2027届云南师范大学附属中学高二下学期物理学科体验活动（三）

2027届高二下学期物理学科体验活动（三) 一、选择题（本题共10小题，共68分。在每小题给出的四个选项中，第1一6题只有一个选项符合 题意，每小题6分：第7一10题有多项符合题意，每小题8分，全部选对得8分，选对但不全的得 4分，有选错的得0分。) 1.质心速度是描述物体质心运动状态的物理量，定义为质点系总动量与总质量的比值。如图所示， 木板B的质量3.0kg,木块A的质量1.0kg,给A和B以大小均为4.0m/s,方向相反的初速度，系 统的质心速度大小为() A.0 B.1m/s C.2m/s D.4m/s 2.质量m=0.5kg的小球用轻质弹簧竖直悬挂，把小球向下拉至某位置（未超出弹性限度）由静止 释放，小球之后运动的速度一时间图像如图所示（取竖直向下为正方向，不计空气阻力），重力加速 度8取10m/s2,下列说法正确的是() Av/(m-s-) A.一周期内小球的动量方向变化一次 B.在0~4s时间内，重力的冲量为0 C.在0~2s时间内，弹簧弹力的冲量大小为12kg·ms 甲 D.在2s末弹簧处于原长状态 3.某网球以大小为的速度竖直向上抛出，落回出发点的速度大小为”。网球的速度随时间变化关 系如图所示，若空气阻力大小与网球速率成正比，重力加速度为8，下列说法正确的是() A.下降过程中网球处于超重状态 B.网球上升、下降过程所受重力的冲量大小相等 C.网球从抛出到落回出发点所用的时间马=%+上 D.网球上升过程克服阻力做功等于下降过程克服阻力做功 4.如图所示，将带正电的小球甲、乙（均视为点电荷）从水平地面上方相同高度处同时由静止释放。 已知小球甲的电荷量和质量均大于小球乙的，不计空气阻力，则两小球从释放到落地的过程中，下 列物理量中，小球甲一定大于小球乙的是（) 甲 乙 A.水平位移 ⊕ ⊕ B.水平方向加速度 C.库仑力做的功 7777777777777777 D.同一时刻重力的瞬时功率 试卷第1页，共4页 5.用豆粒模拟气体分子，可以模拟气体压强产生的原理。如图所示，从距秤盘80cm 高度把1000粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上，持续作用时间为1s,豆粒弹起时竖直 方向的速度变为碰前的一半。若每个豆粒只与秤盘碰撞一次，且碰撞时间极短，已知 1000粒的豆粒的总质量为100g,则在碰撞过程中秤盘受到压力大小约为（ A.0.6N B.1.0N C.1.2N D.1.6N 6.某烟花简结构如图1所示。其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆 到线 炸，礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线，当礼花弹到最高点 纸子 发射筒-一 扎花弹 时，延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点 延期找一 中9 炸开成a、b两部分，速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。不 发射药 图1 计空气阻力，则() A.炸开后a、b处于最高点时，a、b两部分动能之比为1：3 B.炸开后a、b处于最高点时，a、b两部分动量大小之比为1：3 C.从炸开到落地的过程中，a、b两部分所受重力冲量之比为3：2 3x D.a、b两部分落地时的重力功率之比为1：2 图2 7.如图所示，轻绳一端系一金属环a,另一端绕过定滑轮悬挂一重物b。环α套在固定的竖直光滑 直杆上，OP与直杆之间的夹角为0，将a、b由静止释放，在环a加速上升的过程中() A.a、b组成的系统动量守恒 B.a、b组成的系统机械能守恒 C.a、b的速度大小满足y。cos8=% D.a、b的速度大小满足y。cos0=v。 777777777 8.一质量m=10kg的物体在水平拉力F的作用下沿水平面做匀速直线运动，运动4m后，F逐渐减 小，继续运动4m后F减为0，物体的速度也刚好减为0。F随物体位移x的变化关系如图所示，重 力加速度g取10m/s2,则() F/N A.物体与地面间的动摩擦因数等于0.1 o B.在运动8m的过程中合外力对物体所做的功约为-20J C.物体做匀速运动的速度大小约为1m/s D.物体匀速运动4m的过程拉力的冲量大小约为20Ns 45678x/m 9.如图甲所示，弹簧台秤的托盘内放一个物块A,整体处于静止状态，托盘、物块A的质量均为 m=1kg,给A施加一个竖直向上的力F,使A从静止开始向上做匀加速直线运动，力F随时间变化 试卷第2页，共4页 的F-1图像和随位移变化的F-x图像分别如图乙、丙所示，取g=10m/s2下列说法正确的是（) A.图中Fo=8N、Fm=14N B.轻弹簧的劲度系数k=200N/m C.在0-0.2s时间内，力F做的功为0.88J F D.在0-0.2s时间内，力F的冲量大小为2.2Ns 0.2 0.08 x/m 10.如图所示，质量均为m的木块A和B,并排放 甲 丙 在光滑水平面上，A上固定一足够长的竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为1的细线，细线另一端 系一质量为m。=2m的球C(可视为质点)。现将C球拉起使细线水平伸直并由静止释放，若重力加 速度为g,所有过程不计阻力，轻杆始终保持竖直状态，则下列说法中正确的是（) A.木块B的最大速率为 8gl 3 B.球C第一次运动至最低点时，绳子拉力大小为10mg C.木块A对木块B做功大小为mg A B /7T77777777777777777777777 D.球C运动至左侧最高点时，细线与竖直方向夹角的余弦值为 3 二、非计算题（共32分） 11.（10分)如图甲所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分 碰撞前后的动量关系。 M P N 35.20cm 44.80cm 线 -55.68cm 丁 分 (1)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图乙所示。多次实验后，白纸上留下了10个印 迹，如果用画圆法确定小球的落点，图中画的三个圆最合理的是 (选填“A”、“B”或“C”)。 (②)某次实验时，小球落地点分布如图丙所示，测得M、P、N与O点距离分别为x、:2、x,若 满足关系 (用m、m2、x、2、x表示)，则碰撞前后动量守恒。 (3)经测定，m=45g,m2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图丁所示。碰撞前、后m 的动量分别为P与p,则P:= :11:若碰撞结束时m2的动量为p2,则p:p2=11: 试卷第3页，共4页 (4)有同学认为，在上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动 的射程增大。请你用(3)中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为 cm. 12.(22分)如图所示，原长L-0.5m的弹性轻绳一端固定在0点，另一端连接质量为m=0.8kg的小 物块A,O点正下方距离0.5m处固定有一根光滑细钉E,弹性绳的弹力F的大小与其伸长量x的关 系满足F=a,=60Nm。初始时A与O点等高，弹性绳刚好伸直但无弹力，现将A由静止释放， 当A到达O点正下方O处时，刚好与地面接触但无弹力，即速度恰好水平，之后A立即与静止在O 处的小物块B发生碰撞，碰后粘在一起。已知B的质量为3m,A、B与水平地面间的动摩擦因数均 为1=0.375，O0的距离为0.9m,g取10m/s2,A、B均可看作质点，最大 静摩擦力等于滑动摩擦力， 弹性势能E,=x.求： 2 E (I)碰撞前瞬间，A的速度大小： (②)A与B碰撞损失的机械能： (3)A、B组成的新物块最终停在距O点多远处。 777777 7777777 0 试卷第4页，共4页 参考答案 题号 1 2 3 4 6 8 9 10 答案 C 0 A A BC AC AC BCD 1.C 【详解】设质心速度大小为，选向右为正方向，可得v=m业+m业=1×(-4)+3×4 m/s=2ms,故选C。 m+m妇 1+3 2.C 【详解】A,一周期内速度方向变化两次，动量方向变化两次，故A错误： B.重力为恒力，4s内重力的冲量I=mg=20Ns,故B错误： C.在0~2s时间内，根据动量定理有mgt2-1=mv2-mv1,其中12=2s,y=0,=-4ms,解得弹簧 弹力的冲量大小为=12kg·m/s,故C正确： D.速度一时间图像的斜率表示加速度，可知，在2s末小球的加速度为零，即此时小球受到的合外力为零， 此时小球受到的弹力大小等于重力大小，方向竖直向上，所以在2s末弹簧处于被拉伸状态，故D错误。 故选C。 3.C 【详解】A.由1图像可知，下降过程的加速度与初速度方向相反，即竖直向下，为失重状态，故A错误： 过程∫+mg=ma,下降过程mg==m0,位移相同，下降过程平均加速度小，A二)， 时间长，重力的冲量大小I=mg,所以网球上升、下降过程所受重力的冲量大小不相等，故B错误： C.网球运动的1图像如图所示，由于上升过程和下降过程位移大 小相等，因此图中两阴影部分面积相等：因为∫=w,则A图像 与1图像相似，两阴影部分的面积也相等，1图像t轴上方图像 与坐标轴围成的面积表示上升过程的阻力的冲量大小，t轴下方图像与坐标轴围成的面积表示下降过程的阻 力的冲量大小。可知上升和下降过程的阻力的冲量大小相等，阻力的总冲量为零，对全过程，根据动量定 理-mg=-my-mo,解得5=+当，故C正确。 g D.网球运动过程中受到的空气阻力大小与其速率成正比，因此上升过程中平均空气阻力大于下降过程中平 均空气阻力，上升过程和下降过程位移大小x大小相同，根据W=斥，可知，上升过程中克服阻力做功大 于下降过程克服阻力做功，故D错误：故选C。 4.D 【详解】A,水平方向由动量守恒可得mxm=mzxz,因mm>mz,故xn<xz,故A错误： 答案第1页，共4页 B.甲、乙间库仑力是相互作用力，大小相等。由牛顿第二定律，因mm>mz,故水平加速度ap<az, 故B错误： C.库仑力做功W=F·x,F大小相等，因为xm<x乙，则Wm<W乙，故C错误： D.重力瞬时功率P=mgy,同一时刻，=g相同，因mm>mz,故Pm>Pz,故D正确。故选D。 5.A 粒落到秤盘上时的速度y=2gh=V2x10x0.3mS=4m5,反弹速度%=)y=2mS, 为正，设极短时间内△，与秤盘碰撞的豆粒为△m,持续作用时间，豆粒总质量m,则满足”-m, 则由 △1t 动量定理F△1=△my2-(-△my),解得F=O.6N,由牛顿第三定律可知，在碰撞过程中秤盘受到的压力大小为 0.6N。故选A。 6.A 【详解】A品。、6两都分水平方向微匀速运动，水平位移之比字-片·竖直高度相等，根霜一可得 1 运动时间相等，根帮x=以可得之一产-子·。、凸两部分在最高点炸裂时，由动量守恒可得 n,=m,0=m,%=,根据动量与动能关系E,=卫，可得 =my.Yao =1 2m m,0方故A正确，B错误： C.根据1=mg,可得a、b两部分所受重力的冲量之比==3：1，故C错误： I mo D.根据。=mgy,二者竖直速度相等，可得a、b落地时重力功率之比等于质量之比，即3：1，故D错误。 故选A。 7.BC 【详解】A.环a在竖直方向受重力、绳子拉力，合力不为零：重物b受重力和绳子拉力，合力也不为零： 整体合外力不为零，所以系统动量不守恒，故A错误： B.系统只有重力和绳子的弹力做功，而绳子的弹力属于系统内力，所以系统的机械能守恒，故B正确： CD.将环a的速度y,沿绳子方向和垂直绳子方向分解，沿绳子方向的分速度大小等于重物b的速度。大小， 则有y。cos0=y,故C正确，D错误。故选BC。 8.AC 【详解】A.物体在0~4m做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力等于滑动摩擦力，由图可知F=10N，则 ∫=F=10N,又∫=mg,解得4=」=0.1，故A正确： mg 答案第2页，共4页 B.在运动8的过程中，摩擦力做功W,=-4mg欧=-80J,拉力做功W等于F-x图线与坐标轴围成的面积， 每一小格对应W=2×1小=2J,共有约37个小格（不满半格的舍去，超过半格的算一格)，拉力总功为 W=37W。=74J,合外力对物体所做的功约为W德=W,+W=-6J,故B错误： C.根据动能定理网=0-)m以，代入数据解得v=2=1m1s,故C正确： 2 D.物体匀速运动4m的过程，时间t=≈4s,拉力的冲量I=F1=40Ns,故D错误。故选AC。 1 9.AC 【详解】A.由图乙和图丙可知，0.2s,X=0.08m,根据x=a2,解得a=4ms2,0时刻加力F时，根 据牛顿第二定律有。=2ma,由图乙可知，在=0.2s时刻物块与托盘脱离，则F一mg=ma,解得Fo-8N、 Fm=14N,故A正确： B.t=0时刻，根据平衡条件有2mg=a,t=0.2s时刻，根据牛顿第二定律有cx2-mg=ma 又x-x2=x,解得=75Nm,故B错误： C.根据丙图图像与横坐标围成的面积可知，力F做的功为W=B+几x=0.81,故C正确： 2 D.根据乙图图像与横坐标围成的面积可知，力F的冲量1<B+上1=2.2Ns,故D错误。故选AC。 2 10.BCD 【详解】A.由题意可知，木块A、B和球C在水平方向上动量守恒，所以当球C到达最低点时，木块A 和B有最大速度，设此时木块A和B的速度大小为”，球C的速度大小为2，根据水平方向动量守恒 2m=me,根据机械能守恒mgl=)×2mY+片me,解得y=y=√g,放A错误： B.球C第一次运动至最低点时，根据牛顿第二定律可得T-mcg=m (y+y)2 解得T=10mg,故B正确： C.对木块B,根据动能定理m=)m-)mg,故C正确： D.球C运动至左侧最高点时，A和C组成的系统在水平方向动量守恒my一my=(m+mc)V 与经直方向夹角为0，根据机械能守恒mY+m=)m:+mV+mc80一。 2 联立，解得cos9=了故D正确。 故选BCD。 答案第3页，共4页 11.(1)B (2)mx3=mx+m23 (3) 142.9 (4)76.8 【评分标准】本题共10分，每空2分。 12.（1)从释放A开始到到达O'处，对A由机械能守恒定律有 me-=方mi+松 ① 其中x=h-L ② 代入数据解得y=√6ms。 ③ (2)A、B碰撞过程动量守恒，设碰后共同速度为v,则有mv=(m+3m)y ⑧ A、B碰撞后损失的动能为△E三号mm+3m)少 ⑤ 联立解得△E=1.8J ⑥ (3)碰后A、B的重力4mg=4×0.8×10N=32N 弹性绳的弹力为F=a=60×0.4N=24N 即满足4mg>F,所以碰后A、B一起在水平方向运动，水平方向受弹性绳拉力的水平分力和滑动摩擦力， 设最终弹性绳伸长量为x',A、B组成的新物块最终停在距O点s远处，根据题意可知，弹性绳的弹力在竖 直方向的分力有F'=a'sinB=a×三=a ⑦ 弹性绳的弹力在竖直方向的分力始终不变，则在A、B从O运动过程中的支持力N=4mg-c⑧ 弹性绳的弹力做功转化为弹性绳的弹性势能，滑动摩擦力做功等于减少的机械能，根据能量守恒定律有 xm (img-k)s ⑨ 根据几何关系有0.42+s2=x2 ① 联立解得s=0.1m ① 即A、B组成的新物块最终停在距O'点0.1m处。 【评分标准】本题共22分，每式2分。 答案第4页，共4页