内容正文:
高二第二学期物理第一次阶段练习
一、单选题(5*6=30)
1. 一定质量的物体,下列说法正确的是( )
A. 动量变化时,动能可能不变 B. 动量变化时,速率一定变化
C. 速度变化时,动能一定变化 D. 动能变化时,动量可能不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.物体动量变化时,动能可能不变,比如匀速圆周运动,故A正确;
B.动量变化时,可能是速度方向变化,速率不一定发生变化,故B错误;
C.速度变化时,若大小不变,则动能不变,故C错误;
D.动能变化时,则速度大小一定变化,所以动量一定变化,故D错误。
故选A。
2. 在跳高比赛中,横杆下方有一个海绵垫,海绵垫的作用是( )
A. 减少运动员的重力 B. 减少运动员的动量变化量
C. 减少运动员的冲量 D. 减少运动员的动量变化率
【答案】D
【解析】
【详解】根据动量定理可得
运动员触地过程中动量变化量不变,海绵垫通过延长作用时间,使合外力(冲击力)减小,即动量变化率减小,从而降低冲击力,避免受伤。
故选D。
3. 甲、乙两运动员在光滑水平冰面上进行滑冰训练。以速度运动的甲推一下静止在其正前方的乙,刚分开时,甲、乙的运动方向与的方向相同,且甲的速度为,则刚分开时,甲、乙的动量大小之比为( )
A. 3:1 B. 2:1 C. 1:2 D. 1:3
【答案】C
【解析】
【详解】根据,设甲的初始动量为,则刚分开时,甲的末动量为,甲的动量变化量大小为
根据动量守恒定律,甲、乙系统总动量守恒,乙与甲动量变化大小相等,乙的初动量为零,则刚分开时,乙的动量大小为,所以甲、乙的动量大小之比为1:2。
故选C。
4. 如图所示,光滑的水平地面上,一质量为的小球以水平初速度向右运动,与右侧质量为的静止小球发生正碰,碰后两小球动量相同,则碰撞前后小球的动量减少了( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题知,碰撞前A、B组成的系统总动量为,碰撞后两小球动量相等,设为,根据系统动量守恒有
解得
故碰撞前后小球A动量的变化量为
即碰撞前后小球的动量减少了
故选B。
5. 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。
6. 在2024中国自动化大会上,一款会踢足球的智能机器人受到参观者围观。机器人接到沿水平地面运动过来的速度为2m/s、质量为400g的足球,并在0.2s内将足球以1m/s的速度反向踢出。忽略一切阻力,在机器人与足球接触的过程中,下列说法正确的是( )
A. 足球动量变化量的大小为0.4kg•m/s
B. 机器人对足球的冲量大于足球对机器人的冲量
C. 机器人对足球平均作用力的大小为6N
D. 足球平均加速度的大小为1.5m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】A.以向右为正方向,足球的动量变化量为
即足球动量变化量的大小为,故A错误;
B.机器人对足球的作用力与足球对机器人的作用力是一对相互作用力,大小始终相等,作用时间相同,故机器人对足球的冲量等于足球对机器人的冲量。故B错误;
C.对足球列动量定理有
解得
故C正确;
D.由加速度定义式可知
故平均加速度的大小为,故D错误。
故选C。
二、多选题(5*2=10)
7. 如图所示,在打糍粑的过程中,质量为m的木槌,以速度v竖直打在糍粑上,经过时间停止,已知重力加速度大小为g,则在击打过程中( )
A. 木槌对糍粑的冲量大小为,方向竖直向下
B. 糍粑对木槌的冲量大小为,方向竖直向上
C. 糍粑对木槌的平均冲力大小为
D. 木槌对糍粑的平均冲力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.木锤竖直打在糍粑上,以木锤为对象,向上为正方向,根据动量定理则有
木锤受到糍杷的冲量大小为
方向竖直向上;根据牛顿第三定律可知木槌对糍粑的冲量大小为,方向竖直向下,故B正确,A错误;
CD.木锤受到糍杷的平均冲力大小为
方向竖直向上,根据牛顿第三定律可知木槌对糍粑的平均冲力大小为,方向竖直向下,故D正确,C错误。
故选BD。
8. 如图所示,用一个与水平面成θ角的恒力F拉质量为m的木箱,木箱沿光滑水平面前进,在作用时间t内,下列说法正确的是( )
A. F的冲量大小为Ftcosθ B. 地面支持力的冲量大小必为0
C. 木箱的动量变化率大小为Fcosθ D. 木箱重力的冲量大小为mgt
【答案】CD
【解析】
【详解】ABD.根据冲量的定义可知,F的冲量大小为,地面支持力的冲量大小不为0,木箱重力的冲量大小为mgt,故A、B错误,D正确;
C.木箱的动量变化率大小等于木箱所受的合外力大小,即Fcosθ,故C正确。
故选CD。
9. 质量为1kg的弹性小球以9m/s的速度垂直砸向地面,然后以同样大小的速度反弹回来,已知碰撞时间为0.1s,重力加速度g取。求:
(1)小球碰撞地面过程动量变化量的大小;
(2)地面对小球的平均冲力大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
取竖直向上为正方向,则小球动量的变化量为
【小问2详解】
设地面对小球的平均冲力大小为F,对碰撞过程根据动量定理可得
解得
10. 如图所示,半径为的四分之一圆轨道竖直固定放置,与水平桌面在点平滑连接。质量为的物块甲从点由静止释放,运动到桌面上点时与质量为的静置物块乙发生正碰,物块甲反弹后上升至最高点时到水平面的高度为。点至点光滑,点右侧物块乙与水平桌面的动摩擦因数,物块甲和物块乙碰撞时间极短,物块甲、物块乙均视为质点,取,不计空气阻力。求:
(1)物块甲运动至圆轨道点时所受支持力的大小;
(2)物块甲与物块乙碰撞后瞬间物块乙速度的大小;
(3)物块乙在水平桌面上滑行的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设物块甲运动至圆轨道点时的速度大小为,由机械能守恒定律,有
由牛顿第二定律,有
代入数据,联立解得
【小问2详解】
物块甲与物块乙在点碰撞,在水平方向由动量守恒,有
物块甲反弹运动到最高点,由机械能守恒定律
代入数据,联立解得
【小问3详解】
物块乙水平方向受滑动摩擦力作用,从点匀减速运动至静止,由动能定理,有
代入数据,联立解得
11. 如图所示, 质量为m=3kg的小球A (视为质点),在两根等长的轻质细绳 O'P和OP作用下处于平衡状态,O'P、OP 与竖直方向的夹角均为60°。质量为m=3kg的足够长的木板 B静止在光滑水平面上,质量为m=3kg的物块 C (视为质点)静止在木板 B的左端,物块 C与木板B之间的动摩擦因数为μ=0.1。剪断细绳O'P,小球A 开始运动,重力加速度g取
(1)求小球 A 静止时对细绳 OP 的拉力 F的大小;
(2)小球A 运动到最低点时速度为2m/s,且恰好与物块C发生弹性正碰(碰撞时间极短),求碰后物块C的速度 vC的大小;
(3)求小球A 与物块C碰后,物块C相对木板B滑行的距离s。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据平衡条件得
解得
根据牛顿第三定律得
【小问2详解】
由弹性碰撞可知 ,
解得
【小问3详解】
根据动量守恒得:
根据能量守恒得
解得
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高二第二学期物理第一次阶段练习
一、单选题(5*6=30)
1. 一定质量的物体,下列说法正确的是( )
A. 动量变化时,动能可能不变 B. 动量变化时,速率一定变化
C. 速度变化时,动能一定变化 D. 动能变化时,动量可能不变
2. 在跳高比赛中,横杆下方有一个海绵垫,海绵垫的作用是( )
A. 减少运动员的重力 B. 减少运动员的动量变化量
C. 减少运动员的冲量 D. 减少运动员的动量变化率
3. 甲、乙两运动员在光滑水平冰面上进行滑冰训练。以速度运动的甲推一下静止在其正前方的乙,刚分开时,甲、乙的运动方向与的方向相同,且甲的速度为,则刚分开时,甲、乙的动量大小之比为( )
A. 3:1 B. 2:1 C. 1:2 D. 1:3
4. 如图所示,光滑的水平地面上,一质量为的小球以水平初速度向右运动,与右侧质量为的静止小球发生正碰,碰后两小球动量相同,则碰撞前后小球的动量减少了( )
A. B. C. D.
5. 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
6. 在2024中国自动化大会上,一款会踢足球的智能机器人受到参观者围观。机器人接到沿水平地面运动过来的速度为2m/s、质量为400g的足球,并在0.2s内将足球以1m/s的速度反向踢出。忽略一切阻力,在机器人与足球接触的过程中,下列说法正确的是( )
A. 足球动量变化量的大小为0.4kg•m/s
B. 机器人对足球的冲量大于足球对机器人的冲量
C. 机器人对足球平均作用力的大小为6N
D. 足球平均加速度的大小为1.5m/s2
二、多选题(5*2=10)
7. 如图所示,在打糍粑的过程中,质量为m的木槌,以速度v竖直打在糍粑上,经过时间停止,已知重力加速度大小为g,则在击打过程中( )
A. 木槌对糍粑的冲量大小为,方向竖直向下
B. 糍粑对木槌的冲量大小为,方向竖直向上
C. 糍粑对木槌的平均冲力大小为
D. 木槌对糍粑的平均冲力大小为
8. 如图所示,用一个与水平面成θ角的恒力F拉质量为m的木箱,木箱沿光滑水平面前进,在作用时间t内,下列说法正确的是( )
A. F的冲量大小为Ftcosθ B. 地面支持力的冲量大小必为0
C. 木箱的动量变化率大小为Fcosθ D. 木箱重力的冲量大小为mgt
9. 质量为1kg的弹性小球以9m/s的速度垂直砸向地面,然后以同样大小的速度反弹回来,已知碰撞时间为0.1s,重力加速度g取。求:
(1)小球碰撞地面过程动量变化量的大小;
(2)地面对小球的平均冲力大小。
10. 如图所示,半径为的四分之一圆轨道竖直固定放置,与水平桌面在点平滑连接。质量为的物块甲从点由静止释放,运动到桌面上点时与质量为的静置物块乙发生正碰,物块甲反弹后上升至最高点时到水平面的高度为。点至点光滑,点右侧物块乙与水平桌面的动摩擦因数,物块甲和物块乙碰撞时间极短,物块甲、物块乙均视为质点,取,不计空气阻力。求:
(1)物块甲运动至圆轨道点时所受支持力的大小;
(2)物块甲与物块乙碰撞后瞬间物块乙速度的大小;
(3)物块乙在水平桌面上滑行的距离。
11. 如图所示, 质量为m=3kg的小球A (视为质点),在两根等长的轻质细绳 O'P和OP作用下处于平衡状态,O'P、OP 与竖直方向的夹角均为60°。质量为m=3kg的足够长的木板 B静止在光滑水平面上,质量为m=3kg的物块 C (视为质点)静止在木板 B的左端,物块 C与木板B之间的动摩擦因数为μ=0.1。剪断细绳O'P,小球A 开始运动,重力加速度g取
(1)求小球 A 静止时对细绳 OP 的拉力 F的大小;
(2)小球A 运动到最低点时速度为2m/s,且恰好与物块C发生弹性正碰(碰撞时间极短),求碰后物块C的速度 vC的大小;
(3)求小球A 与物块C碰后,物块C相对木板B滑行的距离s。
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