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h，同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m，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小物块的冲量大小为
D. 弹簧压缩到最短时，小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. 矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，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. 子弹对滑块做功一样多
B. 子弹对滑块做的功不一样多
C. 系统产生的热量一样多
D. 系统产生的热量不一样多
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F，F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0.5。重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 末小物块速度为0
B. 末小物块速度最大
C. 内合力冲量大小为
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A、B相向运动，小球A的质量为m、速度大小为2v0，小球B的质量为2m、速度大小为v0，两小球发生正碰后，下列说法正确的是（ ）
A. 因小球B的质量大于小球A的质量，故两小球均向左运动
B. A、B两小球可能均反向运动，速度大小不变
C. A、B两小球可能均反向运动，速度交换
D. 小球A动量变化量的大小可能为3mv0
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
12. 像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．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没有摩擦．
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图2所示，采用的实验步骤如下：
①a. 用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB．
b. 调整气垫导轨，使导轨处于水平．
c. 在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．
d. 用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图3所示．读出滑块的宽度d ＝__________cm．
e. 按下电钮放开卡销，光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为s和s．滑块通过光电门E的速度v1 =______ m/s，滑块通过光电门F的速度；v2 =______ m/s
②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________．
13. 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A1（满偏电流为3 mA，内阻RA1=10 Ω）
C．电流表A2（量程0~0.6 A，内阻RA2约为0.1 Ω）
D．滑动变阻器R1（0~20 Ω，10 A）
E．定值电阻R0（1190 Ω）
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A1、A2的示数I1、I2，利用测出的数据画出I1-I2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E=___________V，内阻r=___________Ω。（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. 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6m/s的速度竖直向下打在运动员的手上，然后以8m/s的速度竖直向上飞出。已知排球的质量为250g，排球与手作用时间为0.2s。重力加速度g取10m/s2。求：
（1）排球的动量变化量大小；
（2）排球对手的平均作用力大小。
15. 如图，用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O点，初始时，轻绳处于水平拉直状态，现将a由静止释放，当物块a下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块b发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后b滑行的最大距离为s，已知b的质量是a的3倍，b与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，求
(1)碰撞后瞬间物块b速度的大小；
(2)轻绳的长度。
16. 如图所示，用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块静止于光滑的水平地面上，弹簧处于原长，质量为4 kg的物块C以v＝6 m/s的初速度在光滑水平地面上向右运动，与前方的物块A发生碰撞（碰撞时间极短），并且C与A碰撞后二者粘在一起运动．在以后的运动中，求：
(1)当弹簧的弹性势能最大时，物体B的速度多大？弹簧弹性势能的最大值是多大？
(2)弹簧第一次恢复原长时B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
物理试卷 答案解析
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
【答案】C
【解析】
【详解】AB．动量大小为
即使质量和速度都不同，动量也可能相同，因此无法由相同的动量判断出质量或速度相同，故AB错误；
C．动量是矢量，动量相同，其大小和方向都得相同，而动量方向和速度方向一样，故具有相同的动量时，运动方向一定相同，故C正确；
D．由
可知，动量相同，动能不一定相同，故D错误。
故选C。
2. 在没有空气阻力的条件下，在距地面高为h，同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m，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
【答案】C
【解析】
【详解】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，故它们重力的冲量为
可知竖直上抛的冲量物体最大。
故选C。
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.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，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
解得
故选B。
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
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．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，槽的支持力对其做功，小球的机械能不守恒，故AB错误，C正确；
D．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。
故选C。
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
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据碰撞的特征，碰撞过程中都满足动量守恒定律，当碰撞后两车迅速粘合在一起，是完全非弹性碰撞，机械能损失最大。故A错误；
B．对大人和碰碰车，规定向右为正方向，根据动量守恒有
解得
则大人和碰碰车的动量变化了
故B错误；
C．对小孩和碰碰车由动量定理得
故C错误；
D．对小孩和碰碰车,由，可得
故D正确。
故选Ｄ。
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.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，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
解得
又有
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. 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小物块的冲量大小为
D. 弹簧压缩到最短时，小物块到木板最右端的距离为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据题意可知，小物块开始相对于木板向左运动直到弹簧压缩到最短过程中，木板向左做加速运动，弹簧恢复原长的过程中，开始阶段弹簧的弹力大于小物块与木板间摩擦力，木板继续向左做加速运动，当弹簧的弹力小于小物块与木板间摩擦力直到小物块相对于木板向右滑动到木板的最右端过程中，木板向左做减速运动，最后小物块与木板共同向左做匀速运动，故A正确；
BD．弹簧压缩量最大时小物块与木板速度相等，弹簧弹性势能最大，小物块与木板组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律有
从小物块滑上木板到弹簧压缩最短过程，由能量守恒定律有
从小物块滑上木板到小物块到达木板最右端过程，由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
联立解得
，
故D错误，B正确；
C．整个过程，对小物块，由动量定理得
整个过程中合力对小物块的冲量大小为，而小物块所受合力为重力、木板的作用力和弹簧的作用力，则整个过程中木板和弹簧对物块的冲量大小不等于，故C错误。
本题选不正确的，故选CD。
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，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. 子弹对滑块做功一样多
B. 子弹对滑块做的功不一样多
C. 系统产生的热量一样多
D. 系统产生的热量不一样多
【答案】AC
【解析】
【详解】最终子弹都没有射出，则最终子弹与滑块的速度相等，根据动量守恒定律可知，两种情况下系统的末速度相同。
AB．子弹对滑块做的功等于滑块动能的变化量，滑块动能的变化量相同，则子弹对滑块做功一样多，故A正确，B错误；
CD．根据能量守恒定律得，系统初状态的总动能相等，末状态总动能相等，则系统损失的能量，即产生的热量一样多，故C正确、D错误。
故选AC。
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. ，
【答案】BC
【解析】
【详解】根据题意可知，碰撞前系统的总动量为
系统总的机械能为
A．如果碰撞后，，则碰撞后的速度大于的速度，不符合实际情况，故A错误；
B．如果碰撞后，，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．如果碰撞后，，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．如果碰撞后，，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. 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F，F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0.5。重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 末小物块速度0
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
【答案】ACD
【解析】
【详解】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F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F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. 在光滑水平面上，形状、大小均相同的两个小球A、B相向运动，小球A的质量为m、速度大小为2v0，小球B的质量为2m、速度大小为v0，两小球发生正碰后，下列说法正确的是（ ）
A. 因小球B的质量大于小球A的质量，故两小球均向左运动
B. A、B两小球可能均反向运动，速度大小不变
C. A、B两小球可能均反向运动，速度交换
D. 小球A动量变化量的大小可能为3mv0
【答案】BD
【解析】
【详解】设向右为正方向，若两球碰后黏在一起，则由动量守恒定律
此时两球均静止，此时小球A动量变化量大小为2mv0；
若两球发生弹性碰撞，则
解得
即此时A、B两小球均反向运动，速度大小不变；此时小球A动量变化量大小为4mv0，即小球A动量变化量的大小在2mv0~4mv0之间，可能为3mv0。
故选BD。
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
12. 像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．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没有摩擦．
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图2所示，采用的实验步骤如下：
①a. 用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB．
b. 调整气垫导轨，使导轨处于水平．
c. 在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．
d. 用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图3所示．读出滑块的宽度d ＝__________cm．
e. 按下电钮放开卡销，光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为s和s．滑块通过光电门E的速度v1 =______ m/s，滑块通过光电门F的速度；v2 =______ m/s
②利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是____________________．
【答案】 ①. ①1.015 ②. 2.03, ③. 2.99 ④. ②mAv1=mBv2
【解析】
【详解】①.d、[1].滑块的宽度应该是主尺的示数1cm与副尺的示数的和，而副尺共有20个小格，即精确到0.05mm，由于第三个小格与主尺刻度线对齐，故读数为0.05mm×3=0.15mm，所以滑块的宽度为d=1cm+0.15mm=1cm+0.015cm=1.015cm;
e、[2][3].滑块通过光电门E的速度
滑块通过光电门F的速度
②[4].由于系统水平方向所受合外力为0，故系统水平方向动量守恒，在释放前系统动量为0，故在释放后系统的动量仍然为0，则有
mAv1+mB（-v2）=0，
即
mAv1=mBv2．
13. 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A1（满偏电流为3 mA，内阻RA1=10 Ω）
C．电流表A2（量程为0~0.6 A，内阻RA2约为0.1 Ω）
D．滑动变阻器R1（0~20 Ω，10 A）
E．定值电阻R0（1190 Ω）
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A1、A2的示数I1、I2，利用测出的数据画出I1-I2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E=___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留两位有效数字）
【答案】 ①. 1.5 ②. 0.60
【解析】
【详解】[1][2]由图像可知，图线与纵轴的交点的纵坐标为I1=1.25 mA，与横轴的交点的横坐标为I2=0.5 A，则干电池的内阻为
r===Ω=0.60 Ω
干电池的电动势为
E=I1（RA1+R0）=1.25×10-3×（10+1190）V=1.5 V
四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）
14. 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6m/s的速度竖直向下打在运动员的手上，然后以8m/s的速度竖直向上飞出。已知排球的质量为250g，排球与手作用时间为0.2s。重力加速度g取10m/s2。求：
（1）排球的动量变化量大小；
（2）排球对手的平均作用力大小。
【答案】（1）3.5kg·m/s；（2）20N
【解析】
【详解】（1）取竖直向上为正方向，排球的动量变化量为
Δp=mv2﹣mv1
代入数据解得
（2）由动量定理可得
Ft﹣mgt=Δp
代入数据解得
F=20N
由牛顿第三定律得
F’=F=20N
15. 如图，用不可伸长轻绳将物块a悬挂在O点，初始时，轻绳处于水平拉直状态，现将a由静止释放，当物块a下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上物块b发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后b滑行的最大距离为s，已知b的质量是a的3倍，b与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，求
(1)碰撞后瞬间物块b速度的大小；
(2)轻绳的长度。
【答案】(1)；(2)4μs
【解析】
【分析】
【详解】(1)设a的质量为m，则b的质量为3m，对物块b碰后由动能定理
解得
(2)a球从水平位置摆下的过程
ab碰撞的过程
解得
16. 如图所示，用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块静止于光滑的水平地面上，弹簧处于原长，质量为4 kg的物块C以v＝6 m/s的初速度在光滑水平地面上向右运动，与前方的物块A发生碰撞（碰撞时间极短），并且C与A碰撞后二者粘在一起运动．在以后的运动中，求：
(1)当弹簧的弹性势能最大时，物体B的速度多大？弹簧弹性势能的最大值是多大？
(2)弹簧第一次恢复原长时B的速度多大？
【答案】(1)Ep=12J；(2)
【解析】
【详解】(1) 当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大
由于A、B、C三者组成的系统动量守恒：
（mA+mB）v=（mA+mB+mC）V
解得：V=3m/s
由于A、C两者组成的系统动量守恒：
mCv＝(mA＋mC)v1
解得v1=4 m/s
设弹簧的弹性势能最大为EP，根据机械能守恒得：
解得：；
(2) )C、A碰撞后为初状态，再次恢复原长为末状态，则有：
系统动量守恒有：
系统能量守恒有：
解得：．
