内容正文:
兆麟中学2025—2026学年度下学期第三次月考考试
高一学年物理学科试题
考试用时:75分钟 总分:100分
一、单选题(每题4分共28分)
1. 一小球在水平桌面上做匀速圆周运动,从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的动能时刻变化 B. 小球的动量保持不变
C. 小球受到的向心力不做功,但有冲量 D. 小球受到的向心力做功,但没有冲量
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于匀速圆周运动速度大小不变,根据
可知,动能的大小不变,A错误;
B.匀速圆周运动速度大小虽然不变,但方向时刻改变,因此,小球的动量时刻改变,B错误;
CD.由于向心力始终与速度方向垂直,故向心力不做功,冲量是力与作用时间的乘积,故向心力有冲量,C正确,D错误。
故选C。
2. 关于做功、动量与能量,下列叙述中正确的是( )
A. 一对平衡力做功之和必定为零
B. 一对相互作用力做功之和必定为零
C. 物体所受合外力做功为零,物体的机械能必定守恒
D. 质量一定的某物体,动量不变,其动能必定不守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A.一对平衡力合力为零,则做功之和必定为零,选项A正确;
B.一对作用力和反作用力做功的代数和不一定为零,例如物体在地面上滑动,地面对物体的摩擦力对物体做负功,物体对地面的摩擦力对地面不做功,则做功的代数和不为零,选项B错误;
C.合力对物体做功为零,机械能不一定守恒,如在竖直方向匀速下落的物体合外力做功为零,但机械能减少,机械能不守恒,故C错误;
D.质量一定的某物体,动量不变,则物体的速度不变,其动能必定不变,即动能守恒,选项D错误。
故选A。
3. 某物体在水平拉力F作用下,由静止沿水平方向运动,t1时刻撤去拉力F,其v-t图像如图所示。整个过程中,拉力F做的功为W1,冲量大小为I1,物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2,摩擦阻力的冲量大小为I2,则下列判断正确的是( )
A. W1=W2;I1= I2 B. W1=W2;I1> I2 C. W1<W2;I1> I2 D. W1<W2;I1 <I2
【答案】A
【解析】
【详解】根据动能定理,在整个运动过程中,初、末动能均为零,有
即
根据动量定理,在整个运动过程中,初、末动量均为零,有
即
故选A。
4. 北京时间2025年8月19日15时33分,力箭一号遥十运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,将搭载的中科卫星05星等7颗卫星顺利送入各自轨道,飞行试验任务获得圆满成功。若七颗卫星均绕地球做匀速圆周运动,其中卫星的轨道半径最大,卫星的轨道半径最小。地球表面的重力加速度为,忽略地球自转。下列说法正确的是( )
A. 七颗卫星的向心加速度大小均大于
B. 七颗卫星的绕行速度均大于
C. 卫星绕地球运动的周期大于卫星的周期
D. 卫星绕地球运动的角速度大于卫星运动的角速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.对于卫星,根据万有引力提供向心力,有
而对于地面上的物体,根据万有引力等于重力,有
可得,故A错;
B.对于卫星,根据万有引力提供向心力,有
解得
根据万有引力提供向心力,有
可得第一宇宙速度
可得,故B错误;
C.对于卫星,根据万有引力提供向心力,有
解得
因为,所以,故C正确;
D.对于卫星,根据万有引力提供向心力,有
解得
因为,所以,故D错误。
故选C。
5. 溧阳市新中医院投入运营后,医院利用无人机运送并空投药品。假设无人机在离降落平台高度为8m处悬停后将药品通过悬绳静止释放,药品匀加速竖直下落了2s后落地,若药品质量为1kg,g取10m/s²,则药品从释放到刚接触地面的过程中( )
A. 药品的重力势能减少了32J
B. 药品的机械能减少了48J
C. 药品落到地面时重力的瞬时功率为48W
D. 药品的动能增加了48J
【答案】B
【解析】
【详解】A.药品的重力势能减少了,故A错误;
BD.设药品的加速度大小为,根据运动学公式可得
解得
则药品落地时的速度大小为
药品的动能增加了
则药品的机械能减少了,故B正确,D错误;
C.药品落到地面时重力的瞬时功率为,故C错误。
故选B。
6. 甲、乙两物体沿同一直线相向运动,碰撞前甲物体的速度大小是6m/s,乙物体的速度大小是2m/s。碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动,速度大小都是3m/s。则甲、乙两物体的质量之比是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】碰撞过程内力远大于外力,甲、乙组成的系统动量守恒,规定碰撞前甲的速度方向为正方向,根据动量守恒定律
代入已知量 , , ,
得
移项整理得
即
故选C。
7. 如图所示,真空中A、B两个质量相同的带电小球分别用长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的点,平衡时、间细线竖直且A小球与光滑竖直绝缘墙壁接触,、间细线偏离竖直方向。已知A所带的电荷量为B所带电荷量的3倍,两个小球质量均为,取,静电力常量。下列说法正确的是( )
A. 两个小球可能带异种电荷
B. A小球所带的电荷量为
C. 竖直墙壁对A小球的作用力大小为
D. 若B小球缓慢漏电,则、间细线上的拉力逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意知B处于静止状态,对B球受力分析,如图所示
可知B受到A的库仑斥力,B才可能处于静止,故A、B带同种电荷,故A错误;
B.设A的带电量为,则B的带电量为,对B,根据平衡条件有
其中m,解得C,故B错误;
C.对A球受力分析,设墙壁对A球的弹力为,根据平衡条件有
解得N,故C正确;
D.对B分析,根据相似三角形原理有
由于,OA,OB均不变,故拉力也不变,故D错误。
故选C。
二、多选题(每题,6分,共18分)
8. 如图,真空中有两个点电荷和,分别固定在x坐标轴上,其中位于处,位于x=6cm处。则x坐标轴上( )
A. 电场强度为零的点只有一个 B. 电场强度为零的点有两个
C. 区域电场强度方向是沿x轴负方向 D. 区域电场强度方向是沿x轴负方向
【答案】AD
【解析】
【详解】ABD.因Q1>∣Q2∣则x<0区域电场强度方向是沿x轴负方向,不存在场强为零的点,在x=0和x=6cm之间的场强沿x轴正向,也不存在场强为零的点,只有在x>6cm的范围才会有场强为零的点,则电场强度为零的点只有一个,选项AD正确,B错误;
C.设场强为零的点距离Q2为xcm,则
解得
x=3cm
则在x=6cm到x=9cm之间的场强沿x轴负向,在x>9cm范围内场强沿x轴正向,选项C错误;
故选AD。
9. 光滑圆弧轨道质量为M的滑车静置于光滑水平面上,如图所示。一个质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车,当小球上行再返回并脱离滑车时,以下说法正确的是( )
A. 小球可能向右做平抛运动
B. 小球可能向左做平抛运动
C. 小球可能做自由落体运动
D. 小球一定水平向左做平抛运动
【答案】ABC
【解析】
【详解】设小球上行再返回并脱离滑车时,小球的速度为v1,车的速度为v2,取向右为正方向,由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
由以上两式解得
A.若m>M,则v1>0,小球离开滑车后向右做平抛运动,A正确;
B.若m<M,则v1<0,小球离开滑车后向左做平抛运动,B正确;
C.若m=M,则v1=0,小球离开滑车后做自由落体运动,C正确;
D.由以上可知,D错误。
故选ABC。
10. 如图所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽P置于光滑的水平面上,半圆形槽的半径为R、质量为m。在槽的右侧有一个质量为m的物块Q(不与槽粘连),现让一质量为4m的小球自右侧槽口的正上方高0.5R处由静止开始下落,小球从A点与半圆形槽相切进入槽内,已知重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A. 小球第一次运动到半圆槽的最低点时,小球与槽的速度大小相等
B. 小球第一次运动到半圆槽的最低点时,物块Q向右运动的距离为
C. 整个过程半圆槽P对物块Q的冲量大小为
D. 小球在半圆槽内第一次到最低点的运动过程中,小球对槽的冲量大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由小球、半圆槽和物块组成的系统在水平方向不受外力,故小球、半圆槽和物块在水平方向动量守恒,取向左为正方向,则有
解得,故A错误;
B.小球在半圆槽内第一次运动到最低点的过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统在水平方向动量守恒,在任意时刻小球和物块的瞬时速率之比为,所以全程的平均速度之比为,进而小球和物块的位移之比
且
代入数据可得物块Q向右运动的距离,故B正确;
C.小球在半圆槽内第一次到最低点的运动过程中,水平方向动量守恒有
系统机械能守恒有
联立解得,
小球在半圆槽内第一次到最低点之后半圆槽P与物块Q分离,整个过程半圆槽P对物块Q的冲量大小为,故C正确;
D.小球在半圆槽内第一次到最低点的运动过程中,以小球为研究对象,水平方向根据动量定理有
则小球对槽的水平方向的冲量大小为,由于小球对槽的竖直方向也有冲量,因此小球对槽的冲量大小不等于,故D错误。
故选BC。
三、实验题
11. 用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验,让质量为m=0.1 kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图乙所示,O点为刚释放重锤时打出的点,相邻两计数点的时间间隔为0.02 s,g取10 m/s2。求(结果均保留两位有效数字):
(1)打点计时器打下计数点B时,重锤的速度vB= ___________;
(2)从打点O到打下计数点B的过程中,重锤重力势能的减小量=___________,动能的增加量=___________;由此可得出的结论是:___________。
【答案】(1)0.97m/s
(2) ①. 0.049J ②. 0.047J ③. 在实验允许的误差范围内,重物下落过程中机械能守恒
【解析】
【小问1详解】
根据匀变速直线运动规律,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,有
由图乙可知
且,代入数据解得
【小问2详解】
[1][2][3]重锤重力势能的减小量
动能的增加量
比较可知略大于,原因是存在阻力,但在误差允许范围内,重物下落过程中机械能守恒。
12. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。已知入射小球质量为,被碰小球质量为。记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为、、,如图乙,分析数据:
(1)若入射小球半径为,被碰小球半径为,为满足实验要求,则需要________;(填字母代号)
A. , B. , C. , D. ,
(2)关于本实验,下列说法正确的是________;
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端必须水平
C. 实验过程中,复写纸和白纸都可以移动
D. 小球每次必须从斜槽轨道同一位置释放
E. 需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(3)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为________;若碰撞是弹性碰撞,则还应满足________(用题中所给物理量的符号表示)
【答案】(1)C (2)BD
(3) ①. ②. 或x3=x1+x2
【解析】
【小问1详解】
要使两球发生对心正碰,两球半径应相等,为防止入射球碰撞后反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即,。
故选C。
【小问2详解】
AD.只要保证入射小球每次从同一位置释放,就能保证碰撞前速度一致,斜槽不需要光滑,故A错误,D正确;
B.斜槽末端水平才能保证小球抛出后做平抛运动,故B正确;
C.实验中白纸位置必须固定,不能移动,否则落点位置测量错误,故C错误;
E.小球平抛下落高度相同,运动时间相同,速度可由水平位移代替,不需要测量时间,故E错误。
故选BD。
【小问3详解】
[1] 碰撞前小球落点为P,碰撞后小球落点为M,小球落点为N,平抛运动时间相同,设为t,由题意,,
若满足动量守恒定律则有
解得
[2] 若碰撞是弹性碰撞,还应满足机械能守恒定律,即
解得或x3=x1+x2
四、解答题
13. 如图所示,在电场强度的匀强电场中,电荷量的点电荷从A点由静止加速到B点,A、B两点在同一条电场线上,它们间的距离。求:
(1)点电荷在B点所受的电场力F的大小;
(2)在此过程中电场力对点电荷所做的功W。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
点电荷在B点所受的电场力F的大小
【小问2详解】
在此过程中电场力对点电荷所做的功
14. 如图所示,在竖直面内有一固定的足够长光滑轨道,为水平轨道,与半圆形轨道相切于B点。一质量的小球甲以大小的初速度水平向右运动,与静止在水平轨道上质量的小球乙发生弹性正碰,碰后小球乙沿半圆形轨道上滑,恰好能通过半圆形轨道的最高点D。两小球均视为质点,取重力加速度大小。
(1)求碰撞后瞬间小球甲的速度;
(2)求半圆形轨道的半径R;
(3)为使小球乙始终沿轨道运动而不脱离轨道,求小球甲的初速度大小应满足的条件。
【答案】(1),方向水平向左;(2);(3)不大于
【解析】
【分析】
【详解】(1)设两小球碰撞后瞬间小球乙的速度为,以水平向右为正方向,对甲、乙两小球的碰撞过程,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得,负号表示的方向水平向左。
(2)由(1)可得;设小球乙恰好通过最高点D的速度大小为,有
对小球乙从B点运动到D点的过程,根据机械能守恒定律有
解得。
(3)设小球甲以初速率v与小球乙碰撞后,小球乙恰好能到达与圆心O等高的C点,设两小球碰撞后瞬间小球甲、乙的速度分别为和,有
解得;
为使小球乙始终沿轨道运动而不脱离轨道,小球甲的初速度应不大于。
15. 如图所示,半径为R的光滑圆弧槽静止在足够长的光滑水平面上,圆弧底端与水平面相切,其右侧距离为R处有厚度不计的薄木板,薄木板的左端放置一个小滑块,右端固定一竖直轻质挡板,挡板左侧连有一轻质弹簧。现将一小球从圆弧槽左侧内切点正上方的一定高度由静止释放,小球落入圆弧槽后又滑离;然后以大小为v0的速度与小滑块发生弹性碰撞,碰撞时间极短;随后小滑块拖动薄木板向右滑动,压缩弹簧后反弹,且恰好能回到薄木板的最左端而不掉下。已知小球的质量为m,圆弧槽和小滑块的质量均为3m,薄木板的质量为6m,小球和小滑块均可视为质点,重力加速度为g。求:
(1) 小球开始下落时离水平地面的高度h;
(2) 小球与滑块碰撞的瞬间,小球与圆弧槽底端的距离x;
(3) 弹簧的最大弹性势能EPm。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设小球滑离圆弧槽时,圆弧槽的反冲速度大小为v1,方向水平向左
由动量守恒定律得
解得
从小球开始下落至球、槽第一次分离过程,系统机械能守恒。由机械能守恒定律得
解得
(2)设小球从开始下落至刚好滑离圆弧槽,相对地面向右滑过x1,圆弧槽反冲相对地面后退x2,由平均动量守恒可得
解得
,
小球要继续向右滑过,历时t,则
圆弧槽在t时间内向左继续滑行的距离为
小球与滑块碰撞的瞬间,小球与圆弧槽底端的距离
(3)规定向右为正方向,小球与滑块发生弹性碰撞,动量守恒,机械能守恒
解得
方向向左;
方向向右。
滑块与薄木板共速时弹簧的弹性势能最大,由动量守恒定律得
解得
因滑块恰好回到薄木板的最左端,故薄木板与滑块间一定有摩擦,且相对薄木板向右运动和返回向左运动的摩擦生热相同,设为Q,则
滑块恰好回到薄木板的最左端时仍共速,速度仍为v,故
解得
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兆麟中学2025—2026学年度下学期第三次月考考试
高一学年物理学科试题
考试用时:75分钟 总分:100分
一、单选题(每题4分共28分)
1. 一小球在水平桌面上做匀速圆周运动,从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的动能时刻变化 B. 小球的动量保持不变
C. 小球受到的向心力不做功,但有冲量 D. 小球受到的向心力做功,但没有冲量
2. 关于做功、动量与能量,下列叙述中正确的是( )
A. 一对平衡力做功之和必定为零
B. 一对相互作用力做功之和必定为零
C. 物体所受合外力做功为零,物体的机械能必定守恒
D. 质量一定的某物体,动量不变,其动能必定不守恒
3. 某物体在水平拉力F作用下,由静止沿水平方向运动,t1时刻撤去拉力F,其v-t图像如图所示。整个过程中,拉力F做的功为W1,冲量大小为I1,物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2,摩擦阻力的冲量大小为I2,则下列判断正确的是( )
A. W1=W2;I1= I2 B. W1=W2;I1> I2 C. W1<W2;I1> I2 D. W1<W2;I1 <I2
4. 北京时间2025年8月19日15时33分,力箭一号遥十运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,将搭载的中科卫星05星等7颗卫星顺利送入各自轨道,飞行试验任务获得圆满成功。若七颗卫星均绕地球做匀速圆周运动,其中卫星的轨道半径最大,卫星的轨道半径最小。地球表面的重力加速度为,忽略地球自转。下列说法正确的是( )
A. 七颗卫星的向心加速度大小均大于
B. 七颗卫星的绕行速度均大于
C. 卫星绕地球运动的周期大于卫星的周期
D. 卫星绕地球运动的角速度大于卫星运动的角速度
5. 溧阳市新中医院投入运营后,医院利用无人机运送并空投药品。假设无人机在离降落平台高度为8m处悬停后将药品通过悬绳静止释放,药品匀加速竖直下落了2s后落地,若药品质量为1kg,g取10m/s²,则药品从释放到刚接触地面的过程中( )
A. 药品的重力势能减少了32J
B. 药品的机械能减少了48J
C. 药品落到地面时重力的瞬时功率为48W
D. 药品的动能增加了48J
6. 甲、乙两物体沿同一直线相向运动,碰撞前甲物体的速度大小是6m/s,乙物体的速度大小是2m/s。碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动,速度大小都是3m/s。则甲、乙两物体的质量之比是( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,真空中A、B两个质量相同的带电小球分别用长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的点,平衡时、间细线竖直且A小球与光滑竖直绝缘墙壁接触,、间细线偏离竖直方向。已知A所带的电荷量为B所带电荷量的3倍,两个小球质量均为,取,静电力常量。下列说法正确的是( )
A. 两个小球可能带异种电荷
B. A小球所带的电荷量为
C. 竖直墙壁对A小球的作用力大小为
D. 若B小球缓慢漏电,则、间细线上的拉力逐渐减小
二、多选题(每题,6分,共18分)
8. 如图,真空中有两个点电荷和,分别固定在x坐标轴上,其中位于处,位于x=6cm处。则x坐标轴上( )
A. 电场强度为零的点只有一个 B. 电场强度为零的点有两个
C. 区域电场强度方向是沿x轴负方向 D. 区域电场强度方向是沿x轴负方向
9. 光滑圆弧轨道质量为M的滑车静置于光滑水平面上,如图所示。一个质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车,当小球上行再返回并脱离滑车时,以下说法正确的是( )
A. 小球可能向右做平抛运动
B. 小球可能向左做平抛运动
C. 小球可能做自由落体运动
D. 小球一定水平向左做平抛运动
10. 如图所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽P置于光滑的水平面上,半圆形槽的半径为R、质量为m。在槽的右侧有一个质量为m的物块Q(不与槽粘连),现让一质量为4m的小球自右侧槽口的正上方高0.5R处由静止开始下落,小球从A点与半圆形槽相切进入槽内,已知重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A. 小球第一次运动到半圆槽的最低点时,小球与槽的速度大小相等
B. 小球第一次运动到半圆槽的最低点时,物块Q向右运动的距离为
C. 整个过程半圆槽P对物块Q的冲量大小为
D. 小球在半圆槽内第一次到最低点的运动过程中,小球对槽的冲量大小为
三、实验题
11. 用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验,让质量为m=0.1 kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图乙所示,O点为刚释放重锤时打出的点,相邻两计数点的时间间隔为0.02 s,g取10 m/s2。求(结果均保留两位有效数字):
(1)打点计时器打下计数点B时,重锤的速度vB= ___________;
(2)从打点O到打下计数点B的过程中,重锤重力势能的减小量=___________,动能的增加量=___________;由此可得出的结论是:___________。
12. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。已知入射小球质量为,被碰小球质量为。记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为、、,如图乙,分析数据:
(1)若入射小球半径为,被碰小球半径为,为满足实验要求,则需要________;(填字母代号)
A. , B. , C. , D. ,
(2)关于本实验,下列说法正确的是________;
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端必须水平
C. 实验过程中,复写纸和白纸都可以移动
D. 小球每次必须从斜槽轨道同一位置释放
E. 需用秒表测定小球在空中飞行的时间
(3)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为________;若碰撞是弹性碰撞,则还应满足________(用题中所给物理量的符号表示)
四、解答题
13. 如图所示,在电场强度的匀强电场中,电荷量的点电荷从A点由静止加速到B点,A、B两点在同一条电场线上,它们间的距离。求:
(1)点电荷在B点所受的电场力F的大小;
(2)在此过程中电场力对点电荷所做的功W。
14. 如图所示,在竖直面内有一固定的足够长光滑轨道,为水平轨道,与半圆形轨道相切于B点。一质量的小球甲以大小的初速度水平向右运动,与静止在水平轨道上质量的小球乙发生弹性正碰,碰后小球乙沿半圆形轨道上滑,恰好能通过半圆形轨道的最高点D。两小球均视为质点,取重力加速度大小。
(1)求碰撞后瞬间小球甲的速度;
(2)求半圆形轨道的半径R;
(3)为使小球乙始终沿轨道运动而不脱离轨道,求小球甲的初速度大小应满足的条件。
15. 如图所示,半径为R的光滑圆弧槽静止在足够长的光滑水平面上,圆弧底端与水平面相切,其右侧距离为R处有厚度不计的薄木板,薄木板的左端放置一个小滑块,右端固定一竖直轻质挡板,挡板左侧连有一轻质弹簧。现将一小球从圆弧槽左侧内切点正上方的一定高度由静止释放,小球落入圆弧槽后又滑离;然后以大小为v0的速度与小滑块发生弹性碰撞,碰撞时间极短;随后小滑块拖动薄木板向右滑动,压缩弹簧后反弹,且恰好能回到薄木板的最左端而不掉下。已知小球的质量为m,圆弧槽和小滑块的质量均为3m,薄木板的质量为6m,小球和小滑块均可视为质点,重力加速度为g。求:
(1) 小球开始下落时离水平地面的高度h;
(2) 小球与滑块碰撞的瞬间,小球与圆弧槽底端的距离x;
(3) 弹簧的最大弹性势能EPm。
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