黄梅国际育才高级中学2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试卷
满分100分 考试时间75分钟
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 两个物体具有相同的动量，则它们一定具有( )
A. 相同的速度 B. 相同的质量 C. 相同的运动方向 D. 相同的动能
2. 在没有空气阻力的条件下，在距地面高为，同时以相等初速度分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体，当它们从抛出到落地时，比较它们所受重力的冲量。有( )
A. 平抛过程最大 B. 竖直下抛过程最大 C. 竖直上抛过程最大 D. 三者一样大
3. 一弹丸在飞行到距离水平地面高处时速度方向恰好水平，速度大小，此时弹丸炸裂成甲、乙两块弹片，且两弹片水平飞出。不计空气阻力，重力加速度大小，两块弹片飞行的轨迹如图所示，则甲、乙两块弹片的质量之比为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口的正上方从静止开始下落，与圆弧槽相切自点进入槽内，并从点飞出，则以下结论中正确的是( )
A. 小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B. 小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
C. 小球自半圆槽的最低点向点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
D. 小球离开点以后，将做竖直上抛运动
5. 在游乐场上，一个大人和一个小孩各驾着一辆碰碰车迎面相撞，如图所示。已知大人和车的总质量为，速度为，小孩和车的总质量为，速度为，碰碰车质量相同，碰撞后两车迅速粘合在一起，忽略碰碰车与地面间的摩擦，则关于两车碰撞过程的下列说法中正确的是( )
A. 两车组成的系统满足动量守恒和机械能守恒
B. 大人和碰碰车的动量变化了
C. 合外力对小孩和碰碰车的冲量大小为
D. 如果碰撞在内完成，两车间产生的平均冲力为
6. 如图所示，一个质量为的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为，长绳的下端刚好和水平面接触。初始静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿长绳向下滑动，当他滑到长绳下端时，他离地面的高度大约是可以把人看作质点( )
A. B. C. D.
7. 如图所示，质量为的木板静止在光滑水平面上，木板左端固定一轻质挡板，一根轻弹簧左端固定在挡板上，质量为的小物块从木板最右端以速度滑上木板，压缩弹簧，然后被弹回，运动到木板最右端时与木板相对静止。已知物块与木板之间的动摩擦因数为，整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内，则下列说法不正确的是 （ ）
A. 木板先加速再减速，最终做匀速运动
B. 整个过程中弹簧弹性势能的最大值为
C. 整个过程中木板和弹簧对物块的冲量大小为
D. 弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离为
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 质量为的矩形木块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为的子弹以速度水平射向木块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较 ( )
A. 子弹对木块做功一样多 B. 子弹对木块做的功不一样多
C. 系统产生的热量一样多 D. 系统产生的热量不一定多
9. 两球、在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，、、、。当球追上球并发生碰撞后，两球、速度的可能值是取两球碰撞前的运动方向为正( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
10. 质量为的小物块，在粗糙的地面上处于静止状态。现对其施加一个水平向右的力，的大小随时间变化情况如图所示，小物块与地面间的动摩擦因数为。重力加速度取，则下列说法正确的是( )
A. 末小物块速度为 B. 末小物块速度最大
C. 内合力的冲量大小为 D. 后小物块继续运动停下
11. 在光滑水平面上，形状、大小均相同的两个小球、相向运动，小球的质量为、速度大小为，小球的质量为、速度大小为，两小球发生正碰后，下列说法正确的是
A. 因小球的质量大于小球的质量，故两小球均向左运动
B. 、两小球可能均反向运动，速度大小不变
C. 、两小球可能均反向运动，速度交换
D. 小球动量变化量的大小可能为
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
12. （10分） 光电计时器同打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示；、分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从、间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的运动。
我们可以用带有光电门、的气垫导轨以及滑块和来验证动量守恒定律，实验装置如图乙所示，采用的实验步骤如下：A.用天平分别测出滑块、的质量、；
B.调整气垫导轨，使导轨处于水平状态；
C.在和间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，系统静止放置在气垫导轨上。
D.用游标卡尺测量小滑块的宽度，卡尺示数如图丙所示，读出滑块的宽度________。E.按下电钮放开卡销，光电门、各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和。滑块通过光电门的速度________，滑块通过光电门的速度________。结果保留三位有效数字
利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是________。用题中字母表示
13. （8分） 某实验小组做“测量电池的电动势和内阻”的实验，他们在实验室里找到了以下器材：
A.一节待测的干电池
B.电流表满偏电流为，内阻
C.电流表量程为，内阻约为
D.滑动变阻器
E.定值电阻 F.开关和导线若干．
某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但提供了两块电流表，于是他设计了如图甲所示的电路，并进行实验该同学测出几组电流表、的示数、，利用测出的数据画出的关系图像如图乙所示，则由图像可得被测干电池的电动势____，内阻______结果均保留两位有效数字
四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）
14. （12分）电影夺冠让人们想起了中国女排在奥运会夺冠的激动人心的时刻，女排队员的拼搏精神永远激励着人们奋发前进。如图所示，一排球运动员进行垫球训练，排球以的速度竖直向下打在运动员的手上，然后以的速度竖直向上飞出。已知排球的质量为，排球与手作用时间为。重力加速度取。求：
排球的动量变化量大小；
排球对手的平均作用力大小。
15.（12分）如图所示，用不可伸长轻绳将物块悬挂在点，初始时轻绳处于水平拉直状态。现将由静止释放，当物块下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块发生弹性碰撞碰撞时间极短，碰撞后滑行的最大距离为。已知的质量是的倍，与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，求：
碰撞后瞬间物块速度的大小；
轻绳的长度．
16. （14分） 如图所示，用轻弹簧相连的质量均为的、两物块静止于光滑的水平地面上，弹簧处于原长，质量为的物块以的初速度在光滑水平地面上向右运动，与前方的物块发生碰撞碰撞时间极短，并且与碰撞后二者粘在一起运动．在以后的运动中，求：
当弹簧的弹性势能最大时，物体的速度多大？弹簧弹性势能的最大值是多大？
弹簧第一次恢复原长时的速度多大？黄梅国际育才高级中学2023-2024学年高二上学期9月月考
物理答案
【答案】
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
8. 9. 10. 11.
12. ；；；。
13. ．；．
14. 解：取竖直向上为正方向，则初速度为，末速度为。
排球速度变化量大小为：；
排球的动量变化量为；
由动量定理可知，合外力的冲量等于动量的变化量，即：，
代入数据可得：。
根据牛顿第三定律可得：排球对手的平均作用力大小为。
答：排球的动量变化量大小为；
排球对手的平均作用力大小为。
15. 。
16. 设与碰撞后速度为，由于、两者组成的系统动量守恒：
解得：
当、、三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大，设此速度为。
、、三者组成的系统动量守恒：
解得：
设弹簧的弹性势能最大为，根据机械能守恒得：
解得：；
取、碰撞后为初状态，再次恢复原长为末状态，设此时速度为，的速度为。
根据系统动量守恒有：
系统机械能守恒有：
解得：
【解析】
1. 【分析】
物体的动量，根据动量定义式分析答题。根据分析，动量和动能的关系。
本题考查了动量定义式的应用，知道动量的定义式、知道动量是矢量即可正确解题。
【解答】
两个物体具有相同的动量，它们质量与速度的乘积大小相等，速度方向相同，它们的速度与质量不一定相同，故AB错误，C正确；
D.根据可知，两物体的动量相同，但质量不一定相同，故动能不一定相同，故D错误；
故选C。
2. 【分析】
三种运动中的物体均只受重力，分析他们运动时间的大小关系，即可求得重力冲量的大小关系。
本题考查冲量的分析，只需明确三个物体的运动时间即可。
【解答】
三个小球中竖直上抛的物体运动时间最长，而竖直下抛的物体运动时间最短，它们重力的冲量，则竖直上抛的物体最大，故C正确，ABD错误。
故选C。
3. 【分析】
根据平抛运动的规律求出甲乙的初速度，然后根据爆炸过程水平方向动量守恒列式，可求出质量之比。
【解答】
设甲、乙两块弹片的质量分别为，，由题图知，两弹片做平抛运动的时间为，
甲做平抛运动的初速度，
乙做平抛运动的初速度，
炸裂过程中甲、乙组成的系统在水平方向动量守恒，取弹丸运动方向为正方向，
有2，
解得，B正确。
4. 【分析】
考查动量守恒定律与机械能守恒定律．当球下落到最低点过程，由于左侧固定物块的作用，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，但小球机械能守恒．当球从最低点上升时，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒，但小球机械能不守恒，而小球与槽组成的系统机械能守恒。
【解答】
小球在半圆槽内由向运动时，由于槽的左侧有一固定在水平面上的物块，槽不会向左运动，则小球的机械能守恒，从到做圆周运动，小球和槽组成的系统在水平方向上所受合外力不为零，动量不守恒；
小球从到运动的过程中，槽向右运动，系统在水平方向上合外力为零，动量守恒，小球的机械能不守恒，槽的支持力对其做功，故A、B错误，C正确；
小球离开点时，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动，故D错误。
5. 解：、两车组成的系统满足动量守恒，由于发生非弹性碰撞，所以机械能不守恒，故A错误；
、以碰撞前大人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得：，大人和碰碰车的动量变化了，代入数据解得：
由动量定理可知，碰撞过程中小孩和其驾驶的碰碰车受到的总冲量，故BC错误；
D、如果碰撞在内完成，则，解得两车间产生的平均冲力为，故D正确。
故选：。
碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律解得碰后两车的速度，根据动量定理解得冲量大小和平均冲力大小。
本题以碰碰车是大人和小孩都喜欢的娱乐活动为情景载体，考查了动量守恒定律、动量定理和图像的综合运用，能够从图像中获取碰撞前后的速度大小和方向是解决本题的关键。
6. 设人的速度为，气球的速度为，人下滑的距离为，气球上升的距离为，根据人和气球动量守恒得，则有，所以，气球和人运动的路程之和为，则人下滑的距离为，气球上升的距离为，则此时人离地面的高度大约是。故选B。
7. 【分析】
木块相对于木板向左运动过程木板向左做加速运动，木块相对于木板向右滑动过程，木板向左做减速运动，最后木块与木板共同做匀速运动；根据动量守恒定律和能量守恒定律得到整个过程中弹簧弹性势能的最大值和弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离；根据动量定理得到整个过程合力对物块的冲量大小。
本题滑块木板模型，综合性较强，难度较大。
【解答】
A.木块相对于木板向左运动过程木板向左做加速运动，木块相对于木板向右滑动过程，木板向左做减速运动，最后木块与木板共同做匀速运动，故A错误；
弹簧压缩量最大时木块与木板速度相等，弹簧弹性势能最大，木块与木板组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：
从木块滑上木板到弹簧压缩最短过程，由能量守恒定律得：
从木块滑上木板到木块到达木板最右端过程，由动量守恒可知，最后速度，由能量守恒定律得：
解得：，，故B正确，D错误；
C.整个过程，对木块，由动量定理得：，整个过程中合力对木块的冲量大小为，而木块所受合力为重力、木板的作用力和弹簧的作用力，故整个过程中木板和弹簧对物块的冲量大小并不等于，但故C错误。
故选B。
8. 【分析】根据动量守恒定律确定子弹与木块最终达到共同速度；根据动能定理确定子弹对木块做功；根据系统损失的机械能转化为热量可确定热量。
【解答】子弹两次都没射出，则子弹与木块最终达到共同速度，设为，由动量守恒定律可得，解得；子弹对木块所做的功等于木块获得的动能，故选项A正确；系统损失的机械能转化为热量，故选项C正确。
9. 碰撞前系统的总动量为
系统总的机械能为
A.如果 ， ，则碰撞后的速度大于的速度，不符合实际情况，故A错误；
B.如果 ， ，碰后系统动量为
碰后系统机械能为
碰撞过程系统满足动量守恒，满足机械能不增加原则，故B正确；
C.如果 ， ，碰后系统动量为
碰后系统机械能为
碰撞过程系统满足动量守恒，满足机械能不增加原则，故C正确；
D.如果 ， ，则碰撞后的速度大于的速度，不符合实际情况，故D错误。
故选BC。
10. A.物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力为，根据图像可得末时，故此时小物块才刚要开始运动，A正确；
B.根据图像可知间，即该段时间小物块做加速运动，末时力等于摩擦力，故可知末小物块速度最大，B错误；
C.物块从末开始运动，根据图像与横轴围成的面积可知力的冲量为，
该段时间摩擦力的冲量为， 内合力的冲量大小为，C正确；
D.设末物块的速度为，根据动量定理有，解得，后小物块在摩擦力的作用下做匀减速运动，故运动的距离为，D正确。
故选ACD。
11. 【分析】
碰撞过程中动量守恒，假设小球、发生弹性碰撞，可求出小球、两小球，即速度变化量的最大值。
本题考查了动量守恒定律的应用，分析请小球的运动过程，应用动量守恒定律即可解题；解题时注意正方向的选择。
【解答】A.、两小球发生正碰，满足动量守恒，系统初动量为零，则碰撞后不可能均向左运动，项错误；
小球、发生弹性碰撞，选向右为正方向，设碰后小球的速度为，小球的速度为，则有
解得，
故B正确，C错误；
D.若小球动量变化量的大小为，则反向运动，速度大小为，根据动量守恒定律，小球的速度大小为，两小球的速度大小均小于碰撞前的速度，系统的机械能减少，为非弹性碰撞，所以小球动量变化量的大小可能为，项正确。
12. 【分析】
游标卡尺的读数的方法是先读主尺的刻度，再看游标尺上有多少个刻度，再看游标尺的第几个刻度线与主尺上的刻度线对齐，则游标尺的读数为，则总的读数为主尺上的读数游标尺的读数为。
滑块的宽度除以滑块通过光电门的时间即为滑块通过光电门时的速度。
由于系统水平方向所受合外力为，故系统水平方向动量守恒，在释放前系统的动量为，故在释放后系统的动量仍然为，则有。
一定要掌握游标卡尺的读数的方法，这是高考的重点内容。
【解答】
滑块的宽度应该是主尺的示数与副尺的示数的和，而副尺共有个小格，即精确到，由于第三个小格与主尺刻度线对齐，故读数为，所以滑块的宽度为；
滑块通过光电门的速度大小；
滑块通过光电门的速度大小；
由于系统水平方向所受合外力为，故系统水平方向动量守恒，在释放前系统的动量为，故在释放后系统的动量仍然为，则有。
13. 【分析】
本题考查测定电源的电动势和内阻的实验数据的处理，干电池的内阻为，结合图像进行解答。
【解答】
由图像可知，图像与纵轴的交点的纵坐标为．，与横轴的交点的横坐标为．，则干电池的内阻为．，
干电池的电动势为．．。
14. 首先选取正方向，根据动量的定义式结合速度的变化情况求解动量变化量大小；
由动量定理求出平均作用力大小。
本题主要是考查动量定理，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，知道合外力的冲量才等于动量的变化。
15. 【分析】
清楚物块的运动过程是解题的前提，把握每个过程的物理规律是关键。要知道弹性碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，运用动能定理时要注意选择研究的过程．
【解答】设的质量为，则的质量为，
对物块碰后由动能定理得，
解得
球从水平位置摆下的过程，
碰撞的过程，
，
解得。
16. 本题是动量守恒问题中典型的弹簧模型，注意共速时弹簧弹性势能最大。
