启东市名校2023-2024学年高二上学期期初质量检测
物理参考答案
C 2、A 3、D 4、B 5、B 6、D 7、C
8、D 9、A 10、A 11、B 12、C 13、A 14、B
15.解析:(1)从起跳到入水,由动能定理知
mgh＝mv2-m
代入数据解得v＝15 m/s。
(2)设运动员由起跳到入水用时t1,以竖直向下为正方向,有v＝-v0＋gt1,解得t1＝2 s,设运动员由入水至到达池底历时t2,有t2＝＝ s
则运动员从离开跳台至到达池底的整个过程所用的时间为t＝t1＋t2≈2.67 s。
(3)运动员从入水至到达池底,选竖直向下为正方向,由动量定理有(F＋mg)t2＝0-mv
代入数据得F＝-1 950 N,负号表示力F方向竖直向上。
所以运动员在水中受到水的平均作用力大小为 1 950 N。
答案:(1)15 m/s (2)2.67 s (3)1 950 N
16.解析 (1)当A在B上滑动时,A与B、C整体发生相互作用,由于水平面光滑,A与B、C组成的系统动量守恒,以水平向左为正方向,由动量守恒定律得mv0＝m·＋2mv1 ①
由能量守恒定律得知系统动能的减少量等于A、B发生相对滑动的过程中产生的内能,即
μmgL＝m-m·-×2m ②
联立①②解得v1＝v0,μ＝。 ③
(2)当A滑上C时,B与C分离,A、C发生相互作用,A到达C的最高点时两者的速度相等,设为v2,A、C组成的系统在水平方向动量守恒,则
m·＋mv1＝(m＋m)v2 ④
A、C组成的系统机械能守恒,则
m·＋m＝·(2m)＋mgR ⑤
联立③④⑤解得R＝。
(3)A滑上C后,B与C分离,只有A与C发生相互作用,此后B的速度一直为v0,设A滑离C时,A的速度大小为vA,C的速度大小为vC,对A与C组成的系统,由动量守恒定律得
m·＋mv1＝mvA＋mvC
由系统能量守恒得
m·＋m＝m＋m,
联立解得vA＝v0,vC＝v0。
答案 (1) (2) (3)v0 v0
17.解析:(1)设小物块的加速度大小为a1,小车的加速度大小为a2,由牛顿第二定律有μmg＝ma1,μmg＝Ma2,得a1＝0.8 m/s2,a2＝0.4 m/s2。
(2)水平面光滑,小物块和小车组成的系统动量守恒,设刚爆炸后小物块速度大小为v1,小车速度大小为v2,由动量守恒定律得mv1＝Mv2。当小物块和小车右侧挡板发生第一次碰撞时满足x1＋x2＝L,对小物块,根据运动学公式得x1＝v1t-a1t2,对小车,根据运动学公式得x2＝v2t-a2t2,代入数据解得v1＝4 m/s,v2＝2 m/s,由能量守恒定律得爆炸产生的能量值E＝m＋M＝12 J。
(3)从爆炸后经多次碰撞到小物块最终相对小车静止,由于系统的动量守恒,物块相对小车停下时,小车也停止运动。根据能量守恒定律,设小物块在小车上滑动的路程为s,则E＝μmgs,解得s＝15 m,设经n次碰撞物块相对小车停下,有s＝nL＋d,当n＝5时d＝0.75 m＜L,所以物块停在B上的位置距小车右侧挡板的距离为0.75 m。
答案:(1)0.8 m/s2 0.4 m/s2 (2)12 J (3)0.75 m启东市名校2023-2024学年高二上学期期初质量检测
物理试卷
一、单项选择题:（共14题,每题4分,共56分。每题只有一个选项最符合题意。）
1.如图,广州塔摩天轮位于塔顶450米高空处,摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成,沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动,则坐于观光球舱中的某游客的哪个物理量是不变的( )
A.向心加速度 B.机械能 C.动能 D.动量
2.一质量为2 kg的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动,合力F随时间t变化的关系图像如图所示,则( )
A.0~2 s时间内合力F对物块的冲量为3 N·s
B.2~3 s时间内合力F对物块的冲量为1 N·s
C.0~3 s时间内合力F对物块的冲量为0
D.0~3 s时间内合力F对物块的冲量为4 N·s
3.“守株待兔”是我们熟悉的寓言故事。假设一只兔子质量为2 kg,受到惊吓后从静止开始沿水平道路做匀加速直线运动,经过1.2 s速度大小达到9 m/s,此后匀速奔跑,撞树后被水平弹回,反弹速度大小为1 m/s,设兔子与树的作用时间为0.05 s,重力加速度g＝10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.加速过程中兔子的加速度大小为180 m/s2
B.加速过程中地面对兔子水平方向的平均作用力大小为20 N
C.撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为320 N
D.撞树过程中树对兔子的平均作用力大小为400 N
4.人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120 g,从离人眼约20 cm的高度无初速掉落,砸到眼睛后手机未反弹,眼睛受到手机的冲击时间约为0.2 s,取重力加速度g＝10 m/s2。下列分析正确的是( )
A.手机与眼睛作用过程中手机动量变化约为0.48 kg·m/s
B.手机对眼睛的冲量大小约为0.48 N·s
C.手机对眼睛的冲量方向竖直向上
D.手机对眼睛的作用力大小约为0.24 N
5.台风的风力达到17级超强台风强度时风速为 60 m/s左右,对固定建筑物破坏程度非常巨大。假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S,风速大小为v,空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零,空气密度为ρ,请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力(空气的压力)F与风速(空气流动速度)大小v关系式为( )
A.F＝ρSv B.F＝ρSv2 C.F＝ρSv3 D.F＝ρSv3
6.如图所示,质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止释放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力,重力加速度为g。关于小球从释放到速度变为零的过程,下列说法中正确的有( )
A.小球的机械能减少了mgh
B.小球克服阻力做的功为mgH
C.小球所受阻力的冲量等于m
D.在小球刚落到地面到速度变为零的过程中,小球动量的改变量大小等于m
7.一物块在空中某位置从静止开始沿直线下落,其速度v随时间t变化的图线如图所示。则物块( )
A.第一个t0时间内的位移等于第二个t0时间内的位移
B.第一个t0时间内合外力做的功小于第二个t0时间内合外力做的功
C.第一个t0时间内重力的冲量等于第二个t0时间内重力的冲量
D.第一个t0时间内合外力的冲量小于第二个t0时间内合外力的冲量
8.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.相碰前两球运动中动量不守恒
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相碰前的总动量,因为两球组成的系统所受合外力为零
9.如图所示,正在太空中行走的宇航员A、B沿同一直线相向运动,相对空间站的速度大小分别为3 m/s和1 m/s,迎面碰撞后(正碰),A、B两宇航员均反向运动,速度大小均为 2 m/s。则A、B两宇航员的质量之比为( )
A.3∶5 B.2∶3
C.2∶5 D.5∶3
10.如图所示,A、B两物体质量之比mA∶mB＝3∶2,原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑。当弹簧突然被释放后,以下情景中系统动量不守恒的是( )
A.若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同,A、B组成的系统
B.若A、B与C上表面间的动摩擦因数相同,A、B、C组成的系统
C.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B组成的系统
D.若A、B所受的摩擦力大小相等,A、B、C组成的系统
11.质量M＝100 kg的小船静止在水面上,船首站着质量m甲＝40 kg的游泳者甲,船尾站着质量m乙＝60 kg的游泳者乙,船首指向左方,若甲、乙两游泳者在同一水平线上,甲朝左、乙朝右均以3 m/s的速率同时跃入水中后瞬间( )
A.小船向左运动,速率为1 m/s
B.小船向左运动,速率为0.6 m/s
C.小船向右运动,速率大于1 m/s
D.小船仍静止
12.如图甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰,小球的质量分别为m1和m2。图乙为它们碰撞前后的x-t(位移—时间)图像。已知m1＝0.1 kg。由此可以判断( )
A.碰前质量为m1的小球静止,质量为m2的小球向左运动
B.碰后质量为m2的小球和质量为m1的小球都向右运动
C.m2＝0.3 kg
D.两个小球的碰撞是非弹性碰撞
13.总质量为M的火箭以速度v0飞行,质量为m的燃气相对于火箭以速率u向后喷出,此后火箭的速度大小为( )
A.v0＋ B.v0- C.v0＋(v0＋u) D.v0＋
14.如图,小船静止在水面上,站在船尾的人不断将船尾舱的鱼水平抛入左方船头的舱内(鱼可视为质点,抛出点高度保持不变,一条鱼落入船头的舱内后再抛出下一条鱼),下列说法正确的是( )
A.为使鱼始终可保证落入船头的舱内,人抛出鱼的速度应逐渐增大
B.为使鱼始终可保证落入船头的舱内,人抛出鱼的速度应保持不变
C.抛完所有鱼后,小船静止,船相对岸位置不变
D.抛完所有鱼后,小船静止,船相对岸向左移动了一些
非选择题:（共3小题,共44分。解答时请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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。）
15.（14分）竞技跳水是奥运会正式竞赛项目之一,分跳板跳水和跳台跳水。如图所示,某质量为m的运动员在进行10 m跳台跳水训练时,以速度v0竖直向上起跳,经过一段时间后竖直落入水中。水池中水深5 m,运动员在水中做匀减速运动,且运动员到达池底时速度恰好减为零,取v0＝5 m/s,m＝60 kg,g＝10 m/s2,空气阻力不计,求:
(1)运动员入水时的速度大小;
(2)运动员从离开跳台至到达池底的整个过程所用的时间;
(3)运动员在水中受到水的平均作用力大小。
16.（14分）如图所示,在光滑水平面上有一个长为L的木板B,上表面粗糙,在其左端有一个光滑的圆弧槽C,C与长木板接触但不连接,且下端与木板的上表面相平,B、C静止在水平面上。某时刻滑块A以初速度v0从右端滑上B并以的速度滑离B,恰好能到达C的最高点。A、B、C的质量均为m,重力加速度为g,求:
(1)滑块与木板B上表面间的动摩擦因数μ;
(2)圆弧槽C的半径R;
(3)A、C最终分离时,各自的速度大小。
17.(16分)某中学物理兴趣小组对爆竹释放的能量产生兴趣,想通过如图所示的装置展开研究。B是一个两侧都有竖直挡板(厚度不计)、质量为 M＝2 kg、长度为L＝2.85 m的小车,放在光滑的水平面上,A是一个质量为m＝1 kg的小物块(可视为质点),A、B间的动摩擦因数为0.08,小物块和小车的挡板碰撞无机械能损失。该小组将一常见型号的爆竹挤压在A、B之间,三者保持静止,爆炸后A、B开始运动,爆竹爆炸产生的碎屑在小车上无残留。经t＝0.5 s,A与B的挡板发生第一次碰撞。重力加速度大小为10 m/s2。求:
(1)爆炸后运动过程中小物块A和小车B的加速度大小;
(2)爆炸释放的能量值E(假设爆竹释放的能量全部转化为A、B的动能);
(3)小物块A和小车B多次碰撞后,停在B上的位置距小车右侧挡板的距离。
