内容正文:
高二年级下学期第一次月考物理试卷
一、单选题(每题4分共28分)
1. 北京时间8月3日,在巴黎奥运会乒乓球女单决赛中我省运动员陈梦夺得金牌。假设某次击球时,乒乓球以的速度垂直击中球拍,后以的速度反向弹回,不考虑乒乓球的旋转,乒乓球的质量,则乒乓球撞击球拍的过程中( )
A. 乒乓球对球拍的作用力大于球拍对乒乓球的作用力
B. 乒乓球对球拍的冲量小于球拍对乒乓球的冲量
C. 乒乓球的动量变化量大小为
D. 乒乓球对球拍的平均作用力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.乒乓球撞击球拍的过程中,根据牛顿第三定律可知,乒乓球对球拍的作用力与球拍对乒乓球的作用力等大反向,故A错误;
B.根据冲量的定义,结合A项分析可知,乒乓球对球拍的冲量与球拍对乒乓球的冲量等大反向,故B错误;
C.乒乓球的动量变化量
即乒乓球的动量变化量大小为,故C错误;
D.乒乓球撞击球拍过程中,对乒乓球有
即球拍对乒乓球的平均作用力大小为,根据牛顿第三定律,乒乓球对球拍的平均作用力大小为,故D正确。
故选D。
2. 下列关于动量、动量变化量的说法中,正确的是( )
A. 物体的动量越大,其惯性也越大
B. 做匀速圆周运动的物体,其动量不变
C. 物体的速度大小不变时,动量的变化量一定为零
D. 做匀加速直线运动的物体,动量的变化量方向与运动方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.惯性只由质量决定,故A错误;
B.动量为矢量,匀速圆周运动的方向变化,则动量变化,故B错误;
C.速度方向发生改变,动量变化量不为零,故C错误;
D.动量与速度具有同向性,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,质量为的物体在一个与水平方向成角的拉力作用下,沿水平面向右匀速运动,已知重力加速度大小为,关于物体在时间内所受力的冲量,下列说法正确的是( )
A. 重力的冲量大小为0 B. 摩擦力的冲量大小为
C. 拉力的冲量大小为 D. 合外力的冲量大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.重力的冲量为
A错误;
B.由于物体做匀速运动,根据平衡关系有
摩擦力的冲量为
B错误;
C.拉力的冲量大小为
C正确;
D.物体匀速直线运动,合力为零,所以合外力的冲量为0,D错误。
故选C。
4. 如图所示,甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上,甲推了乙一下,结果两人向相反的方向滑去,已知甲的质量比乙的大。则在甲推乙的过程中,下列说法正确的是( )
A. 甲的动能变化量小于乙的动能变化量
B. 甲的速度变化量大于乙的速度变化量
C. 甲、乙的动量变化量相同
D. 甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲推乙的过程中,由于在光滑的水平冰面,所以甲、乙二人组成的系统动量守恒,由于系统总动量为0,故甲乙动量变化量等大反向,甲乙末动量也等大反向,根据
而甲的质量大于乙的质量,故甲的动能小于乙的动能,即甲的动能变化量小于乙的动能变化量,故A正确;
B.由于甲乙末动量等大,根据动量
由于甲的质量大于乙的质量,所以甲的速度小于乙的速度,由于初速度为0,故甲的速度变化量小于乙的速度变化量,故B错误;
C.结合A选项分析可知,甲、乙的动量变化量等大反向,故C错误;
D.甲推乙的过程中,根据牛顿第三定律可知,甲对乙的力与乙对甲的力等大反向,作用时间也相等,故甲对乙的冲量大小等于乙对甲的冲量大小,故D错误。
故选A。
5. 2024年冬至来临之际,一场洋溢着温馨与快乐的包饺子活动在襄阳三中暖心上演。活动现场某拍照教师不小心将手机掉落,已知该手机大约,从高度掉落,与地面接触时间,已知手机与地面碰撞后不反弹,重力加速度,不计空气阻力。求手机对地面的冲击力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由自由落体运动公式
解得手机落地时的速度大小为
手机与地面碰撞后不反弹,可知手机与地面碰撞后速度变到0,取向上方向为正方向,再由动量定理公式可得
解得
由牛顿第三定律可知,手机对地面的冲击力大小为5.6N。
故选C。
6. 如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为的光滑弧形槽静止在足够大的光滑水平面上,底部与水平面平滑相切,一个质量也为的小球从槽顶部由静止下滑,假设小球与弹簧组成的系统在相互作用的全过程无机械能损失,则( )
A. 在下滑过程中,小球对槽的作用力做正功
B. 在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒
C. 被弹簧反弹前后,小球动量大小和方向均发生改变
D. 被弹簧反弹后,小球一定能返回到槽上
【答案】A
【解析】
【详解】A.在下滑过程中,槽的动能增加,重力势能不变,机械能增加,小球对槽的作用力做正功,故A正确;
B.在以后的运动过程中,小球和槽的水平方向动量始终守恒,故B错误;
C.小球与弹簧组成的系统在相互作用的全过程无机械能损失,被弹簧反弹前后,小球速度大小不变,方向相反,小球动量大小不变,方向发生改变,故C错误;
D.小球和槽的水平方向动量守恒,小球和槽分离时小球的速度若小于等于槽的速度,被弹簧反弹后,小球速度大小和与槽分离时的速度大小相等,则小球不能返回到槽上,故D错误。
故选A。
7. 以质点为波源的机械波在绳上传到质点时的波形如图所示,下列说法正确的是( )
A. 绳波传播不需要介质
B. 点的起振方向朝上
C. 绳中质点带动右侧相邻的质点振动
D. 当点停止振动时,绳波立即消失
【答案】B
【解析】
【详解】A.绳波是机械波,机械波的传播需要满足两个条件:①振源振动,②介质,所以绳波传播需要介质,故A错误;
B.点的起振方向朝上,点的起振方向也朝上,故B正确;
C.由于波向左传播,绳中质点带动左侧相邻的质点振动,故C错误;
D.如果振源停止振动,在介质中传播的振动不会立即停止,故D错误。
故选B。
二、多选题(每题5分,对而不全3分,共25分)
8. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图,则( )
A. 内动量变化量为
B. 时物块的动量大小为
C. 内合外力F的冲量为0
D. 时物块的动量大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图像的面积表示冲量。内合外力的冲量
根据动量定理知内动量变化量为,A正确;
B.物块从静止开始运动,所以内动量的变化量与2s末动量大小相等,为,B错误;
C.内合外力的冲量,C错误;
D.内根据动量定理有
解得动量,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,木块A、B用轻弹簧连接,放在光滑的水平面上,A紧靠墙壁,在木块B上施加向左的水平力F,使弹簧压缩,当撤去外力后( )
A. A尚未离开墙壁前,A、B及弹簧组成的系统的动量守恒
B. A尚未离开墙壁前,A、B及弹簧组成的系统的机械能守恒
C. A离开墙壁后,A、B及弹簧组成的系统动量守恒
D. A离开墙壁后,A、B及弹簧组成的系统机械能不守恒
【答案】BC
【解析】
【详解】A.当撤去外力后,A尚未离开墙壁前,A、B及弹簧组成的系统受到墙壁的作用力,系统所受的外力不为零,所以系统的动量不守恒,故A错误;
B.以A、B及弹簧组成的系统为研究对象,在A离开墙壁前,除了系统内弹力做功外,无其他力做功,系统机械能守恒,故B正确;
C.离开墙壁后,AB及弹簧组成的系统所受的外力之和为0,所以系统动量守恒,故C正确;
D.在A离开墙壁后,对A、B及弹簧组成的系统,除了系统内弹力做功外,无其他力做功,A、B及弹簧组成的系统机械能守恒,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,在O点用长为L的细绳系着一小球(可视为质点),O点正下方A点处有一固定的光滑钉子,。小球在B点由静止释放,运动至右侧最高点C点的时间为t,AC与竖直方向夹角足够小,重力加速度为g,不计空气阻力,则t可能等于( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】小球摆动过程的摆长为L时,其周期为
小球摆长为时,其周期为
小球在B点由静止释放,摆动的周期为
小球在B点由静止释放,第一次运动至右侧最高点C点的时间为
小球在B点由静止释放,运动至右侧最高点C点的时间为
当n=1时
当n=2时,
故选AC。
11. 在一条软绳上选18个等间距的质点,质点1在外力作用下首先向上振动,其余质点在相互作用力的带动下依次振动,从而形成简谐波,由波的形成及图可知,下列说法中正确的是( )
A. 质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,因此每个质点均做受迫振动
B. 每个质点开始运动后,均在水平方向做匀速运动,在竖直方向做简谐运动
C. 绳上的每一个质点开始振动时,方向都向上,振动周期不相同
D. 绳上波的传播过程也是能量的传递过程,每个质点均做等幅振动,故每个质点的机械能守恒
【答案】A
【解析】
【详解】AC.绳上的质点都在做受迫振动,所以各质点振动的周期与波源的振动周期都相同,故A正确,C错误;
BD.每个质点开始振动后,只在竖直方向做简谐运动,水平方向上不随波迁移。波的传播过程也是能量的传递过程,每个质点均做等振幅的受迫振动,合外力不为零,故每个质点的机械能并不守恒,故BD错误。
故选A。
12. 如图所示,在张紧的水平绳上挂5个摆,已知甲、乙、丙的摆长相等,丁最长,戊最短。现让乙摆在垂直纸面的方向振动起来,其余各摆也随之振动,待振动稳定后,下列说法正确的是( )
A. 戊摆的固有频率最小
B. 戊摆的振动频率最大
C. 5个摆的振动频率都相等
D. 甲、丙摆的振幅比丁、戊摆的振幅大
【答案】CD
【解析】
【详解】A根据题意,由单摆的周期公式
可知摆长越短,周期越小,又因为
可知单摆的周期越小,固有频率越大,故戊摆的固有频率最大,A错误;
BC.振动稳定后,所有摆的振动频率都与乙摆的振动频率相等,B错误,C正确;
D.甲、丙的摆长与乙的摆长相等,即固有频率与驱动力频率相等,发生共振,振幅最大,故甲、丙摆的振幅比丁、戊摆的振幅大,D正确。
故选CD。
三、解答题
13. 如图所示,轻弹簧的下端系着AB两球,,系统静止时弹簧伸长,未超出弹性限度。若剪断AB间的细绳,则A在竖直方向做简谐运动。求:
(1)弹簧的劲度系数。
(2)的振幅多大。
(3)球的最大加速度多大。(取)
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)挂AB两球时有
解得
(2)剪断AB间细绳后,球平衡时由
可得,弹簧的伸长量为
刚剪断细绳时弹簧比球平衡时多伸长的长度就是振幅,即
(3)振动中球的最大加速度
14. 如图所示,质量为m的木块以v0的速度水平滑上静止在光滑水平地面上的平板小车,最终二者以相同的速度共同运动。已知平板小车的质量为M,木块与小车之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
(1)从木块滑上小车到它们处于相对静止时v的大小;
(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止时木块相对小车滑行的距离s。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据动量守恒定律有
解得
【小问2详解】
根据能量守恒定律有
解得
15. 如图所示,小球系在细绳上,物块静置于悬挂点的正下方,将细绳拉开偏离竖直方向后由静止释放小球,两物体发生弹性正碰,碰撞时间极短。已知绳长,,,重力加速度,两物体都可看成质点,物块与水平地面间的动摩擦因数,,求:
(1)小球与物块碰前瞬间的速度大小;
(2)碰后瞬间,小球、物块的速度大小、;
(3)碰撞后小球第一次摆到右端最高点时,物块的位移大小(结果可保留)。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【详解】(1)小球下摆过程中机械能守恒
解得
(2)两物体发生弹性碰撞,根据动量守恒、能量守恒定律有,
解得,
(3)小球碰后,机械能守恒
解得
故
小球碰后的运动可看成简谐运动,根据单摆周期公式有
摆到左端最高点有
对物块,由牛顿第二定律得
假设物块经时间停了下来
因为,根据
代入数据,解得
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高二年级下学期第一次月考物理试卷
一、单选题(每题4分共28分)
1. 北京时间8月3日,在巴黎奥运会乒乓球女单决赛中我省运动员陈梦夺得金牌。假设某次击球时,乒乓球以的速度垂直击中球拍,后以的速度反向弹回,不考虑乒乓球的旋转,乒乓球的质量,则乒乓球撞击球拍的过程中( )
A. 乒乓球对球拍的作用力大于球拍对乒乓球的作用力
B. 乒乓球对球拍的冲量小于球拍对乒乓球的冲量
C. 乒乓球的动量变化量大小为
D. 乒乓球对球拍的平均作用力大小为
2. 下列关于动量、动量变化量的说法中,正确的是( )
A. 物体的动量越大,其惯性也越大
B. 做匀速圆周运动的物体,其动量不变
C. 物体的速度大小不变时,动量的变化量一定为零
D. 做匀加速直线运动的物体,动量的变化量方向与运动方向相同
3. 如图所示,质量为的物体在一个与水平方向成角的拉力作用下,沿水平面向右匀速运动,已知重力加速度大小为,关于物体在时间内所受力的冲量,下列说法正确的是( )
A. 重力的冲量大小为0 B. 摩擦力的冲量大小为
C. 拉力的冲量大小为 D. 合外力的冲量大小为
4. 如图所示,甲、乙两人静止在光滑的水平冰面上,甲推了乙一下,结果两人向相反的方向滑去,已知甲的质量比乙的大。则在甲推乙的过程中,下列说法正确的是( )
A. 甲的动能变化量小于乙的动能变化量
B. 甲的速度变化量大于乙的速度变化量
C. 甲、乙的动量变化量相同
D. 甲对乙的冲量大于乙对甲的冲量
5. 2024年冬至来临之际,一场洋溢着温馨与快乐的包饺子活动在襄阳三中暖心上演。活动现场某拍照教师不小心将手机掉落,已知该手机大约,从高度掉落,与地面接触时间,已知手机与地面碰撞后不反弹,重力加速度,不计空气阻力。求手机对地面的冲击力大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为的光滑弧形槽静止在足够大的光滑水平面上,底部与水平面平滑相切,一个质量也为的小球从槽顶部由静止下滑,假设小球与弹簧组成的系统在相互作用的全过程无机械能损失,则( )
A. 在下滑过程中,小球对槽的作用力做正功
B. 在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒
C. 被弹簧反弹前后,小球动量大小和方向均发生改变
D. 被弹簧反弹后,小球一定能返回到槽上
7. 以质点为波源的机械波在绳上传到质点时的波形如图所示,下列说法正确的是( )
A. 绳波传播不需要介质
B. 点的起振方向朝上
C. 绳中质点带动右侧相邻的质点振动
D. 当点停止振动时,绳波立即消失
二、多选题(每题5分,对而不全3分,共25分)
8. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图,则( )
A. 内动量变化量为
B. 时物块的动量大小为
C. 内合外力F的冲量为0
D. 时物块的动量大小为
9. 如图所示,木块A、B用轻弹簧连接,放在光滑的水平面上,A紧靠墙壁,在木块B上施加向左的水平力F,使弹簧压缩,当撤去外力后( )
A. A尚未离开墙壁前,A、B及弹簧组成的系统的动量守恒
B. A尚未离开墙壁前,A、B及弹簧组成的系统的机械能守恒
C. A离开墙壁后,A、B及弹簧组成的系统动量守恒
D. A离开墙壁后,A、B及弹簧组成的系统机械能不守恒
10. 如图所示,在O点用长为L的细绳系着一小球(可视为质点),O点正下方A点处有一固定的光滑钉子,。小球在B点由静止释放,运动至右侧最高点C点的时间为t,AC与竖直方向夹角足够小,重力加速度为g,不计空气阻力,则t可能等于( )
A. B. C. D.
11. 在一条软绳上选18个等间距的质点,质点1在外力作用下首先向上振动,其余质点在相互作用力的带动下依次振动,从而形成简谐波,由波的形成及图可知,下列说法中正确的是( )
A. 质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,因此每个质点均做受迫振动
B. 每个质点开始运动后,均在水平方向做匀速运动,在竖直方向做简谐运动
C. 绳上的每一个质点开始振动时,方向都向上,振动周期不相同
D. 绳上波的传播过程也是能量的传递过程,每个质点均做等幅振动,故每个质点的机械能守恒
12. 如图所示,在张紧的水平绳上挂5个摆,已知甲、乙、丙的摆长相等,丁最长,戊最短。现让乙摆在垂直纸面的方向振动起来,其余各摆也随之振动,待振动稳定后,下列说法正确的是( )
A. 戊摆的固有频率最小
B. 戊摆的振动频率最大
C. 5个摆的振动频率都相等
D. 甲、丙摆的振幅比丁、戊摆的振幅大
三、解答题
13. 如图所示,轻弹簧的下端系着AB两球,,系统静止时弹簧伸长,未超出弹性限度。若剪断AB间的细绳,则A在竖直方向做简谐运动。求:
(1)弹簧的劲度系数。
(2)的振幅多大。
(3)球的最大加速度多大。(取)
14. 如图所示,质量为m的木块以v0的速度水平滑上静止在光滑水平地面上的平板小车,最终二者以相同的速度共同运动。已知平板小车的质量为M,木块与小车之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
(1)从木块滑上小车到它们处于相对静止时v的大小;
(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止时木块相对小车滑行的距离s。
15. 如图所示,小球系在细绳上,物块静置于悬挂点的正下方,将细绳拉开偏离竖直方向后由静止释放小球,两物体发生弹性正碰,碰撞时间极短。已知绳长,,,重力加速度,两物体都可看成质点,物块与水平地面间的动摩擦因数,,求:
(1)小球与物块碰前瞬间的速度大小;
(2)碰后瞬间,小球、物块的速度大小、;
(3)碰撞后小球第一次摆到右端最高点时,物块的位移大小(结果可保留)。
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