内容正文:
南昌新民外语学校2026—2027学年度第一学期第一次月考
高二物理试卷
考试时间:75分钟 卷面分:100分
一、单选题(共28分)
1. 下列关于物体的动能、动量、速度的说法正确的是( )
A. 物体的合外力冲量为零,动量可能变化
B. 物体的合外力做功为零,速度一定不变
C. 物体做变速运动,动量一定变化
D. 物体做变速运动,动能一定变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据动量定理,合外力冲量等于动量变化量,合外力冲量为零时,动量变化量一定为零,动量不可能变化,故A错误;
B.根据动能定理,合外力做功为零,动能不变,但速度方向可能变化,如匀速圆周运动,故B错误;
C.动量是矢量,物体做变速运动,速度一定变化,物体质量不变,动量一定变化,故C正确;
D.动能是标量,变速运动可能只有速度方向改变、大小不变,比如匀速圆周运动,这种情况动能不变,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,一轻质漏斗装满砂子,用细线悬挂该漏斗做成一单摆。在漏斗小角度摆动砂子缓慢漏出时,沿O1O2方向匀速拉动木板,漏出的砂子在木板上会形成图示曲线,不计摆动时所受空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 由于漏斗中砂子重心降低,摆动的周期增大
B. 由于漏斗中砂子重心降低,摆动的周期减小
C. 由于漏斗中砂子质量减少,摆动的周期增大
D. 由于漏斗中砂子质量减少,摆动的周期减小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.细线悬点到砂子重心的距离是单摆摆长,由于漏斗中砂子重心降低,单摆的摆长L变大,由单摆周期公式
可知,单摆周期T变大,故A正确,B错误;
CD.由单摆周期公式
可知,漏斗中砂子的质量对单摆周期没有影响,漏斗中砂子质量减少不会对单摆周期造成影响,故CD错误。
故选A。
3. 有两个简谐运动的振动方程:,,则下列说法中错误的是( )
A. 它们的振幅相同 B. 它们的周期相同
C. 它们的相位差恒定 D. 它们的振动步调一致
【答案】D
【解析】
【详解】A.简谐运动表达式为
其中为振幅。两式中振幅均为,故A正确;
B.两式角频率均为,由
整理得=,两者周期相同,故B正确;
C.两式角频率相同,相位差=
不随时间变化,故C正确;
D.只有相位差为(为整数)时两振动步调一致,本题相位差为,故D错误。
故选D。
4. 如图甲所示,轻弹簧上端固定,下端系一小球,使其在竖直方向做简谐运动。取竖直向下为正方向,平衡位置为坐标原点。时刻小球恰好经过平衡位置且向下运动,其图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 在0~0.1s内,小球做加速运动
B. 时,小球的加速度为零
C. 在0.1~0.2s内,小球的速度方向竖直向下
D. 0~0.3s内,小球的路程为4cm
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,在内,小球从平衡位置向正向最大位移处运动,则小球的速度逐渐减小,即小球做减速运动,故A错误;
B.由图乙可知,时,小球经过平衡位置,则小球的加速度为零,故B正确;
C.由图乙可知,在内,小球从正向最大位移处(最低点)向平衡位置运动,即小球的速度方向竖直向上,故C错误;
D.由图乙可知,振幅,在内,小球先由平衡位置运动到正向最大位移处,又由正向最大位移处经平衡位置运动到负向最大位移处,通过的路程为,故D错误。
故选B。
5. 光滑水平面上静止一质量为的物块。在时间内受到水平力的作用。力随时间的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. 时,物块的速度大小为
B. 时,物块的速度大小为
C. 时和时,物块的动量不相同
D. 时,物块恰好回到原出发点
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知在0~2s内,力的冲量
根据动量定理
可得时物块的速度大小为,故A正确;
B.由图可知在0~4s内,力的冲量
根据动量定理
解得时物块的速度大小为,故B错误;
C.由图可知在0~2s内与0~6s内,力的冲量相同,根据动量定理知时和时,物块的动量相同,故C错误;
D.由图可知在内力的冲量为零,由动量定理可知在时物块速度为零。在0~4s内,物块做加速度先增加后减小的加速运动,而在4~8s内,力的方向改变,物块做减速运动,在时速度恰减小到零,所以在0~8s内物块的运动方向不变,时物块不会回到原出发点,故D错误。
故选A。
6. 如图甲所示,光滑水平面上有P、Q两物块,它们在时发生碰撞,两物块的位移—时间图像如图乙所示。已知物块Q的质量,由此可知( )
A. 碰撞前P的动量为
B. 物块P的质量为1kg
C. 两物块的碰撞无机械能损失
D. 碰撞过程中P对Q的冲量为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据位移—时间图像可知,碰撞前的速度
碰撞后两者的共同速度
以碰撞前的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有
解得
碰撞前的动量,A错误、B正确;
C.根据位移—时间图像,碰撞后两者的速度相同,说明碰撞为完全非弹性碰撞,碰撞过程中存在机械能的损失,C错误;
D.根据动量定理,对作用力的冲量,D错误。
故选B。
7. 如图所示,由劲度系数的轻质弹簧与质量的小球组成的弹簧振子处于静止状态,现把小球缓慢向下拉释放并计时,小球第一次运动到最高点,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 小球振动的振幅为
B. 小球振动的周期为
C. 小球在最高点的加速度大小为
D. 取向上为正方向,小球的振动方程为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球从平衡位置被拉至最低点,该距离即为振幅,故振幅,故A错误;
B.由题意可知
解得,故B错误;
C.小球做简谐运动,在最高点和最低点的加速度大小相等,根据
根据牛顿第二定律可得
解得,故C错误;
D.圆频率为
振动方程为
当时,
可得
故振动方程为,故D正确。
故选D。
二、多选题(共18分)
8. 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg,则下列判断中正确的是( )
A. 由图像求得乙的质量是6kg B. 碰撞前后乙的动量增加了
C. 碰撞过程中甲给乙的冲量大小为 D. 碰撞过程中两物块损失的机械能为2J
【答案】AC
【解析】
【详解】A.光滑水平面碰撞过程系统动量守恒,取运动正方向
解得,故A正确;
B.乙的动量增量,并非,故B错误;
C.根据动量定理,甲给乙的冲量等于乙的动量变化量,故C正确;
D. 碰撞过程损失机械能
解得,故D错误。
故选 AC。
9. 生命在于运动,体育无处不在,运动无限精彩。如图所示,质量为的小船静止在水面上,质量为的人在甲板上立定跳远的成绩为,不计空气和水的阻力,下列说法正确的是( )
A. 人在甲板上跳远时,船将后退
B. 人在立定跳远的过程中船保持静止
C. 人在立定跳远的过程中船后退了
D. 人相对地面的成绩为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.人在甲板上向前跳,给船一个向后的力,船将后退,A正确;
B.由上面分析可知,B错误;
C.设人对地面的成绩为,船对地面后退了
以人运动方向为正,由动量守恒定律有
其中
解得,,C错误;
D.由上面分析可知,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,AB 为固定的光滑圆弧轨道,O为圆心,AO水平,BO竖直,轨道半径为R,当地重力加速度为g,将质量为m的小球(可视为质点)从A点由静止释放,经时间t到达B,在小球从A点运动到B点的过程中( )
A. 小球所受合力的冲量水平向右
B. 小球所受支持力的冲量大小是
C. 小球受到的重力做的功为0,重力的冲量不为0
D. 小球受到的支持力的冲量为0,支持力做的功也是0
【答案】AB
【解析】
【详解】A.动量的变化量方向水平向右,根据动量定理可知合力的冲量水平向右,故A正确;
B.根据机械能守恒有
可得动量的变化
重力的冲量,方向竖直向下,根据动量定理
作出矢量方向三角形,可得支持力的冲量大小,故B正确;
CD.在整个运动过程中只有重力做功,根据可知重力的冲量不为0;支持力方向与速度垂直,可知支持力不做功,但是支持力的冲量不为0,故CD错误。
故选AB。
三、实验题(共15分)
11. 如图所示,某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
实验步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③接通数字计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞,碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动;
⑦读出滑块通过光电门的挡光时间,滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01ms,通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99ms,滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=8.35ms;(注:1秒=1000毫秒)
⑧测出挡光板的宽度d=5mm,测得滑块1的质量为m1=300g,滑块2(包括弹簧)的质量为m2=200g。
(1)实验中气垫导轨的作用是________________________________________;
(2)碰撞前滑块1的速度v1为___________m/s,碰撞后滑块2的速度v3为___________m/s;(结果均保留两位有效数字)
(3)碰撞前系统的总动量为m1v1=___________;碰撞后系统的总动量为m1v2+m2v3=___________;由此可得实验结论在实验误差允许的范围内,两滑块相互作用的过程,系统的动量守恒。
【答案】(1)减小滑块与导轨间摩擦引起的误差,并使两滑块沿同一直线碰撞
(2) ①. 0.50 ②. 0.60
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
气垫导轨使滑块与导轨间的摩擦很小,从而减小外力对系统动量的影响;导轨还约束两滑块沿同一直线运动,使碰撞可按一维过程研究。
【小问2详解】
[1]挡光板较窄,可用挡光板宽度与挡光时间之比近似滑块经过光电门时的瞬时速度。滑块1碰撞前经过光电门1,故
[2]滑块2碰撞后经过光电门2,故
【小问3详解】
[1]取沿导轨向右为正方向。碰撞前滑块2静止,系统总动量为
[2]碰撞后滑块1经过光电门2,同理可得
两滑块碰后均向右运动,系统总动量为
碰撞前后系统总动量在实验误差允许范围内相等,因此实验结果支持动量守恒定律。
12. 在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示的两种装置:
(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则( )
A. m1>m2,r1>r2 B. m1>m2,r1<r2
C. m1>m2,r1=r2 D. m1<m2,r1=r2
(2)若采用图乙所示装置进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是__________________。
A. 直尺 B. 游标卡尺 C. 天平 D. 弹簧测力计 E. 秒表
(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图甲所示装置进行实验时,P点为_____(“碰前入射小球”、“碰后入射小球”、“被碰小球”)落点的平均位置,需要测量的物理量有m1、m2、OP、OM和__________,所得“验证动量守恒定律”的结论表达式为______________________(用装置图中的字母表示)
(4)图甲中,若实验满足关系式___________________________(用题中物理量表示),则说明两球碰撞前后机械能守恒。
【答案】(1)C (2)AC
(3) ①. 碰前入射小球 ②. O′N ③.
(4)
【解析】
【小问1详解】
为保证入射小球碰撞后不反弹,小球质量需满足
为保证小球发生对心正碰,小球半径应满足
故选C。
【小问2详解】
小球离开轨道后做平抛运动,根据可知,小球做平抛运动的时间为
由于小球做平抛运动时抛出点的高度h相同,则它们在空中的运动时间t相等,若小球碰撞过程动量守恒,则
水平方向,有
由此可知,实验需要测量的量有入射小球的质量m1、被碰小球的质量m2、入射小球碰前平抛的水平位移、入射小球碰后平抛的水平位移、被碰小球碰后平抛的水平位移,所以实验需要刻度尺与天平。
故选AC。
【小问3详解】
[1]小球做平抛运动,竖直位移相同,则运动时间相等,水平速度越大,则水平位移越大,根据碰撞的原理可知,碰后入射小球的速度小于入射前的速度、小于被碰小球的速度,而被碰小球的速度大于碰前入射小球的速度,所以N点为被碰小球的落点,P点为入射小球碰撞前的落点,M为入射小球碰撞后的落点;
[2][3]若小球碰撞过程动量守恒,则,,,
所以
所以需要测量的物理量有m1、m2、OP、OM和O′N。
【小问4详解】
若两球碰撞前后机械能守恒,则
所以
四、解答题(共39分)
13. 如图所示,在水平光滑直导轨上,静止放着三个质量均为m=2kg的相同小球A、B、C。现让A球以v0=4m/s的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后粘在一起,两球继续向右运动并与C球碰撞,C球的最终速度vC=2m/s。求:
(1)A、B碰撞后的速度;
(2)A、B与C球碰撞后的速度;
(3)两次碰撞过程一共损失的动能。
【答案】(1)2m/s,方向水平向右
(2)1m/s,方向水平向右
(3)10J
【解析】
【小问1详解】
A与B碰撞过程中动量守恒,则有
解得v=2m/s,方向水平向右
【小问2详解】
A、B 与C球碰撞过程中动量守恒,则有
解得v1=1m/s,方向水平向右
【小问3详解】
法一:A与B碰撞过程损失的动能
A、B 与C碰撞过程损失的动能
两次碰撞过程一共损失的动能
法二:两次碰撞过程一共损失的动能
14. 如图甲所示,质量为m的物体B放在水平面上,通过轻弹簧与质量为2m的物体A连接,现在竖直方向给物体A一初速度,当物体A运动到最高点时,物体B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时,物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示,已知重力加速度为g,求:
(1)物体A的振动方程;
(2)物体B对地面的最大压力大小。
【答案】(1)cm;(2)6mg
【解析】
【详解】(1)图乙可知振幅为
A=10cm
周期为
T=1.0s
圆频率为
rad/s
规定向上为正方向,t=0时刻位移为0.05m,表示振子由平衡位置上方0.05m处开始运动,所以初相为
则振子的振动方程为
cm
(2)物体A在最高点时,物体B与水平面间的作用力刚好为零,此时弹簧的拉力为
F=mg
对于物体A有
解得
当物体A运动到最低点时,物体B对水平面的压力最大,由简谐运动的对称性可知,物体A在最低点时加速度向上,且大小等于1.5g,由牛顿第二定律得
解得
F′=5mg
由物体B的受力可知,物体B受水平面的最大支持力为
由牛顿第三定律
=6mg
15. 质量的物体A自距地面高度自由落下,与此同时质量的物体B由地面竖直上抛,经过与A碰撞,碰后两物体粘在一起,碰撞时间极短,忽略空气阻力。两物体均可视为质点,重力加速度,求A、B:
(1)碰撞位置与地面的距离x;
(2)碰撞后瞬时的速度大小v;
(3)碰撞中损失的机械能。
【答案】(1)1m;(2)0;(3)12J
【解析】
【详解】(1)对物体A,根据运动学公式可得
(2)设B物体从地面竖直上抛的初速度为,根据运动学公式可知
即
解得
可得碰撞前A物体的速度
方向竖直向下;
碰撞前B物体的速度
方向竖直向上;
选向下为正方向,由动量守恒可得
解得碰后速度
(3)根据能量守恒可知碰撞损失的机械能
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南昌新民外语学校2026—2027学年度第一学期第一次月考
高二物理试卷
考试时间:75分钟 卷面分:100分
一、单选题(共28分)
1. 下列关于物体的动能、动量、速度的说法正确的是( )
A. 物体的合外力冲量为零,动量可能变化
B. 物体的合外力做功为零,速度一定不变
C. 物体做变速运动,动量一定变化
D. 物体做变速运动,动能一定变化
2. 如图所示,一轻质漏斗装满砂子,用细线悬挂该漏斗做成一单摆。在漏斗小角度摆动砂子缓慢漏出时,沿O1O2方向匀速拉动木板,漏出的砂子在木板上会形成图示曲线,不计摆动时所受空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 由于漏斗中砂子重心降低,摆动的周期增大
B. 由于漏斗中砂子重心降低,摆动的周期减小
C. 由于漏斗中砂子质量减少,摆动的周期增大
D. 由于漏斗中砂子质量减少,摆动的周期减小
3. 有两个简谐运动的振动方程:,,则下列说法中错误的是( )
A. 它们的振幅相同 B. 它们的周期相同
C. 它们的相位差恒定 D. 它们的振动步调一致
4. 如图甲所示,轻弹簧上端固定,下端系一小球,使其在竖直方向做简谐运动。取竖直向下为正方向,平衡位置为坐标原点。时刻小球恰好经过平衡位置且向下运动,其图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 在0~0.1s内,小球做加速运动
B. 时,小球的加速度为零
C. 在0.1~0.2s内,小球的速度方向竖直向下
D. 0~0.3s内,小球的路程为4cm
5. 光滑水平面上静止一质量为的物块。在时间内受到水平力的作用。力随时间的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. 时,物块的速度大小为
B. 时,物块的速度大小为
C. 时和时,物块的动量不相同
D. 时,物块恰好回到原出发点
6. 如图甲所示,光滑水平面上有P、Q两物块,它们在时发生碰撞,两物块的位移—时间图像如图乙所示。已知物块Q的质量,由此可知( )
A. 碰撞前P的动量为
B. 物块P的质量为1kg
C. 两物块的碰撞无机械能损失
D. 碰撞过程中P对Q的冲量为
7. 如图所示,由劲度系数的轻质弹簧与质量的小球组成的弹簧振子处于静止状态,现把小球缓慢向下拉释放并计时,小球第一次运动到最高点,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 小球振动的振幅为
B. 小球振动的周期为
C. 小球在最高点的加速度大小为
D. 取向上为正方向,小球的振动方程为
二、多选题(共18分)
8. 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg,则下列判断中正确的是( )
A. 由图像求得乙的质量是6kg B. 碰撞前后乙的动量增加了
C. 碰撞过程中甲给乙的冲量大小为 D. 碰撞过程中两物块损失的机械能为2J
9. 生命在于运动,体育无处不在,运动无限精彩。如图所示,质量为的小船静止在水面上,质量为的人在甲板上立定跳远的成绩为,不计空气和水的阻力,下列说法正确的是( )
A. 人在甲板上跳远时,船将后退
B. 人在立定跳远的过程中船保持静止
C. 人在立定跳远的过程中船后退了
D. 人相对地面的成绩为
10. 如图所示,AB 为固定的光滑圆弧轨道,O为圆心,AO水平,BO竖直,轨道半径为R,当地重力加速度为g,将质量为m的小球(可视为质点)从A点由静止释放,经时间t到达B,在小球从A点运动到B点的过程中( )
A. 小球所受合力的冲量水平向右
B. 小球所受支持力的冲量大小是
C. 小球受到的重力做的功为0,重力的冲量不为0
D. 小球受到的支持力的冲量为0,支持力做的功也是0
三、实验题(共15分)
11. 如图所示,某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
实验步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③接通数字计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞,碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动;
⑦读出滑块通过光电门的挡光时间,滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01ms,通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99ms,滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=8.35ms;(注:1秒=1000毫秒)
⑧测出挡光板的宽度d=5mm,测得滑块1的质量为m1=300g,滑块2(包括弹簧)的质量为m2=200g。
(1)实验中气垫导轨的作用是________________________________________;
(2)碰撞前滑块1的速度v1为___________m/s,碰撞后滑块2的速度v3为___________m/s;(结果均保留两位有效数字)
(3)碰撞前系统的总动量为m1v1=___________;碰撞后系统的总动量为m1v2+m2v3=___________;由此可得实验结论在实验误差允许的范围内,两滑块相互作用的过程,系统的动量守恒。
12. 在实验室里为了验证动量守恒定律,一般采用如图甲、乙所示的两种装置:
(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2,则( )
A. m1>m2,r1>r2 B. m1>m2,r1<r2
C. m1>m2,r1=r2 D. m1<m2,r1=r2
(2)若采用图乙所示装置进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是__________________。
A. 直尺 B. 游标卡尺 C. 天平 D. 弹簧测力计 E. 秒表
(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,则在用图甲所示装置进行实验时,P点为_____(“碰前入射小球”、“碰后入射小球”、“被碰小球”)落点的平均位置,需要测量的物理量有m1、m2、OP、OM和__________,所得“验证动量守恒定律”的结论表达式为______________________(用装置图中的字母表示)
(4)图甲中,若实验满足关系式___________________________(用题中物理量表示),则说明两球碰撞前后机械能守恒。
四、解答题(共39分)
13. 如图所示,在水平光滑直导轨上,静止放着三个质量均为m=2kg的相同小球A、B、C。现让A球以v0=4m/s的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后粘在一起,两球继续向右运动并与C球碰撞,C球的最终速度vC=2m/s。求:
(1)A、B碰撞后的速度;
(2)A、B与C球碰撞后的速度;
(3)两次碰撞过程一共损失的动能。
14. 如图甲所示,质量为m的物体B放在水平面上,通过轻弹簧与质量为2m的物体A连接,现在竖直方向给物体A一初速度,当物体A运动到最高点时,物体B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时,物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示,已知重力加速度为g,求:
(1)物体A的振动方程;
(2)物体B对地面的最大压力大小。
15. 质量的物体A自距地面高度自由落下,与此同时质量的物体B由地面竖直上抛,经过与A碰撞,碰后两物体粘在一起,碰撞时间极短,忽略空气阻力。两物体均可视为质点,重力加速度,求A、B:
(1)碰撞位置与地面的距离x;
(2)碰撞后瞬时的速度大小v;
(3)碰撞中损失的机械能。
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