2023-2024学年河南省商丘市柘城县德盛中学高二上学期9月月考物理试题（解析版）

柘城县德盛高级中学2023-2024学年上期高二9月月考物理试题一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意，选对的得4分，错选或不答的得0分）1.下列运动中的物体，动量始终保持不变的是（）A.绕地球匀速运行的同步卫星B.小球碰到竖直墙壁被弹回，速度大小不变C.用绳子拉着物体，沿斜面做匀速直线运动D.荡秋千的小孩，每次荡起的高度保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】动量表达式为A．正常运行的地球同步卫星，速度大小不变，方向不断改变，所以动量改变，A错误；B．小球碰到竖直墙壁被弹回，速度大小不变，但方向改变，所以动量改变，B错误；C．用绳子拉着物体，沿斜面做匀速直线运动，速度大小和方向都不发生改变，所以动量不变，C正确；D．荡秋千的小孩，每次荡起的高度保持不变，在这个过程中速度大小和方向都改变，所以动量改变，D错误。故选C。2.如图所示，一个物体静止在水平地面上，受到与水平方向成θ角的恒定拉力F作用时间t后，物体仍保持静止。现有以下看法，你认为看法正确的是（）A.物体所受合力的冲量大小为0B.物体所受拉力F的冲量大小是FtcosθC.物体所受摩擦力的冲量大小为0D.物体所受拉力F的冲量方向水平向右【答案】A【解析】【分析】【详解】ABC．物体所受合力为零，摩擦力和拉力F均为恒力，根据恒力冲量的定义可知，冲量等于力与时间的乘积，故摩擦力对物体的冲量为Ftcosθ，拉力F对物体的冲量大小为Ft，合力的冲量大小为0，故A正确BC错误；D．物体所受拉力F的冲量方向与F方向相同，故D错误。故选A。3.如图，从高处跳到低处时，为了安全，一般都要屈腿，这样做是为了（）A.减小冲量B.减小动量的变化量C.增大与地面的冲击时间，从而减小冲力D.增大人对地面的压强，起到安全作用【答案】C【解析】【详解】AB．无论是否曲腿，人的速度变化量不变，则动量的变化量不变，根据I=Δp，可知冲量不变，故AB错误；C．人在和地面接触时，人的速度减为零，由动量定理可知（F－mg）t=Δp而屈腿可以增加人着地的时间，从而减小受到地面的冲击力，故C正确；D．根据牛顿第三定律可知，屈腿可以减小人对地面的冲击力，而作用面积不变，则压强减小，故D错误。故选C。4.两个具有相等动量的物体A、B,质量分别为mA和mB,且mA＞mB,比较它们的动能,则().A.B的动能较大 B.A的动能较大C.动能相等 D.不能确定【答案】A【解析】【详解】由动量P=mv和动能解得因为动量相等，则质量大动能小，所以B的动能大．选A．5.花样滑冰时技巧与艺术性相结合的一个冰上运动项目，在音乐伴奏下，运动员在冰面上表演各种技巧和舞蹈动作，极具观赏性。甲、乙运动员以速度大小为1m/s沿同一直线相向运动。相遇时彼此用力推对方，此后甲以1m/s、乙以2m/s的速度向各自原方向的反方向运动，推开时间极短，忽略冰面的摩擦，则甲、乙运动员的质量之比是（）A.1∶3 B.3∶1 C.2∶3 D.3∶2【答案】D【解析】【分析】【详解】以甲初速度方向为正方向，甲、乙推开的过程中，满足动量守恒代入数据可得故选D。6.一人静止于光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可靠的是（）A.向后踢腿 B.向后甩手C.脱下衣服或鞋子水平抛出 D.脱下衣服或鞋子竖直向上抛出【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．以人作为整体为研究对象，向后踢腿或手臂向前甩，人整体的总动量为0，不会运动起来，故AB错误；C．把人和外衣视为一整体，这个整体动量为0，人给外衣或鞋子一个速度，动量总量不变，所以人也可以有一个反向的速度，可以离开冰面，故C正确；D．把人和外衣视为一整体，这个整体动量为0，人给外衣或鞋子一个竖直方向的速度，水平动量总量仍然等于0，所以人仍然静止，不可以离开冰面，故D错误；故选C。7.如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（）A.动量守恒，机械能守恒B.动量守恒，机械能不守恒C.动量不守恒，机械能守恒D.动量不守恒，机械能不守恒【答案】B【解析】【分析】【详解】因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒。故选B。8.某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以大小为2m/s的速度跳到一条向他缓缓漂来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140kg，原来的速度大小是0.5m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上（船未与岸相撞），不计水的阻力，则（）A.该同学和小船最终静止在水面上B.该过程同学的动量变化量大小为105kg·m/sC.船最终的速度是0.95m/sD.船动量变化量大小为70kg·m/s【答案】B【解析】【详解】AC．规定该同学原来的速度方向为正方向.设该同学上船后，船与该同学的共同速度为v.由题意，水的阻力忽略不计，该同学跳上小船后与小船达到共同速度的过程，该同学和船组成的系统所受合外力为零，系统的动量守恒，则由动量守恒定律得m人v人－m船v船=（m人+m船）v，代入数据解得v=0.25m/s，方向与该同学原来的速度方向相同，与船原来的速度方向相反，故A、C错误；B．该同学的动量变化量为Δp=m人v－m人v人=60×（0.25－2）kg·m/s=－105kg·m/s，负号表示方向与选择的正方向相反，故B正确；D．船的动量变化量为Δp＇=m船v－m船v船=140×[0.25－（－0.5）]kg·m/s=105kg·m/s，故D错误.二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）9.如图所示，把重物压在纸带上，第一次用一水平力拉动纸带，重物恰停在边沿处，第二次迅速拉动纸带，重物几乎不动，对这种现象的解释正确的是（）A.第二次拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小 B.两次拉动纸带，纸带给重物的摩擦力相同C.在第一次拉动纸带时，纸带给重物的冲量大 D.在第二次拉动纸带时，纸带给重物的冲量大【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB．两次拉动纸带，纸带与重物间摩擦力均为滑动摩擦力，大小相等，A错误，B正确。CD．由题可知，第一次拉动时，纸带与重物的作用时间长，第二次的作用时间短，纸带两次对重物的作用力相同，根据I=Ft所以第二次纸带给重物的冲量小，C正确，D错误。故选BC。10.质量为mA的A球，以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动，并与B球发生弹性正碰，假设B球的质量mB可选取为不同的值，则下列正确的是（）A.当时，碰后AB两球共速B.当时，碰后两球互换速度C.当时，碰后mA反向运动D.当时，mB越小，碰后B球的速度越小【答案】BC【解析】【详解】发生弹性正碰，根据动量守恒和机械能守恒有解得AB．当时，解得，，碰后两球互换速度，A错误，B正确；C．当时碰后mA反向运动，C正确；D．当时mB越小，碰后B球的速度v2越大，D错误。故选BC。11.如图所示，小球A的质量为mA=5kg，动量大小为pA=4kg·m/s，小球A水平向右运动，与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A的动量大小为pA′=1kg·m/s，方向水平向右，则（）A.碰后小球B的动量大小为pB=3kg·m/sB.碰后小球B的动量大小为pB=5kg·m/sC.小球B的质量为15kgD.小球B的质量为3kg【答案】AD【解析】【详解】AB．规定向右为正方向，碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒，所以有解得故A正确，B错误；CD．由于是弹性碰撞，所以没有机械能损失，故=＋解得mB=3kg故C错误，D正确。故选AD。12.两个小球A、B在光滑水平面上相向运动，已知它们质量分别是m1＝4kg，m2＝2kg，A的速度v1＝3m/s（设为正），B的速度v2＝－3m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别是（）A.均为1m/sB.＋4m/s和－5m/sC.＋2m/s和－1m/sD.－1m/s和＋5m/s【答案】AD【解析】【详解】以A的初速度方向为正方向，碰前系统总动量为p=m1v1+m2v2=4×3+2×（-3）=6kg•m/s碰前总动能为A．如果碰撞后两球速度v1′=v2′=+1m/s碰撞后系统动量为p′=m1v1′+m2v2′=（4×1+2×1）kg•m/s=6kg•m/s系统动量守恒；碰撞后系统总动能为动能减少，是可能的，故A正确；B．如果v1′=+4m/sv2′=-5m/s碰撞后两球相向运动，能发生第二次碰撞，不可能，故B错误；C．如果v1′=2m/sv2′=-1m/s根据碰撞的特点可知，相向运动的两个物体在碰撞后至少有一个物体运动的方向要发生变化或静止，碰后两球速度方向都不发生改变是不可能的，故C错误；D．如果v1′=-1m/sv2′=5m/s碰后总动量为p′=m1v1′+m2v2′=（4×-1+2×5）kg•m/s=6kg•m/s系统动量守恒；碰撞后系统总动能为动能不变，是可能的，故D正确。故选AD。三、实验题：（每空2分，共12分）13.某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电计时器1和光电计时器2，带有遮光片的滑块A、B的质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：①调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块A，测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为t1；③滑块A与滑块B相碰后，滑块B和滑块A先后经过光电计时器2的遮光时间分别为t2和t3。（1）实验中为确保两滑块碰撞后滑块A不反向运动，则mA、mB应满足的关系为mA______（填“大于”“等于”或“小于”）mB。（2）碰前滑块A的速度大小为_______。（3）利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为_______。【答案】①.大于②.③.【解析】【详解】[1]滑块A和滑块B发生碰撞，用质量大的滑块A碰质量小的滑块B，则不会发生反弹，所以[2]滑块经过光电计时器时挡住光的时间极短，则平均速度可近似替代滑块的瞬时速度，则碰前滑块A的速度以[3]碰后滑块A的速度碰后滑块B的速度由动量守恒定律得化简可得14.某同学用图甲所示装置通过大小相同的A、B两小球的碰撞来验证动量守恒定律．图中PQ是斜槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹．再把B球放在水平槽末端，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次．图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点．（1）安装器材时要注意：固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿_________方向．（2）小球A的质量m1与小球B的质量m2应满足的关系是m1_________m2（填“＞”“＜”或“＝”）（3）某次实验中，得出小球的落点情况如图乙所示（单位：cm），P′、M、N分别是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落点的平均位置（把落点圈在内的最小圆的圆心）．若本次实验的数据很好地验证了动量守恒定律，则入射小球和被碰小球的质量之比m1：m2_________．【答案】①水平②.＞③.4：1【解析】【详解】[1]斜槽末端的切线要沿水平方向，才能保证两个小球离开斜槽后做平抛运动．[2]为防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即．[3]根据实验原理可得:由图乙可知：OM=15.5cm、OP′=25.5cm、ON=40.0cm，又因下落时间相同,即可求得：代值可得：四、计算题：（本题共3小题，36分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15.蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目．一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处．已知运动员与网接触的时间为1.2s，若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力来处理，求此力的大小和方向．（g取10m/s2）【答案】1.5×103N；方向向上【解析】【详解】设运动员从h1处下落，刚触网的速度为运动员反弹到达高度h2,，网时速度为在接触网的过程中,运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，设向上方向为正，由动量定理有得F=1.5×103N方向向上16.在光滑水平面上停着一辆质量为60kg的小车，一个质量为40kg的小孩以相对于地面5m/s的水平速度从后面跳上车和车保持相对静止。（1）求小孩跳上车和车保持相对静止时的二者速度大小；（2）若此后小孩又向前跑，以相对于地面3.5m/s的水平速度从前面跳下车，求小孩跳下车后车的速度大小。【答案】（1）2m/s；（2）1m/s【解析】【详解】（1）小孩和车组成的系统在水平方向上动量守恒，设小孩跳上车和车保持相对静止时的二者速度大小为v1，则有解得v1=2m/s（2）设小孩跳下车后