内容正文:
郑州文华高级中学2025-2026学年下期高二第一次月考
物理试卷
时间:75分钟
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 前些时日,云南红河的一位物理老师在课堂上表演徒手劈砖而走红网络,视频中老师在砖平放在桌子边缘的情况下能够“手到砖断”,主要技巧之一在于手落在砖上的时间要尽量地短,目的是使( )
A. 手落在砖上的动能较大 B. 手落在砖上的动量较大
C. 和砖接触时的动量变化量较大 D. 和砖接触时的动量变化率较大
2. 在排球比赛中,质量为的排球以速率水平飞过球网,运动员挥掌击球后,球以速率水平飞回。已知,球的重力可忽略,则在此过程中运动员对排球作用力的冲量( )
A. 大小为,方向与方向相同
B. 大小为,方向与方向相同
C. 大小为,方向与方向相同
D. 大小为,方向与方向相同
3. 如图所示,篮球比赛中,质量为m的篮球以大小为v1的速度水平撞击竖直篮板后,被篮板水平弹回,速度大小变为v2,已知v2<v1,篮球与篮板撞击时间极短。下列说法正确的是( )
A. 撞击时篮球受到的冲量大小为m(v1+v2)
B. 撞击时篮板受到篮球的冲量为零
C. 撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量守恒
D. 撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒
4. 某物块的质量为,静止在水平面上。现有水平推力作用在物块上,F持续作用4s。已知物块与水平面之间的动摩擦因数为0.4,取,则4s末物块的动量大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,50kg的妈妈带着20kg的小孩骑10kg的自行车以3m/s的速度匀速行驶在平直路面上。行驶中小孩从车上跳下来,若小孩在离开车座时的水平速度为零,则此时妈妈和自行车的行驶速度为( )
A. 2m/s B. 3m/s C. 4m/s D. 6m/s
6. 如图,质量为M的小车A停放在光滑的水平面上,小车上表面粗糙.质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上,车足够长,滑块不会从车上滑落,则小车的最终速度大小为( )
A. 零 B. C. D.
7. 一质量为M的烟花斜飞到空中,到达最高点时的速度为,此时烟花炸裂成沿直线上的两块(损失的炸药质量不计) ,两块的速度沿水平相反方向,落地时水平位移大小相等,不计空气阻力。向前一块的质量为m,向前一块的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,一个质量为M的长条木块放置在光滑的水平面上,现有一颗质量为m、速度为v0的子弹射入木块并最终留在木块中,在此过程中,木块运动的距离为s,子弹射入木块的深度为d,木块对子弹的平均阻力为f,则下列说法正确的是( )
A. 子弹射入木块前、后系统的机械能守恒 B. 子弹射入木块前、后系统的动量守恒
C. f与d之积为系统损失的机械能 D. f与s之积为子弹减少的动能
9. 如图所示,用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向射入物体B并留在其中,且子弹射入物块B时间极短,由子弹、弹簧和A、B物块组成的系统,在下列说法中正确的是( )
A. 子弹射入木块过程动量守恒,机械能不守恒
B. 子弹射入木块过程动量不守恒,机械能也不守恒
C. 弹簧推着含子弹的B物块向右运动,直到弹簧恢复原长的过程;动量不守恒,机械能守恒
D. 弹簧推载着子弹的B物块向右运动,直到弹簧恢复原长的过程;动量守恒,机械能不守恒
10. 如图所示,水平面上有两个木块,两木块的质量分别为m1、m2,且m2=2m1。开始时两木块之间有一根用轻绳缚住已压缩的轻弹簧,烧断绳后,两木块分别向左、右运动。若两木块m1和m2与水平面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,且μ1=2μ2,则在弹簧伸长的过程中,两木块( )
A. 动量大小之比为1:1 B. 速度大小之比为2:1
C. 动量大小之比为2:1 D. 速度大小之比为1:1
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共18分。)
11. 在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时,左侧滑块质量m1=170 g,右侧滑块质量m2=110 g,挡光片宽度为3.00 cm,两滑块之间有一压缩的弹簧片,并用细线连在一起,如图所示。开始时两滑块静止,烧断细线后,两滑块分别向左、右方向运动.挡光片通过光电门的时间分别为Δt1=0.32 s,Δt2=0.21 s.则两滑块的速度分别为v1′=________m/s,v2′=_______m/s.烧断细线前m1v1+m2v2=______kg·m/s,烧断细线后m1v1′+m2v2′=__________kg·m/s。可得到的结论是_________________.
12. 用如图所示装置来进行探究碰撞的不变量的实验,质量为mB的钢球B放在小支柱N上,球心离地面高度为H;质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点,当细线被拉直时O点到球心的距离为L,且细线与竖直线之间夹角为α.球A由静止释放,摆到最低点时恰与球B发生正碰,碰撞后,A球把轻质指示针C推移到与竖直线夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺有一张覆盖有复写纸的白纸D,用来记录球B的落点.保持α角度不变,多次重复上述实验,在白纸上记录到多个B球的落地点.
(1)图中s应是B球初始位置到________的水平距离.
(2)为了探究碰撞中的守恒量,应测得________等物理量.
(3)用测得的物理量表示:mAvA=____________;mAv′A=________;mBv′B=________.
四、解答题(本题共3小题,共36分)
13. 如图所示,滑块A静止在光滑水平面上,被水平飞来的子弹击中但没有穿出,已知滑块A的质量m=0.99kg,子弹的质量为m0=10g,速度为400m/s,试求:
(1)子弹击中滑块A后共同运动的速度?
(2)子弹和滑块构成的系统机械能损失了多少焦耳?
14. 一个质量为40kg的游戏者在某游乐场的蹦床上蹦跳,从他被弹到最高点开始计时,其运动的图线如图所示,其中0~0.4s和1.1s~1.4s的时间内图线为直线,其余为曲线,g取10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)最高点与蹦床间的高度差。
(2)蹦床对游戏者的平均作用力大小。
15. 如图甲所示,一质量为的物块B与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上,物块A向右运动。已知时A刚与弹簧接触,时弹簧压缩至最短,此过程A、B的图像如图乙所示,弹簧始终处于弹性限度内,求
(1)物块A的质量;
(2)此过程中,弹簧弹性势能的最大值;
(3)当弹簧恢复至原长的瞬间,物块A的速度。
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郑州文华高级中学2025-2026学年下期高二第一次月考
物理试卷
时间:75分钟
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 前些时日,云南红河的一位物理老师在课堂上表演徒手劈砖而走红网络,视频中老师在砖平放在桌子边缘的情况下能够“手到砖断”,主要技巧之一在于手落在砖上的时间要尽量地短,目的是使( )
A. 手落在砖上的动能较大 B. 手落在砖上的动量较大
C. 和砖接触时的动量变化量较大 D. 和砖接触时的动量变化率较大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】D.由动量定理可得
手落在砖上的时间尽量地短,目的是使和砖接触时的动量变化率较大,即劈砖的作用力较大,D正确;
ABC.若只是缩短手落在砖上的时间,对手落在砖上的动能、动量不影响,故手落在砖上的动能、动量及和砖接触时的动量变化量不变,ABC错误。
故选D。
2. 在排球比赛中,质量为的排球以速率水平飞过球网,运动员挥掌击球后,球以速率水平飞回。已知,球的重力可忽略,则在此过程中运动员对排球作用力的冲量( )
A. 大小为,方向与方向相同
B. 大小为,方向与方向相同
C. 大小为,方向与方向相同
D. 大小为,方向与方向相同
【答案】B
【解析】
【详解】选择末速度方向为正方向,根据动量定理可知,运动员对排球作用力的冲量
即此过程中运动员对排球作用力的冲量方大小为,方向与方向相同。
故选B。
3. 如图所示,篮球比赛中,质量为m的篮球以大小为v1的速度水平撞击竖直篮板后,被篮板水平弹回,速度大小变为v2,已知v2<v1,篮球与篮板撞击时间极短。下列说法正确的是( )
A. 撞击时篮球受到的冲量大小为m(v1+v2)
B. 撞击时篮板受到篮球的冲量为零
C. 撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量守恒
D. 撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒
【答案】A
【解析】
【详解】AB.以篮球被弹回的方向为正方向,则由动量定理可知,撞击时篮球受到的冲量大小为,故A正确,B错误;
C.撞击过程中篮球和篮板组成的系统所受合外力不为零,则系统的动量不守恒,故C错误;
D.撞击过程中篮球的动能减小,则篮球和篮板组成的系统机械能减小,故D错误。
故选A。
4. 某物块的质量为,静止在水平面上。现有水平推力作用在物块上,F持续作用4s。已知物块与水平面之间的动摩擦因数为0.4,取,则4s末物块的动量大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由动量定理可得
代入数据解得
故选A。
5. 如图所示,50kg的妈妈带着20kg的小孩骑10kg的自行车以3m/s的速度匀速行驶在平直路面上。行驶中小孩从车上跳下来,若小孩在离开车座时的水平速度为零,则此时妈妈和自行车的行驶速度为( )
A. 2m/s B. 3m/s C. 4m/s D. 6m/s
【答案】C
【解析】
【详解】依题意,设大人与车的总质量为,小孩的质量为,由于小孩在离开车座时的水平速度为零,则根据人、车系统水平方向动量守恒可得
代入数据求得,此时妈妈和自行车的行驶速度为
故选C。
6. 如图,质量为M的小车A停放在光滑的水平面上,小车上表面粗糙.质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上,车足够长,滑块不会从车上滑落,则小车的最终速度大小为( )
A. 零 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】B滑上A的过程中,AB系统动量守恒,根据动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v
解得:v=
故选C
7. 一质量为M的烟花斜飞到空中,到达最高点时的速度为,此时烟花炸裂成沿直线上的两块(损失的炸药质量不计) ,两块的速度沿水平相反方向,落地时水平位移大小相等,不计空气阻力。向前一块的质量为m,向前一块的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】令向前一块的速度大小为v,由于爆炸后两块均在空中做平抛运动,根据落地时水平位移大小相等可知,爆炸后两块的速度大小相等方向相反,而爆炸过程系统动量守恒,令爆炸前的速度方向为正方向,则有
解得
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,一个质量为M的长条木块放置在光滑的水平面上,现有一颗质量为m、速度为v0的子弹射入木块并最终留在木块中,在此过程中,木块运动的距离为s,子弹射入木块的深度为d,木块对子弹的平均阻力为f,则下列说法正确的是( )
A. 子弹射入木块前、后系统的机械能守恒 B. 子弹射入木块前、后系统的动量守恒
C. f与d之积为系统损失的机械能 D. f与s之积为子弹减少的动能
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.根据题意可知,在该过程中由于产生了内能,所以系统机械能减小,A错误;
B.系统所受合外力为零,所以系统动量守恒,B正确;
C.阻力与相对位移之积等于系统损失的机械能,即整个过程中的产热,C正确;
D.根据能量守恒可知,子弹减少的动能一部分转化成了木块的动能,一部分转化成内能,而根据动能定理可知f与s之积为物块增加的动能,小于子弹减少的动能,D错误。
故选BC。
9. 如图所示,用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向射入物体B并留在其中,且子弹射入物块B时间极短,由子弹、弹簧和A、B物块组成的系统,在下列说法中正确的是( )
A. 子弹射入木块过程动量守恒,机械能不守恒
B. 子弹射入木块过程动量不守恒,机械能也不守恒
C. 弹簧推着含子弹的B物块向右运动,直到弹簧恢复原长的过程;动量不守恒,机械能守恒
D. 弹簧推载着子弹的B物块向右运动,直到弹簧恢复原长的过程;动量守恒,机械能不守恒
【答案】AC
【解析】
【详解】AB、子弹射入木块过程,由于时间极短,子弹与木块组成的系统动量守恒,则系统动量守恒.在此运动过程中,子弹的动能有一部分转化为系统的内能,则系统的机械能减小,所以机械能不守恒.故A正确,B错误;
CD、弹簧推载着子弹的B物块向右运动,直到弹簧恢复原长的过程,弹簧要恢复原长,墙对弹簧有向右的弹力,系统的外力之和不为零,则系统动量不守恒.在此运动过程中,只有弹簧的弹力做功,所以系统的机械能守恒.故C正确,D错误.
故选AC.
10. 如图所示,水平面上有两个木块,两木块的质量分别为m1、m2,且m2=2m1。开始时两木块之间有一根用轻绳缚住已压缩的轻弹簧,烧断绳后,两木块分别向左、右运动。若两木块m1和m2与水平面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,且μ1=2μ2,则在弹簧伸长的过程中,两木块( )
A. 动量大小之比为1:1 B. 速度大小之比为2:1
C. 动量大小之比为2:1 D. 速度大小之比为1:1
【答案】AB
【解析】
【详解】AC.左侧木块所受滑动摩擦力
方向水平向右。右侧木块所受滑动摩擦力
方向水平向左。根据题意有m2=2m1,μ1=2μ2
解得
即两木块构成的系统所受外力的合力为0,则系统动量守恒,两木块动量大小相等,则动量大小之比为1:1,故A正确,C错误;
BD.结合上述,根据动量守恒定律有
根据题意有m2=2m1
解得
故B正确,D错误。
故选AB。
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共18分。)
11. 在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时,左侧滑块质量m1=170 g,右侧滑块质量m2=110 g,挡光片宽度为3.00 cm,两滑块之间有一压缩的弹簧片,并用细线连在一起,如图所示。开始时两滑块静止,烧断细线后,两滑块分别向左、右方向运动.挡光片通过光电门的时间分别为Δt1=0.32 s,Δt2=0.21 s.则两滑块的速度分别为v1′=________m/s,v2′=_______m/s.烧断细线前m1v1+m2v2=______kg·m/s,烧断细线后m1v1′+m2v2′=__________kg·m/s。可得到的结论是_________________.
【答案】 ①. 0.094 ②. 0.143 ③. 0 ④. 2.5×10-4 ⑤. 在实验允许的误差范围内,两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量
【解析】
【详解】[1][2]由平均速度公式可得
,
[3]设向右为正方向,因烧断细线之前,两物体均静止,故烧断细线前的动量为零;
[4]碰后的动量为
0.17×(-0.094)kg·m/s +0.11×0.143 kg·m/s =2.5×10-4 kg·m/s
[5]在实验允许的误差范围内,两滑块质量与各自速度的乘积之和为不变量。
12. 用如图所示装置来进行探究碰撞的不变量的实验,质量为mB的钢球B放在小支柱N上,球心离地面高度为H;质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点,当细线被拉直时O点到球心的距离为L,且细线与竖直线之间夹角为α.球A由静止释放,摆到最低点时恰与球B发生正碰,碰撞后,A球把轻质指示针C推移到与竖直线夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺有一张覆盖有复写纸的白纸D,用来记录球B的落点.保持α角度不变,多次重复上述实验,在白纸上记录到多个B球的落地点.
(1)图中s应是B球初始位置到________的水平距离.
(2)为了探究碰撞中的守恒量,应测得________等物理量.
(3)用测得的物理量表示:mAvA=____________;mAv′A=________;mBv′B=________.
【答案】 ①. B球落地点 ②. mA、mB、L、α、β、H、s ③. ④. ⑤.
【解析】
【分析】A球下摆过程机械能守恒,根据守恒定律列式求最低点速度;球A上摆过程机械能再次守恒,可求解碰撞后速度;碰撞后小球B做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后B球的速度,求出动量的表达式,然后分析答题.
【详解】(1)由图可知,s为B球的初始位置到B球落点间的距离;
(2)小球从A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律得:,解得:,则,为了测量碰撞前A球的动量,需要测量的物理量有:mA、α、L;
小球A与小球B碰撞后继续运动,在A碰后到达最左端过程中,机械能再次守恒,由机械能守恒定律得:;解得,,为了测量碰撞后A球的动量还需要测量的物理量有:mA、β、L;
碰前小球B静止,则PB=0;
碰撞后B球做平抛运动,水平方向:s=vB′t,竖直方向,解得:,则碰后B球的动量为:,为了测量碰撞后B球的动量,需要测量的物理量有:mB、H、s.
则由动量守恒定律可知,实验需要测量的所有物理量为:mA、mB、L、α、β、H、s;
由以上计算可得,用测量的物理量表示结果为:,,.
【点睛】本题考查了确定实验需要测量的量,知道实验原理、求出实验需要验证的表达式是正确解题的关键.
四、解答题(本题共3小题,共36分)
13. 如图所示,滑块A静止在光滑水平面上,被水平飞来的子弹击中但没有穿出,已知滑块A的质量m=0.99kg,子弹的质量为m0=10g,速度为400m/s,试求:
(1)子弹击中滑块A后共同运动的速度?
(2)子弹和滑块构成的系统机械能损失了多少焦耳?
【答案】(1)4m/s;(2)792J
【解析】
【详解】(1)以滑块和子弹为系统,根据动量守恒
解得
v=4m/s
(2)子弹和滑块构成的系统损失的机械能为
14. 一个质量为40kg的游戏者在某游乐场的蹦床上蹦跳,从他被弹到最高点开始计时,其运动的图线如图所示,其中0~0.4s和1.1s~1.4s的时间内图线为直线,其余为曲线,g取10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)最高点与蹦床间的高度差。
(2)蹦床对游戏者的平均作用力大小。
【答案】(1)0.8m;(2)800N
【解析】
【详解】(1)根据题图可知,游戏者从最高点落到蹦床的时间,根据自由落体运动的规律可得
(2)根据题图可知,游戏者与蹦床作用的时间
在内,取向上为正方向,根据动量定理可得
解得
15. 如图甲所示,一质量为的物块B与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上,物块A向右运动。已知时A刚与弹簧接触,时弹簧压缩至最短,此过程A、B的图像如图乙所示,弹簧始终处于弹性限度内,求
(1)物块A的质量;
(2)此过程中,弹簧弹性势能的最大值;
(3)当弹簧恢复至原长的瞬间,物块A的速度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)物块A、B及弹簧组成的系统动量守恒,根据动量守恒定理可知
其中,,则解得
(2)当弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大,则
代入数据解得
(3)从A刚与弹簧接触到弹簧恢复至原长的过程动量守恒,则
代入数据解得
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