湖南省张家界市民族中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（解析版）

这是一份湖南省张家界市民族中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了2s， 下列属于反冲现象的是等内容，欢迎下载使用。
一．单选题
1. 脑震荡是指因头部受到外力打击等所致轻度脑损伤。但啄木鸟每天敲击树木约为500~600次，每啄一次的速度达到555，而头部摇动的速度更快580。研究发现，啄木鸟的头部很特殊：大脑和头骨之间存在着小小的硬脑膜，头颅坚硬，骨质松而充满气体，似海绵状；从而使啄木鸟不会发生脑震荡。下面哪个物理规律可以很好地解释啄木鸟不会得脑震荡（ ）
A. 动能定理B. 动量定理
C. 机械能守恒定律D. 动量守恒定律
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】啄木鸟的头部大脑和头骨之间存在着小小的硬脑膜，头颅坚硬，骨质松而充满气体，似海绵状，根据动量定理可知
可知，啄木鸟在觅食时可以增加作用力的时间，从而减少作用力
故选B。
2. 某弹簧振子的振动图像如图所示，将小球从平衡位置拉开4cm后放开，同时开始计时，则（ ）
A. 一次全振动小球的路程为16cmB. 振动的周期为0.2s
C. 0.1s小球的速度为零D. 0.2s小球的加速度为零
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，振幅为4cm，则一次全振动的路程为
A正确；
B．由图可知，振动周期为0.4s，B错误；更多课件教案等优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 C．0.1s小球处在平衡位置，速度最大，C错误；
D．0.2s小球处在最大位移处，加速度最大，D错误。
故选A。
3. 关于系统动量守恒的条件，下列说法正确的是（ ）
A. 静止在光滑水平面上的斜槽顶端有一小球， 小球由静止释放， 在离开斜槽前小球和斜槽组成的系统的动量守恒
B. 在光滑的水平地面上有两辆小车，在两小车上各绑一个条形磁铁，他们在相向运动的过程中动量不守恒
C. 一枚在空中飞行的火箭在某时刻突然炸裂成两块， 在炸裂前后系统动量不守恒
D. 子弹打进木块的瞬间子弹和木块组成的系统动量守恒
【答案】D
【解析】
【详解】A．离开斜槽前小球和斜槽组成的系统竖直方向合力不为零，动量不守恒，故A错误；
B．相向运动的过程中合外力为零，系统动量守恒，故B错误；
C．炸裂前后系统内力远大于外力，系统动量守恒，故C错误；
D．子弹打进木块的瞬间子弹和木块组成的系统内力远大于外力，系统动量守恒，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，质量为m的人立于平板车上，车的质量为M，人与车以大小为v1的速度在光滑水平面上向东运动。当此人相对于车以大小为v2的速度竖直跳起时，车向东的速度大小为（ ）
A B. C. D. v1
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】人与车组成的系统在水平方向上动量守恒，人向上跳起后，水平方向上的速度没变，则
因此
故选D。
5. 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图像。已知m1=0.1kg，如图向右为正方向。由此可以判断（ ）
A. 碰前m1和m2都向右运动
B. 碰后两物体动量大小相等
C. m2 = 0.3kg
D. 碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图像的斜率表示速度，可知碰前向右运动，处于静止状态，故A错误；
BC．根据图像的斜率表示速度，可知碰前的速度为
碰后和的速度分别为
，
根据动量守恒可得
联立解得
碰后两物体的速度大小相等，但质量不相等，则动量大小不相等，故B错误，C正确；
D．碰撞过程中系统损失的机械能为
故D错误。
故选C。
6. 如图所示，一水平地面由光滑的AB段和粗糙程度均匀的BC段组成，且AB = BC。某同学用水平恒力F将物体（可看成质点）由静止从A点拉到C点。若在AB段和BC段上拉力的冲量大小分别为I1和I2，则下列表述正确的是（ ）
A I1一定大于I2B. I1可能等于I2
C. I1可能小于I2D. I1一定等于I2
【答案】B
【解析】
【详解】AB段物体一直加速，如果经过C点速度大于零，则tAB > tBC，所以I1大于I2；如果经过C点速度等于零，则tAB > tBC，所以I1等于I2，不会有tAB < tBC。
故选B。
二、多选题
7. 下列属于反冲现象的是（ ）
A. 乒乓球碰到墙壁后弹回
B. 用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退
C. 用力向后蹬地，人向前运动
D. 章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A．乒乓球碰到墙壁后弹回是因为受到了墙壁作用力，不是反冲。故A错误；
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退，子弹与枪身是系统中两部分，属于反冲现象。故B正确；
C．用力向后蹬地，人向前运动，是人脚与外部地面的作用，不属于反冲。故C错误；
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动，章鱼向某个方向喷水时，章鱼受到沿喷水方向相反的作用力，向喷水的反方向运动，二者相互作用力是系统内力，是反冲现象。故D正确。
故选BD。
8. 在同一高度将三个质量相等的小球A、B、C以相同的速率分别竖直向上抛、竖直向下抛和平抛，则它们（不计空气阻力）（ ）
A. 落地时的速度相同B. 落地时的动量不相同
C. 在整个运动过程中动量变化量相同D. 在整个运动过程中动量变化量不相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A．小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故末速度大小相等，但方向不同，故A错误；
B．速度大小相同，方向不同，则动量大小相同，方向不同，故B正确；
CD．根据动量定理可知，整个运动过程中动量变化量等于重力的冲量，三者运动时间不等，竖直上抛运动时间最长，所以重力冲量不等，动量变化量不同，故C错误D正确；
故选BD。
9. 如图所示，A、B两物体彼此接触静止于光滑的水平桌面上，物体A的上表面是半径为R的光滑圆形轨道，物体C由静止开始从A上圆形轨道的右侧最高点下滑，则有（ ）
A. A和B不会出现分离现象
B. 当C第一次滑到圆弧最低点时，A 和B开始分离
C. A将会在桌面左边滑出
D. A不会从桌面左边滑出
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．第一次滑到最低点前，C始终对A的作用力有向右水平分力，因此A的速度不断变大，不会与B分离；第一次滑过最低点后C始终对A的作用力有向左水平分力，因此A的速度将变小，而B却匀速，因此A与B会出现分离；且当C第一次滑到圆弧最低点时，A 和B开始分离，故A错误，B正确；
CD． A、B、C三者组成的系统满足水平方向动量守恒，系统初动量为零；B与A分离后，B将一直向右做匀速直线运动，B的动量向右，则分离后A、C的总动量向左，A、C将向左不断运动，最终从桌面左边滑出，故C正确，D错误。
故选BC。
10. 如下图，一质量为卫星发射后从转移轨道经过调整后进入地球同步轨道。卫星的四周有四个喷气口（、、、）能向外喷气，当卫星运行到两轨道交点时，打开其中某些喷气口进行轨道调整。已知该卫星到达两轨道交点前瞬时速度的方向东偏北、大小，在同步轨道上做匀速圆周运动速度为。下面对轨道调整的说法中正确的是（ ）
A. 需打开喷气口，提供的冲量
B. 需打开喷气口，提供的冲量
C. 需打开喷气口，提供的冲量
D. 需打开喷气口，提供的冲量
【答案】AB
【解析】
【详解】由动量定理得，东西方向
南北方向
故选AB。
三．实验题
11. 某同学现用如图甲所示的气垫导轨和光电门装置来“验证动量守恒定律”，在气垫导轨右端固定一弹簧，滑块b的右端有强粘性的胶水．图中滑块a和挡光片的总质量为m1＝0.620 kg，滑块b的质量为m2＝0.410 kg，实验步骤如下：
①按图安装好实验器材后，接通气源，先将滑块a置于气垫导轨上，然后调节底脚螺丝，直到轻推滑块后，滑块上的挡光片通过两个光电门的时间________；
②将滑块b置于两光电门之间，将滑块a置于光电门1的右端，然后将滑块a水平压缩弹簧，滑块a在弹簧的作用下向左弹射出去，通过光电门1后继续向左滑动并与滑块b发生碰撞；
③两滑块碰撞后粘合在一起向左运动，并通过光电门2；
④实验后，分别记录下滑块a挡光片通过光电门1的时间t1，两滑块一起运动挡光片通过光电门2的时间t2．
(1)完成实验步骤①中所缺少的内容．
(2)实验前用一游标卡尺测得挡光片的宽度d如图乙所示，则d＝________ cm．
(3)设挡光片通过光电门的时间为Δt，则滑块通过光电门的速度可表示为v＝________(用d、Δt表示)．
(4)实验中测得滑块a经过光电门1的速度为v1＝2.00 m/s，两滑块经过光电门2的速度为v2＝1.20 m/s，将两滑块和挡光片看成一个系统，则系统在两滑块相互作用前、后的总动量分别为p1＝________ kg·m/s，p2＝________ kg·m/s(结果均保留3位小数)．
【答案】 ①. 相等 ②. 1.550 ③. ④. 1.240 ⑤. 1.236
【解析】
【详解】(1)[1]在步骤①中气垫导轨安装时应保持水平状态，滑块在轨道上应做匀速直线运动，故滑块上的挡光片通过两光电门的时间相等．
(2)[2]游标卡尺的主尺读数为15 mm，游标尺读数为0.05×10 mm＝0.50 mm，所以挡光片的宽度为
d＝15 mm＋0.50 mm＝15.50 mm＝1.550 cm
(3)[3]由于挡光片的宽度比较小，故挡光片通过光电门的时间比较短，因此可将挡光片通过光电门的平均速度看成滑块通过光电门的瞬时速度，故滑块通过光电门的速度可表示为v＝．
(4)[4][5]两滑块相互作用前系统的总动量为
p1＝m1v1＝0.620×2.00 kg·m/s＝1.240 kg·m/s
两滑块相互作用后系统的总动量为
p2＝(m1＋m2)v2＝(0.620＋0.410)×1.20 kg·m/s＝1.236 kg·m/s
12. 如图甲所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。如图乙所示，M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。

（1）本实验中，除了图中器材外，实验室还备有下列器材，完成本实验还必须使用的两种器材是_______。
A．秒表、天平 B．天平、刻度尺
C．秒表、刻度尺 D．天平、打点计时器
（2）下列说法中正确的有________。
A．安装轨道时，轨道末端必须水平
B．实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
C．实验过程中，复写纸可以移动，白纸不能移动
D．用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
（3）在某次实验中，测量出两个小球的质量m1、m2记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON的长度。在实验误差允许范围内，若满足关系式_______，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。（用测量的量表示）
（4）实验中小球斜槽之间存在摩擦力，这对实验结果_______（选填“有”或“没有”）影响。
（5）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图丙所示。在水平槽右方竖直固定一木板，使小球1仍从斜槽上C点由静止滚下，重复上述实验的操作，得到两球落在木板上的平均落点M、P、N。用刻度尺测量木板上与B等高的点B′到M、P、N三点的高度差分别为L1、L2、L3，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_______（用所测物理量的字母表示）。

【答案】 ①. B ②. ACD ③. ④. 没有 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]由于小球离开轨道后做平抛运动，竖直方向位移相等，所以小球在空中运动的时间相同，若碰撞过程中动量守恒，则有
即
则
由此可知，需要测量质量和平抛的水平位移。
故选B。
（2）[2]A．为使小球离开轨道做平抛运动，所以轨道末端必须水平，故A正确；
B．实验中只需要测量两球质量和碰撞前后平抛的水平位移，故B错误；
C．在实验过程中，小球的落点通过白纸和复写纸获得，若移动白纸将不能确定小球的位置，但复写纸可以移动，故C正确；
D．小球的平均位置应该用一个半径尽量小的圆把所有落点圈起来，圆心即为小球的落点，故D正确。
故选ACD。
（3）[3]由（1）可得，在实验误差允许的范围内，若满足关系式
可认为两球碰撞前后动量守恒。
（4）[4]实验中只要保证小球从同一位置释放，小球克服摩擦力做功相同，所以斜槽对小球摩擦对实验无影响。
（5）[5]若两球碰撞过程中动量守恒，则有
即
则
解得
四．计算题
13. 一做简谐运动的弹簧振子的振动图像如图所示，请根据图像，求：
（1） 该振子做简谐运动的振幅A、圆频率ω、初相；
（2） 该振子在0~12s内通过的路程；
（3）用正弦函数表示的该振子的振动方程。
【答案】（1）4cm，，；（2）48cm；（3）
【解析】
【详解】（1）根据振动图像可知，简谐运动的振幅为
周期为
T=4s
则圆频率
从负向最大位移处开始，所以初相
（2）在0~12s内即运动3T，通过的路程
（3）用正弦函数表示该振子的振动方程
14. 如图所示， 放在光滑水桌面上的滑块Q与轻质弹簧相连，Q静止，P以某一初速度 v 向Q运动，P、Q质量均为 m，与轻质弹簧发生碰撞的整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能为多少？
【答案】
【解析】
【详解】在整个过程中，弹簧具有最大弹性势能时，P和Q的速度相同。根据动量守恒定律
根据机械能守恒定律，有
15. 如图所示，一质量的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量，停在木板B的左端。质量的小球用长的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为，物块A与小球可视为质点，不计空气阻力，已知物块A、木板B间的动摩擦因数，。
（1）求小球运动到最低点与物块A碰撞前瞬间，小球的速度大小；
（2）求小球与物块A碰撞后瞬间，物块A的速度大小；
（3）为使物块A、木板B达到共同速度前物块A不滑离木板，木板B至少为多长？
【答案】（1）；（2）；（3）1m
【解析】
【详解】（1）小球运动到最低点与物块A碰撞前瞬间，设小球的速度大小为v1，根据机械能守恒定律有
解得
（2）小球与物块A碰撞后瞬间，设小球的速度大小为v2，根据机械能守恒定律有
解得
小球与物块A碰撞后瞬间，设物块A的速度大小为vA，根据动量守恒定律有
解得
（3）假设物块A和木板B达到共同速度为v时，A恰好滑至B的右端，此时木板B的长度最短，设为l，根据动量守恒定律有
解得
根据功能关系有
解得
16. 如图，半径为 的光滑圆形轨道固定在竖直面内，小球A、B质量分别为、（为待定系数）。A球从左边与圆心等高处由静止释放后沿轨道下滑，与轨道最低点处静止的 B球相撞， 碰撞后A、B球能达到的最大高度均为，碰撞中无机械能损失，重力加速度为，求：
（1）A、B碰撞前A的速度和碰撞后A、B的速度大小；
（2）待定系数；
（3）小球A、B在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度大小。
【答案】（1），，；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）A、B碰撞前，对A球，根据机械能守恒可得
解得碰撞前A的速度大小为
设A、B碰撞后的速度大小分别为、，则有
，
解得
，
（2）第一次碰撞过程，根据动量守恒可得
解得
（3）根据机械能守恒可知，第二次碰撞前瞬间A的速度大小为，方向水平向右，B的速度大小为，方向水平向左；设A、B球第二次碰撞刚结束时的速度分别为、，以向左为正方向，根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得
，