精品解析：安徽阜阳市临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）2026-2027学年高二上学期9月阶段检测物理试题

安徽阜阳市临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）2026-2027学年高二上学期9月阶段检测物理试题 （75分钟 100分） 一、单项选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 在16、17世纪，许多哲学家认为，宇宙间运动的总量是不会减少的，只要能找到一个合适的物理量来量度运动，就会发现运动的总量是守恒的。法国哲学家兼数学家、物理学家笛卡儿提出，质量和速率的乘积是一个用来量度运动的合适的物理量；但惠更斯发现，按照笛卡儿的定义，两个物体运动的总量在碰撞前后并不守恒。牛顿把笛卡儿的定义作了重要的修改，即用质量和速度的乘积作为量度运动的合适的物理量。牛顿把这个物理量叫作“运动量”，也就是现在说的动量。关于动量与冲量，下列说法正确的是（ ） A. 物体所受合力的冲量越大，则物体的动量也越大 B. 物体受到的合力很大，则物体受到的冲量也很大 C. 物体做自由落体运动时，物体动量的变化率保持不变 D. 物体的动量发生变化时，则物体的动能一定发生变化 2. 如图所示，用两根长度相同的细线分别悬挂两个完全相同的钢球A、B，且两球静止时细线均处于竖直状态。现向右拉起A球到虚线位置，然后由静止释放，该球与静止的B球发生碰撞，碰撞后A球停止运动，B球开始运动。已知B球摆动的最大高度和A球释放时的高度相同，空气阻力不计。则在上述运动过程中，A、B组成的系统（　　） A. 动量守恒、机械能也守恒 B. 动量守恒、机械能不守恒 C. 动量不守恒、机械能守恒 D. 动量不守恒、机械能也不守恒 3. 第七届中国国际进口博览会于2024年11月5日至10日在上海举办，欧姆龙展台上上演了“人机对打”的场面，如图所示。若机器人先、后两次将相同水平速度飞来的乒乓球以原速率击出，第一次将乒乓球沿原速度的反方向击出，第二次将乒乓球沿原速度的垂线方向击出。假设球拍先、后两次对乒乓球的冲量大小分别为I1、I2，球拍先、后两次对乒乓球做的功分别为W1、W2，忽略乒乓球的旋转和击球过程乒乓球的重力。则（ ） A. I1<I2 B. I1>I2 C. W1<W2 D. W1>W2 4. 2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。若一级火箭脱离后，火箭的总质量为M，速度为v0，此后火箭将质量为m的气体相对于火箭以速率u向后喷出，则火箭的速度大小为（ ） A. B. C. D. 5. 一物体在水平恒力F的作用下，在水平面上做直线运动，经过一段时间后撤去力F，物体的动量p随时间t变化的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 物体受到的滑动摩擦力大小为15 N B. 物体受到的恒力大小为30 N C. 图中p0为45 kg·m/s D. 0~5 s内，物体所受摩擦力的冲量大小为7.5 N·s 6. 如图所示，一细线上端固定，下端悬挂一质量为m的小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，已知细线与竖直方向的夹角为θ，小球的速度大小为v。则在小球运动一周的过程中，细线对小球的冲量大小为（ ） A. 0 B. C. D. 7. 如图所示，质量M=100 kg的小船静止在平静的水面上，小船左、右两端分别站着甲、乙两人，现甲先水平向左以相对小船某一速率跳离小船，此后乙再水平向右以相对小船同样的速率跳离小船，两人跳离小船后，小船恰好静止在水面上。已知甲的质量m甲=56 kg，不计水对小船的阻力，则乙的质量m乙为（ ） A. 40 kg B. 48 kg C. 56 kg 二、多项选择题∶本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，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. 从同一高度以相同的初动量竖直向上抛出甲、乙两个小球，甲球到达的最高点比乙球到达的最高点要高。若以抛出点所在水平面为重力势能的零势能面，不计空气阻力，则下列判断正确的是（ ） A. 甲的质量比乙的质量大 B. 抛出时，甲的动能比乙的动能大 C. 到达各自的最高点时，甲的机械能比乙的机械能大 D. 从抛出到落回抛出点的过程中，甲受到的冲量比乙受到的冲量大 9. 高压水流切割器又称“水刀”，它将水以极高的速度喷射到材料表面进行雕刻、切割等作业。如图所示，一“水刀”喷出的水柱的横截面积为S，水的密度为ρ，水流以速度v垂直喷射到被切割的钢板上，水打到钢板表面后迅速沿表面散开且不反弹。下列说法正确的是（ ） A. 该“水刀”对钢板产生的平均冲击力大小为ρSv2 B. 保持功率恒定，减小水柱的横截面积S，可以增大水对钢板的冲力产生的压强 C. 要使“水刀”对钢板产生的平均冲击力为原来的4倍，则高压水枪的喷水功率要变为原来的8倍 D. 要使“水刀”对钢板产生的平均冲击力为原来的4倍，则高压水枪的喷水功率要变为原来的16倍 10. 如图所示，质量分别为2m、m、3m的物块1、2、3在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开了一定的距离。现具有一定初速度的物块1向右运动，物块2、3处于静止状态，此后相邻物块依次发生弹性正碰，最终 A. 物块间共发生3次碰撞 B. 物块间共发生4次碰撞 C. 物块1、2、3的动能之比为1∶2∶8 D. 物块1、2、3的动能之比为1∶2∶6 三、实验探究题∶本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 某学习小组利用细线悬挂小球的方式进行碰撞实验，从而验证碰撞过程中动量守恒，实验所用器材：两个质量不同、半径相同的匀质小球1和匀质小球2，画有等距水平平行线的白纸，方木板，刻度尺，细线等。实验步骤如下∶ Ⅰ.如图甲所示，将两小球用相同长度的细线悬挂于同一水平横杆上，两小球静止时，细线均处于竖直状态，且两小球恰好能接触。将画有线条的白纸固定在木板上，木板竖直固定在水平横杆后面一点作为背景，并使白纸上的线条处于水平。 Ⅱ.某同学将小球1沿平行于木板的方向拉至某一位置后由静止释放，小球1摆动下来与小球2发生正碰，另一同学用手机进行高速连拍，其中一张照片如图乙所示，分析照片得出小球1和小球2摆动的最低位置分别为M、N，小球1从A点由静止释放，反弹后到达的最高位置为B，小球2向右摆动的最高位置为C（悬挂小球的细线未能拍摄清楚）。不计空气阻力。 （1）为了验证碰撞过程中动量守恒，需要测量的物理量是　　　　。 A. 小球1的质量m1和小球2的质量m2 B. 细线的悬挂点到小球球心间的距离L C. 白纸上相邻线条间的距离d D. 当地的重力加速度g （2）根据实验中得到的现象可知，小球1的质量____（选填“大于”“小于”或“等于”）小球2的质量；根据图乙和（1）中所测量的物理量，若满足关系式________[用（1）中测量的物理量的符号表示]，则可验证碰撞过程中动量守恒。 （3）若实验中两细线悬挂点的高度不同，其他实验条件均不变，即两小球仍发生对心碰撞，则该做法对验证碰撞过程中动量守恒____（选填“有”或“无”）影响。 12. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上装有光电门1和光电门2，将滑块A、B静置在气垫导轨上，两滑块上固定有相同的竖直遮光片。 （1）实验室内一个20分度游标卡尺的两测量爪并拢时，主尺上的0刻度线与游标上的0刻度线没有对齐，如图乙所示，用该游标卡尺测量遮光片宽度时的测量结果如图丙所示，则被测遮光片的宽度d应该是____cm。  （2）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后，将滑块A从气垫导轨右侧由弹射装置向左弹出，测得滑块A通过光电门1的挡光时间小于其通过光电门2的挡光时间。为使实验结果准确，后续的正确操作是　　　　。 A. 调高底座右侧旋钮 B. 调高底座左侧旋钮 C. 将光电门1向左侧移动 D. 将光电门2向右侧移动 （3）调整好气垫导轨后，将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，给A一水平向左的速度，A经过光电门1后与B发生碰撞，之后两滑块粘在一起向左滑动。若经过光电门1时，A上遮光片的挡光时间为6.24 ms，经过光电门2时，A、B上遮光片的挡光时间均为10.40 ms，A、B发生碰撞的过程中系统动量守恒，则A、B的质量（均含遮光片）之比=____。 （4）重新将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，给A一水平向左的初速度，若A经过光电门1后与B发生弹性碰撞，且A被弹回，再次经过光电门1。滑块A先后经过光电门1的挡光时间为t1、t2，滑块B经过光电门2的挡光时间为t3。则下列关系式正确的是　　　　。 A. t1+t2=t3 B. t2-t1=t3 C. D. 四、计算题∶本题共4小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，一质量M=10kg、高h=0.9m、水平长度l=3.0 m的斜面体静止在光滑水平面上，光滑斜面的顶端放置一质量m=10kg的小车（可视为质点）。释放小车的同时，对斜面体施加一水平恒力F，小车恰好能相对斜面体保持静止，1s后撤去外力F，小车沿斜面滑到底端并进入水平面。不考虑小车从斜面底端运动到水平面的过程中的能量损失，重力加速度g取10m/s2。求∶ （1）水平外力F对斜面体的冲量大小； （2）小车离开斜面体时的速度大小。 14. 如图，ABCD是截面为梯形的固定平台，上、下底边均水平，AD和BC斜边的倾角分别为37°和53°，两小球a、b（均可视为质点）间有一被压缩的轻弹簧，两小球与轻弹簧均不拴接，弹簧具有的弹性势能为Ep。两小球a、b由静止被轻弹簧弹开后分别从D、C两点水平飞出，离开D、C两点前弹簧已恢复原长，分别落在两斜面的中点E、F处。已知平台的上表面光滑，不计空气阻力，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，弹簧始终在弹性限度内。 （1）求a、b离开平台时的速度大小之比va∶vb。 （2）求a、b离开平台做平抛运动的过程中动量的变化量之比Δpa∶Δpb。 （3）若改变初始状态弹簧的压缩量，使a离开D点后恰好落到A点，求此状态下弹簧的弹性势能Ep'。 15. 冰壶运动是冬季奥运会的比赛项目，它被形象地称为冰上的“国际象棋”。假设每个冰壶的材质和质量都相同，冰壶的直径D=30 cm。如图所示，一运动员使冰壶甲沿中线向营垒中心O点运动，甲的中心通过拦线时（拦线与中线垂直，冰壶中心通过拦线后必须离手）的速度大小v0=3 m/s，前方赛道上冰壶乙静止在中线上，乙的中心到O点的距离为1.55 m，到拦线的距离L=20.3 m。甲在水平冰面上运动一段时间后与乙发生正碰，碰撞后乙运动了1.6 m后停下来。已知冰壶与冰面间的动摩擦因数均为0.02，重力加速度g取10 m/s2。 （1）求碰撞前瞬间甲的速度大小。 （2）求甲静止时的中心到营垒中心O点的距离。 （3）若冰壶间碰撞的恢复系数始终保持不变（碰撞的恢复系数的定义为e=，其中v10、v20分别是碰撞前甲、乙的速度，v1、v2分别是碰撞后甲、乙的速度），乙的位置不变，为了使碰撞后甲、乙停下时它们的中心到O点的距离相等，求甲沿中线运动时中心通过拦线的速度大小。（结果可保留根号） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 安徽阜阳市临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）2026-2027学年高二上学期9月阶段检测物理试题 （75分钟 100分） 一、单项选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 在16、17世纪，许多哲学家认为，宇宙间运动的总量是不会减少的，只要能找到一个合适的物理量来量度运动，就会发现运动的总量是守恒的。法国哲学家兼数学家、物理学家笛卡儿提出，质量和速率的乘积是一个用来量度运动的合适的物理量；但惠更斯发现，按照笛卡儿的定义，两个物体运动的总量在碰撞前后并不守恒。牛顿把笛卡儿的定义作了重要的修改，即用质量和速度的乘积作为量度运动的合适的物理量。牛顿把这个物理量叫作“运动量”，也就是现在说的动量。关于动量与冲量，下列说法正确的是（ ） A. 物体所受合力的冲量越大，则物体的动量也越大 B. 物体受到的合力很大，则物体受到的冲量也很大 C. 物体做自由落体运动时，物体动量的变化率保持不变 D. 物体的动量发生变化时，则物体的动能一定发生变化 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体所受合力的冲量越大，则物体动量的变化量越大，但物体的动量不一定越大，故A错误； B．冲量大小等于力与时间的乘积，若合力很大但作用时间极短，对应的冲量也可能很小，故B错误； C．物体动量的变化率，即物体所受的合力，自由落体运动的物体合力恒为重力，因此动量的变化率保持不变，故C正确； D．动量等于物体质量与物体速度的乘积，动量是矢量，物体的动量发生变化时，可能是速度的方向发生变化，而速度大小保持不变，则物体的动能保持不变，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，用两根长度相同的细线分别悬挂两个完全相同的钢球A、B，且两球静止时细线均处于竖直状态。现向右拉起A球到虚线位置，然后由静止释放，该球与静止的B球发生碰撞，碰撞后A球停止运动，B球开始运动。已知B球摆动的最大高度和A球释放时的高度相同，空气阻力不计。则在上述运动过程中，A、B组成的系统（　　） A. 动量守恒、机械能也守恒 B. 动量守恒、机械能不守恒 C. 动量不守恒、机械能守恒 D. 动量不守恒、机械能也不守恒 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，A、B在空中摆动过程中机械能守恒，A、B碰撞过程系统的机械能守恒，故整个运动过程中系统机械能守恒；根据动量守恒的条件可知，A、B碰撞过程系统的动量守恒，而A、B在空中摆动过程中动量不守恒。 故选C。 3. 第七届中国国际进口博览会于2024年11月5日至10日在上海举办，欧姆龙展台上上演了“人机对打”的场面，如图所示。若机器人先、后两次将相同水平速度飞来的乒乓球以原速率击出，第一次将乒乓球沿原速度的反方向击出，第二次将乒乓球沿原速度的垂线方向击出。假设球拍先、后两次对乒乓球的冲量大小分别为I1、I2，球拍先、后两次对乒乓球做的功分别为W1、W2，忽略乒乓球的旋转和击球过程乒乓球的重力。则（ ） A. I1<I2 B. I1>I2 C. W1<W2 D. W1>W2 【答案】B 【解析】 【详解】AB．设乒乓球质量为，初速度大小为，规定乒乓球初始飞来的方向为正方向。动量是矢量，根据动量定理，冲量等于动量的变化量 第一次击球：末速度为，动量变化量 冲量大小 第二次击球：末速度与初速度垂直，大小仍为，根据矢量三角形，动量变化量的大小 冲量大小 因此，故A错误，B正确； CD．动能是标量，根据动能定理，做功等于动能的变化量： 两次击球的初动能都是，末动能也都是，因此两次动能变化量都为0，即，故CD错误。 故选B。 4. 2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。若一级火箭脱离后，火箭的总质量为M，速度为v0，此后火箭将质量为m的气体相对于火箭以速率u向后喷出，则火箭的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】喷气过程内力远大于外力，火箭与喷出气体组成的系统动量守恒。设喷出气体后火箭的速度大小为，取火箭的速度方向为正方向，则气体相对地面的速度为，由动量守恒定律得 解得 故选A。 5. 一物体在水平恒力F的作用下，在水平面上做直线运动，经过一段时间后撤去力F，物体的动量p随时间t变化的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 物体受到的滑动摩擦力大小为15 N B. 物体受到的恒力大小为30 N C. 图中p0为45 kg·m/s D. 0~5 s内，物体所受摩擦力的冲量大小为7.5 N·s 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，3~5s内物体只受滑动摩擦力的作用，则该过程根据动量定理有 解得滑动受到的摩擦力的大小为，故A错误； BC．0~3s内，物体受水平拉力及滑动摩擦力的作用，其中0~2s内两力的方向相同，根据动量定理有 2~3s内两力的方向相反，根据动量定理有 联立解得，，故BC错误； D．第2s末，摩擦力方向发生改变，故0~5s内，物体所受摩擦力的冲量大小为，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，一细线上端固定，下端悬挂一质量为m的小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，已知细线与竖直方向的夹角为θ，小球的速度大小为v。则在小球运动一周的过程中，细线对小球的冲量大小为（ ） A. 0 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】小球在竖直方向没有加速度，拉力的竖直分量平衡重力；水平方向的合力指向圆心。小球在某一时刻的受力及其水平向心合力如图所示。 设细线拉力大小为，小球做圆周运动的半径为，则竖直方向有 水平方向由拉力的水平分量提供向心力，有 两式相除可得 设小球运动一周的时间为，则 在一周内，拉力的水平分量方向随小球转动，其冲量相互抵消；拉力的竖直分量始终向上且大小为。因此细线对小球的冲量大小为 故选D。 7. 如图所示，质量M=100 kg的小船静止在平静的水面上，小船左、右两端分别站着甲、乙两人，现甲先水平向左以相对小船某一速率跳离小船，此后乙再水平向右以相对小船同样的速率跳离小船，两人跳离小船后，小船恰好静止在水面上。已知甲的质量m甲=56 kg，不计水对小船的阻力，则乙的质量m乙为（ ） A. 40 kg B. 48 kg C. 56 kg 【答案】A 【解析】 【详解】取向右为正方向，设两人相对小船跳离的速率均为，甲跳离后小船和乙共同向右运动的速度为，则甲相对地的速度为。甲跳离过程中，甲、乙和小船组成的系统水平方向动量守恒，有 整理得 乙跳离过程中，乙和小船组成的系统水平方向动量守恒。乙跳离后小船静止，乙相对船和相对地的速率均为题设速率，因此对乙和小船有 联立两式得 整理得 代入题给数据，解得 故选A。 二、多项选择题∶本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，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. 从同一高度以相同的初动量竖直向上抛出甲、乙两个小球，甲球到达的最高点比乙球到达的最高点要高。若以抛出点所在水平面为重力势能的零势能面，不计空气阻力，则下列判断正确的是（ ） A. 甲的质量比乙的质量大 B. 抛出时，甲的动能比乙的动能大 C. 到达各自的最高点时，甲的机械能比乙的机械能大 D. 从抛出到落回抛出点的过程中，甲受到的冲量比乙受到的冲量大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据竖直上抛运动的规律可知，甲的初速度大于乙的初速度，由于甲、乙的初动量相同，故甲的质量比乙的质量小，故A错误； B．根据动能E可知，抛出时甲的动能比乙的动能大，故B正确； C．由于两球在空中运动的过程中机械能守恒，故到达各自的最高点时，甲的机械能比乙的机械能大，故C正确； D．从抛出到落回抛出点的过程中，甲、乙动量的变化量相同，根据动量定理，甲受到的冲量等于乙受到的冲量，故D错误。 故选 BC。 9. 高压水流切割器又称“水刀”，它将水以极高的速度喷射到材料表面进行雕刻、切割等作业。如图所示，一“水刀”喷出的水柱的横截面积为S，水的密度为ρ，水流以速度v垂直喷射到被切割的钢板上，水打到钢板表面后迅速沿表面散开且不反弹。下列说法正确的是（ ） A. 该“水刀”对钢板产生的平均冲击力大小为ρSv2 B. 保持功率恒定，减小水柱的横截面积S，可以增大水对钢板的冲力产生的压强 C. 要使“水刀”对钢板产生的平均冲击力为原来的4倍，则高压水枪的喷水功率要变为原来的8倍 D. 要使“水刀”对钢板产生的平均冲击力为原来的4倍，则高压水枪的喷水功率要变为原来的16倍 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．取极短时间内打到钢板上的水为研究对象，这部分水的质量 水撞击钢板后垂直钢板方向速度变为0，取水流初速度方向为正方向，根据动量定理，钢板对水的平均作用力满足：  代入推导得 根据牛顿第三定律，水对钢板的平均冲击力大小为，故A正确； B．水对钢板的压强 代入可得 高压水枪的喷水功率，等于单位时间内喷出的水的动能，即 可得 若保持高压水枪的输出功率不变，减小喷口横截面积，压强会增大，故B正确；  CD．结合冲击力，功率，可得 若要让变为原来的4倍，在、不变的情况下，需要变为原来的2倍；代入功率公式可得功率变为原来的8倍，故C正确，D错误。 故选ABC。 10. 如图所示，质量分别为2m、m、3m的物块1、2、3在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开了一定的距离。现具有一定初速度的物块1向右运动，物块2、3处于静止状态，此后相邻物块依次发生弹性正碰，最终 A. 物块间共发生3次碰撞 B. 物块间共发生4次碰撞 C. 物块1、2、3的动能之比为1∶2∶8 D. 物块1、2、3的动能之比为1∶2∶6 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．取向右为正方向，设物块1的初速度大小为v0。物块1、2碰撞过程，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有 2mv0=2mv1+mv2，×2m×2mm 可得碰撞后物块1、2的速度分别为v1=v0、v2=v0； 然后物块2、3发生碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有 mv2=mv2'+3mv3,mmv2'2+×3m 可得碰撞后物块2、3的速度分别为v2'=-v0、v3=v0 之后物块1、2再次发生碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有 2mv1+mv2'=2mv1'+mv2″,×2mmv2'2=×2mv1'2+mv2″2 可得碰撞后物块1、2的速度分别为v1'=-v0，v2″=v0 故此后物块2、3向右运动的速度相同，不再发生碰撞，故A正确,B错误； CD．最终物块1、2、3的动能之比Ek1:Ek2∶Ek3=×2mv1'2∶mv2″2∶×3m=1∶2∶6，故C错误,D项正确。 故选AD。 三、实验探究题∶本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 某学习小组利用细线悬挂小球的方式进行碰撞实验，从而验证碰撞过程中动量守恒，实验所用器材：两个质量不同、半径相同的匀质小球1和匀质小球2，画有等距水平平行线的白纸，方木板，刻度尺，细线等。实验步骤如下∶ Ⅰ.如图甲所示，将两小球用相同长度的细线悬挂于同一水平横杆上，两小球静止时，细线均处于竖直状态，且两小球恰好能接触。将画有线条的白纸固定在木板上，木板竖直固定在水平横杆后面一点作为背景，并使白纸上的线条处于水平。 Ⅱ.某同学将小球1沿平行于木板的方向拉至某一位置后由静止释放，小球1摆动下来与小球2发生正碰，另一同学用手机进行高速连拍，其中一张照片如图乙所示，分析照片得出小球1和小球2摆动的最低位置分别为M、N，小球1从A点由静止释放，反弹后到达的最高位置为B，小球2向右摆动的最高位置为C（悬挂小球的细线未能拍摄清楚）。不计空气阻力。 （1）为了验证碰撞过程中动量守恒，需要测量的物理量是　　　　。 A. 小球1的质量m1和小球2的质量m2 B. 细线的悬挂点到小球球心间的距离L C. 白纸上相邻线条间的距离d D. 当地的重力加速度g （2）根据实验中得到的现象可知，小球1的质量____（选填“大于”“小于”或“等于”）小球2的质量；根据图乙和（1）中所测量的物理量，若满足关系式________[用（1）中测量的物理量的符号表示]，则可验证碰撞过程中动量守恒。 （3）若实验中两细线悬挂点的高度不同，其他实验条件均不变，即两小球仍发生对心碰撞，则该做法对验证碰撞过程中动量守恒____（选填“有”或“无”）影响。 【答案】（1）A （2） ①. 小于 ②. 2m1=m2 （3）无 【解析】 【小问1详解】 ABC．设小球1和小球2的质量分别为m1和m2，白纸上相邻线条间的距离为d。对小球1碰前，根据题图乙和机械能守恒定律有 解得小球1碰撞前瞬间的速度大小v0=（方向向右） 同理，碰撞后瞬间小球1的速度大小v1=（方向向左） 同理，小球2的速度大小v2=（方向向右） 若碰撞过程中动量守恒，规定向右为正方向，则有 联立解得2m1=m2 故验证碰撞过程中动量守恒，只需要测量出小球1和小球2的质量，故A正确，BC错误； D．由以上分析可知，无需测量当地的重力加速度g，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 [1][2]根据实验中小球1碰撞后发生反弹可知，小球1的质量小于小球2的质量；若满足关系式2m1=m2，则可验证碰撞过程中动量守恒。 【小问3详解】 若实验中两细线悬挂点的高度不同，两小球仍发生对心碰撞，则两细线的长度不同，根据（1）中的分析可知，两细线长度不同不影响动量守恒的验证。 12. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨上装有光电门1和光电门2，将滑块A、B静置在气垫导轨上，两滑块上固定有相同的竖直遮光片。 （1）实验室内一个20分度游标卡尺的两测量爪并拢时，主尺上的0刻度线与游标上的0刻度线没有对齐，如图乙所示，用该游标卡尺测量遮光片宽度时的测量结果如图丙所示，则被测遮光片的宽度d应该是____cm。  （2）打开气泵，先取走滑块B，待气流稳定后，将滑块A从气垫导轨右侧由弹射装置向左弹出，测得滑块A通过光电门1的挡光时间小于其通过光电门2的挡光时间。为使实验结果准确，后续的正确操作是　　　　。 A. 调高底座右侧旋钮 B. 调高底座左侧旋钮 C. 将光电门1向左侧移动 D. 将光电门2向右侧移动 （3）调整好气垫导轨后，将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，给A一水平向左的速度，A经过光电门1后与B发生碰撞，之后两滑块粘在一起向左滑动。若经过光电门1时，A上遮光片的挡光时间为6.24 ms，经过光电门2时，A、B上遮光片的挡光时间均为10.40 ms，A、B发生碰撞的过程中系统动量守恒，则A、B的质量（均含遮光片）之比=____。 （4）重新将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A静置于光电门1右侧，给A一水平向左的初速度，若A经过光电门1后与B发生弹性碰撞，且A被弹回，再次经过光电门1。滑块A先后经过光电门1的挡光时间为t1、t2，滑块B经过光电门2的挡光时间为t3。则下列关系式正确的是　　　　。 A. t1+t2=t3 B. t2-t1=t3 C. D. 【答案】（1）1.870 （2）A （3） （4）D 【解析】 【小问1详解】 由题图乙可知，该游标卡尺为20分度，精度为。由图乙可知，游标0刻度在主尺0刻度左侧，游标卡尺第16条刻度线和主尺对齐，零误差为 由题图丙可知，用该游标卡尺测量遮光片宽度时的示数为 校正后遮光片的宽度 【小问2详解】 滑块A向左运动，通过右侧光电门1的挡光时间更短，说明A经过光电门1的速度更大、经过左侧光电门2的速度更小，即滑块向左运动时在减速，说明气垫导轨左侧偏高、右侧偏低。为了让导轨水平，需要调高底座右侧旋钮，使滑块匀速运动，移动光电门无法修正导轨不水平的问题。 故选A。 【小问3详解】 碰撞前A的速度 碰撞后A、B共速 由动量守恒 代入，，整理得 【小问4详解】 取向左为正方向，碰撞前A速度 碰撞后A被弹回向右运动，速度为负，大小为，即 碰撞后B向左运动速度 弹性碰撞满足动量守恒 根据碰撞过程系统的机械能守恒，有 联立解得 故选D。 四、计算题∶本题共4小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，一质量M=10kg、高h=0.9m、水平长度l=3.0 m的斜面体静止在光滑水平面上，光滑斜面的顶端放置一质量m=10kg的小车（可视为质点）。释放小车的同时，对斜面体施加一水平恒力F，小车恰好能相对斜面体保持静止，1s后撤去外力F，小车沿斜面滑到底端并进入水平面。不考虑小车从斜面底端运动到水平面的过程中的能量损失，重力加速度g取10m/s2。求∶ （1）水平外力F对斜面体的冲量大小； （2）小车离开斜面体时的速度大小。 【答案】（1）60N·s （2）6m/s 【解析】 【小问1详解】 设斜面的倾角为θ，水平外力F作用在斜面体上时，斜面体和小车作为一个整体，根据牛顿第二定律有 对小车进行受力分析，根据牛顿第二定律有 根据几何关系可知 联立解得， 所以水平外力F对斜面体的冲量大小为 【小问2详解】 撤去外力时，斜面体和小车整体的速度为 撤去外力后，斜面体和小车组成的系统在水平方向的合力为零，设小车离开斜面体时，斜面体和小车的速度分别为v1和v2，根据系统水平方向的动量守恒有 根据系统的机械能守恒有 联立解得， 则小车离开斜面体时的速度大小为6m/s。 14. 如图，ABCD是截面为梯形的固定平台，上、下底边均水平，AD和BC斜边的倾角分别为37°和53°，两小球a、b（均可视为质点）间有一被压缩的轻弹簧，两小球与轻弹簧均不拴接，弹簧具有的弹性势能为Ep。两小球a、b由静止被轻弹簧弹开后分别从D、C两点水平飞出，离开D、C两点前弹簧已恢复原长，分别落在两斜面的中点E、F处。已知平台的上表面光滑，不计空气阻力，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，弹簧始终在弹性限度内。 （1）求a、b离开平台时的速度大小之比va∶vb。 （2）求a、b离开平台做平抛运动的过程中动量的变化量之比Δpa∶Δpb。 （3）若改变初始状态弹簧的压缩量，使a离开D点后恰好落到A点，求此状态下弹簧的弹性势能Ep'。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设平台高度为。两球均从平台上边缘水平飞出，点和点分别是两斜边的中点，故两球的竖直位移均为；平抛运动竖直方向的初速度为零，因此下落时间相同。由斜面几何关系可得两球的水平位移分别为， 由题给正余弦可得， 水平方向的位移满足 两球飞行时间相同，因此 【小问2详解】 弹簧恢复原长并与两球分离时，取两球为系统，系统水平方向不受外力，初动量为零。由动量守恒定律得，所以 飞行过程中两球均只受重力，且下落时间相同。由动量定理，两球动量变化量的大小之比为 【小问3详解】 设平台高度为，原状态下球落到点的飞行时间为，新状态下球落到点的飞行时间为。平抛运动竖直方向的位移满足 两次的竖直位移分别为和，因此 是的中点，故从到与从到的水平位移之比为 水平方向的位移满足 因此，球两次离开平台时的速度之比为 两次释放过程中，两球系统的水平方向动量均守恒，分别有， 因此 平台光滑且两球与弹簧不拴接，弹簧恢复原长时，弹性势能全部转化为两球的动能。原状态有 新状态有 15. 冰壶运动是冬季奥运会的比赛项目，它被形象地称为冰上的“国际象棋”。假设每个冰壶的材质和质量都相同，冰壶的直径D=30 cm。如图所示，一运动员使冰壶甲沿中线向营垒中心O点运动，甲的中心通过拦线时（拦线与中线垂直，冰壶中心通过拦线后必须离手）的速度大小v0=3 m/s，前方赛道上冰壶乙静止在中线上，乙的中心到O点的距离为1.55 m，到拦线的距离L=20.3 m。甲在水平冰面上运动一段时间后与乙发生正碰，碰撞后乙运动了1.6 m后停下来。已知冰壶与冰面间的动摩擦因数均为0.02，重力加速度g取10 m/s2。 （1）求碰撞前瞬间甲的速度大小。 （2）求甲静止时的中心到营垒中心O点的距离。 （3）若冰壶间碰撞的恢复系数始终保持不变（碰撞的恢复系数的定义为e=，其中v10、v20分别是碰撞前甲、乙的速度，v1、v2分别是碰撞后甲、乙的速度），乙的位置不变，为了使碰撞后甲、乙停下时它们的中心到O点的距离相等，求甲沿中线运动时中心通过拦线的速度大小。（结果可保留根号） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 碰撞前，甲的中心从拦线运动到距乙的中心一个直径处，其位移为 设碰撞前瞬间甲的速度大小为。甲在滑动摩擦力作用下减速，由动能定理得 解得。 【小问2详解】 取甲原来的运动方向为正方向，设碰撞后瞬间甲、乙的速度大小分别为，。碰撞时间很短，系统所受外力的冲量可忽略，由动量守恒定律得 设乙碰撞后的制动距离为，由动能定理得 代入，解得 由动量守恒方程解得 设甲碰撞后的制动距离为，由动能定理得 解得 碰撞时甲的中心到点的距离为，甲继续向点运动后停下，所以甲的中心到点的距离为。 【小问3详解】 由原碰撞前后的速度可得恢复系数 设改变初速度后，甲碰撞前瞬间的速度大小为，碰撞后瞬间甲、乙的速度大小分别为，。由动量守恒定律得 由题给恢复系数的定义得 联立解得，。 由于碰撞后乙始终在甲前方且乙的速度较大，两壶停下时到点的距离相等，只能是甲停在点前、乙停在点后。设甲、乙碰撞后的制动距离分别为，，则 由动能定理可得两壶碰撞后的制动距离分别为， 代入两壶碰撞后的速度，得 解得。设甲的中心通过掷拦线时速度大小为。从拦线到碰撞位置，甲由动能定理得 解得 此时甲运动后停在点前处，乙运动后停在点后处，所取位置关系成立。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $