湖北省黄州中学（黄冈市外国语学校）2023-2024学年高二上学期9月月考物理试题

2023年秋湖北省黄州中学（黄冈市外国语学校）高二年级九月月考物理试题一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。第1—7题只有一个选项符合要求，第8—10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是(

)A.只要系统内存在摩擦力，系统动量就不可能守恒

B.只要系统中有一个物体具有加速度，系统动量就不守恒

C.只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒

D.系统中所有物体的加速度为零时，系统的总动量不一定守恒2.如图所示，为研究平抛运动的实验装置，金属小球A、B完全相同用小锤轻击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。图中虚线1、2代表离地高度不同的两个水平面，则下列说法正确的是(

)A.两球同时经过水平面1，且速率相同

B.两球同时经过水平面1，且重力做功的瞬时功率相同

C.两球从水平面1到2的过程，B球动量变化量比A球大

D.两球从水平面1到2的过程，A球动能变化量比B球大3.10kg的铁锤以6m/s的速度竖直向下打在水泥桩上后以2m/s的速度反弹，接触的时间是0.005s，A.8×10B.8×10C.1.6×10D.1.6×14.如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是(

)

A.子弹射入木块后的瞬间，速度大小为m0v0m0+m+M

B.子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于(5.一辆质量m1=3.0×103kg的小货车因故障停在车道上，后面一辆质量m2=1.5×103kg的轿车来不及刹车，直接撞入货车尾部而失去动力。相撞时间极短，相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了s=6.75A.3m/s B.6m/s6.如图所示，M为带正电的金属板，其所带电荷量为Q，在金属板的垂直平分线上，距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球用绝缘细线悬挂于O点，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止，静电力常量为k，重力加速度为g，则小球与金属板之间的库仑力大小为(

)A.kQqr2 B.C.mgsinθ 7.如图，水平放置的圆环形窄槽固定在桌面上，槽内有两个大小相同的小球a、b，球b静止在槽中位置P。球a以一定初速度沿槽运动，在位置P与球b发生弹性碰撞，碰后球a反弹，并在位置Q与球b再次碰撞。已知∠POQ=90∘，忽略摩擦，且两小球可视为质点，则a、bA.3︰1B.1︰C.5︰D.38.如图所示，在光滑水平地面上质量为2kg的小球A以3m/s速度向右运动，与静止的质量为1kg的小球B发生正碰，碰后B的速度大小可能为A.1.5m/C.3.5m9.如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为φA、φB、φC，且φB-φA=φC-φA.粒子一定带负电

B.粒子在P点的动能大于Q点动能

C.粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能

D.粒子在P点受到电场力小于Q点受到的电场力10.光滑水平面上，A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图象，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图象，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图象，若A球质量mA=3kg，则由图判断下列结论正确的是A.B球质量m B=2kg

B.碰撞时B球对A球所施的冲量为6N·s

C.碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为15J二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）11.（8分）在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙两种装置：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A．m1>B．mC．m1>mD．m1<2设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用甲装置实验时，验证动量守恒定律的公式为______(3若采用乙装置进行实验，以下所提供的测量工具中必须有的是______A.毫米刻度尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧秤E.4在实验装置乙中，若小球和斜槽轨道非常光滑，则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒．这时需要测量的物理量有：小球静止释放的初位置到斜槽末端的高度差h1，小球从斜槽末端水平飞出后平抛运动到地面的水平位移s、竖直下落高度h2.则所需验证的关系式为______．(12.（10分）某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图1所示。(1)实验室有两组滑块装置。甲组两个滑块的碰撞端面装上弹性碰撞架，乙组两个滑块的碰撞端面分别装上撞针和橡皮泥。若要求碰撞过程动能损失最小，应选择__________(填“甲”或“乙”)组的实验装置。(2)用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图2所示，并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上，可知遮光条的宽度d=_______mm。(3)安装好气垫导轨和光电门，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节P使轨道左端__________(填“升高”或“降低”)一些。(4)用天平测得滑块A、B的质量(均包括遮光条)分别为mA、mB；调整好气垫导轨后，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的挡光时间为Δt1，与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为Δt2和Δt3。从实验结果可知两滑块的质量满足mA_______(填“>”“<”或“=”)mB三、计算题（本大题共3小题，共42分）13.（12分）如图所示，竖直平面内有一匀强电场，电场方向与水平直线AB成θ角，一质量为m、电荷量为q的带正电小球从电场中的A点由静止出发，恰好能运动到B点，已知小球运动的时间为t，AB的距离为d，重力加速度为g.试求：(1)θ(2)电场强度E的大小．14.（14分）如图AB为固定的半径R=1m的14光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M=4kg，车长L=8m。现有一质量m=2kg的滑块，由轨道顶端A点以初速度v0=4(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小？(2)车被锁住时，车右端距轨道B端的距离？(3)从车开始运动到被锁住的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小？

15.（16分）在光滑的水平地面上，质量均为m=1kg的滑块B和C中间夹一轻弹簧，轻弹簧处于原长状态，左端固定在B上，右端与C接触但不固定，质量为M=2kg、半径为R=1m的四分之一光滑圆弧形滑块D放置在C的右边，C、D间距离足够远，质量为m0=0.5kg的滑块A以初速度v0=10m/(1)A、B(2)弹簧的最大弹性势能；(3)C

答案和解析1.【答案】C

【解析】ABC.只要系统所受的合外力为零，系统动量就守恒，而与系统内物体是否具有加速度或物体是否受摩擦力无关，故A、B均错误，C正确；

D.系统中所有物体的加速度均为零时，系统所受合外力一定为零，故系统动量一定守恒，D错误。

故选C2.【答案】B

【解析】【分析】

平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合两个分运动的规律，通过动量定理以及动能定理判断，及重力的瞬时功率表达式P=Gv，式中v是竖直方向速度。

考查了动量定理与动能定理的应用，解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，注意速度的变化与速率的变化不同，及会区分瞬时功率与平均功率的不同。

【解答】解：AD、A球平抛，B球自由落体，用动能定理可知mgh=12mv2-12mv02，所以两个小球下落高度相同时，平抛运动的速率更大，动能变化量相等，故AD错误；

B、两球竖直方向都做自由落体运动，加速度相等，经过面1时竖直方向的速度相等，A球重力瞬时功率等于B球重力的瞬时功率，故B正确；

C、利用动量定理可知，3.【答案】C

【解析】设向上为正方向，对铁锤则由动量定理(解得F≈1.6×104N。4.【答案】C

【解析】A.子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块系统的动量守恒，则m0v0=(M+m0)v1，解得速度大小为v1=m0v0m0+M，选项A错误；

B.子弹射入木块后的瞬间，根据牛顿第二定律可得T-(M+5.【答案】D

【解析】由牛顿第二定律得

a则

v由动量守恒定律得

m解得

v0=m1+m2m6.【答案】D

【解析】【分析】

以小球为研究对象，根据受力情况作出小球受力图，小球处于静止状态，合力为零，根据平衡条件求解电场力。

本题是带电体在复合场中平衡问题，分析受力是关键，同时要掌握场强与电场力方向的关系。

【解答】

AB、M为带正电的金属板，相对于它到小球的距离，M不能看作点电荷，所以不能使用库仑定律求m受到的库仑力。故AB错误；

CD、小球受到的电场力方向向右，重力竖直向下，则小球的受力如图所示。由平衡条件得：F电=mgtanθ；故C错误，D正确。

故选：7.【答案】D

【解析】由动量守恒可知，碰后两球的速度方向相反，且在相同时间内，b球运动的弧长为a球运动的弧长为3倍，则有：v由动量守恒定律有：m由能量守恒有：1联立解得：m故ABC错误，D正确。故选：D。8.【答案】BC

【解析】【分析】

两球如果发现完全弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，碰撞后小球B有最大速度；如果发生完全非弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒，小球B有最小速度。根据题意应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出碰撞后B的临界速度，然后分析答题。

根据题意应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可解题，解题时要注意讨论碰撞类型，否则会出现漏解。

【解答】

由题意可知：mA=2kg，mB=1kg，A的初速度大小v0=3m/s。

如果两球发生完全非弹性碰撞，碰撞后两者速度相等，设为v，碰撞过程系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

mAv0=(mA+mB)v，

代入数据解得：

v=2m/s；

如果两球发生完全弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以碰撞前A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

mA9.【答案】BD

【解析】电场线与等势面垂直，根据电势的高低可知电场线的方向如图

A.由于做曲线运动的粒子，受力的方向总是指向凹侧，可知粒子受力沿着电场线，因此粒子带正电荷，A错误；BC.若粒子从P向Q运动，电场力做负功，电势能增加，动能减少，因此粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能，在P点的动能大于Q点动能，B正确，CD.等差等势面越密集，电场强度越大，粒子所受电场力越大，Q点的电场力大，D正确。故选BD。10.【答案】ABC

【解析】【分析】

x-t图象的斜率表示物体的速度，根据图示图象求出两球碰撞前后的速度，两球碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出B球的质量，应用动量定理与能量守恒定律分析答题。

解答本题时，首先要明确位移图象的斜率表示速度，根据图象的斜率能求出速度，其次要明确碰撞的基本规律是动量守恒定律，并要注意动量的方向。

【解答】

A.由x-t图象的斜率表示速度，因此碰撞前A、B两球都做匀速运动，碰撞前有vA=4-102m/sB.碰撞前后A的动量变化为ΔpA=mvA'-mvA=3×(-1)kg·m/s-3×(-3)kg·m/D.A与B碰撞前的总动量为p总=mAvA+11.【答案】(1)

C；

(2)m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅【解析】【分析】(1)为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量．为了使两球发生正碰，两小球的半径相同；(2)m(4)验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒，即验证在斜槽滑下动能的增加量与重力势能的减小量是否相等．【详解】(1)在小球碰撞的过程中水平方向动量守恒，则：

m在碰撞过程中机械能守恒，则：

1则碰后，入射小球的速度变为

v要碰后入射小球的速度为：

v则只要保证

m1>m2(2)(3)P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度为：

碰后入射小球的速度为：

v碰后被碰小球的速度为：

v根据动量守恒：

m1v0=m1(4)根据平抛运动的规律有：

h2=12平抛运动的初速度为

v则动能的增加量为：

Δ重力势能的减小量为：

Δ则需验证：

mg即为：

s2=4【点睛】本题考查验动量守恒定律的实验，要注意本实验中运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证；在学习中要注意理解该方法的准确应用．12.【答案】(1)甲；

(2) 6.790；

(3)升高；

(4)>；mAΔ【解析】【分析】本题考查了验证动量守恒定律实验，理解实验原理是解题的前提与关键;要掌握常用器材的使用与读数方法，根据螺旋测微器的读数规则读数。

(1)乙组两个滑块的碰撞端面分别装上撞针和橡皮泥，是完全非弹性碰撞，动能损失较大。

(2)根据螺旋测微器的读数规则读数；

(3)根据滑块通过光电门的时间判断速度关系，可得调节P使轨道左端升高；

(4)根据滑块运动时，通过光电门后，说明碰撞后滑块A向左运动，可得质量关系，再滑块A、B碰撞前后动量守恒，可得表达式。【解答】(1)乙组中两滑块碰撞后连成一体运动，是完全非弹性碰撞，动能损失较大，根据题意，应选择甲组的实验装置。

(2)螺旋测微器的读数为6.5mm+29.0×0.01 mm=6.790mm。

(3)滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间，说明滑块从右到左加速运动，为使导轨水平，可调节P使轨道左端升高一些。

(4)滑块A向左运动，先通过光电门1，与滑块B碰撞后，滑块B通过光电门2，接着滑块A通过光电门2，说明碰撞后滑块A向左运动，所以mA>mB;

滑块A、B碰撞前后动量守恒，则mA13.【答案】解：(1)设小球的加速度为a，小球做匀加速直线运动d小球受力图如图，则tanθ解得tanθ(2)设匀强电场的电场强度大小为E(解得E=

【解析】本题考查了带电粒子在复合场中的运动问题，解答时要注意带电小球受力情况的分析及运动性质的分析。(1)应用匀变速直线运动规律及几何关系求解；(2)应用力的合成法则求解。14.【答案】(1)从A到B，滑块的机械能守恒mgR=12mv在B点，由合外力提供向心力FN-mg(2)滑块滑到B端后冲上小车，滑块和小车受到的摩擦力分别为f1

、f2滑块和小车的加速度分别为a1

、a2

，有a当滑块和小车共速度时所需时间为t，有v解得

t滑块和小车的共同速度v

，有v小车运动2.5s