内容正文:
中山市华辰实验中学高一九月月考物理试卷
(考试时间:75分钟,分值:100分)
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,共28分,每题4分。
1. 关于动量的概念,下列说法正确的是( )
A. 运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的加速度方向
B. 物体的加速度不变,其动量也一定不变
C. 物体的动能不变,其动量可能改变
D. 物体的动量越大,其惯性也越大
2. 如图所示,一轻质弹簧两端连着物体和,置于光滑的水平面上,物体A被水平速度为的子弹射中,并且子弹嵌在其中。已知物体的质量是物体的质量的,子弹的质量是物体的质量的,弹簧压缩到最短时物体的速度为( )
A. B. C. D.
3. 如图,质量为200kg的小船在静止水面上以3m/s的速率向右匀速行驶,一质量为50kg的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对船以6m/s的速率水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A. 4.2m/s B. 3m/s
C. 2.5m/s D. 2.25m/s
4. 有一宇宙飞船,它的正面面积S=2m2,以v=3×103m/s的相对速度飞入一宇宙微粒尘区。此微粒尘区每1m3空间中有一个微粒,每一个微粒的平均质量m=2×10-7kg。假设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上,要使飞船速度不变,飞船的牵引力应增加( )
A. 3.6×103N B. 3.6N C. 1.2×10-3N D. 1.2N
5. 如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系绳小球拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中( )
A. 小球向左摆动时,小车向右运动,且系统动量守恒
B. 小球向左摆动时,小车向右运动,系统机械能不守恒
C. 小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车速度不为零
D. 小球向左摆到最高点,小球的速度为零小车速度也为零
6. 质量为0.2kg的球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向弹回。取竖直向上为正方向,在小球与地面接触的时间内,关于球动量变化Δp和合力对小球做W,下列说法正确的是( )
A. Δp=2kg⋅m/s W=−2J B. Δp=−2kg⋅m/s W=0
C. Δp=0.4kg⋅m/s W=−2J D. Δp=−0.4kg⋅m/s W=2J
7. 一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,力F随时间按正弦规律变化,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 第2s末,质点的动量为0
B. 第2s末,质点的动量方向发生变化
C. 第4s末,质点回到出发点
D. 在1~3s时间内,力F的冲量为0
二、多选题:本大题共3小题,共18分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分。
8. 质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,如图所示,经时间t,下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A. 重力对物体的冲量大小为mgtsinθ
B. 支持力对物体的冲量大小为零
C. 摩擦力对物体的冲量大小为mgtsinθ
D. 合力对物体的冲量大小为零
9. 如图所示,A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,木块C以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行,最后停在B木块的右端,对此过程,下列叙述不正确的是 ( )
A. 当C在A上滑行时,A、C组成的系统动量守恒
B. 当C在B上滑行时,B、C组成的系统动量守恒
C. 无论C是在A上滑行还是在B上滑行,A、B、C三物块组成的系统动量都守恒
D. 当C在B上滑行时,A、B、C组成的系统动量守恒
10. 滑块A、B在水平面上发生碰撞,它们碰撞前后的图像如图。已知A的质量为,则根据图像可知( )
A. 水平面光滑 B. 碰后A和B沿同一方向运动
C. B的质量 D. 这次碰撞没有能量损失
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本大题共1小题,共12分,每空3分。
11. 利用如图装置验证动量守恒定律:
(1)实验室有如下A、B、C三个小球,则入射小球应该选取下图中的______进行实验(填字母)。
(2)关于本实验,下列说法正确的是______。(多选,填字母)
A. 斜槽安装时末端必须保持水平
B. 小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放
C. 必须测量出斜槽末端到水平地面的高度
D. 实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间
(3)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验,白纸上留下了10个印迹,如果用画圆法确定小球的落点P,图丙中画的三个圆最合理的是______(填字母代号)。
(4)用刻度尺测量M、P、N到O点的距离依次为x1、、,通过验证等式______是否成立,从而验证动量守恒定律(填字母)。
A. B.
C. D.
四、计算题:本大题共4小题,共42分(8+10+12+12)。
12. 质量m=2kg的物体自由下落0.5s,掉到沙面上后,经过0.1s停在了沙坑中,不考虑空气阻力作用,求:
(1)物体在空中下落过程中重力的冲量;
(2)物体陷入沙坑过程,沙对物体的平均作用力的大小。
13. 如图所示,在光滑水平面上,有一质量M=3kg的薄板,板上有质量m=1kg的物块,两者以v0=4m/s的初速度朝相反方向运动,薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长,取水平向右为正方向,求:
(1)物块最后的速度;
(2)当物块的速度大小为3m/s时,薄板的速度。
14. 如图甲所示,物块A、B的质量分别是 mA=6.0kg和mB=4.0kg。用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触。另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块C的v﹣t图像如图乙所示。求:
(1)物块C的质量;
(2)B离开墙后,弹簧中的最大弹性势能最大时,B的速度多大?最大弹性势能多大?
15. 质量为M=4 kg的木板B静止于光滑水平面上,物块A质量为4 kg,停在B的左端.质量为1 kg的小球用长为1.25m的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与A发生正碰后反弹,反弹所能达到的最大高度为0.45 m,物块与小球可视为质点,不计空气阻力.已知A、B间的动摩擦因数,求:
(1)小球与A碰后瞬间,A的速度多大;
(2)为使A、B达到共同速度前A不滑离木板,木板至少多长。
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中山市华辰实验中学高一九月月考物理试卷
(考试时间:75分钟,分值:100分)
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共7小题,共28分,每题4分。
1. 关于动量的概念,下列说法正确的是( )
A. 运动物体在任一时刻的动量方向,一定是该时刻的加速度方向
B. 物体的加速度不变,其动量也一定不变
C. 物体的动能不变,其动量可能改变
D. 物体的动量越大,其惯性也越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.动量和速度都是矢量,物体的动量可知运动物体在任一时刻的动量的方向一定是该时刻的速度方向,与加速度方向没有直接关系,故A错误;
B.物体的加速度不变,速度变化,则动量变化,故B错误;
C.物体的动能不变,则物体的速度大小不变,若方向变化,则其动量也变化,故C正确;
D.质量是惯性大小的量度,而物体的动量,动量大小取决于质量与速度的乘积,动量大的物体惯性不一定大,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,一轻质弹簧两端连着物体和,置于光滑的水平面上,物体A被水平速度为的子弹射中,并且子弹嵌在其中。已知物体的质量是物体的质量的,子弹的质量是物体的质量的,弹簧压缩到最短时物体的速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】已知物体A的质量mA是物体B的质量mB的
即
子弹的质量m是物体B的质量的
即
弹簧压缩到最短时,物体A和物体B与子弹三者速度相同,由动量守恒得
解得
即弹簧压缩到最短时B的速度为。
故选C。
3. 如图,质量为200kg的小船在静止水面上以3m/s的速率向右匀速行驶,一质量为50kg的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对船以6m/s的速率水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A. 4.2m/s B. 3m/s
C. 2.5m/s D. 2.25m/s
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】设船的质量为M,人的质量为m,人在跃出的过程中船人组成的系统水平方向外力之和为零,动量守恒,规定向右为正方向,则初动量为,题干中有救生员以相对船以6m/s的速率水平向左,设船的速度为,则人相对水的速度为,故根据动量守恒定律有
代入数据解得
故选A。
4. 有一宇宙飞船,它的正面面积S=2m2,以v=3×103m/s的相对速度飞入一宇宙微粒尘区。此微粒尘区每1m3空间中有一个微粒,每一个微粒的平均质量m=2×10-7kg。假设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上,要使飞船速度不变,飞船的牵引力应增加( )
A. 3.6×103N B. 3.6N C. 1.2×10-3N D. 1.2N
【答案】B
【解析】
【详解】设在时间t内与飞船碰撞并附着于飞船上的微粒总质量为M,则
M=vtSm
设飞船对微粒的作用力大小为F,由动量定理知
Ft=Mv
联立解得
F=v2Sm
代入相关数据得
F=3.6N
根据牛顿第三定律知,微粒对飞船的作用力大小为3.6N。要使飞船速度不变,根据平衡条件知,飞船的牵引力应增加3.6N。
故选B。
5. 如图所示,小车放在光滑的水平面上,将系绳小球拉开到一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中( )
A. 小球向左摆动时,小车向右运动,且系统动量守恒
B. 小球向左摆动时,小车向右运动,系统机械能不守恒
C. 小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车速度不为零
D. 小球向左摆到最高点,小球的速度为零小车速度也为零
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.小球向左摆动时,小车向右运动,小球受到的重力使系统合外力不为零,故系统动量不守恒,但该过程只有重力做功,故系统机械能守恒,AB错误;
CD.系统在水平方向合外力为零,水平方向满足动量守恒,可得
故小球向左摆到最高点,小球的速度为零小车速度也为零,C错误,D正确。
故选D。
6. 质量为0.2kg的球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向弹回。取竖直向上为正方向,在小球与地面接触的时间内,关于球动量变化Δp和合力对小球做W,下列说法正确的是( )
A. Δp=2kg⋅m/s W=−2J B. Δp=−2kg⋅m/s W=0
C. Δp=0.4kg⋅m/s W=−2J D. Δp=−0.4kg⋅m/s W=2J
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞的过程中动量变化量为
由动能定理可得,合外力做功为
故A正确,BCD错误。
故选A。
7. 一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,力F随时间按正弦规律变化,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 第2s末,质点的动量为0
B. 第2s末,质点的动量方向发生变化
C. 第4s末,质点回到出发点
D. 在1~3s时间内,力F的冲量为0
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题图可知,0~2s时间内F的方向和质点运动的方向相同,质点经历了加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动,第2s末质点的速度最大,动量最大,方向不变,AB错误;
C.2~4s内F的方向与0~2s内F的方向不同,该质点0~2s内做加速运动,2~4s内做减速运动,质点在0~4s内的位移均为正,第4s末没有回到出发点,C错误;
D.在图像中,图线与横轴所围的面积表示力F的冲量,由题图可知,1~2s内的面积与2~3s内的面积大小相等,一正一负,则在1~3s时间内,力F的冲量为0,D正确;
故选D。
二、多选题:本大题共3小题,共18分,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错得0分。
8. 质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,如图所示,经时间t,下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A. 重力对物体的冲量大小为mgtsinθ
B. 支持力对物体的冲量大小为零
C. 摩擦力对物体的冲量大小为mgtsinθ
D. 合力对物体的冲量大小为零
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据I=Ft重力对物体的冲量大小为mgt,故A错误;
B.根据平衡条件
则支持力对物体的冲量大小为
故B错误;
C.根据平衡条件
则摩擦力对物体的冲量大小为
故C正确
D.物体处于平衡状态,合力为零,则合力对物体的冲量大小为零,故D正确。
故选CD 。
9. 如图所示,A、B两木块紧靠在一起且静止于光滑水平面上,木块C以一定的初速度v0从A的左端开始向右滑行,最后停在B木块的右端,对此过程,下列叙述不正确的是 ( )
A. 当C在A上滑行时,A、C组成的系统动量守恒
B. 当C在B上滑行时,B、C组成的系统动量守恒
C. 无论C是在A上滑行还是在B上滑行,A、B、C三物块组成的系统动量都守恒
D. 当C在B上滑行时,A、B、C组成的系统动量守恒
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.当C在A上滑行时,对A、C组成的系统,B对A的作用力为外力,不等于0,故系统动量不守恒,故A错误;
B.当C在B上滑行时,A、B已分离,对B、C组成的系统,沿水平方向不受外力作用,故系统动量守恒,故B正确;
CD.若将A、B、C三木块视为一系统,则沿水平方向无外力作用,系统动量守恒,故CD正确。
故选A。
10. 滑块A、B在水平面上发生碰撞,它们碰撞前后的图像如图。已知A的质量为,则根据图像可知( )
A. 水平面光滑 B. 碰后A和B沿同一方向运动
C. B的质量 D. 这次碰撞没有能量损失
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由图像可以看出,碰撞前后物体均做匀速直线运动,说明物体不受摩擦力,水平面光滑,故A正确;
B.由图可知,碰撞后A的位移越来越小,B的位移越来越大,说明二者的运动方向相反,故B错误;
C.由图可得,碰撞前B的速度为0,A的速度为
碰撞后A的速度为
碰撞后B的速度为
根据动量守恒有
代入数值解得,即B的质量为,故C正确;
D.碰撞前A、B的动能之和为
碰撞后A、B的动能之和为
碰撞前后能量不变,所以这次碰撞没有能量损失,故D正确;
故选ACD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题:本大题共1小题,共12分,每空3分。
11. 利用如图装置验证动量守恒定律:
(1)实验室有如下A、B、C三个小球,则入射小球应该选取下图中的______进行实验(填字母)。
(2)关于本实验,下列说法正确的是______。(多选,填字母)
A. 斜槽安装时末端必须保持水平
B. 小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放
C. 必须测量出斜槽末端到水平地面的高度
D. 实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间
(3)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验,白纸上留下了10个印迹,如果用画圆法确定小球的落点P,图丙中画的三个圆最合理的是______(填字母代号)。
(4)用刻度尺测量M、P、N到O点的距离依次为x1、、,通过验证等式______是否成立,从而验证动量守恒定律(填字母)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)A (2)AB
(3)C (4)C
【解析】
【小问1详解】
为了保证入射小球碰撞后不反弹,入射球的质量要大于被碰球的质量,为了使两球发生对心碰撞,则要求两球的半径相同,故入射球选择直径为、质量为的小球,被碰球选择直径为、质量为m2的小球。
故选A。
【小问2详解】
A.小球每次从斜槽的同一位置滚下,不需要斜槽光滑,且为使小球做平抛运动,斜槽的末端需调成水平,故A正确;
B.为了让小球每次平抛的速度相等,实验中需要让小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放,故B正确;
CD.两个小球下落时间相同,可以用位移代替初速度,故不需要求出时间,所以不需要测量高度,故CD错误。
故选AB。
【小问3详解】
如果采用画圆法确定小球的落点,应该让所画的圆尽可能把大多数落点包进去,且圆的半径最小,这样所画圆的圆心即为小球落点的平均位置。
故选C。
【小问4详解】
如果动量守恒,则有
由于两球在空中的运动时间相等,即
所以
即
故选C。
四、计算题:本大题共4小题,共42分(8+10+12+12)。
12. 质量m=2kg的物体自由下落0.5s,掉到沙面上后,经过0.1s停在了沙坑中,不考虑空气阻力作用,求:
(1)物体在空中下落过程中重力的冲量;
(2)物体陷入沙坑过程,沙对物体的平均作用力的大小。
【答案】(1);(2)120N
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据冲量的定义得出,物体在空中下落过程,重力的冲量为:
(2)整个过程所用得时间
对整个过程列出动量定理得
解得沙对物体的平均作用力为
13. 如图所示,在光滑水平面上,有一质量M=3kg的薄板,板上有质量m=1kg的物块,两者以v0=4m/s的初速度朝相反方向运动,薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长,取水平向右为正方向,求:
(1)物块最后的速度;
(2)当物块的速度大小为3m/s时,薄板的速度。
【答案】(1)2m/s,方向水平向右;(2)m/s,方向水平向右
【解析】
【分析】
【详解】(1)由于水平面光滑,物块与薄板组成的系统动量守恒,设共同运动速度大小为v,由动量守恒定律得
Mv0-mv0=(m+M)v
代入数据解得
v=2m/s
方向水平向右。
(2)由(1)知,物块速度大小为3m/s时,方向向左,由动量守恒定律得
Mv0-mv0=-mv1+Mv′
代入数据解得
v′=m/s
方向水平向右。
14. 如图甲所示,物块A、B的质量分别是 mA=6.0kg和mB=4.0kg。用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触。另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块C的v﹣t图像如图乙所示。求:
(1)物块C的质量;
(2)B离开墙后,弹簧中的最大弹性势能最大时,B的速度多大?最大弹性势能多大?
【答案】(1)2kg;(2)2m/s,12J
【解析】
【详解】(1)由图知,C与A碰前速度为v1=12m/s,碰后速度为v2=3m/s,C与A碰撞过程动量守恒,以C的初速度为正方向,由动量守恒定律得
解得
(2)12s末B离开墙壁, ,之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒,且当AC与B速度v4相等时弹簧弹性势能最大。根据动量守恒定律,有
根据机械能守恒定律
解得,方向与规定方向相反
即
15. 质量为M=4 kg的木板B静止于光滑水平面上,物块A质量为4 kg,停在B的左端.质量为1 kg的小球用长为1.25m的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与A发生正碰后反弹,反弹所能达到的最大高度为0.45 m,物块与小球可视为质点,不计空气阻力.已知A、B间的动摩擦因数,求:
(1)小球与A碰后瞬间,A的速度多大;
(2)为使A、B达到共同速度前A不滑离木板,木板至少多长。
【答案】(1)2m/s;(2)1.0m
【解析】
【详解】(1)设球与A碰后速度为v1,根据机械能守恒有
解得
设球与A碰前速度为v0,根据机械能守恒有
解得
球与A碰撞过程中,动量守恒
解得
vA=2m/s
(2)物块A与木板B相互作用过程中,动量守恒
解得
v共=1m/s
根据能量守恒有
解得
x=1.0m
第1页/共1页
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