内容正文:
河北唐山市迁安市高二年级第1次诊断性月考物理试题
本试卷满分100分,考试时间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. 关于动量,下列说法中正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体,动量不变
B. 做匀变速直线运动的物体,它的动量一定在改变
C. 物体的动量变化,动能也一定变化
D. 甲物体动量,乙物体动量,所以
【答案】B
【解析】
【详解】动量定义为,是矢量,大小、方向任意一个变化则动量变化;动能是标量,仅与速度大小有关。
A.做匀速圆周运动的物体速度方向时刻改变,动量作为矢量,方向也时刻变化,因此动量是变化的,A错误;
B.做匀变速直线运动的物体加速度恒定,速度随时间均匀变化,即速度矢量一定改变,因此动量一定改变,B正确;
C.若仅速度方向改变、大小不变(例如匀速圆周运动),动量会发生变化,但动能仅由速度大小决定,此时动能不变,C错误;
D.动量是矢量,正、负表示方向,不表示大小,则动量的大小关系为,D错误。
故选B。
2. 质量为m、速度为v的小球与墙壁垂直相碰后以原速率返回,以原来速度方向为正方向,则小球动量的变化量为( )
A. 0 B. mv C. 2mv D.
【答案】D
【解析】
【详解】动量的变化量为
故选D。
3. 如图,一物体静止在水平地面上,受到与水平方向成角的恒定拉力作用时间后,物体仍保持静止。现有以下说法正确的有( )
A. 物体所受拉力的冲量方向水平向右
B. 物体所受拉力的冲量大小是
C. 物体所受摩擦力的冲量大小为0
D. 物体所受合力的冲量大小为0
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据冲量的定义式有
可知,物体所受拉力的冲量方向与相同,故A错误;
B.物体所受拉力的冲量大小是,故B错误;
C.物体处于平衡状态,则有
则物体所受摩擦力的冲量大小为
故C错误;
D.物体所受合力为零,所以物体所受合力的冲量大小为0,故D正确。
故选D。
4. 下列叙述的情况中,系统动量不守恒的是( )
A. 斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时
B. 如图甲所示,小车停在光滑水平面上,车上的人在车上走动时,人与车组成的系统
C. 子弹射入紧靠墙角的木块中,子弹与木块组成的系统
D. 如图乙所示,子弹射入放在光滑水平面上的木块中,子弹与木块组成的系统
【答案】C
【解析】
【详解】A.手榴弹在空中炸开时,系统内力远大于外力,因此动量守恒,故A不符合题意;
B.小车停在光滑水平面上,车上的人在车上走动时,人与车组成的系统所受合外力为零,因此动量守恒,故B不符合题意;
C.子弹射入紧靠墙角的木块中,子弹与木块组成的系统所受合外力不为零,因此动量不守恒,故C符合题意;
D.子弹射入放在光滑水平面上的木块中,子弹与木块组成的系统所受合外力为零,因此动量守恒,故D不符合题意。
故选C。
5. 如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分别站着人和,A的质量为,B的质量为,。最初人和车都处于静止状态,现在,两人同时由静止开始相向而行,和相对地面的速度大小相等,则车( )
A. 静止不动 B. 向右运动 C. 向左运动 D. 左右往返运动
【答案】C
【解析】
【详解】 A和B与小车作用过程中系统动量守恒,开始都静止,总动量为零。由于,两人速度大小相等,则A向右的动量大于B向左的动量,故小车应向左运动。
故选C。
6. 质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度允许有不同的值。碰撞后B球的速度可能是( )
A. 0.8v B. 0.6v C. 0.4v D. 0.2v
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】若是非弹性碰撞,有
解得
若为弹性碰撞,则有
,
解得
,
所以B球的速度取值范围为
故选C。
7. 在光滑水平地面上有两个完全相同的弹性小球A、B,质量都为m。现B球静止,A球向B球运动并发生正碰,且碰撞过程无机械能损失,当两球压缩最紧时的弹性势能为Ep,则碰前A球的速度等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB两球发生正碰,动量守恒,当两球压缩最紧时速度相等,则
碰撞过程中机械能无损失,则
综上可得
故选B。
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,有两个或两个以上选项符合题目要求,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. 下列属于反冲运动的是( )
A. 喷气式飞机的运动 B. 直升机的运动
C. 火箭的运动 D. 章鱼的游动
【答案】ACD
【解析】
【详解】反冲运动是物体在内力作用下,分离出一部分物质,剩余部分向相反方向运动。喷气式飞机向后喷出燃气,飞机向前运动,属于反冲。火箭向下喷射燃气,火箭向上运动,属于反冲。章鱼向后喷出水,自身向前游动,属于反冲。直升机是旋翼向下拨动空气,依靠空气的升力,不属于反冲。
故选ACD。
9. 矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成,将其放在光滑的水平面上,如图所示,质量为m的子弹以速度v水平射入滑块,若射击上层,则子弹刚好不穿出;若射击下层,整个子弹刚好嵌入,则上述两种情况相比较( )
A. 两次子弹对滑块做的功一样多
B. 两次滑块受的冲量一样大
C. 子弹射入下层过程中克服阻力做功较少
D. 子弹射入上层过程中系统产生的热量较多
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由动量守恒可知两种情况的最后速度相同,滑块获得的动能相同,根据动能定理可知子弹对滑块做的功相同,A对;
B.由动量定理,合外力的冲量等于滑块动量的变化量,所以合外力的冲量相同,B对;
C.两种情况,子弹动能变化量相同,克服阻力做功相同,C错;
D.根据能量守恒,子弹减少的动能等于滑块增加的动能与系统产生的热量之和,故两种情况,子弹射入过程中系统产生的热量相等,故D错;
故选AB。
10. 如图所示,两个质量相等的小球从同一高度沿倾角不同的两个光滑固定斜面由静止自由滑下,下滑到达斜面底端的过程中( )
A. 两物体所受重力冲量相同
B. 两物体所受合外力冲量不相同
C. 两物体到达斜面底端时时间不同
D. 两物体到达斜面底端时动量相同
【答案】BC
【解析】
【详解】C.设下落高度为h,斜面倾角,斜面长
根据牛顿第二定律
可得小球加速度
由
得
求得
倾角不同,下滑时间t不同,C正确;
A.重力冲量,t不等,重力冲量大小不等,冲量不同,A错误;
B.由机械能守恒
得
两球末速度大小相等、方向沿各自斜面向下(方向不同)。合外力冲量等于动量变化,初动量为0,末动量方向不同,故合外力冲量(矢量)不相同,B正确;
D.动量是矢量,末速度方向不一样,动量不相同,D错误。
故选BC。
三、实验题:本题共2小题,每空2分,共22分。
11. 如图所示,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。
(1)若入射小球质量为,半径为;被碰小球质量为,半径为,则应选择________。
A. , B. ,
C. , D. ,
(2)该实验需要满足的实验条件为( )
A. 斜槽轨道必须是光滑的
B. 斜槽轨道末端的切线是水平的
C. 入射球每一次都要从同一高度由静止滚下
D. 碰撞的瞬间,入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行
(3)图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球多次从斜轨上位置静止释放,找到其平均落地点的位置,测量平抛射程。然后,把被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射球从斜轨位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________。(填选项的符号)
A. 用天平测量两个小球的质量、
B. 测量小球开始释放高度
C. 测量抛出点距地面的高度
D. 分别找到、相碰后平均落地点的位置、
E. 测量两球平抛射程、
(4)在实验误差允许范围内,若满足关系式________,即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒(用题目中所给已知量表示);
(5)若两球发生的为弹性碰撞,不计空气阻力,下列关系式正确的是________。
A.
B.
C.
【答案】(1)C (2)BCD (3)ADE
(4) (5)B
【解析】
【小问1详解】
入射球质量要大于被碰球(防止反弹);两球半径相等,保证对心碰撞,即
故选。
【小问2详解】
A.斜槽不需要光滑,只要每次从同一位置释放,到达末端速度相同即可,A错误;
B.斜槽末端切线水平,小球才能做平抛运动,B正确;
C.入射球每次同一高度静止释放,保证初速度不变,C正确;
D.球心连线与轨道末端切线平行,保证一维对心碰撞,D正确。
故选。
【小问3详解】
小球平抛高度H相同,平抛时间为定值,水平速度,速度与水平射程成正比,验证动量守恒时可用射程代替速度。
需要测两球质量,找到碰后两球平均落地点,测量;不需要测释放高度h和下落高度H。
故选。
【小问4详解】
动量守恒,直接替换为射程后表达式为
【小问5详解】
弹性碰撞,机械能守恒
结合
得
故选。
12. 如图甲,为探究碰撞前后动量是否守恒。长木板一端垫有小木块,可以微调木板的倾斜程度以平衡摩擦力,使小车能在木板上做匀速直线运动。小车A前端贴有橡皮泥,后端连一打点计时器纸带,接通打点计时器电源后,让小车以某速度做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz,得到如图乙所示的纸带,已将各计数点间的距离标在图上。
(1)下列说法正确的是________。
A. 理论上碰撞前后小车A均做匀速直线运动
B. 此类碰撞机械能损失最大
C. 先释放小车后接通打点计时器
D. 若平衡摩擦力过度,纸带上仍会出现点迹均匀的区段
(2)碰前小车A的速度应用________段计算,碰后小车AB的共同速度应用________段计算。
(3)若小车A的质量为0.4 kg,小车B的质量为0.2 kg,计算数据,碰前两小车的总动量为________ ,碰后两小车的总动量为________,请写出实验结论_________。
【答案】(1)AB (2) ①. BC ②. DE
(3) ①. 0.6848 ②. 0.6840 ③. 在误差允许的范围内,碰撞过程系统动量守恒
【解析】
【小问1详解】
A.碰撞前A匀速;碰撞后A、B粘在一起匀速。理论上碰撞前后小车A(碰撞后是AB整体)都匀速,A正确。
B.橡皮泥粘连,属于完全非弹性碰撞,机械能损失最大,B正确。
C.打点计时器操作必须先接通打点计时器,后释放小车,C错误。
D.平衡摩擦力过度,重力分力大于摩擦力,小车会加速,纸带上点迹间距持续变大,不会出现均匀点迹段,D错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1][2]碰撞前A单独匀速,点间距大,对应段;碰撞后A、B粘在一起,整体速度变小,点间距变小,对应段。
【小问3详解】
打点计时器频率,打点周期
相邻计数点间为5个时间间隔,计数点时间间隔
碰前A速度
B原来静止,。
[1]碰前总动量
[2]碰后共同速度
碰后总动量
[3]实验结论:在误差允许的范围内,碰撞过程系统动量守恒。
三、计算题:本题共3小题,共32分。注意规范表达,要求写出必要的文字说明和表达式,只写结果不得分。
13. 质量为0.1 kg的小球从一厚软垫上方1.25 m处自由落下,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.50 s,求:(,不计空气阻力)
(1)从小球开始下落至最低点过程中,重力对小球的冲量;
(2)这段时间软垫对小球的平均作用力。
【答案】(1)大小为,方向竖直向下
(2)大小为,方向竖直向上
【解析】
【小问1详解】
规定竖直向下为正方向,小球接触软垫前做自由落体运动,则有
解得
从小球开始下落至最低点过程中,重力对小球的冲量
重力对小球的冲量大小为,方向竖直向下。
【小问2详解】
从小球开始下落至最低点过程中,根据动量定理可得
解得
软垫对小球的平均作用力大小为,方向竖直向上。
14. 如图所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为,,。开始时C静止,A、B一起以的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动且恰好不再与C碰撞()。求:
(1)A与C碰后瞬间A的速度大小;
(2)若A、B间动摩擦因数,求A板的最小长度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设A与C碰后瞬间,A的速度大小为,C的速度大小为;A与C碰撞过程,A、C组成的系统满足动量守恒,则有
经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动且恰好不再与C碰撞,可知A、B共速时的速度为,A与C碰撞后,A、B组成的系统满足动量守恒,则有
联立解得
,
(2)当A、B再次达到共同速度时,B刚好运动到A的右端,A板长度具有最小值,根据能量守恒可得
解得
15. 如图所示,足够长的光滑水平直轨道上有物块A、B、C,质量分别为2m、m、m,B的左侧固定一轻弹簧(不与A固定),A、B共同以速度v0向C运动,弹簧处于原长,C静止,B、C间发生弹性碰撞。求:
(1)B、C第一次碰撞后,C的速度大小vC;
(2)弹簧具有的最大弹性势能Ep;
(3)整个运动过程中,B的动量变化量的大小△p。
【答案】(1)v0;(2);(3)0
【解析】
【详解】(1)B、C发生弹性碰撞,则
由于B、C质量相等,速度交换,即
vC=v0
(2)A、B速度相等时,弹簧具有的最大弹性势能,对A、B,动量守恒
2mv0=3mv
解得
由能量守恒
解得
(3)对A、B,动量守恒
2mv0=2mv1′+mv2′
能量守恒
解得
B、C再次碰撞,速度交换,B最终的动量大小
pB=mv0
B的动量变化量的大小
△p=mv0-mv0=0
【点睛】本题主要考查了用动量守恒与能量观点分析弹簧类问题,解决本题时要注意弹簧不与A固定,最终A、B分离。
(1)B、C发生弹性碰撞,根据动量守恒及动能守恒计算;
(2)A、B速度相等时,弹簧具有的最大弹性势能,根据动量守恒及能量转化计算;
(3)A、B分离时根据动量守恒及能量守恒计算各自速度,再计算B、C再次碰后的速度,从而分析B动量变化量。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
河北唐山市迁安市高二年级第1次诊断性月考物理试题
本试卷满分100分,考试时间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. 关于动量,下列说法中正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体,动量不变
B. 做匀变速直线运动的物体,它的动量一定在改变
C. 物体的动量变化,动能也一定变化
D. 甲物体动量,乙物体动量,所以
2. 质量为m、速度为v的小球与墙壁垂直相碰后以原速率返回,以原来速度方向为正方向,则小球动量的变化量为( )
A. 0 B. mv C. 2mv D.
3. 如图,一物体静止在水平地面上,受到与水平方向成角的恒定拉力作用时间后,物体仍保持静止。现有以下说法正确的有( )
A. 物体所受拉力的冲量方向水平向右
B. 物体所受拉力的冲量大小是
C. 物体所受摩擦力的冲量大小为0
D. 物体所受合力的冲量大小为0
4. 下列叙述的情况中,系统动量不守恒的是( )
A. 斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时
B. 如图甲所示,小车停在光滑水平面上,车上的人在车上走动时,人与车组成的系统
C. 子弹射入紧靠墙角的木块中,子弹与木块组成的系统
D. 如图乙所示,子弹射入放在光滑水平面上的木块中,子弹与木块组成的系统
5. 如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分别站着人和,A的质量为,B的质量为,。最初人和车都处于静止状态,现在,两人同时由静止开始相向而行,和相对地面的速度大小相等,则车( )
A. 静止不动 B. 向右运动 C. 向左运动 D. 左右往返运动
6. 质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度允许有不同的值。碰撞后B球的速度可能是( )
A. 0.8v B. 0.6v C. 0.4v D. 0.2v
7. 在光滑水平地面上有两个完全相同的弹性小球A、B,质量都为m。现B球静止,A球向B球运动并发生正碰,且碰撞过程无机械能损失,当两球压缩最紧时的弹性势能为Ep,则碰前A球的速度等于( )
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,有两个或两个以上选项符合题目要求,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. 下列属于反冲运动的是( )
A. 喷气式飞机的运动 B. 直升机的运动
C. 火箭的运动 D. 章鱼的游动
9. 矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成,将其放在光滑的水平面上,如图所示,质量为m的子弹以速度v水平射入滑块,若射击上层,则子弹刚好不穿出;若射击下层,整个子弹刚好嵌入,则上述两种情况相比较( )
A. 两次子弹对滑块做的功一样多
B. 两次滑块受的冲量一样大
C. 子弹射入下层过程中克服阻力做功较少
D. 子弹射入上层过程中系统产生的热量较多
10. 如图所示,两个质量相等的小球从同一高度沿倾角不同的两个光滑固定斜面由静止自由滑下,下滑到达斜面底端的过程中( )
A. 两物体所受重力冲量相同
B. 两物体所受合外力冲量不相同
C. 两物体到达斜面底端时时间不同
D. 两物体到达斜面底端时动量相同
三、实验题:本题共2小题,每空2分,共22分。
11. 如图所示,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。
(1)若入射小球质量为,半径为;被碰小球质量为,半径为,则应选择________。
A. , B. ,
C. , D. ,
(2)该实验需要满足的实验条件为( )
A. 斜槽轨道必须是光滑的
B. 斜槽轨道末端的切线是水平的
C. 入射球每一次都要从同一高度由静止滚下
D. 碰撞的瞬间,入射球和被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行
(3)图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球多次从斜轨上位置静止释放,找到其平均落地点的位置,测量平抛射程。然后,把被碰小球静置于轨道的水平部分,再将入射球从斜轨位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________。(填选项的符号)
A. 用天平测量两个小球的质量、
B. 测量小球开始释放高度
C. 测量抛出点距地面的高度
D. 分别找到、相碰后平均落地点的位置、
E. 测量两球平抛射程、
(4)在实验误差允许范围内,若满足关系式________,即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒(用题目中所给已知量表示);
(5)若两球发生的为弹性碰撞,不计空气阻力,下列关系式正确的是________。
A.
B.
C.
12. 如图甲,为探究碰撞前后动量是否守恒。长木板一端垫有小木块,可以微调木板的倾斜程度以平衡摩擦力,使小车能在木板上做匀速直线运动。小车A前端贴有橡皮泥,后端连一打点计时器纸带,接通打点计时器电源后,让小车以某速度做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz,得到如图乙所示的纸带,已将各计数点间的距离标在图上。
(1)下列说法正确的是________。
A. 理论上碰撞前后小车A均做匀速直线运动
B. 此类碰撞机械能损失最大
C. 先释放小车后接通打点计时器
D. 若平衡摩擦力过度,纸带上仍会出现点迹均匀的区段
(2)碰前小车A的速度应用________段计算,碰后小车AB的共同速度应用________段计算。
(3)若小车A的质量为0.4 kg,小车B的质量为0.2 kg,计算数据,碰前两小车的总动量为________ ,碰后两小车的总动量为________,请写出实验结论_________。
三、计算题:本题共3小题,共32分。注意规范表达,要求写出必要的文字说明和表达式,只写结果不得分。
13. 质量为0.1 kg的小球从一厚软垫上方1.25 m处自由落下,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.50 s,求:(,不计空气阻力)
(1)从小球开始下落至最低点过程中,重力对小球的冲量;
(2)这段时间软垫对小球的平均作用力。
14. 如图所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为,,。开始时C静止,A、B一起以的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动且恰好不再与C碰撞()。求:
(1)A与C碰后瞬间A的速度大小;
(2)若A、B间动摩擦因数,求A板的最小长度。
15. 如图所示,足够长的光滑水平直轨道上有物块A、B、C,质量分别为2m、m、m,B的左侧固定一轻弹簧(不与A固定),A、B共同以速度v0向C运动,弹簧处于原长,C静止,B、C间发生弹性碰撞。求:
(1)B、C第一次碰撞后,C的速度大小vC;
(2)弹簧具有的最大弹性势能Ep;
(3)整个运动过程中,B的动量变化量的大小△p。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$