔子的运动视为匀减速,说明作用力为恒力;时间为0.2s,末动量为零;则由动量定理可知:-Ft=0-mv;解得:;故只有速度大于4m/s,兔子才会死亡,故只有D符合题意;故选D.
4. 质量为m的人,原来静止在乙船上,甲、乙两船质量均为M,开始时都静止,人先跳到甲船,立即再跳回乙船,这时两船速度之比为v甲:v乙等于( )
A. 1:1 B. m:M C. (m+M):M D. m:(M+m)
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】人与甲乙两船组成的系统动量守恒,规定向乙船的速度方向为正方向,由动量守恒定律得
(M+m)v乙-Mv甲=0
解得
故选C。
5. 如图所示,质量为M、长为L的长木板放在光滑的水平面上,一个质量也为M的物块(视为质点)以一定的初速度从左端冲上长木板,如果长木板是固定的,物块恰好停在长木板的右端,如果长木板不固定,则物块冲上长木板后在长木板上相对长木板最多能滑行的距离为( )
A. L B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题知,如果长木板是固定的,物块恰好停在长木板的右端,则有
v02= 2μgL
若长木板不固定,且地面光滑,则二者共速时有
Mv0= 2Mv共
对于长木板有
v共2= 2μgx板
对于物块有
v02-v共2= 2μgx物
则物块冲上长木板后在长木板上相对长木板最多能滑行距离为
x = x物-x板
解得
故选D。
6. 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动.可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20 cm,周期为3.0 s.当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐.地面与甲板的高度差不超过10 cm时,游客能舒服地登船.在一个周期内,游客能舒服登船的时间是( )
A. 0.5 s B. 0.75 s C. 1.0 s D. 1.5 s
【答案】C
【解析】
【详解】把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,从船上升到最高点时计时,其振动方程为,代入得,当y=10cm时,可解得:,故在一个周期内,游客能舒服登船的时间是2t=1.0s,故C正确,ABD错误.
7. 如图所示,两单摆摆长相同,平衡时两摆球刚好接触.现将摆球A在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放,碰撞后,两摆球分开各自做简谐运动。以、分别表示摆球A、B的质量,则( )
A. 如果,下一次碰撞将发生在平衡位置右侧
B. 如果,下一次碰撞将发生在平衡位置左侧
C. 无论两摆球的质量之比是多少,下一次碰撞一定在平衡位置
D. 无论两摆球质量之比是多少,下一次碰撞不可能在平衡位置
【答案】C
【解析】
【详解】根据单摆周期公式知,两单摆的周期相同,与摆球质量无关,所以相撞后两摆球分别经过后回到各自的平衡位置,且中途不会碰撞,所以无论两摆球的质量之比是多少,下一次碰撞一定在平衡位置。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有错的得0分。
8. 水平推力F1和F2分别作用在水平面上等质量的a、b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,两物体v-t的图象如图所示,图中AB∥CD,则( )
A. F1的冲量小于F2的冲量 B. F1的冲量等于F2的冲量
C. 两物体受到的摩擦力大小相等 D. 两物体受到的摩擦力大小不等
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】CD.由图,AB与CD平行,说明推力撤去后两物体的加速度相同,而撤去推力后物体的合力等于摩擦力,根据牛顿第二定律可知,两物体受到的摩擦力大小相等。故C正确,D错误;
AB.根据动量定理,对整个过程研究得
,
由图看出
则有
即F1的冲量小于F2的冲量,故A正确,B错误。
故选AC。
9. 如图所示,一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔,组成一弹簧振子,并将其悬挂于教室内一体机白板的前方,使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动,白板以速率v水平向左匀速运动,激光笔在白板上留下如图所示的书写印迹,图中相邻竖直虚线的间距均为x0(未标出),印迹上P、Q两点的纵坐标为y0和-y0,忽略空气阻力,重力加速度为g,则( )
A. 该弹簧振子的振幅为2y0
B. 该弹簧振子振动周期为
C. 激光笔在留下P、Q两点时加速度相同
D. 激光笔在留下PQ段印迹的过程中,弹簧弹力对激光笔做功为-2mgy0
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,弹簧振子的振幅为y0, 故 A错误;
B.记录纸匀速运动,振子振动的周期等于记录纸运动位移2x0所用的时间,则周期为
故 B错误;
C.加速度是矢量,激光笔在留下P、Q两点时加速度大小相等,方向相反,故C错误;
D.在激光笔留下PQ段印迹的过程中,根据动能定理可知合外力做功为零,但重力做正功为2mgy0,故弹力对物块做负功为-2mgy0,故D正确。
故选D。
10. 质量为M物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正撞,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量M与m的比值可能为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】AB
【解析】
【详解】设碰撞后两者的动量都为P,由于题意可知,碰撞前后总动量为2P,根据动量和动能的关系有:,碰撞过程动能不增加,有:,解得:,由于两者碰撞之后M的速度不大于m的速度,设碰撞后M的速度为,m的速度为,根据题意可得,故,综上所述,AB正确.
【点睛】考点:动量守恒定律及能量守恒定律
解答此题关键是知道系统的动量守恒,以及在碰撞的过程中动能不增加,通过这两个关系判断两个物体的质量关系.
三、实验题(11题6分,12题9分)
11. 如图,一弹簧振子沿x轴做简谐运动,振子零时刻向右经过A点,后第一次到达B点,已知振子经过A、B两点时的速度大小相等,内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为________s,振幅为______m。
【答案】 ①. 4 ②. 0.2
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据简谐运动对称性可知,振子零时刻向右经过A点,后第一次到达B点,已知振子经过A、B两点时的速度大小相等,则A、B两点关于平衡位置对称,而振动经过了半个周期的运动,则周期为
[2]从A到B经过了半个周期的振动,路程为,而一个完整的周期路程为0.8m,为4个振幅的路程,有
解得振幅为
12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律,调节气垫导轨的充气源,轻推滑块Q使其能在气垫导轨上做匀速直线运动;然后将固定有遮光条的滑块P在倾斜轨道上由静止释放,经过气垫导轨左侧的光电门1后与滑块Q发生碰撞,并粘合在一起,最终通过光电门2。已知滑块P、Q的质量分别为m、M。请回答下列问题。
(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度如图乙所示,则宽度L=_________cm。
(2)如果滑块P经过光电门1、光电门2时,遮光条的挡光时间分别为t1、t2。若碰撞过程,系统的动量守恒,则关系式__________成立;该碰撞过程损失的机械能与初动能之比为________。(用测量的物理量表示)
【答案】(1)0.1880(或0.1879或0.1881均可)
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以遮光条的宽度为
【小问2详解】
[1]碰前滑块P的速度为
碰后两滑块整体的速度为
若碰撞过程系统的动量守恒,则有
联立整理可得
[2]该碰撞过程损失的机械能为
初动能为
所以
四、计算题
13. 如图所示是某一单摆做简谐运动的图象,已知当地重力加速度。
(1)该简谐运动的振幅A和周期T分别是多少?
(2)该单摆的摆长L是多少?
【答案】(1)A=2cm,T=4s;(2)L=4m
【解析】
【详解】(1)由图可知振幅A=2cm;周期T=4s;
(2)由单摆的周期公式
得
带入数据解得摆长
L=4m
14. 图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为k的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体,它对滑块的阻力可调。起初,滑块静止,ER流体对其阻力为0,弹簧的长度为L,现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动,且下移距离为时速度减为0,ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求(忽略空气阻力),求:
(1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)滑块向下运动过程中加速度的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设物体下落末速度为v0,由机械能守恒定律
得
设碰后共同速度为v1,由动量守恒定律
得
碰撞过程中系统损失的机械能为
(2)设加速度大小为a,有
得
15. 如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上,现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=l.8m高处由静止开始滑下,与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动,经一段时间,滑块C脱离弹簧,继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知mA=lkg,mB=2kg,mC=3kg,g=10m/s2,求:
(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度;
(2)被压缩弹簧的最大弹性势能;
(3)滑块C落地点与桌面边缘的水平距离
【答案】(1)2m/s;(2)3J;(3)2m
【解析】
【详解】(1)滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程,机械能守恒,设其滑到底面的速度为v1,由机械能守恒定律有
解得
滑块A与B碰撞的过程,A、B系统的动量守恒,碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2,由动量守恒定律有
mAv1=(mA+mB)v2
解得
(2)滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧,压缩的过程机械能守恒,被压缩弹簧的弹性势能最大时,滑块A、B、C速度相等,设为速度v3,则
由动量守恒定律有
mAv1=(mA+mB+mC)v3
解得
由机械能守恒定律有
解得
(3)被压缩弹簧再次恢复自然长度时,滑块C脱离弹簧,设滑块A、B的速度为v4,滑块C的速度为v5,分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有
(mA+mB) v2=(mA+mB)v4+mCv5
解得
滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动
解得
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