内容正文:
高二第一次月考物理试卷
考试时间75分钟,总分100分。
考生须知:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
一、单选题(每题4分)
1. 与水平方向夹角为θ的力F作用在放在水平地面上质量为m的物体上,如图所示。由于地面对物体的摩擦力较大,物体没有被拉动,则经时间t,下列说法正确的是( )
A. 拉力F对物体的冲量大小为Ft cos θ,方向水平向右
B. 摩擦力对物体的冲量大小是Ft,方向水平向左
C. 地面对物体支持力的冲量为零
D. 合力对物体的冲量为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.拉力F对物体的冲量大小为Ft,方向与F方向相同,故A错误;
B.物体没有被拉动,可得摩擦力大小为
故摩擦力对物体的冲量大小是Ft cos θ,方向水平向左,故B错误;
C.地面对物体的支持力大小为
故地面对物体的支持力的冲量大小为
方向竖直向上,故C错误;
D.物体处于静止状态,所受合力为零,所以合力对物体的冲量为零,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,质量为M的斜面放在光滑的水平面上,质量为m的物体由静止开始从斜面的顶端滑到底端,在这过程中( )
A. M、m组成的系统满足动量守恒
B. 任意时刻m、M各自的水平方向动量的大小相等
C. m对M的冲量等于M的动量变化
D. M对m的支持力的冲量为零
【答案】B
【解析】
【分析】根据系统受力情况,判断动量是否守恒,根据动量定理分析m对M的冲量与M的动量变化关系,由冲量的定义分析M对m的支持力的冲量。
【详解】A.m下滑过程中,m有竖直向下的分加速度,斜面与小球组成的系统在竖直方向的合外力不为0,则M、m组成的系统动量不守恒,故A错误;
B.对M、m组成的系统,水平方向不受外力作用,所以该系统水平方向动量守恒,故B正确;
C.根据动量定理,M动量的变化等于合外力的冲量,而合外力是m对M的压力和M所受重力的合力,所以m对M的冲量不等于M的动量变化,故C错误;
D.M对m的支持力不等于0,并且作用时间也不等于0,由冲量的定义,可知M对m的支持力的冲量不为零,故D错误。
故选B。
【点睛】系统整体动量不守恒,但在水平方向动量守恒。
3. 弹簧振子做简谐运动,振子的位移x随时间t的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. 弹簧振子的周期为1.6s,振幅是24cm
B. t=0.2s时,振子的回复力方向沿x轴正方向
C. t=0.4s到t=0.8s的时间内,振子的速度逐渐增大
D. t=0.8s到t=1.2s的时间内,振子的动能逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图像可得弹簧振子的周期为1.6s,振幅是12cm,故A错误;
B.t=0.2s时,振子的位移为正,由可知加速度方向沿x轴负方向,故B错误;
C.t=0.4s到t=0.8s的时间内,振子的位移为正,大小逐渐减小,表示沿负向靠近平衡位置,则振子的速度逐渐增大,位移最大时速度为0,平衡位置速度最大,故C正确;
D.t=0.8s到t=1.2s的时间内,振子的位移为负,大小在增大,正沿负向远离平衡位置,其速度逐渐减小,故振子的动能逐渐减小,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,质量为m的子弹以水平初速度射入静止在光滑水平面上的质量为M的木块中,子弹未从木块中射出,最后共同速度为v,在此过程中,木块在地面上滑动的距离为s,子弹射入木块的深度为d,子弹与木块间的相互作用力为f,以下关系式中不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A. 对子弹由动能定理可知
即
选项A正确,不符合题意;
B. 对子弹和木块的系统由能量关系可知
选项B正确,不符合题意;
C. 对子弹和木块系统由动量守恒定律可知
选项C正确,不符合题意;
D. 对木块由动能定理
选项D错误,符合题意。
故选D。
5. 一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin(2.5t),位移y的单位为m,时间t的单位为s。则( )
A. 弹簧振子的振幅为0.2m
B. 弹簧振子的周期为1.25s
C. 在t=0.2s时,振子的运动速度最大
D. 在t=0.1s时,振子的位移为m
【答案】D
【解析】
【详解】A.弹簧振子的振幅为0.1m,选项A错误;
B.弹簧振子的周期为
选项B错误;
C.在t=0.2s时,y=0.1m,此时振子的位移最大,则振子的运动速度为零,选项C错误;
D.在t=0.1s时,振子的位移为
选项D正确。
故选D。
6. 如图所示,一根轻弹簧上端固定,下端悬挂一个物体。将物体从平衡位置竖直拉下一段距离后由静止释放,物体在竖直方向做简谐运动。设向下方向为正,以下说法中正确的是( )
A. 弹簧对物体的弹力变小时,物体所受回复力可能变大
B. 物体从最高处向最低处运动过程中,振幅先减小后增大
C. 物体位移为正时,速度一定也为正,加速度一定为负
D. 物体从最低处向最高处运动过程中,物体的动能与弹簧的弹性势能之和一直增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.弹簧对物体的弹力变小时,物体所受回复力可能变大,例如从平衡位置向弹簧原长位置运动时,弹力变小时,物体所受回复力变大,A正确;
B.物体从最高处向最低处运动过程中,位移先减小后增大,振幅不变,B错误;
C.物体从最低点向平衡位置运动时,位移为正,速度为负,加速度为负,C错误;
D.根据机械能守恒定律,物体从最低处向最高处运动过程中,因为重力势能变大,则物体的动能与弹簧的弹性势能之和一直减小,D错误。
故选A。
7. 如图所示,质量m=60 kg的人,站在质量M=300 kg的车的一端,车长L=3 m,相对于地面静止。当车与地面间的摩擦可以忽略不计时,人由车的一端走到另一端的过程中,车将( )
A. 后退0.8 m
B. 后退0.7 m
C. 后退0.6 m
D. 后退0.5 m
【答案】D
【解析】
【详解】人车组成的系统动量守恒,则
人和车运动时间相同,有
且
解得车后退的距离
二、多选题(每题6分,少选得3分,错选多选不得分)
8. 如图所示,弹簧上端固定着质量为m的小球,小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当小球运动到最高点时,弹簧恰好为原长。已知重力加速度大小为g,小球运动过程中( )
A. 在最低点的加速度大小等于g B. 在最低点时受到的弹力大于
C. 最大动能等于 D. 弹簧最短时形变量等于
【答案】AD
【解析】
【详解】ABD.小球做简谐运动的平衡位置处
解得
所以在最低点时,形变量为2A.弹力大小为2mg,合力大小为mg,则加速度大小等于g,B错误AD正确;
C.在平衡位置动能最大,由最高点到平衡位置,重力势能减小mgA,动能和弹性势能增加,所以物体的最大动能不等于mgA,C错误。
故选AD。
9. 如图所示,半径均为R、质量均为M、内表面光滑的两个完全相同的圆槽A和B并排放在光滑的水平面上,图中a、c分别为A、B槽的最高点,b、b'分别为A、B槽的最低点,A槽的左端紧靠着竖直墙壁,一个质量为m的小球C从圆槽A顶端的a点无初速度释放。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球C从a点运动到b点的过程中,小球和圆槽A组成的系统动量守恒
B. 小球C从a点运动到b点时A槽对地面的压力大小为
C. 小球C在B槽内运动所能达到的最大高度为
D. B槽的最大速度的大小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球C从a点运动到b点的过程中,小球和圆槽A组成的系统合外力不为零,所以动量不守恒,故A错误;
B.小球C从a点运动到b点时,由动能定理有
解得
在b点时,对小球有
解得
根据牛顿第三定律可知球对A的压力大小也等于,对A槽有
由牛顿第三定律可得,小球C从a点运动到b点时A槽对地面的压力大小为,故B正确;
C.小球C和B槽组成的系统水平方向上动量守恒有
解得
根据能量守恒有
解得
故C错误;
D.小球C和B槽组成的系统水平方向上动量守恒,当两者分离时槽有最大速度,则
由机械能守恒有
解得
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,质量为的小车静止在光滑的水平面上,现有质量为可视为质点的物块以水平向右的速度从左端滑上小车,最后恰好未从小车上滑下。已知,物块与车上表面间的动摩擦因数为,重力加速度为。关于该过程下列说法正确的是( )
A. 物块最终的速度为
B. 小车的长度为
C. 物块从小车左端运动到右端的时间为
D. 若小车增加的动能为,则系统因摩擦产生的热量可能为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物块和小车组成的系统动量守恒,设物块最终速度为,则,解得,故A正确;
B.设小车的长度为,则有,解得,故B错误;
C.设物块从左端运动到右端的时间为,规定向右为正方向,对物块由动量定理得,解得,C正确;
D.设物块的对地位移为,小车的对地位移为,二者的相对位移为,画出二者的速度-时间图像,如图所示,由图可知,即,说明因摩擦产生的热量大于小车动能的增加量,若小车增加的动能为,则系统因摩擦产生的热量大于,故D错误。
故选AC。
三、实验题(14分)
11. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中,实验装置如图甲所示
(1)测得单摆的摆线长为l,摆球的直径为d,单摆的周期为T,重力加速度g的表达式为________
(2)为减小测量周期的误差,下列操作正确的是________
A. 单摆的摆角尽量大些
B. 静止释放摆球的同时开始计时
C. 单摆全振动的次数适当多些
(3)某同学正确操作后,测得多组不同摆长L,以及对应周期T的数据,作出的图像如图乙所示,造成图线不过坐标原点的原因是________
A. 用绳长代替摆长
B. 用绳长加小球的直径代替摆长
【答案】(1) (2)C (3)B
【解析】
【小问1详解】
由单摆周期公式,
得
【小问2详解】
A.单摆的最大摆角应小于, 若最大摆角超过,则单摆的运动不可视为简谐运动,故摆角并不是越大越好,故A错误;
B.应在摆球经过平衡位置时开始计时,故B错误;
C.因实验中需要测量单摆发生多次全振动所用的时间,故单摆全振动的次数适当多些可减小周期的测量误差,故C正确。
故选C。
【小问3详解】
作出的图像交纵轴于正半轴,说明对于每个摆长的测量值都偏大了一个定值,其原因是用绳长加小球的直径代替摆长。
故选B。
12. 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,如图所示。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量 (填选项前的符号),间接地解决这个问题。
A. 小球开始释放的高度h
B. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的水平位移
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验要完成的必要步骤是 。(填选项前的符号)
A. 用天平测量两个小球的质量、
B. 测量小球,开始释放的高度h
C. 测量抛出点距地面的高度H
D. 分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N
E. 测量平抛运动的水平位移、
(3)若两球相碰过程的动量守恒,其表达式可表示为____[用(2)中测量的量表示];
若碰撞没有能量损失,那么还应满足的表达式为_____[用(2)中测量的量表示]。
【答案】(1)C (2)ADE
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
实验中,直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的。但是由于小球做平抛运动,竖直高度不变,则平抛时间一定,水平位移与水平速度成正比,则可以通过测量小球做平抛运动的水平位移,间接地解决这个问题。
故选C。
【小问2详解】
要验证的关系是
两边乘以时间t,则
即
则实验中需要用天平测量两个小球的质量、;分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N,测量平抛运动的水平位移、。
故选ADE。
【小问3详解】
[1][2]若两球相碰过程的动量守恒,其表达式可表示为
若碰撞没有能量损失,那么
即
四、解答题
13. 如图所示,一质量为m的小钢球,用长为l的细丝线挂在水平天花板上(l远大于小钢球的半径),初始时,摆线和竖直方向的夹角为。静止释放小球后,求:(不计空气阻力,重力加速度为g)
(1)小球摆到最低点所用的时间;
(2)小球在最低点受到的拉力的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据单摆周期公式有
小球做简谐运动,则小球从静止释放到最低点所用的时间为
【小问2详解】
从静止释放到最低点,由动能定理有
根据牛顿第二定律,有
联立解得
14. 如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m=1kg的相同小球A、B、C,现让A球以的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,C球的最终速度。求:
(1)A、B两球跟C球相碰前的共同速度多大;
(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能。
【答案】(1)1m/s;(2)1.25J
【解析】
【详解】(1)A、B相碰后粘合在一起,由动量守恒知
mv0=2mv1
可得A、B两球跟C球相碰前的速度大小为
v1=1m/s
(2)两球与C碰撞同样满足动量守恒,有
2mv1=mvC+2mv2
可得A、B两球跟C球相碰后的速度大小为
由能量守恒知两次碰撞损失的动能为
15. 如图,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为m的球C。现将C球拉起使细线水平伸直,并由静止释放C球。重力加速度为g,求:
(1)A、B两木块分离时,A、B、C的速度大小;
(2)从“静止释放C球”至“A、B两木块分离后,C球首次偏离竖直方向的偏角最大”的过程中,木块B对A的冲量;
(3)A、B两木块分离后,C球偏离竖直方向的最大偏角的余弦值。
【答案】(1),
(2),木块B对A的冲量方向水平向左。
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球C下落到最低点时,AB开始分离,此过程系统水平方向动量守恒,C下落过程,根据机械能守恒定律得
在水平方向,由动量守恒定律得mvC=2m×vAB
解得
【小问2详解】
从“静止释放C球”至“A、B两木块分离”的过程中,选B为研究对象,由动量定理得:,方向水平向右
“A、B两木块分离”后,A、B间没有相互作用,所以木块B对A的冲量大小
木块B对A的冲量方向水平向左。
【小问3详解】
选A、C为研究对象,系统在水平方向动量守恒,以向左为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得mvC-mvAB=2mv
由机械能守恒定律得
解得
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高二第一次月考物理试卷
考试时间75分钟,总分100分。
考生须知:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
一、单选题(每题4分)
1. 与水平方向夹角为θ的力F作用在放在水平地面上质量为m的物体上,如图所示。由于地面对物体的摩擦力较大,物体没有被拉动,则经时间t,下列说法正确的是( )
A. 拉力F对物体的冲量大小为Ft cos θ,方向水平向右
B. 摩擦力对物体的冲量大小是Ft,方向水平向左
C. 地面对物体支持力的冲量为零
D. 合力对物体的冲量为零
2. 如图所示,质量为M的斜面放在光滑的水平面上,质量为m的物体由静止开始从斜面的顶端滑到底端,在这过程中( )
A. M、m组成的系统满足动量守恒
B. 任意时刻m、M各自的水平方向动量的大小相等
C. m对M的冲量等于M的动量变化
D. M对m的支持力的冲量为零
3. 弹簧振子做简谐运动,振子的位移x随时间t的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. 弹簧振子的周期为1.6s,振幅是24cm
B. t=0.2s时,振子的回复力方向沿x轴正方向
C. t=0.4s到t=0.8s的时间内,振子的速度逐渐增大
D. t=0.8s到t=1.2s的时间内,振子的动能逐渐增大
4. 如图所示,质量为m的子弹以水平初速度射入静止在光滑水平面上的质量为M的木块中,子弹未从木块中射出,最后共同速度为v,在此过程中,木块在地面上滑动的距离为s,子弹射入木块的深度为d,子弹与木块间的相互作用力为f,以下关系式中不正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin(2.5t),位移y的单位为m,时间t的单位为s。则( )
A. 弹簧振子的振幅为0.2m
B. 弹簧振子的周期为1.25s
C. 在t=0.2s时,振子的运动速度最大
D. 在t=0.1s时,振子的位移为m
6. 如图所示,一根轻弹簧上端固定,下端悬挂一个物体。将物体从平衡位置竖直拉下一段距离后由静止释放,物体在竖直方向做简谐运动。设向下方向为正,以下说法中正确的是( )
A. 弹簧对物体的弹力变小时,物体所受回复力可能变大
B. 物体从最高处向最低处运动过程中,振幅先减小后增大
C. 物体位移为正时,速度一定也为正,加速度一定为负
D. 物体从最低处向最高处运动过程中,物体的动能与弹簧的弹性势能之和一直增大
7. 如图所示,质量m=60 kg的人,站在质量M=300 kg的车的一端,车长L=3 m,相对于地面静止。当车与地面间的摩擦可以忽略不计时,人由车的一端走到另一端的过程中,车将( )
A. 后退0.8 m
B. 后退0.7 m
C. 后退0.6 m
D. 后退0.5 m
二、多选题(每题6分,少选得3分,错选多选不得分)
8. 如图所示,弹簧上端固定着质量为m的小球,小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当小球运动到最高点时,弹簧恰好为原长。已知重力加速度大小为g,小球运动过程中( )
A. 在最低点的加速度大小等于g B. 在最低点时受到的弹力大于
C. 最大动能等于 D. 弹簧最短时形变量等于
9. 如图所示,半径均为R、质量均为M、内表面光滑的两个完全相同的圆槽A和B并排放在光滑的水平面上,图中a、c分别为A、B槽的最高点,b、b'分别为A、B槽的最低点,A槽的左端紧靠着竖直墙壁,一个质量为m的小球C从圆槽A顶端的a点无初速度释放。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球C从a点运动到b点的过程中,小球和圆槽A组成的系统动量守恒
B. 小球C从a点运动到b点时A槽对地面的压力大小为
C. 小球C在B槽内运动所能达到的最大高度为
D. B槽的最大速度的大小
10. 如图所示,质量为的小车静止在光滑的水平面上,现有质量为可视为质点的物块以水平向右的速度从左端滑上小车,最后恰好未从小车上滑下。已知,物块与车上表面间的动摩擦因数为,重力加速度为。关于该过程下列说法正确的是( )
A. 物块最终的速度为
B. 小车的长度为
C. 物块从小车左端运动到右端的时间为
D. 若小车增加的动能为,则系统因摩擦产生的热量可能为
三、实验题(14分)
11. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中,实验装置如图甲所示
(1)测得单摆的摆线长为l,摆球的直径为d,单摆的周期为T,重力加速度g的表达式为________
(2)为减小测量周期的误差,下列操作正确的是________
A. 单摆的摆角尽量大些
B. 静止释放摆球的同时开始计时
C. 单摆全振动的次数适当多些
(3)某同学正确操作后,测得多组不同摆长L,以及对应周期T的数据,作出的图像如图乙所示,造成图线不过坐标原点的原因是________
A. 用绳长代替摆长
B. 用绳长加小球的直径代替摆长
12. 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,如图所示。
(1)实验中,直接测定小球碰撞前、后的速度是不容易的。但是,可以通过仅测量 (填选项前的符号),间接地解决这个问题。
A. 小球开始释放的高度h
B. 小球抛出点距地面的高度H
C. 小球做平抛运动的水平位移
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验要完成的必要步骤是 。(填选项前的符号)
A. 用天平测量两个小球的质量、
B. 测量小球,开始释放的高度h
C. 测量抛出点距地面的高度H
D. 分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N
E. 测量平抛运动的水平位移、
(3)若两球相碰过程的动量守恒,其表达式可表示为____[用(2)中测量的量表示];
若碰撞没有能量损失,那么还应满足的表达式为_____[用(2)中测量的量表示]。
四、解答题
13. 如图所示,一质量为m的小钢球,用长为l的细丝线挂在水平天花板上(l远大于小钢球的半径),初始时,摆线和竖直方向的夹角为。静止释放小球后,求:(不计空气阻力,重力加速度为g)
(1)小球摆到最低点所用的时间;
(2)小球在最低点受到的拉力的大小。
14. 如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m=1kg的相同小球A、B、C,现让A球以的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,C球的最终速度。求:
(1)A、B两球跟C球相碰前的共同速度多大;
(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能。
15. 如图,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为L的细线,细线另一端系一质量为m的球C。现将C球拉起使细线水平伸直,并由静止释放C球。重力加速度为g,求:
(1)A、B两木块分离时,A、B、C的速度大小;
(2)从“静止释放C球”至“A、B两木块分离后,C球首次偏离竖直方向的偏角最大”的过程中,木块B对A的冲量;
(3)A、B两木块分离后,C球偏离竖直方向的最大偏角的余弦值。
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