陕西省延安一中2020-2021学年高二上学期第一次月考物理试题 Word版含解析

2020—2021学年度第一学期月考
高二年级物理试题
（时间100分钟，满分100分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1. 关于物体的动量，下列说法中正确的是(　　　　)
A. 运动物体在任意时刻动量方向，一定与该时刻的速度方向相同
B. 物体的动能不变，其动量一定不变
C. 动量越大物体，其速度一定越大
D. 物体的动量越大，其惯性也越大
【答案】A
【解析】
【详解】A．动量具有瞬时性，任一时刻物体动量的方向，即为该时刻物体的速度方向，选项A正确；
B．动能不变，若速度方向变化，动量也发生了变化，B项错误；
C．物体动量的大小由物体质量及速度大小共同决定，不是由物体的速度唯一决定，故物体的动量大，其速度不一定大，选项C错误；
D．惯性由物体质量决定，物体的动量越大，其质量并不一定越大，惯性也不一定越大，故选项D错误。
故选A。
2. 将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）
A. 30 B. 5.7×102
C. 6.0×102 D. 6.3×102
【答案】A
【解析】
开始总动量为零，规定气体喷出的方向为正方向，根据动量守恒定律得，0=m1v1+p，解得火箭的动量，负号表示方向，故A正确，BCD错误；
【点睛】解决本题的关键掌握动量守恒定律的条件，以及知道在运用动量守恒定律时，速度必须相对于地面为参考系．
3. 一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后各发射一发炮弹，设两炮弹的质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是（　　）
A. 动量不变，速度增大 B. 动量变小，速度不变
C. 动量增大，速度增大 D. 动量增大，速度减小
【答案】A
【解析】
因船受到的牵引力及阻力不变，且开始时船匀速运动，故整个系统所受的合外力为零，动量守恒．设炮弹质量为m，船（不包括两炮弹）的质量为M，炮艇原来的速度为v0，发射炮弹的瞬间船的速度为v．设向右为正方向，则由动量守恒可得：（M+2m）v0=Mv+mv1-mv1；可得，v＞v0；可得发射炮弹后瞬间船的动量不变，速度增大；故选A．
点睛：本题为动量守恒定律的应用，在应用时要注意选取研究系统，注意动量守恒定律的条件以及列式时的矢量性．
4. 质量相等的三个物体在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开一定距离，如图所示，具有初动能E0的第一号物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个物块粘成一个整体，这个整体的动能等于（　　）
A. E0 B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】取向右为正方向，设每个物体的质量为m．第一号物体的初动量大小为p0，最终三个物体的共同速度为v．以三个物体组成的系统为研究对象，对于整个过程，根据动量守恒定律得
p0=3mv
又
p0=mv0
E0=mv02
联立得

则得
整体的动能为
故ABC错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，两带电的金属球在绝缘的光滑水平面上沿同一直线相向运动，A带电荷量为-q，B带电荷量为+2q，下列说法正确的是（　　）
A. 相碰前两球组成的系统运动过程中动量不守恒
B. 相碰前两球的总动量随距离的减小而增大
C. 两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量，因为碰前作用力为引力，碰后为斥力
D. 两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量，因为两球组成的系统所受的合外力为零
【答案】D
【解析】
【详解】相碰前后两球受合外力为零，所以运动中动量守恒，故ABC错误，D正确；
故选D。
6. 在列车编组站里，一节动车车厢以1 m/s的速度碰上另一节静止的拖车车厢，碰后两节车厢结合在一起继续运动．已知两节车厢的质量均为20 t，则碰撞过程拖车车厢受到的冲量大小为(碰撞过程时间很短，内力很大)(　　)
A. 10 N·s B. 20 N·s C. 104 N·s D. 2×104 N·s
【答案】C
【解析】
【详解】动车车厢与拖车车厢碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，以动车车厢初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有，解得，对拖车根据动量定理有，解得，故选项C正确，A、B、D错误．
7. 人从高处跳到低处，为了安全，一般都是脚尖先着地，这样做的目的是为了（　　）
A. 减小着地时所受冲量
B. 使动量增量变的更小
C. 增大人对地面的压强，起到安全作用
D. 延长对地面的作用时间，从而减小地面对人的作用力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】人在和地面接触时，人的速度减为零，由动量定理可知
而脚尖着地可以增加人着地的时间，由公式可知可以减小受到地面的冲击力。
故选D。
8. 如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为mB=2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4kg·m/s，则（ ）
A. 左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5
B. 左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10
C. 右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5
D. 右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10
【答案】A
【解析】
试题分析：两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒；同时考虑实际情况，碰撞前后面的球速度大于前面球的速度．
规定向右为正方向，碰撞前A、B两球的动量均为，说明A、B两球的速度方向向右，两球质量关系为，所以碰撞前，所以左方是A球．碰撞后A球的动量增量为，所以碰撞后A球的动量是2kg?m/s，碰撞过程系统总动量守恒：，所以碰撞后B球的动量是10kg?m/s，根据mB=2mA，所以碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5，A正确．
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全得3分，有错选或不答的得0分）
9. 质量相同的子弹，橡皮泥和钢球以相同的水平速度射向竖直墙壁，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球被弹回．不计空气阻力，关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法正确的是
A. 子弹对墙的冲量最小
B. 橡皮筋对墙的冲量最小
C. 钢球对墙的冲量最小
D. 子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等
【答案】A
【解析】
由于子弹a、橡皮泥b和钢球c的质量相等、初速度相等，则它们动量的变化量：，子弹穿墙而过，末速度的方向为正；橡皮泥粘在墙上，末速度等于0；钢球被以原速率反向弹回，末速度等于，可知子弹的动量变化量最小，钢球的动量变化量最大．由动量定理：，所以子弹受到的冲量最小，钢球受到的冲量最大．结合牛顿第三定律可知，子弹对墙的冲量最小，钢球对墙的冲量最大．故A正确，BCD错误．故选A．
10. 如图所示，一个质量为的垒球，以的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为，设球棒与垒球的作用时间为，下列说法正确的是（ ）
A. 球棒对垒球平均作用力大小为
B. 球棒对垒球的平均作用力大小为
C. 球棒对垒球做的功为
D. 球棒对垒球做的功为
【答案】AD
【解析】
根据动量定理，得，A正确B错误；根据动能定理，C错误D正确．
11. 向空中发射一物体，不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a、b两块．若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向，则( 　　)
A. b的速度方向一定与原速度方向相反
B. 从炸裂到落地这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大
C. a、b一定同时到达地面
D. 炸裂的过程中，a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等
【答案】CD
【解析】
【详解】AD．物体在炸成两块时，系统在水平方向动量守恒，以初速度方向为正，由动量守恒定律可知
当 且v1>0时b的速度方向可能与原速度方向相同、相反或为零，但a和b两块的动量变化一定大小相等，方向相反，a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等，方向相反，A错误，D正确；
BC．在爆炸后，a和b在竖直方向做自由落体运动，二者在空中运动时间相等，同时到达地面，由于a和b的水平速度关系未知，所以二者落地时的水平距离关系不能确定，选项B错误，C正确。
故选CD。
12. 如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，能上升的最大高度为（不计空气阻力），则（　 　）
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小车向左运动的最大距离为R
C. 小球离开小车后做斜上抛运动
D. 小球落回B点后一定能从A点冲出
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，但由于小球有向心加速度，系统竖直方向的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故A错误；
B.设小车向左运动的最大距离为x．系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：mv-mv′=0，即得，解得：x=R，故B正确；
C. 小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，则知小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度均为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C错误；
D.小球第一次从静止开始上升到空中最高点的过程，由动能定理得：mg（h-）-Wf=0，Wf为小球克服摩擦力做功大小，解得：Wf=mgh，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为mgh，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于mgh，机械能损失小于mgh，因此小球从B点落回后一定能从A点冲出．故D正确．
三、实验题（按题目要求填空作答，共10分）
13. 如图，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。

(1)实验中，直接测定小球碰撞前后速度是不容易的，但是，可以通过仅测量______（填选项前的符号），间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度h
B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的射程
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。
接下来要完成的必要步骤是__________。（填选项前的符号）
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E．测量平抛射程OM、ON
(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为__________[用(2)中测量的量表示]。
【答案】 (1). C (2). ADE (3).
【解析】
【详解】(1)[1]小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即测量水平射程
故选C
(2)[2]要验证动量守恒定律定律，即验证
小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得
得
因此实验需要测量：两球的质量、小球的水平位移，为了测量位移，应找出落点
故选ADE
(3)[3]由(2)知，实验需要验证
四、计算题（本题共3小题，总分34分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14. 一个质量m=8kg的物体，以v=10m/s的速度做直线运动，受到一个反方向的作用力F，经过3秒，速度变为反向2m/s，这个力是多大？
【答案】32N
【解析】
【详解】规定初速度v的方向为正方向，则初动量
p1=mv1=80kgm/s
末动量
p2= -mv2=-16 kgm/s
由动量定理可得
Ft=p2-p1
解得
F=-32N
则这个力大小为32N。
15. 在图所示足够长的光滑水平面上，用质量分别为3kg和1kg的甲、乙两滑块，将仅与甲拴接的轻弹簧压紧后处于静止状态．乙的右侧有一挡板P.现将两滑块由静止释放，当弹簧恢复原长时，甲的速度大小为2m/s，此时乙尚未与P相撞．
①求弹簧恢复原长时乙的速度大小；
②若乙与挡板P碰撞反弹后，不能再与弹簧发生碰撞．求挡板P对乙的冲量的最大值．
【答案】v乙＝6m/s. I＝8N
【解析】
【详解】（1）当弹簧恢复原长时，设甲乙的速度分别为和，对两滑块及弹簧组成的系统，设向左的方向为正方向，由动量守恒定律可得：
又知
联立以上方程可得，方向向右．
（2）乙反弹后甲乙刚好不发生碰撞，则说明乙反弹的速度最大为
由动量定理可得，挡板对乙滑块冲量的最大值为：
16. 如图所示，质量均为M=4 kg的小车A、B，B车上用轻绳挂有质量为m=2 kg的小球C，与B车静止在水平地面上，A车以v0=2 m/s 的速度在光滑水平面上向B车运动，相碰后粘在一起（碰撞时间很短）。求：
(1)碰撞过程中系统损失的机械能；
(2)碰后小球C第一次回到最低点时的速度大小。
【答案】(1)4 J；(2)1.6 m/s
【解析】
【详解】(1)设A、B车碰后共同速度为v1，由动量守恒得
系统损失的能量为
(2)设小球C再次回到最低点时A、B车速为v2，小球C速度为v3，对A、B、C系统由水平方向动量守恒得
由能量守恒得
解得
v3=1.6m/s?