精品解析:江苏泰州市2025-2026学年高三下学期期末考试物理试卷
|
2份
|
24页
|
9人阅读
|
0人下载
内容正文:
江苏省泰州市2025-2026学年高三下学期期末考试物理试卷
(满分∶100分 时间∶75分钟)
一、单项选择题(本题共11小题,每小题4分,共44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. 如图所示,有两个半径相同、质量不同的小球A和B,两球静止在光滑的水平面上,其中B球质量是A球质量的3倍。某时刻给A球一水平向右大小为10m/s的初速度,使得A球与静止的B球发生正碰,取向右为正方向,则碰撞后A球的速度可能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设A球质量为,B球质量为,若A、B发生完全非弹性碰撞,根据动量守恒可得
解得
若A、B发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得
所以若碰撞后A的速度向右,则应该小于等于;若碰撞后A的速度向左,则应该小于等于。
故选B。
2. 如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的凹槽,凹槽右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块向凹槽推出,冰块平滑地滑上凹槽,则( )
A. 小孩推出冰块过程,小孩和冰块系统动量不守恒
B. 冰块在凹槽上运动过程,冰块和凹槽系统水平方向动量守恒
C. 冰块从凹槽下滑过程,凹槽动量减少
D. 冰块离开凹槽时的速率与冲上凹槽前的速率相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.小孩推出冰块过程,系统合外力为0,小孩和冰块系统动量守恒,故A错误;
B.冰块在凹槽上运动过程,冰块和凹槽系统水平方向合外力为0,所以水平方向动量守恒,故B正确;
C.冰块从凹槽下滑过程,冰块对凹槽做正功,速度增加,凹槽动量增加,故C错误;
D.冰块在凹槽上滑和下滑过程,凹槽对冰块做负功,速度减小,冰块离开凹槽时的速率比冲上凹槽时的速率小,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,物体从t=0时刻开始由静止做直线运动,0~4s内其合外力随时间变化的关系图线为正弦曲线,下列表述不正确的是( )
A. 0~2s内合外力的冲量一直增大 B. 0~4s内合外力的冲量为零
C. 2s末物体的动量方向发生变化 D. 0~4s内物体动量的方向一直不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据F-t图像中图线与t轴围成的面积表示冲量,可知在0~2s内合外力的冲量一直增大,0~4s内合外力的冲量为零,故AB正确;
CD.2s末冲量方向发生变化,根据动量定理,物体的动量开始减小,但方向不发生变化,0~4s内物体动量的方向一直不变,故C错误,D正确。
选不正确的,故选C。
4. 如图所示,光滑水平面上静置一质量为M的木块,由一轻弹簧连在墙上,有一质量为m的子弹以速度v0水平射入木块并留在其中,当木块第一次回到原来位置的过程中,墙对弹簧的冲量大小为( )
A. 0 B. C. D. 2mv0
【答案】D
【解析】
【详解】由于子弹射入木块的时间极短,系统的动量守恒,取向右为正向,根据动量守恒定律得
mv0=(M+m) v,
解得
从弹簧被压缩到木块第一次回到原来的位置过程中,系统速度大小不变,方向改变,对木块(含子弹),根据动量定理得
由于弹簧的质量不计,则墙对弹簧的弹力等于弹簧对木块的弹力,所以墙对弹簧的冲量大小等于弹簧对木块的冲量大小,为2mv0
A.0,与结论不相符,选项A错误;
B.,与结论不相符,选项B错误;
C.,与结论不相符,选项C错误;
D.2mv0,与结论相符,选项D正确;
5. 质量为的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手。首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为,如图所示。设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同。当两颗子弹均相对木块静止时,下列说法中正确的是( )
A. 最终木块静止, B. 最终木块向右运动,
C. 最终木块向左运动, D. 最终木块静止,
【答案】D
【解析】
【详解】设子弹的速度为,子弹的质量为,左侧子弹射入木块后与木块共同运动的速度为,由动量守恒定律可得
设子弹与木块之间的作用力大小为,根据能量守恒定律可得
当右侧子弹射入木块后,设最后的共同速度为,根据动量守恒可得
解得
根据能量守恒定律可得
联立可知
故选D。
6. 将小球以初速度v0竖直向上抛出,该小球所受的空气阻力与速度大小成正比,其速度—时间图象(v-t)如图所示。t1时刻到达最高点,t2时刻落回抛出点,且下落过程中小球一直加速,下列说法正确的是( )
A. 0到t2时间内,小球的加速度先减小再增大
B. 小球上升过程和下降过程,动量变化量相同
C. 小球上升过程和下降过程,重力的冲量相同
D. 0到t2时间内,小球的动量变化率一直减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.0到t2时间内,图像的斜率一直减小,所以小球的加速度一直减小,A错误;
B.小球上升过程和下降过程,动量变化量分别为
所以小球上升过程和下降过程,动量变化量不相同,B错误;
C.小球上升过程和下降过程,重力的冲量分别为
所以小球上升过程和下降过程,冲量不相同,C错误;
D.0到t1时间内,小球的动量变化率为
随着的速度减小,动量变化率也减小;
t1到t2时间内,小球的动量变化率为
随着速度的增大,动量变化率减小;所以0到t2时间内,小球的动量变化率一直减小,D正确。
故选D。
7. 娱乐风洞是一种空中悬浮装置,该装置通过人工制造和控制气流,把游客“吹”起来,让游客体验“腾云驾雾”的感觉。如图所示,悬浮在风洞正上方的两名手拉手的游客总质量为m,受风的有效面积为S,气流速度为。已知重力加速度为g,气流吹到人身体后速度近似变为0,则气流的平均密度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】游客处于平衡,对其进行受力分析,气流对游客的平均作用力
根据牛顿第三定律可得游客对气流的平均作用力
以极短时间内与游客发生作用的气流为研究对象,则有
规定竖直向上为正方向,对气流由动量定理有
由于,则有
解得
故选B。
8. 质量为的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手。首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为,如图所示。设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同。当两颗子弹均相对木块静止时,下列说法中正确的是( )
A. 最终木块静止, B. 最终木块向右运动,
C. 最终木块向左运动, D. 最终木块静止,
【答案】D
【解析】
【详解】设子弹的速度为,子弹的质量为,左侧子弹射入木块后与木块共同运动的速度为,由动量守恒定律可得
设子弹与木块之间的作用力大小为,根据能量守恒定律可得
当右侧子弹射入木块后,设最后的共同速度为,根据动量守恒可得
解得
根据能量守恒定律可得
联立可知
故选D。
9. 在光滑水平面上,A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动,A的动量为18kg∙m/s,B的动量为。A从后面追上B,它们相互作用一段时间后,B的动量增大为,方向不变。下列说法正确的是( )
A. 若此过程为弹性碰撞,则两物体的质量之比为
B. 若此过程为非弹性碰撞,则两物体的质量之比可能为
C. 若此过程为弹性碰撞,则两物体的质量之比为
D. 若此过程为非弹性碰撞,则两物体的质量之比可能为
【答案】B
【解析】
【详解】AC.碰前,有
解得
碰过程中,有
解得
碰后,有
解得
综上可得
若为弹性碰撞,则两物体的质量之比为
A、C错误;
BD.若为非弹性碰撞,则两物体的质量之比为
B正确、D错误。
故选B。
10. 碰撞常用恢复系数e来描述,定义恢复系数e为碰撞后其分离速度与碰撞前的接近速度的绝对值的比值,用公式表示为,其中和分别是碰撞后两物体的速度,和分别是碰撞前两物体的速度。已知质量为的物体A以初速度为与静止的质量为m的物体B发生碰撞,该碰撞的恢复系数为e,则( )
A. 若碰撞为完全弹性碰撞,则 B. 碰撞后B的速度为
C. 碰撞后A的速度为 D. 碰撞后A的速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.若碰撞为完全弹性碰撞,根据动量守恒以及机械能守恒可得
解得
,
则
故A错误;
BCD.根据碰撞前后动量守恒
且
解得
,
故C正确,BD错误。
故选C。
11. 质量为的箱子静止在光滑水平面上,箱子内侧的两壁间距为,另一质量也为且可视为质点的物体从箱子中央以的速度开始运动(为当地重力加速度),如图所示。已知物体与箱壁共发生5次完全弹性碰撞。则物体与箱底的动摩擦因数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小物块与箱子组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得
解得
对小物块和箱子组成的系统,由能量守恒定律得
解得
由题意可知,小物块与箱子发生5次碰撞,则物体相对于木箱运动的总路程应满足
小物块受到摩擦力为
对系统根据
联立可得
故选D。
二、非选择题(本题共5小题,共56分。13~16题要求写出演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算时答案中必须标明单位。)
12. 某小组做“验证动量守恒定律”实验:一长木板固定在水平桌面上,其左端固定一个弹射装置。两个小滑块A、B质量分别为、,与木板间的动摩擦因数相同,滑块A每次被弹射装置弹出的速度相同。主要实验步骤如下:
①A紧靠弹射装置,被弹出后停在木板上的点,如图甲所示;
②将B放在木板上的某一位置处,测出与两点间的距离,如图乙所示;
③A紧靠弹射装置,被弹出后与B发生正碰,A被弹回;
④分别测出A、B两滑块停下时的位置与点的距离,如图丙所示。
根据以上实验步骤,回答以下问题:
(1)___________(选填“<”、“=”或“>”);
(2)到达点时的速度与的关系满足___________;
A. B. C.
(3)若表达式满足___________,则碰撞中动量守恒;若表达式再满足___________,则碰撞过程为弹性碰撞;(均用表示)
(4)B所放的位置不能过于偏左或偏右,请简要说明理由___________。
【答案】 ①. < ②. C ③. ④. 或者 ⑤. 若过于偏左,滑块与B碰撞反弹后可能与弹射装置再次相碰;若过于偏右,B被碰撞后的位移过小,测量误差过大
【解析】
【详解】(1)[1]滑块A与B碰撞,设向右为正,碰撞前滑块A的速度为,碰撞后滑块A的速度为,滑块B的速度为,由动量守恒定律得
由机械能守恒得
解得
由于滑块A反弹,所以
则
(2)[2]滑块A由O点运动到P点,由动能定理得
解得
则
故选C。
(3)[3]若碰撞中动量守恒,则
又
,,
解得
[4]若碰撞中动量守恒,机械能守恒,则
,
解得
或者
(4)[5]若过于偏左,滑块 与B碰撞反弹后可能与弹射装置再次相碰;若过于偏右,B被碰撞后的位移过小,测量误差过大。
13. 如图所示,质量分别为m和2m的物体A、B静置于光滑水平地面上,B左端固定一轻质弹簧,现A以速度v向右运动,在A、B相互作用的整个过程中,求:
(1)弹簧对A的冲量大小I;
(2)弹簧弹性势能的最大值。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意,设在A、B相互作用的整个过程之后,A的速度为,B的速度为,整个过程中,、和弹簧组成的系统动量守恒,机械能守恒,由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
联立解得
,
取向右为正方向,由动量定理有
即弹簧对A的冲量大小为。
(2)根据题意可知,当A、B速度相等时,弹簧的弹性势能最大,设A、B共速的速度为,由动量守恒定律有
解得
由机械能守恒定律可得
14. 如图所示,传送带以速率顺时针匀速转动,传送带与足够长的光滑水平面等高且紧挨。将小滑块A轻放在传送带左端M,A运动到右端N时与静止在水平面上的小滑块B发生弹性正碰。已知A、B质量分别为、,A与传送带间的动摩擦因数,传送带两端M、N间的距离,重力加速度g取。求:
(1)A由左端M运动到右端N所用的时间t;
(2)第1次碰撞后A、B的速度大小、;
(3)第1次碰撞后A、B间距离的最大值。
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)A刚放上传送带时,滑块运动的加速度
设释放后经时间A与传送带速度相等,则
加速阶段的位移
然后A做匀速运动,匀速运动的时间
A由左端M运动到右端N所用的时间
(2)A与B发生弹性碰撞,根据动量守恒定律
根据机械能守恒定律
联立解得
即第1次碰撞后A、B的速度大小分别为
(3)由(2)可知碰撞后A反向运动,B向右做匀速直线运动,A和B速度相等所需的时间
第1次碰撞后A、B间距离的最大值
代入数据可得
15. 如图所示,一质量为3kg的滑块套在水平放置的长直光滑细杆上可自由滑动,两个完全相同的小球A、B(可视为质点)分别用轻质细线悬挂于细杆和滑块下方,悬挂点等高。整个系统静止时细线均处于竖直方向,小球刚好接触且不发生挤压,球心位于同一水平线上。在竖直面内将A球拉到细线水平伸直后由静止释放,在最低点处与B球发生弹性正碰(碰撞时间极短)。已知小球质量均为1kg,细线长为0.8m,重力加速度大小取。求:
(1)A球摆到最低点与B球碰前所受到的细线拉力F;
(2)相碰后B球能上升的最大高度H。
【答案】(1)30N,竖直向上;(2)0.6m
【解析】
【详解】(1)A球从最高点摆到最低点的过程中,由动能定理
在最低点时,对A球受力分析,由牛顿第二定律
联立可得
方向竖直向上。
(2)由题意可知,A、B碰撞过程中由动量守恒定律
由机械能守恒定律
联立可得
,
碰后B球摆到最高点的过程中与滑块组成的系统在水平方向上动量守恒,则
代入解得
对B球与滑块组成的系统,由能量守恒定律得
代入数据解得
16. 如图所示,B是放在光滑的水平面上质量为4m的一块木板,物块A(可看成质点)质量为m,与木板间的动摩擦因数为μ,最初木板B静止,物块A以水平初速度v0滑上木板,木板足够长(重力加速度为g),求:
(1)木板B的最大速度;
(2)从刚滑上木板到A、B速度刚好相等的过程中,物块A所发生的位移大小;
(3)若物块A恰好没滑离木板B,则木板至少多长?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由题意知,A向右减速,B向右加速,当A、B速度相等时B速度最大。以v0的方向为正方向,根据动量守恒定律
mv0 = (m+4m)v
得
(2)A向右减速的过程,根据动能定理有
则木块A所发生的位移为
(3)从A滑上B至达到共同速度的过程中,由能量守恒得
得
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
江苏省泰州市2025-2026学年高三下学期期末考试物理试卷
(满分∶100分 时间∶75分钟)
一、单项选择题(本题共11小题,每小题4分,共44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. 如图所示,有两个半径相同、质量不同的小球A和B,两球静止在光滑的水平面上,其中B球质量是A球质量的3倍。某时刻给A球一水平向右大小为10m/s的初速度,使得A球与静止的B球发生正碰,取向右为正方向,则碰撞后A球的速度可能为( )
A. B. C. D.
2. 如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的凹槽,凹槽右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块向凹槽推出,冰块平滑地滑上凹槽,则( )
A. 小孩推出冰块过程,小孩和冰块系统动量不守恒
B. 冰块在凹槽上运动过程,冰块和凹槽系统水平方向动量守恒
C. 冰块从凹槽下滑过程,凹槽动量减少
D. 冰块离开凹槽时的速率与冲上凹槽前的速率相等
3. 如图所示,物体从t=0时刻开始由静止做直线运动,0~4s内其合外力随时间变化的关系图线为正弦曲线,下列表述不正确的是( )
A. 0~2s内合外力的冲量一直增大 B. 0~4s内合外力的冲量为零
C. 2s末物体的动量方向发生变化 D. 0~4s内物体动量的方向一直不变
4. 如图所示,光滑水平面上静置一质量为M的木块,由一轻弹簧连在墙上,有一质量为m的子弹以速度v0水平射入木块并留在其中,当木块第一次回到原来位置的过程中,墙对弹簧的冲量大小为( )
A. 0 B. C. D. 2mv0
5. 质量为的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手。首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为,如图所示。设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同。当两颗子弹均相对木块静止时,下列说法中正确的是( )
A. 最终木块静止, B. 最终木块向右运动,
C. 最终木块向左运动, D. 最终木块静止,
6. 将小球以初速度v0竖直向上抛出,该小球所受的空气阻力与速度大小成正比,其速度—时间图象(v-t)如图所示。t1时刻到达最高点,t2时刻落回抛出点,且下落过程中小球一直加速,下列说法正确的是( )
A. 0到t2时间内,小球的加速度先减小再增大
B. 小球上升过程和下降过程,动量变化量相同
C. 小球上升过程和下降过程,重力的冲量相同
D. 0到t2时间内,小球的动量变化率一直减小
7. 娱乐风洞是一种空中悬浮装置,该装置通过人工制造和控制气流,把游客“吹”起来,让游客体验“腾云驾雾”的感觉。如图所示,悬浮在风洞正上方的两名手拉手的游客总质量为m,受风的有效面积为S,气流速度为。已知重力加速度为g,气流吹到人身体后速度近似变为0,则气流的平均密度为( )
A. B. C. D.
8. 质量为的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手。首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为,如图所示。设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同。当两颗子弹均相对木块静止时,下列说法中正确的是( )
A. 最终木块静止, B. 最终木块向右运动,
C. 最终木块向左运动, D. 最终木块静止,
9. 在光滑水平面上,A、B两个物体在同一直线上沿同一方向运动,A的动量为18kg∙m/s,B的动量为。A从后面追上B,它们相互作用一段时间后,B的动量增大为,方向不变。下列说法正确的是( )
A. 若此过程为弹性碰撞,则两物体的质量之比为
B. 若此过程为非弹性碰撞,则两物体的质量之比可能为
C. 若此过程为弹性碰撞,则两物体的质量之比为
D. 若此过程为非弹性碰撞,则两物体的质量之比可能为
10. 碰撞常用恢复系数e来描述,定义恢复系数e为碰撞后其分离速度与碰撞前的接近速度的绝对值的比值,用公式表示为,其中和分别是碰撞后两物体的速度,和分别是碰撞前两物体的速度。已知质量为的物体A以初速度为与静止的质量为m的物体B发生碰撞,该碰撞的恢复系数为e,则( )
A. 若碰撞为完全弹性碰撞,则 B. 碰撞后B的速度为
C. 碰撞后A的速度为 D. 碰撞后A的速度为
11. 质量为的箱子静止在光滑水平面上,箱子内侧的两壁间距为,另一质量也为且可视为质点的物体从箱子中央以的速度开始运动(为当地重力加速度),如图所示。已知物体与箱壁共发生5次完全弹性碰撞。则物体与箱底的动摩擦因数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、非选择题(本题共5小题,共56分。13~16题要求写出演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算时答案中必须标明单位。)
12. 某小组做“验证动量守恒定律”实验:一长木板固定在水平桌面上,其左端固定一个弹射装置。两个小滑块A、B质量分别为、,与木板间的动摩擦因数相同,滑块A每次被弹射装置弹出的速度相同。主要实验步骤如下:
①A紧靠弹射装置,被弹出后停在木板上的点,如图甲所示;
②将B放在木板上的某一位置处,测出与两点间的距离,如图乙所示;
③A紧靠弹射装置,被弹出后与B发生正碰,A被弹回;
④分别测出A、B两滑块停下时的位置与点的距离,如图丙所示。
根据以上实验步骤,回答以下问题:
(1)___________(选填“<”、“=”或“>”);
(2)到达点时的速度与的关系满足___________;
A. B. C.
(3)若表达式满足___________,则碰撞中动量守恒;若表达式再满足___________,则碰撞过程为弹性碰撞;(均用表示)
(4)B所放的位置不能过于偏左或偏右,请简要说明理由___________。
13. 如图所示,质量分别为m和2m的物体A、B静置于光滑水平地面上,B左端固定一轻质弹簧,现A以速度v向右运动,在A、B相互作用的整个过程中,求:
(1)弹簧对A的冲量大小I;
(2)弹簧弹性势能的最大值。
14. 如图所示,传送带以速率顺时针匀速转动,传送带与足够长的光滑水平面等高且紧挨。将小滑块A轻放在传送带左端M,A运动到右端N时与静止在水平面上的小滑块B发生弹性正碰。已知A、B质量分别为、,A与传送带间的动摩擦因数,传送带两端M、N间的距离,重力加速度g取。求:
(1)A由左端M运动到右端N所用的时间t;
(2)第1次碰撞后A、B的速度大小、;
(3)第1次碰撞后A、B间距离的最大值。
15. 如图所示,一质量为3kg的滑块套在水平放置的长直光滑细杆上可自由滑动,两个完全相同的小球A、B(可视为质点)分别用轻质细线悬挂于细杆和滑块下方,悬挂点等高。整个系统静止时细线均处于竖直方向,小球刚好接触且不发生挤压,球心位于同一水平线上。在竖直面内将A球拉到细线水平伸直后由静止释放,在最低点处与B球发生弹性正碰(碰撞时间极短)。已知小球质量均为1kg,细线长为0.8m,重力加速度大小取。求:
(1)A球摆到最低点与B球碰前所受到的细线拉力F;
(2)相碰后B球能上升的最大高度H。
16. 如图所示,B是放在光滑的水平面上质量为4m的一块木板,物块A(可看成质点)质量为m,与木板间的动摩擦因数为μ,最初木板B静止,物块A以水平初速度v0滑上木板,木板足够长(重力加速度为g),求:
(1)木板B的最大速度;
(2)从刚滑上木板到A、B速度刚好相等的过程中,物块A所发生的位移大小;
(3)若物块A恰好没滑离木板B,则木板至少多长?
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$