2021人教版选择性必修第一册第一章章末检测试卷（一）同步检测（word版含答案）

2021人教版选择性必修第一册 第一章　章末检测试卷（一） 同步检测
一、多选题
1．某同学将小木块和小铁块用细线相连，并将它们浸入深水池中，它们可恰好沿竖直方向匀速下沉．在下沉中突然细线断裂，则在木块停止下沉，且铁块未着地之前（不考虑水对铁块和木块的阻力）（ ）
A．它们的总动量不变 B．它们的总动量增加
C．它们的总动能不变 D．它们的总动能增加
2．A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图像，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图像，c为碰撞后两球运动的位移随时间变化的图像，若A球质量是m=3kg，则由图判断下列结论正确的是（　　）
A．碰撞前、后A、B球组成的系统动量守恒
B．A球的动量变化量等于B球的动量变化量
C．碰撞中A、B两球组成的系统损失的机械能为15J
D．B球的质量为2Kg
3．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线运动.已知A球的动量大小为5kg·m/s，B球的动量大小为7kg·m/s，两球发生对心正碰，则下列说法中正确的有
A．若两球同向运动，碰撞前B球在前，A球在后，则A球的质量可能大于B球的质量
B．若两球同向运动，碰撞前A球在前，B球在后，则A球的质量可能大于B球的质量
C．若两球相向运动，碰撞后A球的动量大小可能为7kg·m/s，B球的动量大小可能为5kg·m/s
D．若两球相向运动，碰撞后两球运动的方向可能都与碰撞前A球的运动方向相同
二、单选题
4．在绝缘光滑水平面上，质量不等、相隔一定距离、带有同种电荷的两个小球，同时从静止释放，则两个小球在运动过程中（　　）
A．速度都变大，加速度都变小
B．速度都变小，加速度都变大
C．总动量大小变大
D．总动量大小变小
5．甲、乙两物体质量之比为4：1，与水平地面间的动摩擦因数之比为1：2，它们以相同的初动能在水平地面上开始滑行，最终都停在水平地面上．不计空气阻力，则甲、乙两物体滑行的时间之比为
A．1：1 B．1：2 C．l：4 D．4：l
6．高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”。高空抛物，是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。有人曾做了一个实验，将一枚50g的鸡蛋从8楼（距离地面上静止的钢板为20m）无初速释放，若鸡蛋壳与钢板的作用时间为4.0×10-4s，鸡蛋与钢板撞击后速度变为零，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则鸡蛋与钢板碰撞的过程中，钢板受到的平均撞击力的大小约为（　　）
A．0.5N B．500N
C．1000N D．2500N
7．两名质量相等的滑冰运动员甲和乙都静止在光滑的水平冰面上，现在其中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回。如此反复进行几次后，甲和乙最后的速率关系是（　　）
A．若甲先抛球，则一定是v甲>v乙
B．若乙先抛球，则一定是v乙>v甲
C．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲>v乙
D．无论谁先抛球，只要乙最后接球，就有v甲>v乙
8．一个笔帽竖直放在桌面上的纸条上，要求把纸条从笔帽下抽出，如果缓慢拉出纸条笔帽必倒，若快速拉出纸条，笔帽可能不倒……以下判断正确的是 ( )
A．缓慢拉动纸条时，笔帽受到的冲量小
B．缓慢拉动纸条时，纸对笔帽水平作用力小，笔帽也可能不倒
C．快速拉动纸条时，笔帽受到冲量小
D．快速拉动纸条时，纸条对笔帽水平作用力小
9．质量为m的运动员从下蹲状态竖直向上跳起，离开地面的速度为v，在这段时间内下列说法正确的是
A．地面对运动员的冲量大小为mv
B．重力的冲量为零
C．动量的变化量为mv
D．地面对运动员做的功为
10．质量均为M的两小车A和B，停在光滑的水平地面上，一质量为m的人从A车以水平速度v跳上B车，以v的方向为正方向，则跳后A，B两车的速度分别为（ ）
A．， B．，
C．， D．，
11．一质量为M的烟花斜飞到空中，到达最高点时的速度为，此时烟花炸裂成沿直线上的两块(损失的炸药质量不计) ，两块的速度沿水平相反方向，落地时水平位移大小相等，不计空气阻力。向前一块的质量为m，向前一块的速度大小为（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F．小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动．整个过程中，物块在夹子中没有滑动．小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g．下列说法正确的是（ ）
A．物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F
B．小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F
C．物块上升的最大高度为
D．速度v不能超过
三、实验题
13．一位同学利用如图所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。他安装好实验装置，斜槽与水平槽之间平滑连接，槽的末端水平。在水平地面上依次铺上白纸、复写纸，记下铅垂线所指的位置O。选择两个半径相同的小球开始实验，主要实验步骤如下：
a.不放球2，使球1从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到复写纸上，在下面的白纸上留下落点痕迹。多次重复上述操作。
b.把球2放在水平槽末端位置，让球1仍从原位置由静止开始滚下，与球2碰撞后，两球分别在白纸上留下各自的落点痕迹。多次重复上述操作。
c.在记录纸上确定M、P、N为三个落点的平均位置。
（1）在此实验中，球1的质量为m1，球2的质量为m2，需满足m1______m2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）关于实验操作，下列说法正确的是____________（填选项前的字母）。
A．实验过程中白纸和复写纸可以随时调整位置
B．在同一组实验中，每次球1必须从同一位置由静止释放
C．在同一组实验中，球2的落点并不重合，说明操作中出现了错误
（3）某同学认为：在误差允许范围内，若所测物理量满足表达式则可判定两个小球所组成的系统碰撞前后动量守恒。你认为该同学的判断是否正确___________，请说明理由______________________。
14．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
①对于上述实验操作，下列说法正确的是________
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．小球1质量应大于小球2的质量
②上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________；
A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r
③当所测物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失；
④完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为____________(用所测物理量的字母表示)。
四、解答题
15．如图所示，质量为lkg的木块静止于高h=1.25m的光滑桌面上，一粒质量为m=10g的子弹水平射穿木块后以300m/s的速度沿原方向飞出，木块在子弹的冲击下飞离桌面，落地点距桌边缘的水平距离s=3.5m，取g=10m/s2，试求：
(1)子弹击穿木块后，木块的速度；
(2)子弹击穿木块前的速度v0．
16．嘉年华上有一种回力球游戏，某人在半圆轨道前某处以初速度v0=5m/s与水平方向成37°角从A点斜向上抛出小球a，小球a恰好水平进入半圆轨道内侧的最低点B，B处有一锁定的弹簧（忽略弹簧的长度）连接小球b，弹簧被撞击后瞬间锁定解除，弹性势能全部转化为b球的动能，b球沿圆轨道运动。C、B分别为一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道的最高点和最低点，b球经过最高点C后水平抛出，又恰好回到抛球人手中A点。若不计空气阻力，已知半圆形轨道的半径R=0.4m，小球b质量m=0.2kg，当地重力加速度为10m/s2，求：
（1）B点离抛球点的竖直高度h；
（2）小球b到达轨道最高点C时，轨道对小球的压力大小；
（3）弹簧锁定时的弹性势能。
17．如图所示，粗糙水平地面上静止放着相距d=1m的两块相同长木板A、B，每块木板长L=9m，与地面的动摩擦因数μ1=0.2。一可视为质点的物块C以=10m/s的初速度水平向右滑上木板A的左端，C的质量为每块木板质量的2倍，C与木板的动摩擦因数μ2=0.4。若A、B碰后速度相同但不粘连，碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求:
(1)木板A经历多长时间与木板B相碰
(2)物块C刚滑离木板A时，A的速度大小；
(3)A、B最终停下时，两者间的距离。
18．如图所示，一平行倾斜光滑金属导轨与间距相同的水平光滑导轨平滑连接，电阻均不计，导轨与水平倾角为30°，导轨间距L=0. 5m，倾斜导轨平面存在着垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度为B2，导轨上端与匝数N=100匝的线圈相连接，线圈面积S=0.01m2，线圈电阻，线圈内存在一垂直平面向下的磁场，磁感应强度随时间变化为（T）。用同种材料制作成一边长为L、粗细均匀的正方形导体框放在水平导轨上，质量为kg，，其中AB边（包括A、B）绝缘漆被刮去，其他三边有绝缘漆，两边与水平导轨相接触。假设水平导轨与地面的高度足够大，在水平地面存在竖直方向的相间的匀强磁场，磁场宽度为L，相邻磁场间距也为L，磁感应强度为B3=0. 2T。现在在倾斜导轨上垂直放置一导体棒PQ，棒长为L，质量kg，电阻，若闭合开关K1，断开开关K2，导体棒PQ恰好能静在斜导轨上。然后断开K1，闭合K2，导体棒由静止下滑，达到匀速后进入水平导轨并与正方形导体线框相碰，相碰后不分开一起向右运动，然后从导轨水平飞出，假设线框在空中运动过程中保持水平，不发生翻转，最后穿过竖直磁场落在水平地面上。
(1)求垂直斜面的匀强磁场的磁感应强度大小。
(2)求正方形线框飞出到落地的水平位移；
(3)求正方形线框从飞出到落地过程，CD边电流产生的焦耳热；
(4)求正方形线框从飞出到落地过程，CD边的电势差随水平位移的函数关系。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AD
【详解】
AB．他们受到的总的外力不会改变，就是重力和浮力，所以系统合外力为0，动量守恒，故A正确，B错误；
CD．则在木块停止下沉，且铁块未着地之前
系统动能的变化量
所以系统的总动能增加，故D正确，C错误。
故选AD。
2．ACD
【详解】
A．由题图可知，A、B两球沿一直线运动并发生正碰，碰撞前、后A、B球组成的系统，都做匀速直线运动，说明系统所受合外力是零，系统的动量守恒，A正确；
BD．由题图可知，位移-时间图像的斜率表示速度，则有碰撞前A球的速度
碰撞前B球的速度
碰撞后A、B的共同速度
两球碰撞中系统动量守恒，取碰撞前B球的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
mvA+mBvB=（m+mB）v
代入数据解得
mB=2kg
A球的动量变化量
PA= 3×1 kg m/s （ 3×3）kg m/s=6 kg m/s
B球的动量变化量
PB= 2×1 kg m/s 2×2kg m/s= 6 kg m/s
解得
PA= PB
B错误，D正确；
C． 碰撞中A、B两球组成的系统损失的机械能
代入数据解得
E=15J
C正确。
故选ACD。
3．BC
【解析】
【详解】
A．若两球同向运动，碰撞前B球在前，A球在后，A的速度应大于B的速度，A球的动量大小为5kg m/s，B球的动量大小为7kg m/s，由p=mv可知，A的质量小于B的质量，故A错误；
B．若两球同向运动，碰撞前A球在前，B球在后，B球的速度大于A球的速度，A球的动量大小为5kg m/s，B球的动量大小为7kg m/s，则A球的质量可能大于B球的质量，故B正确；
C．碰撞过程系统动量守恒，以A球碰撞前的速度方向为正方向，若两球相向运动，系统总动量为：5kg m/s-7kg m/s=-2kg m/s，总动量方向与A的动量方向相反，如果碰撞后A球的动量为-7kg m/s，即A球反向，B球的动量大小为5kg m/s，则系统动量仍守恒，故C正确；
D．两球碰撞过程系统动量守恒，碰撞前系统总动量与B的动量方向相同，由动量守恒定律可知，碰撞后两球的总动量与碰撞前B的动量方向相同，若两球相向运动，碰撞后两球运动的方向不可能都与碰撞前A球的运动方向相同，故D错误；
故选BC．
4．A
【详解】
AB．带有同种电荷的两个小球，它们之间有排斥力，所以两带电小球从静止释放，则两个小球在运动过程中，相互作用力方向与速度方向相同，速度都变大；两者之间的距离变大，根据库仑定律可知，相互作用力变小，根据牛顿第二定律可知， 加速度变小，故A正确，B错误；
CD．以两个小球为系统，水平方向上不合外力作用，所以系统动量守恒，所以总动量大小不变，故CD错误。
故选A。
5．A
【解析】
根据可知；根据动量定理：，则，则，故选A.
6．D
【详解】
根据动能定理可得
设向下为正方向，则对碰撞过程由动量定理可得
代入数据联立解得
符号表示撞击力方向向上，故ABC错误，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
ABCD．因系统动量守恒，故最终甲、乙动量大小必相等，谁最后接球谁的质量中包含了球的质量，即质量大，根据动量守恒
因此最终谁接球谁的速度小，ABC错误D正确。
故选D。
8．C
【详解】
AC．无论是快速拉动还是缓慢拉动，纸条与笔帽间的作用力总为滑动摩擦力，大小不变，快速拉动作用时间较短，由动量定理可知笔帽受到的冲量较小，A错误，C正确；
BD．纸对笔帽水平作用力是滑动摩擦力，大小与拉动纸条快慢无关，缓慢拉动纸条时，笔帽也可能不倒，BD错误。
故选C。
9．C
【详解】
A．合力的冲量大小为mv，故A错误；
B．重力的冲量I=mgt，不为0，故B错误；
C．动量的变化为△P=mv，故C正确；
D．地面对运动员的力的作用点没位移，故故功为0，故D错误。
10．A
【详解】
人从A车跳出过程，人和A车组成的系统动量守恒，则得：0=mv+MvA，
解得人跳出后A车的速度为：
人跳上B车的过程，人和B车组成的系统动量守恒，则得：mv=（M+m）vB，
解得B车的速度为：故选A．
11．C
【详解】
令向前一块的速度大小为v，由于爆炸后两块均在空中做平抛运动，根据落地时水平位移大小相等可知，爆炸后两块的速度大小相等方向相反，而爆炸过程系统动量守恒，令爆炸前的速度方向为正方向，则有
解得
故选C。
12．D
【详解】
A．物块向右匀速运动时，则夹子与物体M，处于平衡状态，那么绳中的张力等于Mg，A错误；
B．小环碰到钉子P时，物体M做圆周运动，依据最低点由拉力与重力的合力提供向心力，因此绳中的张力大于Mg，而与2F大小关系不确定，B错误；
C．依据机械能守恒定律，减小的动能转化为重力势能，则有
则物块上升的最大高度为
C错误；
D．因夹子对物体M的最大静摩擦力为2F，依据牛顿第二定律，对物体M，则有
解得
故速度v不能超过，D正确。
故选D。
13．大于 B 该同学的判断正确 见解析
【详解】
(1)[1]在实验中，需要球1的质量大于球2的质量，这样球1与球2相碰后球1才不会反弹而直接向右运动；
(2)[2]A．实验过程中记录纸不可以随时移动，复写纸可以移动，故A错误；
B．在同一组实验中，每次球1必须从同一位置由静止释放，这样才能保证每次球1滑到底端时的速度相等，故B正确；
C．在同一组实验中，球2的落点并不重合，这是操作中出现的误差，而不是错误，故C错误。
故选B；
(3)[3][4]．动量守恒定律是指碰前的动量等于碰后的动量，而小球平抛时的初速度应该等于水平位移除下落的时间，由于下落的高度它们都是相等的，故时间相等，设时间为t；则碰前动量
碰后动量
即满足等式
即可验证动量守恒；可见该同学的判断正确。
14．ACD C m1＝m1＋m2
【详解】
①[1]A．从相同的位置落下，保证小球1每次到达轨道末端的速度相同，A正确；
B．现实中不存在绝对光滑的轨道，B错误；
C．为了保证两小球能够发生对心碰撞且碰后做平抛运动，所以轨道末端必须水平，C正确；
D．为了保证1小球碰后不反弹，所以小球1质量应大于小球2的质量，D正确。
故选ACD；
②③[2][3]小球碰撞满足动量守恒定律：
小球飞出轨道后做平抛运动，下落时间由高度决定：
水平方向做匀速直线运动：
联立方程：，所以还需要测量的物理量为两小球的质量，C正确，ABD错误；
[4]若能量守恒，根据能量守恒定律：
联立方程：；
④[5]小球飞出后做平抛运动，斜面的倾角为，分解位移：
消去时间，解得：，根据题意，代入动量守恒方程中得：
。
15．（1） （2）
【详解】
（1）木块做平抛运动，设平抛的初速度为
在竖直方向由
得
在水平方向由
解得
（2）子弹击穿木块的过程动量守恒，由动量守恒得
解得
点睛：根据平抛运动求出木块碰后的速度，在借助于子弹与木块相互作用过程中动量守恒求出子弹的初速度．
16．（1）h=0.45m；（2）FN=0.88N；（3）EP=2.176J。
【详解】
（1）小球a从A点到B点的逆过程是平抛运动，则运动到B点时间为
B点离抛球点的竖直高度
代入数据解得h=0.45m
（2）C点和A点的水平距离为
设小球从C点平抛运动回到A点的时间为t2，有
2R+h=
又因为
在C点对小球b由牛顿第二定律得
解得轨道在对小球的压力大小为FN=0.88N
（3）由能量守恒定律得弹簧锁定时的弹性势能为
代入数据解得Ep=2.176J
17．(1) 1s(2) 1m/s(3) 1.5m
【详解】
（1）设每块木板的质量为m，则C的质量为2m，假设A、B碰撞时，C仍在A上且速度大于A，C、A相互作用的过程中，对A由牛顿运动定律有:
对C由牛顿运动定律有:
代人数据得:
=2m/s2
=4m/s2
A发生位移d与板B相碰，由运动规律有:
C发生的位移:
代入数据解得:
=1s
=8m
此时C与A右端的距离:
s=L+d-=2m
碰撞前A的速度为:
代入数据得:
=2m/s
碰撞前C的速度为:
代入数据得:
=6m/s
故假设成立，所以A滑至与B相碰时所经历的时间为:
=1s
（2）A、B相碰过程中动量守恒，有:
代入数据得:
=1m/s
碰后，A、B两板所受的合外力
F合=
故两板一起做匀速运动，所以，C刚滑离木板A时，A的速度为:
=1m/s
（3）设从A、B相碰到C刚滑上B板经历的时间为
有:
代人数据得:
=0.5s
故C刚滑上B板的速度为:
=4m/s
A、B分离后，A板做匀减速运动，有:
代入数据得:
=2m/s2
离到停下，发生的位移为:
=0.25m
B板以=2m/s2的加速度做匀加速运动，直到与C同速，设此过程经历时间为；
有:
代入数据得:
=0.5s
=2m/s
此过程B板的位移:
=0.75m
此后B、C一起以=2m/s2的加速度做匀减速运动直到停下
发生的位移为:
=1m
所以，最终停下来时，A、B板间的距离为:
=1.5m
18．（1）0.1T；（2）5.4m；（3）0.14J；（4）见解析
【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律可得
得
T
（2）PQ棒匀速下滑
mgsin30°=B2IL
得
当PQ与线框相碰达到共速
得
当整体一起飞出后
（其中R总=RAB+RBCD）
得
△x=4.9m
故线框落地时离飞出时的水平位移为
x=△x+L=5.4m
（3）由能量关系
J
J
（4）装置在运动过程中只有水平速度分量在切割磁感线，且左右边交换切割，故对装置在运动过程中
得
故
当CD进入磁场过程
当CD离开磁场过程
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页