内容正文:
海南州高级中学2025-2026学年第二学期阶段测试
高二物理
一、单选题(本题共7小题,每题4分,合计28分)
1. 如图所示,质量为、以的速度飞行的子弹与质量为、以的速度飞行的网球相比( )
A. 子弹的动量较大 B. 网球的动量较大 C. 子弹的动能较大 D. 网球的动能较大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.子弹的动量大小为
网球的动量大小为
两者动量大小相等,故AB错误;
CD.子弹的动能为
网球的动能为
所以子弹的动能较大,故C正确,D错误。
故选C。
2. 沙壶球是一项休闲运动,又称“桌上冰壶”。如图,足够长的水平球桌上静止放置两壶球a和b、现推出壶球a,使发生正碰。已知壶球a碰前瞬间的动量为,碰后瞬间的动量为。则碰后瞬间壶球的动量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】发生正碰,遵循动量守恒定律,有
解得
故选B。
3. 一个质量为0.2kg的垒球,以10m/s的水平速度飞向球棒,被球棒击打后反向水平飞回,速度的大小为30m/s,作用时间为0.01s,在击打过程中球棒对垒球的平均作用力大小为( )
A. 800N B. 400N C. 200N D. 600N
【答案】A
【解析】
【详解】设垒球初速度的方向为正方向,则初、末速度分别为,
根据动量定理有
代入数据解得
故选A。
4. 城市进入高楼时代后,高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图所示为一则安全警示广告,非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。某次课堂上,物理老师在教室里给同学们做了一个演示实验:先后将同一个物块从同一高度由静止释放,落到地面后静止,第一次物块直接落在水泥地上,物块与水泥地面的碰撞时间为,物块受到水泥地面的平均作用力大小为物块重力的4倍;第二次物块落在铺有海绵的水泥地上,物块与海绵的碰撞时间为,海绵的厚度远小于物块下落高度,则物块对海绵的平均作用力大小为物块重力的几倍( )
A. 1.5 B. 2 C. 2.5 D. 3
【答案】B
【解析】
【详解】物块做自由落体,两次下落高度相等,落地瞬间的速度也相等,设为,以竖直向下为正方向,由动量定理可知物块碰水泥地面的过程有
物块碰海绵的过程有
解得,B正确,ACD错误。
故选B。
5. 如图所示,在水平地面上,有一横截面为S的圆弧形直角弯管,圆弧半径为r。管中有流速为v、密度为的水通过.由于水的流动,弯管所受力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】取垂直弧形直角弯管向下的方向为正方向,对水根据动量定理可得
解得
根据牛顿第三定律可知,水对弯管压力的大小为
故选B。
6. 体操运动员从空中落地时总要屈腿,这样做的主要目的是( )
A. 减小人落地前瞬间的速度 B. 减小地面对人的冲击力
C. 减小地面对人的冲量 D. 减小人的动量变化量
【答案】B
【解析】
【详解】A.落地前瞬间的速度由下落高度决定,屈腿发生在触地后,无法改变触地前的速度,故A错误;
BD.人的末动量为0,动量变化量由落地前瞬间的速度和质量决定,固定不变。屈腿延长了与地面的接触时间,根据动量定理,当动量变化一定时,作用时间增加会减小冲击力,故B正确,D错误;
C.根据动量定理,地面对人的支持力和重力的合冲量等于动量的变化量。设竖直向上为正方向,则有
因为屈腿延长了作用时间,所以地面对人的冲量增大,故C错误。
故选B。
7. 物理学上用“冲量”来描述力在一段时间内对物体运动状态的影响,用符号“I”表示,即,冲量的单位用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据冲量定义,以及牛顿第二定律可知,冲量的单位用国际单位制基本单位表示为
故选C。
二、多选题(本题共3小题,每题6分,合计18分)
8. 如图所示,细线一端固定在点,另一端拴一小球。将小球从细线水平且伸直的位置由静止释放,在小球运动到最低点的过程中,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球重力的功率逐渐增大 B. 细线拉力的功率始终为0
C. 所受合力的冲量水平向左 D. 细线上拉力冲量水平向左
【答案】BC
【解析】
【详解】A.释放时,小球速度为0,此时重力的功率为0,在最低点,速度与重力方向垂直,小球在最低点重力的功率也为0,可知,小球运动到最低点的过程中,重力的功率先增大后减小,故A错误;
B.细线的拉力方向始终与速度方向垂直,可知,细线拉力的功率始终为0,故B正确;
C.根据动量定理有
可知,小球运动到最低点的过程中,小球所受合力的冲量水平向左,故C正确;
D.结合上述,小球所受合力的冲量水平向左,重力的冲量方向竖直向下,根据矢量合成可知,细线上拉力冲量方向斜向左上方,故D错误。
故选BC。
9. 下列属于反冲现象的是( )
A. 乒乓球碰到墙壁后弹回
B. 用枪射击时,子弹向前飞,枪身后退
C. 用力向后蹬地,人向前运动
D. 章鱼向某个方向喷出水,身体向相反的方向运动
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.乒乓球碰到墙壁后弹回是因为受到了墙壁的作用力,不是反冲。故A错误;
B.用枪射击时,子弹向前飞,枪身后退,子弹与枪身是系统中的两部分,属于反冲现象。故B正确;
C.用力向后蹬地,人向前运动,是人脚与外部地面的作用,不属于反冲。故C错误;
D.章鱼向某个方向喷出水,身体向相反的方向运动,章鱼向某个方向喷水时,章鱼受到沿喷水方向相反的作用力,向喷水的反方向运动,二者相互作用力是系统内力,是反冲现象。故D正确。
故选BD。
10. 关于图中所示的四个运动项目表述正确的是( )
A. 图甲中,打出后的台球与前方台球碰撞的过程中,两台球组成的系统动量守恒
B. 图乙中,运动员拖着滑板在空中做斜抛运动的过程中,运动员和滑板构成的系统动量守恒
C. 图丙中,运动员掷出铅球的过程中,铅球和人构成的系统动量守恒
D. 图丁中,推出后的冰壶与前方冰壶相碰的过程中,两冰壶组成的系统动量守恒
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图甲中,打出后的台球与前方台球碰撞的过程中,两台球组成的系统受合外力为零,则动量守恒,A正确;
B.图乙中,运动员拖着滑板在空中做斜抛运动的过程中,运动员和滑板构成的系统受合外力不为零(合外力等于系统的重力),则动量不守恒,B错误;
C.图丙中,运动员掷出铅球的过程中,铅球和人构成的系统受合外力不为零,则系统动量不守恒,C错误;
D.图丁中,推出后的冰壶与前方冰壶相碰的过程中,两冰壶组成的系统受合外力为零,则系统的动量守恒,D正确。
故选AD。
三、实验题(本题共2小题,11题6分,每空2分;12题9分每空3分)
11. 学习了“探究碰撞中的不变量”的实验后,某实验小组选用图甲所示的水平气垫导轨、光电门等测量装置研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。主要实验步骤如下:
①调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作;
②在滑块1上装上挡光片,在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥,测量挡光片宽度L=,用天平测出滑块1和滑块2的质量m1=0.32kg、m2=0.18kg;
③将滑块1和滑块2放在气垫导轨上,滑块2处于静止状态,让滑块1以一定的初速度与滑块2碰撞,撞后两者粘在一起,记下碰前挡光片的遮光时间t1=0.015s和碰后挡光片的遮光时间t2=0.024s;
(1)滑块1碰前的动量p1=________;两滑块碰撞后的总动量p2=__________(计算结果保留两位有效数字);
(2)p1与p2的大小有差异,其原因可能是__________。(写一条即可)
【答案】(1) ①. 0.096 ②. 0.094
(2)存在空气阻力
【解析】
【小问1详解】
[1]碰前滑块1的速度为
所以滑块1碰前的动量
[2]碰后滑块1、2的速度为
两滑块碰撞后的总动量
【小问2详解】
p1与p2的大小有差异,其原因是滑块运动过程中有空气阻力存在。
12. 某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次,得到了如图所示的三个落地点。
(1)并在图中读出OP=_____ cm;
(2)关于该实验,下列说法正确的是 。
A. 斜轨道一定要光滑 B. 入射小球质量mA应大于被碰小球质量mB
C. 斜轨道末端需要调成水平 D. 必须测出两小球做平抛运动的竖直高度
(3)要验证两小球碰撞过程动量是否守恒,需要验证的表达式为__________。(用mA、mB、、、表示)
【答案】(1)13.0##12.5##12.6##12.7##12.8##12.9##13.1##13.2
(2)BC (3)
【解析】
【小问1详解】
用尽可能小的圆把球的10个落点痕迹圈起来,圆的圆心位置即为落地点的平均位置,由图可知,刻度尺的分度值为,所以OP的长度为
【小问2详解】
A.斜轨道不需要光滑。只要A球每次从同一位置由静止释放,重力与摩擦力的合力做功恒定,小球到达轨道末端的速度就相同,因此轨道是否光滑不影响实验,故A 错误;
B.入射球A的质量应大于被碰球B的质量。若,碰撞后入射小球A可能反弹,导致平抛初速度方向改变,无法用水平位移代表速度方向。故B 正确;
C.斜轨道末端必须切线水平。只有末端水平,小球抛出的初速度方向才水平,小球离开轨道后才做平抛运动,才能用水平位移代替速度,否则速度方向不水平,无法用平抛规律分析。故C 正确;
D.不需要测出两小球做平抛运动的竖直高度。只要两球竖直高度相同,运动时间t就相同,就可以得到水平位移与平抛的初速度成正比,所以无需测量小球做平抛运动的竖直高度。故D 错误。
故选BC。
【小问3详解】
设平抛下落高度为,下落时间为,则有
解得
设平抛运动的水平位移为,则平抛运动的初速度为
所以小球A未与小球B碰撞前的平抛初速度为
小球A与小球B碰撞后小球A的平抛初速度为
小球A与小球B碰撞后小球B的平抛初速度为
根据动量守恒定律得
分别将、、代入上式化简解得
四、解答题
13. A、B两物体在光滑的水平面上相向运动,其中物体A的质量为,两物体发生发生正碰,碰后成一整体,碰撞前、后的运动图像如图所示,求:
(1)碰前物体A速度的大小和方向;
(2)物体B的质量;
(3)A、B碰撞是否弹性碰撞?求出碰撞前后系统损失的机械能。
【答案】(1)2m/s,方向沿x轴负方向;(2)6kg;(3)完全非弹性碰撞,30J
【解析】
【详解】(1)由图像知,碰前物体A的速度为
解得
vA=2m/s
方向沿x轴负方向。
(2)由题图知碰前物体B运动方向为正方向
vAB=1m/s
由动量守恒定律和图像得
mBvB-mAvA=(mA+mB)vAB
解得
mB=6kg
(3)因为
则碰撞为完全非弹性碰撞,损失ΔEk=30J。
14. 排球运动是一项同学们喜欢的体育运动,为了了解排球的某些性能,某同学让排球从距地面高处自由落下,测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用的时间,第一次反弹的高度,已知排球的质量,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)排球与地面作用过程中动量的变化量;
(2)排球与地面的平均作用力大小F。
【答案】(1)
Δp = 2.97kg·m/s,方向向上
(2)
F = 299.7N
【解析】
【小问1详解】
自由下落过程,有
可得第一次落地前速度大小为,方向竖直向下
又
第一次下落时间
在竖直向上过程
有第一次反弹速度大小为,方向竖直向上
又
第一次反弹上升时间为
设竖直向上为正方向,则有,方向向上
【小问2详解】
则与地面接触时间为
由动量定理可得
联立方程,解得F=299.7N
15. 如图所示,质量分别为和的木块A、B静置在光滑水平地面上,两木块间夹一轻质弹簧,一颗质量为m=10g的子弹以的速度打入木块A中,求:
(1)当子弹在木块A中相对静止的瞬间,木块A速度的大小;
(2)弹簧被压缩到最短瞬间木块B的速度大小;
(3)弹簧获得的最大弹性势能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
子弹打入木块A的瞬间,内力远大于弹簧对A的作用力,子弹和木块A系统动量守恒,以的方向为正方向,则
代入数据,解得
【小问2详解】
在弹簧被压缩到最短的过程中,子弹和两个木块组成的系统在水平方向上没有受到其他外力作用,三物及弹簧系统动量守恒,以的方向为正方向,则
代入数据解得
【小问3详解】
弹簧被压缩到最短时弹簧有最大的弹性势能,设弹簧最大弹性势能为,根据能量守恒
代入数据解得
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海南州高级中学2025-2026学年第二学期阶段测试
高二物理
一、单选题(本题共7小题,每题4分,合计28分)
1. 如图所示,质量为、以的速度飞行的子弹与质量为、以的速度飞行的网球相比( )
A. 子弹的动量较大 B. 网球的动量较大 C. 子弹的动能较大 D. 网球的动能较大
2. 沙壶球是一项休闲运动,又称“桌上冰壶”。如图,足够长的水平球桌上静止放置两壶球a和b、现推出壶球a,使发生正碰。已知壶球a碰前瞬间的动量为,碰后瞬间的动量为。则碰后瞬间壶球的动量为( )
A. B. C. D.
3. 一个质量为0.2kg的垒球,以10m/s的水平速度飞向球棒,被球棒击打后反向水平飞回,速度的大小为30m/s,作用时间为0.01s,在击打过程中球棒对垒球的平均作用力大小为( )
A. 800N B. 400N C. 200N D. 600N
4. 城市进入高楼时代后,高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图所示为一则安全警示广告,非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。某次课堂上,物理老师在教室里给同学们做了一个演示实验:先后将同一个物块从同一高度由静止释放,落到地面后静止,第一次物块直接落在水泥地上,物块与水泥地面的碰撞时间为,物块受到水泥地面的平均作用力大小为物块重力的4倍;第二次物块落在铺有海绵的水泥地上,物块与海绵的碰撞时间为,海绵的厚度远小于物块下落高度,则物块对海绵的平均作用力大小为物块重力的几倍( )
A. 1.5 B. 2 C. 2.5 D. 3
5. 如图所示,在水平地面上,有一横截面为S的圆弧形直角弯管,圆弧半径为r。管中有流速为v、密度为的水通过.由于水的流动,弯管所受力的大小为( )
A. B. C. D.
6. 体操运动员从空中落地时总要屈腿,这样做的主要目的是( )
A. 减小人落地前瞬间的速度 B. 减小地面对人的冲击力
C. 减小地面对人的冲量 D. 减小人的动量变化量
7. 物理学上用“冲量”来描述力在一段时间内对物体运动状态的影响,用符号“I”表示,即,冲量的单位用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题(本题共3小题,每题6分,合计18分)
8. 如图所示,细线一端固定在点,另一端拴一小球。将小球从细线水平且伸直的位置由静止释放,在小球运动到最低点的过程中,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球重力的功率逐渐增大 B. 细线拉力的功率始终为0
C. 所受合力的冲量水平向左 D. 细线上拉力冲量水平向左
9. 下列属于反冲现象的是( )
A. 乒乓球碰到墙壁后弹回
B. 用枪射击时,子弹向前飞,枪身后退
C. 用力向后蹬地,人向前运动
D. 章鱼向某个方向喷出水,身体向相反的方向运动
10. 关于图中所示的四个运动项目表述正确的是( )
A. 图甲中,打出后的台球与前方台球碰撞的过程中,两台球组成的系统动量守恒
B. 图乙中,运动员拖着滑板在空中做斜抛运动的过程中,运动员和滑板构成的系统动量守恒
C. 图丙中,运动员掷出铅球的过程中,铅球和人构成的系统动量守恒
D. 图丁中,推出后的冰壶与前方冰壶相碰的过程中,两冰壶组成的系统动量守恒
三、实验题(本题共2小题,11题6分,每空2分;12题9分每空3分)
11. 学习了“探究碰撞中的不变量”的实验后,某实验小组选用图甲所示的水平气垫导轨、光电门等测量装置研究两个滑块碰撞过程中系统动量的变化情况。主要实验步骤如下:
①调节气垫导轨水平,并使光电计时器系统正常工作;
②在滑块1上装上挡光片,在滑块2的碰撞端面粘上橡皮泥,测量挡光片宽度L=,用天平测出滑块1和滑块2的质量m1=0.32kg、m2=0.18kg;
③将滑块1和滑块2放在气垫导轨上,滑块2处于静止状态,让滑块1以一定的初速度与滑块2碰撞,撞后两者粘在一起,记下碰前挡光片的遮光时间t1=0.015s和碰后挡光片的遮光时间t2=0.024s;
(1)滑块1碰前的动量p1=________;两滑块碰撞后的总动量p2=__________(计算结果保留两位有效数字);
(2)p1与p2的大小有差异,其原因可能是__________。(写一条即可)
12. 某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次,得到了如图所示的三个落地点。
(1)并在图中读出OP=_____ cm;
(2)关于该实验,下列说法正确的是 。
A. 斜轨道一定要光滑 B. 入射小球质量mA应大于被碰小球质量mB
C. 斜轨道末端需要调成水平 D. 必须测出两小球做平抛运动的竖直高度
(3)要验证两小球碰撞过程动量是否守恒,需要验证的表达式为__________。(用mA、mB、、、表示)
四、解答题
13. A、B两物体在光滑的水平面上相向运动,其中物体A的质量为,两物体发生发生正碰,碰后成一整体,碰撞前、后的运动图像如图所示,求:
(1)碰前物体A速度的大小和方向;
(2)物体B的质量;
(3)A、B碰撞是否弹性碰撞?求出碰撞前后系统损失的机械能。
14. 排球运动是一项同学们喜欢的体育运动,为了了解排球的某些性能,某同学让排球从距地面高处自由落下,测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用的时间,第一次反弹的高度,已知排球的质量,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)排球与地面作用过程中动量的变化量;
(2)排球与地面的平均作用力大小F。
15. 如图所示,质量分别为和的木块A、B静置在光滑水平地面上,两木块间夹一轻质弹簧,一颗质量为m=10g的子弹以的速度打入木块A中,求:
(1)当子弹在木块A中相对静止的瞬间,木块A速度的大小;
(2)弹簧被压缩到最短瞬间木块B的速度大小;
(3)弹簧获得的最大弹性势能。
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