北京市民大附中2020学年高二物理9月月考试题（含解析） 16页

北京市民大附中2020学年高二物理9月月考试题（含解析） ‎ 一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）‎ ‎1.下面关于冲量的说法中正确的是( )‎ A. 物体受到很大的冲力时，其冲量一定很大 B. 当力与位移垂直时，该力的冲量为零 C. 不管物体做什么运动，在相同时间内重力的冲量相同 D. 只要力的大小恒定，其相同时间内的冲量就恒定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：冲量是力与时间的乘积，是矢量：‎ 力大，冲量不一定大，A错误；当力与位移垂直时，该力的冲量不为零，B错误；不管物体做什么运动，在相同时间内重力的冲量相同，C正确；只要力的大小恒定，其相同时间内冲量大小一样，但方向不一定一样，D错误。‎ 考点：本题考查冲量的概念与理解。‎ ‎2.关于物体的动量、冲量、动量的变化量，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体受的力越大，力的冲量就越大 B. 冲量与动量的单位在国际单位制下是相同的，所以冲量就是动量 C. 某个物体的动量变化越快，它受到的合外力一定越大 D. 某个物体的动能变化，则它的动量不一定变化 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据公式I=Ft，力大，力的冲量不一定大，还与时间有关，故A项与题意不相符；‎ B. 冲量与动量的单位在国际单位制下是相同的，但冲量是过程量，动量是状态量，所以冲量不是动量，故B项与题意不相符；‎ C. 根据动量定理，有：故某个物体的动量变化越快，它受到的合外力一定越大，故C项与题意相符；‎ D. 某个物体的动能变化，速度大小一定变化，故动量一定变化，故D项与题意不相符。‎ ‎3.在光滑水平地面上一个质量为‎0.2kg的小球以‎6m/s的水平速度撞击竖直墙，再以‎4m/s的水平速度反向弹回，若小球与竖直墙的作用时间为0.2s，则小球受到竖直墙的平均作用力大小为（　　）‎ A. 6 N B. 8 N C. 10 N D. 12N ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】规定末速度的方向为正方向，根据动量定理知，‎ Ft=mv2-mv1‎ 解得：‎ A. 6N与分析不相符，故A项错误；‎ B. 8N与分析不相符，故B项错误；‎ C. 10N与分析相符，故C项正确；‎ D. 12N与分析不相符，故D项错误。‎ ‎4.如图，质量为M的小车A停放在光滑的水平面上，小车上表面粗糙．质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上，车足够长，滑块不会从车上滑落，则小车的最终速度大小为（　　）‎ A. 零 B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】B滑上A的过程中，AB系统动量守恒，根据动量守恒定律得：‎ mv0=（M+m）v 解得：v=‎ 故选：C ‎5.质量为m的小球A以速度v与质量为‎3m的静止小球B发生正碰后，以的速度被反弹回，则碰撞后B球的速度大小是（　　）‎ A. B. 2v C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设小球A的初速度方向为正，根据动量守恒定律：‎ 得：‎ A.与分析不相符，故A项错误；‎ B. 2v与分析不相符，故B项错误；‎ C. 与分析相符，故C项正确；‎ D.与分析不相符，故D项错误。‎ ‎6.质量相等的A、B两球在光滑水平面上，沿同一直线，同一方向运动，A球的动量为pA=‎9kg•m/s，B球的动量为pB=‎3kg•m/s．当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后 A、B两球的动量可能值是（　　）‎ A. pA′=‎6kg•m/s，pB′=‎6kg•m/s B. pA′=‎8kg•m/s，pB′=‎4kg•m/s C. pA′=‎-2kg•m/s，pB′=‎14kg•m/s D. pA′=‎-4kg•m/s，pB′=‎8kg•m/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 碰撞前系统总动量：‎ p=pA+pB=‎12kg•m/s，‎ 由题意可知mA=mB=m；如果pA′=‎6kg•m/s，pB′=‎6kg•m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能：‎ ‎，vA′=vB′‎ 符合实际，故A正确；‎ B. 如果pA′=‎8kg•m/s，pB′=‎4kg•m/s，碰撞过程动量守恒，有：‎ ‎，vA′>vB′‎ 不符合实际，故B错误；‎ C. 如果pA′=‎-2kg•m/s，pB′=‎14kg•m/s，则碰撞后系统的总动能为：‎ 系统动能增加，不符合实际，故C错误；‎ D. 如果pA′=‎-4kg•m/s，pB′=‎8kg•m/s，碰撞后系统总动量为：‎ p′=pA′+pB′=‎-4kg•m/s+‎8kg•m/s=‎4kg•m/s 碰撞过程动量不守恒，不符合题意，故D错误。‎ ‎7.质量为M 的小车静止在光滑水平面上，车上是一个四分之一圆周的光滑轨道，轨道下端切线水平．质量为m的小球沿水平方向从轨道下端以初速度v0滑上小车，重力加速度为g，如图所示．已知小球不从小车上端离开小车，小球滑上小车又滑下，与小车分离时，小球与小车速度方向相反，速度大小之比等于1：3，则m：M的值为( )‎ A. 1：3 B. 3：‎5 ‎C. 3：1 D. 5：3‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设小球的初速度方向为正方向，由动量守恒可知：‎ mv0=Mv1-mv2‎ 对整体有机械能守恒定律可得：‎ 联立解得：‎ A. 1：3与分析不符，故A项错误；‎ B. 3：5与分析相符，故B项正确；‎ C. 3：1与分析不符，故C项错误；‎ D. 5：3与分析不符，故D项错误。‎ 二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）‎ ‎8.如图所示，木块B与水平弹簧相连放在光滑水平面上，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内，入射时间极短，下列说法正确的是（ ）‎ A. 子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒 B. 子弹射入木块的过程中，子弹与木块组成的系统机械能守恒 C. 木块压缩弹簧的过程中，子弹、木块与弹簧组成的系统动量守恒 D. 木块压缩弹簧的过程中，子弹、木块与弹簧组成的系统机械能守恒 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 子弹射入木块的过程中系统所受合外力为零，系统动量守恒，故A项与题意相符；‎ B. 子弹射入木块的过程中要克服阻力做功产生热能，系统机械能不守恒，故B项与题意不相符；‎ C. 木块压缩弹簧过程中系统所受合外力不零，系统动量不守恒，故C项与题意不相符；‎ D. 木块压缩弹簧过程中，只有弹簧的弹力做功，子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒，故D项与题意相符。‎ ‎9.水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下．两物体的v-t图线如图，图中AB∥CD，则（　　）‎ A. F1大于F2 B. F1小于F2‎ C. F1的冲量小于F2的冲量 D. F1的冲量大于F2的冲量 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由图，AB与CD 平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等。再对加速过程可知，a的加速度大于b的加速度，因此由牛顿第二定律F-f=ma可知F1大于F2，故A正确，B错误；由图可知，a的运动时间小于b的时间，根据I=ft可知，摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，根据动量定理，对整个过程研究得：F1t1-ftOB=0，F2t2-ftOD=0；由图看出，tOB＜tOD，则有 F1t1＜F2t2，即F1的冲量小于F2的冲量。故C正确，D错误。故选AC。‎ ‎【点睛】本题考查动能定理、牛顿第二定律以及v-t图象的性质，首先考查读图能力，其次要注意在应用动量定理时要注意明确对全程的分析，注意各物理量的矢量性．‎ ‎10.关于动量的变化，下列说法正确的是（　　）‎ A. 做直线运动物体速度增大时，动量的增量△p与运动方向相同 B. 做直线运动的物体速度减小时，动量的增量△p的方向与运动方向相反 C. 物体的速度大小不变时，动量的增量△p为零 D. 物体做曲线运动时，动量的增量一定不为零 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 动量的变化等于初末两状态动量的差值；对于加速直线运动，动量的增量△p与运动方向相同；故A项与题意相符；‎ B. 对于减速直线运动，动量的增量△p与运动方向相反，即动量是在减小的；故B项与题意相符；‎ C. 物体的速度大小不变时，动量的增量不一定为零；如圆周运动；故C项与题意不相符；‎ D. 物体做如果做匀速圆周运动运动到同一个位置的状态，动量增量为0，故D项与题意不相符。‎ ‎11.如图所示，一质量为‎1kg的滑块A以 的速度在光滑水平面上向右运动，一质量为‎2kg的滑块B以的速度向左运动并与滑块A发生碰撞，已知滑块B的左侧连有轻弹簧，下列说法正确的是 　　‎ A. 当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小为 B. 当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小为 C. 两滑块相距最近时，滑块B的速度大小为 D. 两滑块相距最近时，滑块B的速度大小为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B、以向右为正方向，A、B组成的系统所受的合外力为零，系统动量守恒，当滑块A的速度减为0时，由动量守恒定律得：′，‎ 即：，，方向向左；即当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小为‎1.5m/s，A错误，B正确；‎ C、D、两滑块相距最近时速度相等，设相等的速度为v．根据动量守恒定律得：‎ ‎，‎ 解得：，大小为；C错误；D正确；‎ ‎12.如图所示，木块A静置于光滑的水平面上，其曲面部分MN是光滑的，水平部分NP是粗糙的．现有物体B从M点由静止开始沿MN下滑，设NP足够长，则以下叙述正确的是（　　）‎ A. A、B最终以相同速度运动 B. A、B最终速度均为零 C. A物体先做加速运动，后做减速运动 D. A物体先做加速运动，后做匀速运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 对于木块A和滑块B组成的系统，由于水平方向不受外力，所以系统水平方向动量守恒，设最终AB的速度为v，则根据动量守恒得 解得：‎ 故A项与题意不相符，B项与题意相符；‎ CD. B在曲面部分加速下滑的过程中，A在水平方向也做加速运动；B在水平部分做减速运动时，A也做减速运动，即A先做加速运动，后做减速运动，故C项与题意相符，D项与题意不相符。‎ 三、实验题（本大题共1小题，共12.0分）‎ ‎13.在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙两种装置：‎ 若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则要求______‎ A.  ‎ B. ‎ C.  ‎ D.  ‎ 设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用甲装置实验时，验证动量守恒定律的公式为______用装置图中的字母表示 若采用乙装置进行实验，以下所提供的测量工具中必须有的是______‎ A.毫米刻度尺 游标卡尺 天平 弹簧秤 秒表 在实验装置乙中，若小球和斜槽轨道非常光滑，则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒。这时需要测量的物理量有：小球静止释放的初位置到斜槽末端的高度差，小球从斜槽末端水平飞出后平抛运动到地面的水平位移s、竖直下落高度则所需验证的关系式为______。不计空气阻力，用题中的字母符号表示 ‎【答案】 (1). C； (2). ； (3). AC； (4). ；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量。为了使两球发生正碰，两小球的半径相同；‎ ‎（2）（3）两球做平抛运动，由于高度相等，则平抛的时间相等，水平位移与初速度成正比，把平抛的时间作为时间单位，小球的水平位移可替代平抛运动的初速度。将需要验证的关系速度用水平位移替代。根据表达式确定需要测量的物理量。‎ ‎（4‎ ‎）验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒，即验证在斜槽滑下动能的增加量与重力势能的减小量是否相等。‎ ‎【详解】（1）在小球碰撞的过程中水平方向动量守恒，则：‎ 在碰撞过程中机械能守恒，则：‎ 则碰后，入射小球的速度变为 要碰后入射小球的速度为：‎ 则只要保证即可，故选C。‎ ‎（2）（3）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度为：‎ 碰后入射小球速度为：‎ 碰后被碰小球的速度为：‎ 根据动量守恒：，由于平抛运动的时间相等，可得；故需要的工具有刻度尺天平。‎ ‎（4）根据平抛运动的规律有：，解得 平抛运动的初速度为 则动能的增加量为：‎ 重力势能的减小量为：‎ 则需验证：‎ 即为：。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查验动量守恒定律的实验，要注意本实验中运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证；在学习中要注意理解该方法的准确应用。‎ 四、计算题（本大题共5小题，共50.0分）‎ ‎14.如图所示，一质量为m=‎0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，小物块以v0=‎9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，与墙发生碰撞（碰撞时间极短）．碰前瞬间的速度v1=‎7m/s，碰后以v2=‎6m/s反向运动直至静止．已知小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.32，取g=‎10m/s2 ．求：‎ ‎（1）A点距墙面的距离x；‎ ‎（2）碰撞过程中，墙对小物块的冲量大小I.‎ ‎【答案】（1）x=‎5m；（2）冲量大小为6.5N•s ‎【解析】‎ 详解】（1）小物块由A到B过程做匀减速运动，由动能定理可得：解得：x=5m ‎（2）选初速度方向为正方向，由动量定理得：解得：I=-6.5N•s，即冲量大小为6.5N•s．‎ ‎15.如图所示，质量为‎10kg的木块置于光滑水平面上，在水平拉力F的作用下以‎2m/s2的加速度由静止开始运动．求：‎ ‎（1）水平拉力F的大小；‎ ‎（2）3s末木块速度的大小．‎ ‎【答案】（1）水平拉力F的大小为20N．‎ ‎（2）3s末木块的速度大小为‎6m/s．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由牛顿第二定律，得 ‎（2）3s末木块速度的大小 考点：牛顿第二定律 ‎16.如图所示，AB为倾角的粗糙斜面轨道，通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接，质量为的小球乙静止在水平轨道上，质量为的小球甲以速度v0与乙球发生弹性正碰。若，且轨道足够长，要使两球能发生第二次碰撞，求乙球与斜面之间的动摩擦因数μ的取值范围。（，）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：取向左为正：‎ 两球相碰时由动量守恒定律可得：‎ 由能量关系：‎ 解得：‎ 对乙球，由动能定理可得：‎ 下滑时：‎ 两球能发生第二次碰撞，则满足v3＞‎ 解得：μ＜0.45‎ 考点：动量守恒定律及能量守恒定律.‎ ‎17.如图所示，半径为R的竖直光滑半圆轨道bc与水平光滑轨道ab在b点连接，开始时可视为质点的物体A和B静止在ab上，A、B之间压缩有一处于锁定状态的轻弹簧(弹簧与A，B不连接)．某时刻解除锁定，在弹力作用下A向左运动，B向右运动，B沿轨道经过c点后水平抛出，落点p与b点间距离为2R.已知A质量为‎2m，B质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，求：‎ ‎(1)B经c点抛出时速度的大小？‎ ‎(2)B经b时速度的大小？‎ ‎(3)锁定状态的弹簧具有的弹性势能？‎ ‎【答案】(1) (2) (3) 3.75mgR ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)B平抛运动过程竖直方向有2R＝gt2，水平方向：2R＝vct，解得：vc＝.‎ ‎(2)B从b到c，由机械能守恒定律得 ‎ 解得：vb＝‎ ‎(3)设完全弹开后，A速度为va，弹簧回复原长过程中A与B组成系统动量守恒，2mva－mvb＝0，解得：va＝vb＝，由能量守恒定律，得弹簧弹性势能： 解得：Ep＝3.75mgR.‎ ‎18.如图所示，一倾角、长度的固定斜面，其底端与长木板B上表面等高，B静止在粗糙水平地面上，左端与斜面接触但不粘连，斜面底端与木板B的上表面接触处圆滑。一可视为质点的小滑块A从斜面顶端处由静止开始下滑，最终A 刚好未从木板B上滑下。已知A、B的质量相等，A与斜面的动摩擦因数，A与B上表面间的动摩擦因数与地面间的动摩擦因数，。求：‎ ‎（1）当A刚滑上B的上表面时的速度的大小；‎ ‎（2）木板B的长度L；‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设A物块从斜面下滑过程中加速度大小为，由牛顿第二定律和运动学公式得：‎ ‎，‎ ‎，‎ 得；‎ ‎（2）A物块滑上B后，A与B上表面间的摩擦力，B与地面间的最大静摩擦力，故A先做匀减速运动，B先做匀加速运动；当A、B共速后保持相对静止共同减速直至静止。木板B的长度为A、B共速时二者的位移差。设A、B共速时的速度为v，‎ ‎，‎ ‎，‎ ‎，‎ ‎，‎ ‎，‎ ‎ ，‎ 得。‎ 故本题答案是：(1) (2) ‎ 点睛：本题考查了板块模型，在处理此类问题时要时刻要对不同的研究对象受力分析，求出加速度并结合运动学定律求解。‎