2019-2020学年河北省石家庄二中高一4月月考物理试题（解析版）

2019-2020学年河北省石家庄二中高一4月月考物理试题（解析版）

石家庄二中2019-2020学年第二学期高一年级4月月考自主测试 高一物理 ‎ 一、选择题（1-11为单选每题4分；12-20为多选，全对得4分，少选得2分，错选得0分） ‎ ‎1.质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是‎7 kg·m/s，B球的动量是‎5 kg·m/s，A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是(　　)‎ A．pA′＝‎6 kg·m/s，pB′＝‎6 kg·m/s B．pA′＝‎3 kg·m/s，pB′＝‎9 kg·m/s C．pA′＝－‎2 kg·m/s，pB′＝‎14 kg·m/s D．pA′＝－‎4 kg·m/s，pB′＝‎17 kg·m/s ‎2.质量为‎1.0 kg的小球从高‎20 m处自由下落到软垫上，反弹后上升的最大高度为‎5.0 m，小球与软垫接触的时间为1.0 s，在接触时间内小球受到的合力的冲量大小为(空气阻力不计，g取‎10 m/s2)(　　)‎ A． 40 N·s B． 30 N·s C． 20 N·s D． 10 N·s ‎3.如图小球A和小球B质量相同，球B置于光滑水平面上．当球A从高为h处由静止摆下，到达最低点恰好与B相撞，并粘合在一起继续摆动，它们能上升的最大高度是(　　)‎ A．h B．‎ C． D．‎ ‎4.如图所示，一个质量为m1＝‎50 kg的人爬在一只大气球下方，气球下面有一根长绳．气球和长绳的总质量为m2＝‎20 kg，长绳的下端刚好和水平面接触．当静止时人离地面的高度为h＝‎5 m．如果这个人开始沿绳向下滑，忽略重力和空气阻力，当他滑到绳下端时，他离地面的高度是(可以把人看做质点)(　　)‎ A． ‎‎5 m B． ‎‎3.6 m C． ‎‎2.6 m D． ‎‎8 m ‎5.在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3 000 kg向北行驶的卡车，撞后两车连在一起，并向南滑行一段距离后静止．根据测速仪的测定，长途客车撞前以20 m/s的速度匀速行驶，由此可判断卡车撞前的行驶速度(　　)‎ A． 小于‎10 m/s B． 大于‎10 m/s，小于‎20 m/s C． 大于‎20 m/s，小于‎30 m/s D． 大于‎30 m/s，小于‎40 m/s ‎6.如图所示，在一光滑的水平面上，有质量相同的三个小球A、B、C，其中B、C静止，中间连有一轻弹簧，弹簧处于自由伸长状态，现小球A以速度v与小球B正碰并粘在一起，碰撞时间极短，则碰后瞬间(　　)‎ A．A、B的速度变为，C的速度仍为0‎ B．A、B、C的速度均为 C．A、B的速度变为，C的速度仍为0‎ D．A、B、C的速度均为 ‎7.半径相等的两个小球甲和乙，在光滑的水平面上沿同一直线相向运动，若甲球质量大于乙球质量，发生碰撞前，两球的动能相等，则碰撞后两球的状态可能是(　)‎ A． 两球的速度方向均与原方向相反，但它们动能仍相等 B． 两球的速度方向相同，而且它们动能仍相等 C． 甲、乙两球的动量相同 D． 甲球的动量不为零，乙球的动量为零 ‎8.一质量为0. 5 kg的小球A以2.0 m/s的速度和静止于光滑水平面上质量为1 kg的另一大小相等的小球B发生正碰，碰撞后它以0.2 m/s的速度反弹．则B球获得的速度大小为(　　)‎ A． 0.5 m/s B． 1.1 m/s C． 2 m/s D． 2.2 m/s ‎9.跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于(　　)‎ A． 人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上的小 B． 人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上的小 C． 人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的小 D． 人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上的小 ‎10.一小型爆炸装置在光滑、坚硬的水平钢板上发生爆炸，‎ ‎ 所有碎片均沿钢板上方的倒圆锥面(圆锥的顶点在爆炸装置处)飞开. 在爆炸过程中， 下列有关爆炸装置的说法中正确的是(　　)‎ A． 总动量守恒 B． 机械能守恒 C． 水平方向动量守恒 D． 竖直方向动量守恒 ‎11.一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量共‎120 kg.这个士兵用自动步枪在2 s时间内沿水平方向连续射出10发子弹，每发子弹的质量是‎10 g，子弹离开枪口时相对枪口的速度是‎800 m/s.射击前皮划艇是静止的(　　)‎ A． 每次射击后皮划艇的速度改变‎2 m/s B． 连续射击后皮划艇的速度是‎2 m/s C． 每次射击后子弹的速度改变m/s D． 连续射击时枪所受到的平均反冲作用力约40 N ‎ ‎12.（多选）如图所示，小球A的质量为mA＝‎5 kg，动量大小为pA＝‎4 kg·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′＝‎1 kg·m/s，方向水平向右，则(　　)‎ A． 碰后小球B的动量大小为pB＝‎3 kg·m/s B． 碰后小球B的动量大小为pB＝5 kg·m/s C． 小球B的质量为‎15 kg D． 小球B的质量为3 kg ‎13.(多选)水平抛出在空中飞行的物体，不计空气阻力，则(　　)‎ A． 在相等的时间间隔内动量的变化相同 B． 在任何时间内，动量的变化方向都在竖直方向 C． 在任何时间内，动量对时间的变化率恒定 D． 在刚抛出的瞬间，动量对时间的变化率为零 ‎14.（多选）如图所示，在光滑水平面上质量分别为mA＝‎2 kg、mB＝‎4 kg，速率分别为vA＝‎5 m/s、vB＝‎2 m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动并发生对心碰撞，则(　　)‎ A． 它们碰撞后的总动量是‎18 kg·m/s，方向水平向右 B． 它们碰撞后的总动量是‎2 kg·m/s，方向水平向右 C． 它们碰撞后B小球向右运动 D． 它们碰撞后B小球可能向左运动 ‎15.(多选)如图所示，水平光滑轨道宽和弹簧自然长度均为d.m2的左边有一固定挡板，已知m1≥m2.m1由图示位置静止释放，当m1与m2相距最近时m1速度为v1，则求在以后的运动过程中(　　)‎ A．m1的最小速度是0‎ B．m1的最小速度是v1‎ C．m2的最大速度是v1‎ D．m2的最大速度是v1‎ ‎16.(多选)质量为m的物体以初速率v0做平抛运动，经历时间t，下落的高度为h，速率为v，在这段时间内物体动量增量的大小正确的是(　　 )‎ A．mv－mv0‎ B．mgt C．m D．m ‎17.（多选）如图所示，在光滑水平面上停放质量为m的装有弧形槽的小车．现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则(　　)‎ A． 小球在小车上到达最高点时的速度大小为 B． 小球离车后，对地将向右做平抛运动 C． 小球离车后，对地将做自由落体运动 D． 此过程中小球对车做的功为mv02‎ ‎18.（多选）如图所示，在光滑的水平地面上静止放置一质量为M＝1.5 kg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＝0.9 kg的物块B，现有一颗质量为m0＝0.1 kg的子弹C以v0＝500 m/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45 N·s D． 弹簧被压缩到最短时木板的速度为‎25 m/s ‎19.(多选)如图所示，质量均为M的甲、乙两车静置在光滑的水平面上，两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确的是(　　)‎ A． 甲、乙两车运动中速度之比为 B． 甲、乙两车运动中速度之比为 C． 甲车移动的距离为L D． 乙车移动的距离为L ‎20.(多选)木块a和b用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a紧靠在墙壁上，在b上施加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是(　　)‎ A．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量守恒 B．a尚未离开墙壁前，a和b组成的系统的动量不守恒 C．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量守恒 D．a离开墙壁后，a和b组成的系统动量不守恒 二、实验题（每空2分，共10分） ‎ ‎21.在“验证动量守恒定律”的实验中：‎ ‎(1)在确定小球落地点的平均位置时通常采用的做法是________，其目的是减小实验中的________(选填“系统误差”或“偶然误差”)．‎ ‎(2)入射小球每次必须从斜槽上________滚下，这是为了保证入射小球每一次到达斜槽末端时速度相同．‎ ‎(3)入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，在m1＞m2时，实验中记下了O、M、P、N四个位置(如图所示)，若满足________________(用m1、m2、OM、OP、ON表示)，则说明碰撞中动量守恒；若还满足________(只能用OM、OP、ON表示)，则说明碰撞前后动能也相等．‎ 三、计算题(共10分) ‎ ‎22.如图所示，足够长的木板A和物块C置于同一光滑水平轨道上，物块B置于A的左端，A、‎ B、C的质量分别为m、‎2m和‎4m，已知A、B一起以v0的速度向右运动，滑块C向左运动，A、C碰后连成一体，最终A、B、C都静止，求：‎ ‎ (1)C与A碰撞前的速度大小．‎ ‎(2)A、B间由于摩擦产生的热量．‎ 答案解析 ‎1.【答案】A ‎【解析】由碰撞前后动量守恒pA＋pB＝pA′＋pB′验证，A、B、C皆有可能．从总动能不增加即＋≥＋来看，只有A可能．‎ ‎2.【答案】B ‎【解析】小球从开始下落到落到软垫上的过程中，由动能定理可得：mgh1＝mv－0，‎ 代入数据解得：v1＝20 m/s，方向竖直向下；‎ 小球从反弹到到达最高点过程中，由动能定理可得：‎ ‎－mgh2＝0－mv，‎ 代入数据解得：v2＝‎10 m/s，方向竖直向上；‎ 以竖直向上为正方向，由动量定理得：‎ I＝mv2－mv1＝1×10－1×(－20) N·s＝30 N·s，方向竖直向上；故选B.‎ ‎3.【答案】C ‎【解析】A运动到最低点有：mgh＝mv，到达最低点恰好与B相撞，并粘合在一起有：mvA＝2mv，v＝，两者同时上升时机械能守恒，有：mv2＝mgH，联立解得，H＝，C正确．‎ ‎4.【答案】B ‎【解析】设在此过程中人、气球对地发生的位移分别是x、x′，由动量守恒定律有m1x＝m2x′，又因为x＋x′＝h，解得x′≈‎3.57 m，选B项．‎ ‎5.【答案】A ‎【解析】两车碰撞过程中尽管受到地面的摩擦力作用，但远小于相互作用的内力(碰撞力)，所以可以认为碰撞过程动量守恒．由于碰撞后两车以共同速度向南滑行，即碰撞后系统的末动量方向向南．设长途客车和卡车的质量分别为m1、m2，撞前的速度大小分别为v1、v2，撞后共同速度为v，选定向南为正方向，根据动量守恒定律有m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v，又v>0，则m1v1－m2v2>0，代入数据解得v2p乙，根据动量守恒可得，碰撞后的总动量沿甲原来的方向，故甲继续沿原来的方向运动，乙被弹回，A、D错误；碰撞后，甲的动能减小，若为弹性碰撞，则乙的动能增大，故两者动能不相等；若为完全非弹性碰撞，碰撞后速度相等，动能不等 ，B错误；两球碰撞过程中动量守恒，碰撞后动量可能相等，所以选项C正确．‎ ‎8.【答案】B ‎【解析】由动量守恒定律知m1v1＋0＝m1v＋m2v2′，‎ 所以v2′＝‎1.1 m/s.‎ ‎9.【答案】D ‎【解析】人跳远时从一定的高度落下，落地前的速度是一定的，初动量是一定的，A错误；落地后静止，末动量为零，人的动量变化是一定的，B错误；由动量定理知人受到的冲量等于人的动量变化，所以两种情况下人受到的冲量相等，C错误；落在沙坑里力作用的时间长，落在水泥地上力作用的时间短，根据动量定理，在动量变化一定的情况下，时间t越长受到的冲力F越小，D正确．‎ ‎10.【答案】C ‎【解析】　爆炸装置在光滑、坚硬的水平钢板上发生爆炸， 与钢板间产生巨大作用力， 这个作用力将远远大于它所受到的重力， 所以爆炸装置的总动量是不守恒的， A项错误. 但由于钢板对爆炸装置的作用力是竖直向上的， 因此爆炸装置在竖直方向动量不守恒， 而水平方向是守恒的， C正确， D错误； 爆炸时， 化学能转化为机械能， 因此， 机械能不守恒，B错误.‎ ‎11.【答案】D ‎【解析】射击过程系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，‎ 由动量守恒可知：mv－Mv′＝0，代入数据解得：v′＝v≈‎0.06 m/s，A错误；连续射击2 s过程中，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，则有：10mv－Mv″＝0‎ 代入数据解得：v″＝＝‎0.67 m/s，船的速度改变‎0.67 m/s，所以射出10发子弹后，子弹速度的改变量为‎0.67 m/s，B、C错误；每颗子弹的发射时间为：t＝s＝0.2 s，对子弹，由动量定理可知：Ft＝mv－0，代入数据解得：F＝＝40 N，由牛顿第三定律可知，枪受到的平均作用力F′＝F＝40 N，D正确．‎ ‎12.【答案】AD ‎【解析】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pA＝pA′＋pB，解得pB＝‎3 kg·m/s，A正确，B错误；由于是弹性碰撞，所以没有机械能损失，故＝＋，解得mB＝‎3 kg，C错误，D正确．‎ ‎13.【答案】ABC ‎【解析】水平抛出的物体所受的合力为重力，则相等时间内重力的冲量相等，根据动量定理知，动量的变化相同，A正确；合力的冲量等于动量的变化量，合力冲量的方向竖直向下，则动量变化的方向竖直向下，B正确；根据动量定理有：mgΔt＝Δp，则动量的变化率＝mg，知动量的变化率恒定，等于重力，C正确，D错误．‎ ‎14.【答案】BC ‎【解析】根据动量守恒定律，设向右为正，碰后它们的总动量p′＝p＝mAvA－mBvB＝‎2 kg·m/s，选项A错误，选项B正确；因总动量向右，所以碰后B球一定向右运动，选项C正确，选项D错误．‎ ‎15.【答案】BD ‎【解析】　从小球m1到达最近位置后继续前进，此后拉到m2前进，m1减速，m2加速，达到共同速度时两者相距最远，此后m1继续减速，m2加速，当两球再次相距最近时，m1达到最小速度，m2达最大速度．‎ 两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进，‎ m1v1＝m1v1′＋m2v2‎ m1v＝m1v1′2＋m2v；‎ 解得：v1′＝v1，v2＝v1‎ 故m2的最大速度为v1，m1的最小速度为v1，故B、D正确．‎ ‎16.【答案】BCD ‎【解析】根据动量定理，合力的冲量等于动量的变化量，所以Δp＝mgt；根据三角形定则，知动量的变化量Δp＝F合t＝mgt＝mvy，又v＝得：vy＝，即：Δp＝m；平抛在竖直方向做自由落体运动，故h＝gt2，得：t＝，得：Δp＝mgt＝mg＝m，B、C、D正确．‎ ‎17.【答案】ACD ‎【解析】小球到达最高点时，小车和小球相对静止，且水平方向总动量守恒，小球离开车时类似弹性碰撞，两者速度完成互换，故选项A、C、D都是正确的．‎ ‎18.【答案】AC ‎【解析】　A、B、C三者组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故A正确；由于存在摩擦阻力做功，机械能不守恒，故B错误；子弹击中物块B后与物块B共速，由动量守恒有m0v0＝(m＋m0)v1，解得v1＝50 m/s，故对物块B产生的冲量等于B物块获得的动量I＝Δp＝mv1－0＝0.9×50 kg·m/s＝45 N·s，故对物块B产生的冲量为45 N·s，C正确；弹簧被压缩到最短时三者共速，由动量守恒有m0v0＝(m＋M＋m0)v2，解得v2＝20 m/s，故D错误。‎ ‎19.【答案】ACD ‎【解析】本题类似人船模型．甲、乙、人看成一个系统，则系统在水平方向上动量守恒，甲、乙两车运动中速度之比等于质量的反比，即为，A正确，B错误；Mx甲＝(M＋m)x乙，x甲＋x乙＝L，解得C、D正确．‎ ‎20.【答案】BC ‎【解析】a尚未离开墙壁前，墙壁对a有力的作用，a和b构成的系统动量不守恒；a离开墙壁后，系统所受外力之和等于零，系统的动量守恒．‎ ‎21.【答案】(1)用圆规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈在里面，圆心即平均位置　偶然误差 ‎(2)同一位置由静止开始 ‎(3)m1·＝m1·＋m2·　　＝－‎ ‎【解析】(3)从图中可以看出，M、N分别是碰后两球的落地点的位置，P是碰前入射小球的落地点的位置，用OP代表入射小球碰前的速度，用OM代表入射小球碰后的速度，用ON代表被碰小球碰后的速度．碰前的总动量为：m1·，碰后的总动量为：m1·＋m2·，碰前的总动量与碰后的总动量近似相等，就验证了碰撞中的动量守恒，即m1·＝m1·‎ ‎＋m2·.‎ 若碰撞前后动能相等，则有：m1·(OP)2＝m1·(OM)2＋m2·(ON)2，联立解得：OP＝ON－OM.‎ ‎22.【答案】(1) v0　(2) mv02‎ ‎【解析】取向右为正方向．‎ ‎(1)对三个物体组成的系统，根据动量守恒定律得：(m＋‎2m)v0－4mvC＝0 …(‎2’‎)‎ 解得C与A碰撞前的速度大小vC＝v0 …(1’)‎ ‎(2)A、C碰后连成一体，设速度为v共．‎ 根据动量守恒定律得 mv0－4mvC＝(m＋‎4m)v共 …(‎2’‎)‎ 解得v共＝－v0 …(1’)‎ 根据能量守恒定律得：‎ Q＝ (m＋4m)v共2＋×2mv02－0 …(3’)‎ 解得Q＝mv02. …(1’)‎