山西省晋中市博雅培文实验学校2023-2024学年高二上学期10月月考物理试题（含解析）

博雅培文实验学校2023-2024学年高二上学期10月月考
物 理
（时间：90分钟 满分： 100分）
注意事项：
1）答卷前请将密封线内的项目填写清楚。
2）答题时字迹要清楚、工整， 不宜过大， 以防试卷不够使用。
一、选择题（共48分，1-9为单选题，每题只有一个正确的选项，每题 4 分，10-12为多选题，每题至少有两个选项正确，选全得 ４分，选不全得２分，选错不得分）。
1. 体操运动员在落地时总要屈腿，这样做可以（　　）
A． 减小地面对于腿的冲量 B． 减小人的动能变化量
C． 减小人的动量变化量 D． 减小地面对腿的冲击力
2. 将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是（　　）
A. B. C. D.
3.如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为1的正三角形的三个顶点上； a、b带负电，电荷量均为q，c带正电。 整个系统置于方向水平的匀强电场中，三个小球均处于静止状态。已知静电力常量为k，则匀强电场场强的大小和方向（　　）
A．方向垂直 ab远离c B．方向垂直 ab指向c
C．方向垂直 ab远离c D．方向垂直 ab指向c
4. 在光滑的水平面上，有a、b两球，其质量分别为ma、mb，两球在t0时刻发生正碰， 并且在碰撞过程中无机械能损失，两球碰撞后的速度图象如图所示，下列关系正确的是（　　）
A． ma>mb B． maC． D． 无法判断
5.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v， 在此过程中（　　）
A． 地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为
B． 地面对他的冲量为 mv+mg△t， 地面对他做的功为零
C． 地面对他的冲量为 mv， 地面对他做的功为
D． 地面对他的冲量为 mv-mgΔt，地面对他做的功为零
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
7. 有一条窄长小船停靠在湖边码头，某同学想用一个卷尺粗略测定它的质量。 他首先使船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，然后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，船长为L，已知他自身的质量为m，则船的质量M为
A. B. C. D.
8. 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球的动量为 B球的动量为 当A球追上 B球时发生碰撞，则碰撞后 A、B两球的动量可能值是（　　）
A. B.
C. D.
9. 如图所示， B、C、D、E、F五个球并排放置在光滑的水平面上，B、C、D、E四球质量相等，而F球质量小于 B球质量，A球的质量等于F球质量，A球以速度v0向B球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后（　　）
A． 五个小球静止， 一个小球运动
B． 四个小球静止， 两个小球运动
C． 三个小球静止， 三个小球运动
D． 六个小球都运动
10.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到眼睛的情况。如图所示，若手机质量m为200g，从离人眼约h=10cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后经 t=0.01s手机停止运动，取重力加速度g=10m/s2，下列分析正确的是（　　）
A． 手机对眼睛的作用力大小约为 30N
B． 手机对眼睛的作用力大小约为 58N
C． 全过程手机重力的冲量大小约为 0.48N·s
D． 全过程手机重力的冲量大小约为 0.30N·s
11. 向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当炮弹的速度 v0恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a、b两块， 若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则（　　）
A． b的速度方向一定与原来速度方向相反
B． 从炸裂到落地的这段时间内，a飞行的水平距离一定比b的大
C． a、b一定同时到达水平地面
D． 在炸裂过程中， a、b受到的爆炸力的大小一定相等
12. 如图所示，在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B，质量分别为 m=0.1kg和M=0.3kg，两球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态，同时放开A、B球和弹簧，已知A 球脱离弹簧的速度为6m/s， 接着 A 球进入与水平面相切，半径为0.5m 的竖直面内的光滑半圆形轨道运动， PQ为半圆形轨道竖直的直径，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A． 弹簧弹开过程，弹力对 A 的冲量大于对 B的冲量
B． A球脱离弹簧时 B 球获得的速度大小为2m/s
C． A 球从 P点运动到 Q点过程中所受合外力的冲量大小为 1N·s
D． 若半圆轨道半径改为0.9m，则A 球不能到达 Q点
二、实验题（每空2分，共10分）
13.某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，气垫导轨装置如图甲所示
下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；已知碰后两滑块一起运动；
⑥先 ，然后 ，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示；
⑧测得滑块1（包括撞针）的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g。
（1） 试着完善实验步骤⑥的内容。
（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用前动量之和为 kg·m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为 kg·m/s。（结果保留三位有效数字）
（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因： 。
三、计算题（共3小题， 共42分）
14.（10分）如图所示，质量为M=5.0 kg的小车在光滑水平面上以v1=2 m/s速度向右运动，一人背靠竖直墙壁为避免小车撞向自己，拿起水枪以v2=4.0 m/s的水平速度将一股水流自右向左射向小车后壁，射到车壁的水全部流入车厢内，忽略空气阻力，已知水枪的水流流量恒为 单位时间内流过横截面的水流体积）， 水的密度为（ρ=1.0×103kg/m3，不计空气阻力。 求：
（1）经多长时间可使小车速度减为零；
（2）小车速度减为零之后，此人继续持水枪冲击小车，若要保持小车速度为零，需提供多大的水平作用力。
15.（16分）如图（a）所示，在光滑的水平面上有甲、乙两辆小车，质量为 30 kg的小孩乘甲车以5m /s的速度水平向右匀速运动，甲车的质量为15 kg，乙车静止于甲车滑行的前方，两车碰撞前后的位移随时间变化图象如图（b）所示。 求：
（1）甲、乙两车碰撞后的速度大小；
（2）乙车的质量；
（3）为了避免甲、乙两车相撞，小孩至少以多大的水平速度从甲车跳到乙车上？
16.（16分）如图所示，在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和光滑 圆弧滑块CD，其始端D点切线水平且在木板AB上表面内，它们紧靠在一起，一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB，过B点时速度为 此后又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处，已知木板AB上表面粗糙，与物块间的动摩擦因数为μ，求：
（1）物块滑到B处时木板的速度vAB；
（2） 木板的长度L；
（3） 滑块CD圆弧的半径R。
参考答案
1【答案】D
【解析】落地时屈退，这样可以增加脚与地接触的时间，根据动量定理得： -Ft=0-mv得： 当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变，动能的变化量也不变；动量的变化率减小，即地面对脚的作用力减小。
2. D
【解析】在不考虑重力和空气阻力影响的情况下，火箭及燃料气体系统在点火喷气过程中动量守恒，设喷气后火箭获得的速度为v，并以v的方向为正方向，根据动量守恒定律有
0=（M-m）v+m（-v0）
解得
故 D正确，ABC 错误。
故选 D。
3.【答案】B
【解答】
设c电荷带电量为Q，以c电荷为研究对象受力分析，根据平衡条件得a、b对c的合力方向垂直 ab向上， 与匀强电场对c的力等值反向， 即：
解得匀强电场场强的大小为 方向垂直 ab向下，指向c， 故B正确，ACD错误。
故选 B。
4. B
【解析】碰撞过程由动量守恒定律及机械能守恒定律分别可得
联立解得
由于碰撞后 a反弹，即v1<0，可知
B正确。
故选 B。
5. B
【解析】设向上为正方向，则由动量定理
I-mg△t=mv
解得地面对他的冲量为
I=mv+mgΔt
因地面对人的作用力没有位移，则地面对他做的功为零。
故选 B。
6. B
【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。
【解析】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. B
【解析】根据题意，人从船尾走到船头过程中，动量守恒，则有
Mv0=mv
即
Md=m（L-d）
解得船的质量为
A．与结论不相符，选项A错误；
B．与结论相符，选项B正确；
C．与结论不相符，选项C错误；
D．与结论不相符，选项D错误；
8. A
【解析】A． 碰撞前系统总动量：
由题意可知mA=mB=m；如果 ， 系统动量守恒， 碰撞后的总动能：
符合实际， 故A 正确；
B． 如果 碰撞过程动量守恒， 有：
不符合实际，故B错误；
C． 如果 则碰撞后系统的总动能为：
系统动能增加，不符合实际， 故C错误；
D． 如果 碰撞后系统总动量为：
碰撞过程动量不守恒， 不符合题意， 故D错误。
9. C
【解析】设入碰小球的速度为v0，碰撞后的两球速度分别为v1和v2，由题可知所发生的碰撞均为弹性碰撞，动量守恒定律和机械能守恒， 则有：
m1v0=m1v1+m2v2
解得碰撞后两个小球的速度为：
由于A球质量小于B球质量，所以A、B相碰后A速度向左运动，B向右运动； B、C、D、E四球质量相等，弹性碰撞后，不断交换速度，最终E有向右的速度， B、C、D静止；由于F球质量小于E球质量，所以E、F两球弹性碰撞后E、F两球都向右运动；所以碰撞之后B、C、D三球静止； A球向左， E、F两球向右运动；
A．五个小球静止， 一个小球运动与分析不符，不符合题意；
B．四个小球静止， 两个小球运动与分析不符，不符合题意；
C．三个小球静止，三个小球运动与分析相符，符合题意；
D．六个小球都运动与分析不符，不符合题意。
10. AD
【解析】AB． 手机下落的高度h=10cm=0.10m；手机的质量，m=200g=0.20kg；根据自由落体速度
手机与眼睛作用后手机的速度变成0，选取向上为正方向，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为
Δp=0-（-mv）=0.2×1.4kg m/s=0.28kg m/s
手机与眼睛接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，根据动量定理可知
Ft-mgt=Δp
解得手机对眼睛的作用力大小
F=30N
故A 正确， B错误；
CD． 手机下落时间
全过程中重力的冲量
I=mg（t+t'）=0.2×10×（0.14+0.01）N·s=0.30N·s
故C错误， D正确。
故选 AD。
11、【答案】CD
【解析】炮弹炸裂前后动量守恒，选定 v 的方向为正方向，则 显然 vb>0、vb<0、vb=0都有可能，A错误； vb>va、vb12. BCD
【解析】弹簧弹开两小球的过程，弹力相等，作用时间相同，根据冲量定义可知，弹力对A的冲量大小等于 B的冲量大小，故A 错误；由动量守恒定律mv =Mv ，解得A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为v =2m/s，故B正确；设A球运动到Q点时速率为 v， 对A球从P点运动到Q点的过程，由机械能守恒定律可得 解得： v=4m/s， 根据动量定理 即A 球从P 点运动到Q 点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s，故C正确；若半圆轨道半径改为0.9m，小球到达Q点的临界速度 对A球从P点运动到Q点的过程，由机械能守恒定律 解得v=0，小于小球到达Q点的临界速度，则A球不能达到Q点， 故D正确。
故选 BCD。
13.接通打点计时器的电源 放开滑块1 0.620 0.618 纸带与打点计时器的限位孔有摩擦
【解析】（1）[1][2]应先接通打点计时器的电源，然后放开滑块1。
（2）[3][4]相互作用前滑块1的速度为
其动量为
p1=0.310×2kg·m/s=0.620kg·m/s
相互作用后滑块1和滑块2具有相同的速度
其质量与速度的乘积之和为
p2=（0.310+0.205）×1.2kg·m/s=0.618kg·m/s
（3）[5]（2）中两结果不完全相等的主要原因是：纸带与打点计时器的限位孔有摩擦。
14. （1）50s （2）0.2N
（1）取水平向右为正方向
由于水平面光滑，经t时间，流入车内的水的质量为
对车和水流，在水平方向没有外力，动量守恒，则
联立解得 t=50s
（2）△t时间内，流入车内的水的质量为Δm=ρQΔt
设小车对水流的水平作用力为F， 根据动量定理F△t=0-Δm（-v2）
联立解得F=ρQv2=0.2N
根据牛顿第三定律，水流对小车的平均作用力为F'=F，由于小车静止，根据平衡条件知提供的水平作用力大小为0.2 N
15. （1）1m /s 3m /s （2）90kg （3）6.7 m/s
（1）由图可知，碰撞后甲车的速度大小：
负号表示方向向左，
乙车的速度大小：
（2）甲、乙两车碰撞过程中，三者组成的系统动量守恒，
以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
代入数据解得：
（3）设人跳向乙车的速度为v人，系统动量守恒，
以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
人跳离甲车：
人跳至乙车：
为使二车避免相撞，应满足： v3≤v4，
取“=”时，人跳离甲车的速度最小，
代入数据解得：
16. （1） ；（2）（3）
【解析】（1）选向左为正方向，从A到B过程系统动量守恒：
解得
（2）从A到B过程系统能量守恒， 即有
解得
（3）从D到C过程，物块P和滑块CD系统水平方向动量守恒，即有
解得
从D到C过程，物块和滑块系统能量守恒，即有
解得