河北省石家庄市辛集市一中2019-2020学年高二下学期四月物理试题（一）

物理试卷一、单选题（每题4分）1.如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为、（已知）的两物块、相连接，弹簧处于原长，三者静止在光滑的水平面上。现使获得水平向右、大小为的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的图像如图乙所示，从图像提供的信息可得()A.到时间内弹簧由原长变化为压缩状态B.在时刻，两物块达到共同速度，且弹簧处于压缩状态C.时刻弹簧的弹性势能为6JD.在和时刻，弹簧均处于原长状态【答案】D【解析】【详解】AB．由题图可知，0到t1时间内，B减速，A加速，B的速度大于A的速度，弹簧被拉伸，t1时刻两物块达到共同速度2m/s，此时弹簧处于伸长状态；从题图中可知，t3到t4时间内，A做减速运动，B做加速运动，弹簧由压缩状态恢复到原长，即t3时刻弹簧处于压缩状态，t4时刻弹簧处于原长，故AB错误；CD．由题图可知，t1时刻两物体速度相同，都是2m/s，又知A、B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得其中v0=6m/s，v2=2m/s，解得m1:m2=2:1所以m1=2kg，在t3与时刻根据能量守恒定律可得其中v3=2m/s，联立解得EP=12J，故C错误D正确。故选D2.如图所示，一个质量为0.5kg的铁锤，以v＝5m/s的速度竖直打在木桩的钉子上，钉子的质量为2g，经0.01s后铁锤速度减小到零，则铁锤对钉子的作用力大小为（）A.1N B.245N C.250N D.255N【答案】D【解析】【详解】以铁锤为研究对象，取竖直向上为正方向，由动量定理代入数据解得F=255N根据牛顿第三定律，铁锤打击钉子的平均作用力为255N，方向竖直向下；故D正确，ABC错误。

故选D。3.学校科学晚会上，科技制作社团表演了“震撼动量球”实验。在互动环节，表演者将球抛向观众，让其感受碰撞过程中的力，假设质量约为3kg的超大气球以3m/s速度竖直下落到手面，某观众双手上推，使气球以原速度大小竖直向上反弹，作用时间为0.1s。忽略气球所受浮力及空气阻力，g=10m/s2。则观众双手受的压力共计（）A.150N B.180NC.210N D.240N【答案】C【解析】【详解】取竖直向下为正方向，对气球由动量定理有代入数据解得负号表示力的方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，观众双手受到的压力为210N，故C正确，A、B、D错误；故选C。4.高空坠物极易对行人造成伤害。若一个鸡蛋从一居民楼的45m高处坠下，与地面的撞击时间约为s，忽略空气阻力的影响（g取10m/s2），则该鸡蛋对地面产生的平均冲击力约为鸡蛋自身重力的多少倍A.15 B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据居民楼的高度可以求出落地速度：由动量定理可知代人数据解得：A．与分析不符，故A错误；B．与分析不符，故B错误；C．与分析相符，故C正确；D．与分析不符，故D错误；故选C。5.如图所示，质量为m的滑环套在足够长的光滑水平滑杆上，质量为M＝3m的小球（可视为质点）通过长为LA. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】滑环固定时，根据机械能守恒定律，有水平冲量大小为滑环不固定时、物块初速度仍为，在物块摆起最大高度时，它们速度都为，在此程中物块和滑环组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒，则由以上各式可得．A.与分析不符，故A错误；B.与分析相符，故B正确；C.与分析不符，故C错误；D.与分析不符，故D错误；故选：B。6.如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于光滑的水平面上。一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹打中木块A及弹簧被压缩的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是()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、机械能都不守恒【答案】B【解析】【分析】根据系统动量守恒的条件:系统不受外力或所受合外力为零判断动量是否守恒。根据是否是只有弹簧的弹力做功判断机械能是否守恒。【详解】子弹击中木块A及弹簧被压缩的整个过程，系统在水平方向不受外力作用，系统动量守恒，但是子弹击中木块A过程，有摩擦力做功，部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒，B正确，ACD错误。故选B。7.斜向上抛出一个爆竹，到达最高点时(速度水平向东)立即爆炸成质量相等的三块，前面一块速度水平向东，后面一块速度水平向西，前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反．则以下说法中正确的是A.爆炸后的瞬间，中间那块的速度可能水平向西B.爆炸后的瞬间，中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度C.爆炸后三块将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同D.爆炸后的瞬间，中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆竹的总动能【答案】B【解析】【详解】A、B、爆竹在最高点速度大小为v0、方向水平向东，爆炸前动量为3mv0，其中前面一块质量为m，速度大小为v，方向水平向东，后面一块质量为m，速度大小为v，方向水平向西，设爆炸后中间一块瞬时速度为v′，取水平向东为正方向，爆炸过程动量守恒，

则有：3mv0=mv+m•v′mv；解得：，即.爆炸后的瞬间，中间那块的速度方向水平向东，且大于爆炸前瞬间爆竹的速度，故A错误，B正确．C、下落的高度相同，则获得的竖直速度相同，根据速度的合成可知末速度方向不同，所以落地时的动量不相同，故C错误．D、爆炸后中间那块的动能，爆炸前的瞬间爆竹的总动能，所以，故D错误．故选B．【点睛】对于爆炸、碰撞等过程，系统所受的外力不为零，但内力远大于外力，系统的动量近似守恒，这类问题往往运用动量守恒和能量守恒两大守恒定律结合进行求解．8.如图所示，质量为的弹性小球B与轻质弹簧右端拴接静止在光滑水平面上，弹簧左端固定在竖直墙壁上。质量为的弹性小球A以速度向左运动，小球A、B发生对心弹性碰撞。则小球B压缩弹簧使得弹簧具有的弹性势能的最大值为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】设弹性小球、发生完全弹性碰撞后的速度分别为、，碰撞过程满足动量守恒定律有同时满足机械能守恒定律有联立解得两小球分开之后，小球压缩弹簧将动能全部转化为弹簧的弹性势能，故弹簧的弹性势能最大值为故选C。9.如图所示，一个质量为M的滑块放置在光滑水平面上，滑块的一侧是一个四分之一圆弧EF，圆弧半径为R=1m．E点切线水平．另有一个质量为m的小球以初速度v0从E点冲上滑块，若小球刚好没跃出圆弧的上端，已知M=4m，g取10m/s2，不计摩擦．则小球的初速度v0的大小为（）A.v0=4m/s B.v0=6m/s C.v0=5m/s D.v0=7m/s【答案】C【解析】【详解】当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，根据水平方向动量守恒有：mv0=（m+M）v1，根据机械能守恒定律有：；根据题意有：M=4m，联立两式解得：v0=5m/s，故ABD错误，C正确．故选C．【点睛】本题考查了动量守恒定律、机械能守恒定律以及能量守恒定律等，知道小球刚好没跃出圆弧的上端，两者水平方向上的速度相同，结合水平方向系统动量守恒和系统机械能守恒列式求解即可．10.如图所示，小球A、B均静止在光滑水平面上。现给A球一个向右的初速度，之后与B球发生对心碰撞。下列关于碰后情况，说法正确的是（）A.碰后小球A、B一定共速B.若A、B球发生完全非弹性碰撞，A球质量等于B球质量，A球将静止C.若A、B球发生弹性碰撞，A球质量小于B球质量，无论A球初速度大小是多少，A球都将反弹D.若A、B球发生弹性碰撞，A球质量足够大，B球质量足够小，则碰后B球的速度可以是A球的3倍【答案】C【解析】【详解】A．小球A、B发生对心碰撞，有可能是完全弹性碰撞，完全非弹性碰撞，非弹性碰撞；若是完全非弹性碰撞，则AB两小球具有共同速度，若不是，两球无共同速度，则A错误；B．若A、B球发生完全非弹性碰撞，AB碰后有共同速度，有动量守恒可得解得若A球质量等于B球质量，则故B错误；CD．小球A、B发生对心碰撞，若是完全弹性弹性碰撞，则根据动量守恒和机械能守恒，则解得，若A球质量小于B球质量，有上述和的表达式可知A球质量足够大，B球质量足够小，有上述和的表达式可知故C正确，故D错误。故选C。11.质量为m的物体，以v0的初速度沿斜面上滑，到达最高点处返回原处的速度为vt，且vt＝0.5v0，则()A.上滑过程中重力的冲量比下滑时大B.上滑时和下滑时支持力的冲量都等于零C.合力的冲量在整个过程中大小为mv0D.整个过程中物体动量变化量为mv0【答案】C【解析】A项：因为物体返回原处的速度小于初速度，可知物体与斜面间有摩擦，根据牛顿第二定律知，上滑的加速度大小大于下滑的加速度，根据得，上滑的时间小于下滑的时间，所以上滑过程中重力的冲量比下滑时小，故A错误；B项：冲量等于力与时间的乘积，可知上滑和下滑过程中支持力的冲量不为零，故B错误；C、D项：根据动量定理知，合力的冲量等于动量的变化量，规定向下为正方向，，可知合力冲量的大小为，故C正确，D错误．点晴：根据牛顿第二定律比较上滑和下滑加速度大小，结合位移时间公式比较运动的时间，从而比较出重力的冲量大小．根据动量定理，结合动量的变化量得出合力的冲量．12.质量为2kg的物体在粗糙的水平地面上运动，当运动的速度为l0m/s时，给物体施加一个水平恒力，在此恒力的作用下物体做直线运动，其速度随时间的变化如图所示，则下列说法中错误的是（g取l0m/s2）A.恒力的大小为6NB.前4s内摩擦产生的热量为48JC.前6s内合外力的冲量大小为24NSD.物体与地面间的动摩擦因数为0.2【答案】C【解析】【详解】A.由图，0~2s，物体做匀减速运动，a1=；2~6s物体反向做匀加速运动．可知恒力与初速度方向相反．根据牛顿第二定律：F+f=ma1，Ff=ma2，而a1=5m/s2，a2=1m/s2联立解得：F=6N，f=4N，故A正确；B.0~2s内，物体的位移大小为x1=×10×2m=10m；2s~4s内，物体的位移大小为x1=×2×2m=2m；摩擦产生的热量Q=f（x1+x2）=4×（10+2）J=48J，故B正确；C.根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量，前6s内合外力的冲量大小为I=mv2mv1=2×42×10=28NS，故C错误；D.由f=μmg得，μ=0.2，故D正确．本题选择错误答案，故选C13.质量为m的质点作匀变速直线运动，取开始运动的方向为正方向，经时间t速度由v变为v，则在时间t内A.质点的加速度为B.质点所受合力为C.合力对质点做的功为D.合力对质点的冲量为0【答案】B【解析】A：质点的加速度，故A项错误．B：根据牛顿第二定律，故B项正确．C：根据动能定理：，故C项错误．D：根据动量定理：，故D项错误．14.如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去，则另一块的运动（）A.一定沿v0的方向飞去 B.一定沿v0的反方向飞去C.可能做自由落体运动 D.可能做竖直上抛运动【答案】C【解析】【详解】以整个导弹为研究对象，取的方向为正方向，根据爆炸的瞬间系统在水平方向上动量守恒得解得另一块可能沿的方向飞去、沿的反方向飞去、自由落体运动，选项C正确，ABD错误。故选C15.一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为L、系有小球的水平细绳，小球由静止释放，如图所示，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A.小球的机械能不守恒，球、车系统动量守恒B.小球的机械能不守恒，球、车系统动量不守恒C.球的速度为零时，车的速度不为零D.球、车系统的机械能、动量都不守恒【答案】B【解析】【详解】AC．小球由静止释放过程中，小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，故系统只在水平方向动量守恒，球的速度为零时，车的速度也为零，选项AC错误；BD．球、车系统在整个过程只有重力做功，机械能守恒。但小球运动过程中，绳子拉力对小球做功，小球机械能不守恒。选项D错误，B正确。故选B。二、多选题（每题5分）16.如图所示，I、II是两带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹，轨迹I的半径大于轨迹II的半径。两粒子运动至P点时发生正碰并结合在一起，然后沿圆轨迹的切线PQ做直线运动。不计粒子重力及碰撞前两粒子间的相互作用，则下列判断正确的是（）A.两粒子带等量异种电荷B.轨迹为I的粒子带负电C.轨迹为I的粒子速度比轨迹为II的粒子速度大D.轨迹为I的粒子运动周期比轨迹为II的粒子运动周期大【答案】AB【解析】【详解】A．两粒子运动至P点时发生正碰，且碰后结合在一起后不带电，可知绕行方向相反且两粒子带等量异种电荷，选项A正确；B．根据可知，半径大的粒子动量较大，即轨迹为I的粒子动量较大，由于碰后整体向下运动，可知轨迹为I的粒子绕顺时针方向绕行，可知轨迹为I的粒子带负电，选项B正确；CD．由以上分析可知，只能判断两粒子动量大小关系，不能确定速度关系和质量关系，根据可知，不能确定周期关系，选项CD错误；故选AB。17.如图所示，在光滑水平地面上静止放置一质量为M＝1kg的木板A，木板上表面粗糙且固定一竖直挡板，挡板上连接一轻质弹簧，当弹簧处于原长时，在弹簧的左端轻放一质量为m＝0.9kg的物块B，现有一颗质量为m0＝0.1kg的子弹C以v0＝400m/s的速度水平击中物块并嵌入其中，该过程作用时间极短，则在A、B、C相互作用的过程中，下列说法中正确的有（）A.A、B、C组成的系统动量守恒B.A、B、C以及弹簧组成的系统机械能守恒C.子弹击中物块B的瞬间对物块B产生的冲量为40N·sD.弹簧被压缩到最短时木板的速度为20m/s【答案】AD【解析】【详解】A．水平地面光滑，A、B、C组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故A正确；B．子弹击中木块过程系统要克服摩擦力做功，机械能有损失，因此A、B、C与弹簧组成的系统机械能不守恒，故B错误；C．子弹击中物块的过程中子弹与物块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子弹击中物块B的瞬间对物块B产生的冲量故C错误；D．弹簧被压缩到最短时，A、B、C的速度相等，A、B、C系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得解得即弹簧被压缩到最短时木板的速度为20m/s，故D正确。故选AD。18.如图所示，一质量为的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量为的小物块现以地面为参考系，给A和B一大小均为、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A并没有滑离B板，站在地面上的观察者看到在一段时间内物块A做加速运动则在这段时间内的某时刻，木板B相对地面的速度大小可能是(

)A. B.C. D.【答案】BC【解析】【详解】以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，从A开始运动到A的速度为零过程中，由动量守恒定律得：（Mm）v0=MvB1，解得：vB1=2.67m/s；当从开始到AB速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得：（Mm）v0=（M+m）vB2，解得：vB2=2m/s，则在木块A正在做加速运动的时间内B的速度范围为2m/s＜vB＜2.67m/s．故选BC正确，AD错误．第II卷（非选择题）三、解答题（19题15分，20题10分）19.如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的1/4圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上．现有滑块A以初速V0从右端滑上B，并以1/2V0滑离B，确好能到达C的最高点．A、B、C的质量均为m，试求：（1）木板B上表面的动摩擦因素μ；（2）1/4圆弧槽C的半径R；（3）当A滑离C时，C的速度．【答案】（1）（2）（3）VC=【解析】【详解】试题分析：（1）当A在B上滑动时，A与BC整体发生作用，由于水平面光滑，A与BC组成系统动量守恒：①，解得系统动能的减小量等于滑动过程中产生的内能：②③而④联立①②③式解得：⑤（2）当A滑