四川省南充市2023-2024学年高二物理上学期10月月考测试题含解析

2023-2024学年度上期第一次月考高二物理试题卷满分：100分考试时间：75分钟一、单项选择题（本大题6个小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中只有一个选择项最符合题意）1.物理是源自于生活的科学，只要细心观察，生活中处处皆是物理。下列说法中正确的是（）A.在没有空气的宇宙空间，火箭无法利用反冲进行加速B.当静止的章鱼向前喷水时，可使身体向前运动C.地球同步卫星绕地心做匀速圆周运动，地球对卫星的引力在一个运行周期内的冲量为零D.两物体摩擦起电的过程中会产生新的电荷【答案】C【解析】【详解】A．火箭的加速利用了反冲原理，靠喷出气流的反作用力进行加速，没有空气也可以，故A错误；B．静止的章鱼向前喷水时，利用反冲可使身体向后运动，故B错误；C．地球同步卫星绕地心做匀速圆周运动，经过一个周期，卫星回到初始状态，卫星的动量的变化量为零，根据动量定理可知，地球对卫星的引力在一个运行周期内的冲量为零，故C正确；D．摩擦起电并没有创造电荷，只是电荷从一个物体转移到另一个物体，即两物体摩擦起电的过程中不会产生新的电荷，故D错误。故选C。2.两个分别带有电荷量-Q和＋5Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其固定距离变为2r，则两球间库仑力的大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】带有电荷量-Q和＋5Q的相同金属小球，在相距为r时，由库仑定律可知，它们间库仑力的大小为两带电小球接触后，各自带电荷量变为2Q，相距为2r，它们间库仑力的大小为故选A。3.有一个质量为4m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为3m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度是（）A.3v0−v B.4v0−3v C.3v0−2v D.3v−4v0【答案】B【解析】【详解】爆竹在最高点速度大小为v0、方向水平向东，爆炸前动量为4mv0，其中一块质量为3m，速度大小为v，方向水平向东，设爆炸后另一块瞬时速度大小为，取爆竹到最高点未爆炸前的速度方向为正方向，爆炸过程动量守恒，则有解得故选B。4.质量为1.0kg的小球从离地面20.0m高度自由落下，与地面碰撞后，反弹的最大高度为3.2m，设小球与地面碰撞时间为0.1s，不计空气阻力，则小球和地面相撞过程中与地面间的平均作用力为（）（g=10m/s2）A.120N B.280.0N C.290.0N D.400.0N【答案】C【解析】【详解】小球落地的速度反弹速度取向上为正方向，由动量定理解得F=290.0N故选C。5.如图所示，真空中有等量异种点电荷、分别放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，下列说法正确的（）A.在MN连线的中垂线上，O点电势最低B.正电荷从b点沿MN连线的中垂线移到d点的过程中，受到的电场力先减小后增大C.正电荷在b点的电势能等于在d点的电势能D.正电荷在c点的电势能大于在a点的电势能【答案】C【解析】【详解】AC．等量异种电荷连线的中垂线为等势面，则正电荷在b点的电势能等于在d点的电势能，故A错误，C正确；B．该线中电场强度最大的点为中垂线与电荷连线的交点O。中垂线往两边，场强减小，电场力减小，则正电荷从b点沿MN连线的中垂线移到d点的过程中，受到的电场力先增大后减小，故B错误；D．MN连线的电场强度由M指向N，故从M到N电势降低，根据可知正电荷在c点的电势能小于在a点的电势能，故D错误。故选C。6.如图所示，质量m＝60kg的人，站在质量M＝240kg的车的一端，车长L＝3m，均相对于水平地面静止，车与地面间的摩擦可以忽略不计，人由车的一端走到另一端的过程中，（）A.人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小B.车后退0.5mC.即使人与车之间存在摩擦力，人与车组成的系统在水平方向仍然动量守恒D.人的速率最大时，车的速率最小【答案】C【解析】【详解】A．人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力的关系，它们大小相等方向相反、作用时间相等，所以作用力的冲量大小相等、方向相反，故A错误；B．设车后退的距离为x，则人的位移大小为，人与车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得则代入数据得故B错误；C．人与车间的摩擦力属于系统内力，人与车组成的系统在水平方向所受合外力为零，人与车组成的系统在水平方向动量守恒，故C正确；D．人与车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得m、M一定，所以人的速率最大时，车的速率最大，故D错误。故选C。二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分，每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）7.以下说法正确的是（）A.一对作用力与反作用力的冲量一定等大且反向B.物体的动量为零时，物体一定处于平衡状态C.物体所受合外力不变时，其动量一定不变D.物体受到恒力的作用也可能做曲线运动【答案】AD【解析】【详解】A．作用力与反作力大小相等，同时产生同时消失，故二力的冲量一定大小相等，方向相反，故A正确；B．动量为零，物体的速度为零，但物体的合外力不一定为零，所以物体不一定处于平衡状态。如物体做竖直上抛运动时，到达最高点时速度为零，但物体处于非平衡状态。故B错误；C．物体所受合外力不变时，但运动状态变化，其动量一定变化，故C错误；D．物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向不在同一直线上，与力大小无关。例如各类斜抛体运动，物体受到恒力的作用也可能做曲线运动，故D正确。故选AD。8.下图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（）A.甲图中，在光滑水平面上，子弹水平射入木块的过程中B.乙图中，剪断细线，压缩的轻弹簧恢复原长的过程中C.丙图中，两球匀速下降，细线断裂后，它们在水中的运动过程中D.丁图中，木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中【答案】AC【解析】【详解】A．甲图中，在光滑水平面上，子弹水平射入木块的过程中，子弹和木块系统所受的合外力为零，则系统的动量守恒，选项A正确；B．乙图中，剪断细线，压缩的轻弹簧恢复原长的过程中，墙壁对木块M有向右的作用力，则木块M和N系统所受的合外力不为零，动量不守恒，选项B错误；C．丙图中，两球匀速下降，则两球所受的重力和浮力等大反向，合力为零；细线断裂后，它们在水中的运动过程中，因浮力和重力不变，则合力仍为零，则系统动量守恒，选项C正确；D．丁图中，木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中木块的动量增加，斜面的动量为零不变，则系统的总动量增加，则系统动量不守恒，选项D错误。故选AC9.如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的（即AB间电压增大的）是（）A.合上S，使A、B两板靠近一些B.断开S，使A、B间距减小一些C.断开S，使A、B间距增大一些D.断开S，使A、B正对面积错开一些【答案】CD【解析】【详解】A．当S合上时，无论是改变A、B两板距离d，电容器的电势差都保持不变，则指针张角不变，故A错误；B．断开S，电容器带电量保持不变，A、B间距减小一些，d减小，由可知，C变大，结合Q=CU可知，U减小，则指针张角减小，故B错误；C．断开S，电容器带电量保持不变，A、B间距增大一些，d增大，由可知，C减小，结合Q=CU可知，U增大，则指针张角增大，故C正确；D．断开S，使A、B正对面积错开一些，两板正对面积减小，S减小，由可知，C减小，结合Q=CU可知，U增大，则指针张角增大，故D正确。故选CD。10.如图所示，光滑水平面上有两辆小车，用细线（未画出）相连，中间有一个被压缩的轻弹簧（与两小车未连接），小车处于静止状态，烧断细线后，由于弹力的作用两小车分别向左、右运动。已知两小车的质量之比为，下列说法正确的是（）A.弹簧弹开左右两小车的速度大小之比为B.弹簧弹开后左右两小车动量大小之比为C.弹簧弹开过程左右两小车受到的冲量大小之比为D.弹簧弹开过程弹力对左右两小车做功之比为【答案】BD【解析】【详解】A．两小车及弹簧系统所受合力为零，动量守恒，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律得解得故A错误；B．由动量守恒定律知，弹簧弹开后左右两小车动量大小相等，即弹簧弹开后左右两小车的动量大小之比为，故B正确；C．弹簧弹开过程中，左右两小车受到的弹力大小相等，作用时间相同，由知，左右两小车受到的冲量大小之比为，故C错误；D．由动能定理得，弹簧弹开过程弹力对左右两小车做功之比为故D正确。故选BD。三、实验探究题（本题共2个小题，每空2分，共18分）11.某同学利用如图所示的实验装置研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒。将小球A从倾斜轨道某点由静止释放，落地点为N，ON的长度为x1；将小球A从同一位置由静止释放，与静止在斜槽水平末端的小球B对心碰撞后，A球落地点为M，OM的长度为x2；B球落地点为P，OP的长度为x3。请回答下列问题：（1）此实验不需要的器材有______（填选项序号）。A．复写纸B．天平C．刻度尺D．秒表（2）A球质量为m1，B球质量为m2，A球的半径为R1，B球的半径R2，则m1______m2（“>”“=”或“<”），R1______R2（填“>”“=”或“<”）。（3）若方程______成立，则碰撞时动量守恒得到验证。【答案】①.D②.>③.=④.【解析】【详解】（1）[1]此实验需要用复写纸确定小球的落地点，需要用天平测量小球的质量，需要用刻度尺测量小球做平抛运动的水平位移；由于小球下落高度相同，在空中时间相同，可以用小球做平抛运动的水平位移代替水平初速度，所以不需要用秒表测时间。故选D。（2）[2]为了保证碰撞后入射小球不反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量，即；[3]为了保证入射小球与被碰小球发生对心正碰，两球的半径应相等，即。（3）[4]设入射小球与被碰小球碰撞前瞬间的速度为，碰撞后瞬间入射小球与被碰小球的速度分别为、；根据动量守恒可得由于小球下落高度相同，在空中时间相同，则有可得则碰撞时动量守恒得到验证。12.某同学用气垫导轨装置验证动量守恒定律，如图所示。其中、为两个光电门，它们与数字计时器相连。两个滑块A、B（包含挡光片）质量分别为、，当它们通过光电门时，计时器可测得挡光片被遮挡的时间。（1）先调节气垫导轨，若__________，则说明气垫导轨已水平；（2）将B静置于两光电门之间，将A置于光电门右侧，用手轻推一下A，使其向左运动，与B发生碰撞，为了使A碰后不返回，则________。（填“＞”、“＝”或“＜”）；（3）在上述前提下，光电门记录的挡光时间为，滑块B、A先后通过光电门时，记录的挡光时间分别为、，为了减小误差，挡光片的宽度应选择______（填“窄”或者“宽”）的，已知两挡光片宽度相同，若、、、、满足________（写出关系式，用、、、、表示）则可验证动量守恒定律；若、、还满足另一个关系式_________，（用、、表示）则说明A、B发生的是弹性碰撞。【答案】①.滑块通过两个光电门时间相等（或将其轻放在气垫导轨上任何位置都能静止）②.>③.窄④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]实验开始，在不挂重物的情况下轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，滑块通过两个光电门速度相等，则光电门的挡光时间相等，或将其轻放在气垫导轨上任何位置都能静止，说明气垫导轨已经水平；（2）[2]根据弹性碰撞的“动碰静”的碰撞后的速度通项公式可知，要想“动”的物体碰撞“静”的物体不返回，必须“动”的物体的质量大于“静”物体的质量，即m1>m2；（3）[3]滑块通过光电门的速度是用遮光片通过光电门的平均速度替代，则遮光片的宽度要越小，则遮光片通过光电门的平均速度越接近于滑块过光电门的瞬时速度，因此挡光片应选择“窄”的；[4]滑块A两次经过光电门G1的速度近似等于滑块经过光电门时的平均速度，分别为，滑块B经过光电门G2的速度根据动量守恒整理得[5]若为弹性碰撞，则动能也是守恒的整理得由上面的动量守恒推导出来的等式变换得代入上式四、计算题（本大题3个小题，共38分，要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，结果必须有明确的数值和单位）13.如图所示，用一条绝缘细绳悬挂一个带电小球，小球质量为0.01kg，所带电荷量为+2.0×10-8C，加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成30°夹角，求：（1）电荷受到的电场力的大小；（2）匀强电场的电场强度．【答案】(1)(2)【解析】【详解】（1）小球的受力如图，根据合成法知电场力为：（2）电场强度为：14.质量为M=1.5kg的平板车停放在光滑的水平面上，左端放置着一块质量为m=450g的小物块，一颗质量为m0=50g的子弹以v0=100m/s的速度水平瞬间射入小物块并留在其中，平板车足够长，求：(1)子弹射入小物块瞬间两者的共同速度（小物块滑动前）；(2)小物块与平板车间因摩擦产生的热量。【答案】(1)10m/s(2)18.75J【解析】【详解】(1)子弹射入物体物块并留在物块中，规定向右为正方向，运用动量守恒定律得