2024-2025学年湖南省长沙一中高二（上）月考物理试卷（含答案）

2024-2025学年湖南省长沙一中高二（上）月考物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列情况中系统的动量不守恒的是( )
A. 小车停在光滑水平面上，车上的人在车上走动时，对人与车组成的系统
B. 子弹水平射入放在光滑水平面上的木块中，对子弹与木块组成的系统
C. 子弹射入固定在墙角的木块中，对子弹与木块组成的系统
D. 斜向上抛出的手榴弹在空中炸开时，对手榴弹组成的系统
2.如图所示，一轻质弹簧固定在墙上，一个质量为的木块以速度从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用。设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，那么，在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量的大小为( )
A. B. C. D.
3.如图所示，在光滑水平面上，有一质量为的薄板和质量为的物块，都以的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为时，物块的运动情况是( )
A. 做加速运动 B. 做减速运动 C. 做匀速运动 D. 以上运动都可能
4.长沙经历了长达一月的高温天气，对消防安全造成了极大的挑战，市加强了消防预警等级。通过观察消防车灭火过程，模拟消防水柱的示意图如图乙所示。水在空中运动，、为其运动轨迹上的两点，已知水在点时的速度大小为，速度方向与竖直方向的夹角为，它运动到点时，速度方向与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度取，则( )
A. 图中点是水在空中动量最小的点
B. 水在点时的速度大小为
C. A、两点间的高度差为
D. 若消防水柱喷水口流速恒定，水在空中为粗细均匀的曲线水柱
5.一弹丸在飞行到距离地面高时仅有水平速度，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为：，不计质量损失，取重力加速度，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.水上飞行运动使用的是一种叫“喷射式悬浮飞行器”的装置，也称为“喷水飞行背包”，它通过向下喷射高压水柱的方式将操控者托举在水面上空，利用脚上喷水装置产生的反冲动力，让你可以在水面之上腾空而起，另外配备有手动控制的喷嘴，用于稳定空中飞行姿态。如图所示运动员在水上做飞行运动表演。他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水以原速率向下喷出，令自己悬停在空中。已知运动员与装备的总质量为，两个圆管喷嘴的直径均为，已知重力加速度大小，水的密度为，则喷嘴处喷水的速度大约为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，由弹性材料制成的物块和放置在光滑水平面上，物块右侧是用细线悬挂的小球。给物块一个向右的初速度，物块与物块发生弹性碰撞，然后物块与小球再发生弹性碰撞，碰后小球摆到最大高度时悬线与竖直方向的夹角为。在其他条件不变的情况下，换用不同质量的物块，发现的大小与物块的质量有关。已知物块的质量为，小球的质量为，物块的质量满足以下哪个条件时，夹角有最大值( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
8.水平推力和分别作用于水平面上等质量的甲、乙两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下来。两物体的图像如图所示，图中线段，则整个运动过程中( )
A. 的冲量大于的冲量
B. 的冲量等于的冲量
C. 两物体受到的摩擦力大小相等
D. 摩擦力对甲的冲量小于摩擦力对乙的冲量
9.如图所示，木块、并排静止在光滑水平面上，不粘连，上固定一竖直轻杆，轻杆上端点系一长为的轻质细线，细线另一端系一小球，、、质量均为。现将拉起至细线水平且自然伸直后由静止释放。不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 能向左摆到与释放点等高的位置
B. 第一次运动到最低点过程中，、、构成的系统机械能守恒
C. 第一次运动到最低点时，绳中张力大小为
D. 从开始运动到第一次摆到最高点的过程中，绳子拉力对先做负功再做正功
10.如图所示，水平面上放置着半径为、质量为的半圆形槽，为槽的水平直径。质量为的小球自左端槽口点的正上方距离为处由静止下落，从点切入槽内。已知重力加速度大小为，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 槽向左运动的最大位移为
B. 小球在槽中运动的最大速度为
C. 小球能从点离开槽，且上升的最大高度等于
D. 若槽固定，小球在槽中运动过程中，重力做功的最大功率为
11.如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬时获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知时刻的速度第一次变为，在第秒内运动的位移为。下列说法正确的是( )
A. 两物块的质量之比为：：
B. 时刻的速度为
C. 时和时弹簧的弹性势能最大，都处于最短状态
D. 第秒内弹簧长度缩短了
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
12.验证动量守恒的实验也可以用其他装置验证。
如图所示，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的小钢球和硬塑料球进行实验，测量出、两个小钢球的质量、，其他操作重复验证动量守恒时的步骤。、、为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，未放球时，球的落点是点，用刻度尺测量、、到的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______。
A.
B.
C.
D.
用如图装置也可以验证碰撞中的动量守恒，实验步骤与上述实验类似。图中、、到抛出点的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______。
A.
B.
C.
D.
如图所示的水平气垫导轨上，实验时让两滑块分别从导轨的左右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验测得滑块的总质量为、滑块的总质量为，两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡光时间如表所示。
左侧光电门 右侧光电门
碰前
碰后 、 无
在实验误差允许范围内，若满足关系式______，即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守恒。用测量的物理量表示
13.如图所示，在“探究平抛运动规律”的实验中，小华将两个相同的圆弧光滑轨道、固定在同一个竖直平面内，轨道末端均水平，其中末端与足够长的光滑水平轨道平滑连接。他把质量相等的小钢球、分别从两弧面上的相同高度同时静止释放，观察到某一现象，改变释放高度，重复上述操作，仍能观察到这一现象，由此可以概括出平抛运动的某一规律。小华观察到的现象和反映的平抛运动规律是______。
A.、两个小球相撞
B.、两个小球同时落地
C.水平方向做匀速直线运动
D.竖直方向做自由落体运动
小芳利用图中甲图装置进行实验，每次释放小球的位置都相同，并在乙图的坐标纸上记录了小球经过的、、三点，已知坐标纸每小格的边长，该小球做平抛运动的初速度大小为______取，结果保留位有效数字。
小燕在研究平抛运动时发现，若小球下落相同高度，平抛初速度越大，水平射程也越大，依据这一规律，她用如图所示装置来“验证动量守恒定律”：碰撞恢复系数的定义为，其中和分别是碰撞前两小球的速度，和分别是碰撞后两小球的速度，该实验小球碰撞恢复系数的表达式为______用题目中字母、、表达，若测得______，可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
14.一长为，质量为的木板静止在光滑的水平面上，一质量为的滑块以初速度滑到木板上，木板长度至少为多少才能使滑块不滑出木板。滑块与木板间动摩擦因数，取
15.如图所示，质量均为的物块、用绕过光滑轻质定滑轮的不可伸长的刚性轻绳连接，与地面接触，离地面的高度为，质量为的圆环套在轻绳上，在上方处。由静止释放圆环，下落后与碰撞并粘在一起，碰撞时间极短，不计与绳之间的摩擦和空气阻力，、、均可视为质点，重力加速度取，求：
、碰撞后瞬间，共同速度为多大；
碰撞后，经过多长时间到达地面。
16.如图所示，水平地面上放有木板、，木板的右侧有竖直墙，板长度为，木板与地面间的动摩擦因数为，可视为质点的物块静置于木板的左端。不可伸长的轻绳一端系于点，另一端拴一小球，钉子位于物块的正上方，间距等于绳长的一半，连线与水平方向的夹角，初始锁定木板，将小球从绳水平拉直的位置由静止释放，到达最低点时与静止的物块发生碰撞，碰后小球反弹到达最高点时，轻绳刚好离开钉子；物块滑至木板右端时，二者共速，且此时木板与木板发生碰撞；碰后木板恰好能返回初始位置。已知木板和物块的质量均为，所有碰撞均为弹性碰撞，物块与两木板间的动摩擦因数相同，重力加速度大小，。求：
物块与木板间的动摩擦因数；
右端到左端的初始间距为；
小球的质量；
若的右端距墙为，现在解除的锁定，小球仍由绳水平拉直的位置从静止释放，最终在上未掉下，已知木板的质量，木板与地面间的摩擦忽略不计，碰墙后取走。求木板的最小长度。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.解：滑块与木板组成的系统动量守恒，滑块不从木板上滑出，则滑块与木板有相同的末速度，设末速度大小为，滑块与木板的相对位移大小为。以向右为正方向，对滑块与木板组成的系统由动量守恒定律得：
根据能量守恒定律与功能关系得：
联立可得：
代入数据得：
要使滑块不滑出木板，其长度至少等于。
答：木板长度至少为才能使滑块不滑出木板。
15.解：与碰撞前的运动过程，对，由机械能守恒定律有
解得：
设与碰撞后共同速度为，取竖直向下为正方向，以、、组成的系统为研究对象，由动量守恒定律有
解得：
与碰撞后粘在一起，一起向下做匀加速直线运动，对、、整体，根据牛顿第二定律有
解得：
由运动学公式有
解得碰撞后到达地面的时间为：
答：、碰撞后瞬间，共同速度为；
碰撞后，经过时间到达地面。
16.解：在上滑行时，对，有
解得
碰后，对，有
解得
木板锁定，碰后恰能返回初始位置，则碰撞前后的加速度大小相等
解得
在上滑行时，对，有
解得
在上滑行的过程中
C、的位移相对关系
解得在上向右滑行的初速度
时间
内向前滑行的距离
解得
小球下摆过程中
解得
小球碰后反弹上摆过程中
解得
小球碰，以的方向为正方向，根据动量守恒
根据能量守恒定律
解得
绳长
解除锁定后，、共速
解得
方向向右
碰，以向右的方向为正方向，对、，根据动量守恒
根据能量守恒定律
解得
方向向左
方向向右
设、达到共同速度中，未碰墙，以向右方向为正方向，根据动量守恒有
解得
，
方向向右
设在上向右滑过，有
解得
此过程中的对地位移为，有
解得
未碰墙，之后、一起匀速运动，碰墙反弹后、达到共同速度中，以向左为正，根据动量守恒有
解得
，
方向向左
设此过程中在上继续向右滑过，有
解得
之后碰时，相对向前滑行，故为了不掉下，板的最小长度为
解得
答：物块与木板间的动摩擦因数为；
右端到左端的初始间距为为；
小球的质量为；
木板的最小长度为。
第1页，共1页