江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（解析版）

这是一份江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每题5分共60分，其中10至12题为多选，部分选对2分，其它为单选）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 微观世界的某些极少数带电微粒的能量变化可以是连续的
B. 根据麦克斯韦电磁场理论可知，电场周围存在磁场，磁场周围存在电场
C. 黑体只是从外界吸收能量，并不向外界辐射能量
D. 物体辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强，且较短波长的辐射强度大
【答案】D
【解析】
【详解】A．微观粒子的能量变化是跳跃的，不连续的，故A错误；
B．在变化的电场周围才存在磁场，周期性变化的电场（非均匀变化的）会产生同频率周期性变化的磁场，均匀变化的磁场周围存在着稳定的电场；恒定的磁场不会产生电场，恒定的电场不会产生磁场，故B错误；
C．黑体也向外界辐射电磁波，即辐射能量，且向外界辐射电磁波的强度按波长的分布与温度有关，故C错误；
D．物体辐射红外线的强度以及按波长的分布情况与温度有关，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，因此热辐射中较短波长的成分越来越多，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一固定的竖直墙壁（不与槽粘连）。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B. 小球从最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统动量守恒更多课件 教案 视频 等优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 C. 小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统机械能守恒
D. 小球从下落到从右侧离开半圆形槽的过程中，机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】AD．小球在半圆形槽内右侧运动时，半圆形槽同时水平向右运动，即半圆形槽的机械能增加，故小球的机械能减少，可知半圆形槽对小球的支持力对小球做负功，故AD错误；
B．小球从最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统在水平方向受到外力之和为零，故系统水平方向满足动量守恒；但小球具有竖直方向的加速度，而半圆形槽竖直方向没有加速度，故系统在竖直方向的外力之和不为零，系统在竖直方向不满足动量守恒，故B错误；
C．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，由于所有接触面均光滑，此过程只有小球重力势能与小球动能、半圆形槽动能之间相互转化，故小球与半圆形槽组成的系统机械能守恒，故C正确。
故选C。
3. 一质量为m的物体t=0时刻从静止开始所受的合力F随时间t的关系图像如图所示，则在t=t0时刻物体的动能为（F0为已知量）（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图像可知，0至t0时间间隔内，对时间而言，合力F平均值为0.5F0，由动量定理可得
物体的动能为
故选A。
4. 如图所示，一轻绳系一小球竖直悬挂在O点，现保持绳处于拉直状态，将小球拉至与O等高的A点，由静止自由释放小球。球运动过程中经过C点时，绳与竖直方向的夹角为，以下判断正确的是（ ）

A. 小球下摆到最低点过程中，绳子拉力对小球做功不为0
B. 小球下摆到最低点的过程中，绳子拉力对小球冲量不为0
C. 小球运动至C点时，其加速度大小为
D. 小球运动至C点时，轻绳对小球的拉力大小
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球下摆到最低点的过程中，绳子拉力与速度垂直，对小球做功为0，A错误；
B．小球下摆到最低点的过程中，绳子拉力对小球冲量不为0，故B正确；
C．小球运动至C点时，对小球分析可知，其切向方向有
解得，切向加速度大小为
小球做圆周运动，沿半径方向还具有向心加速度，因此小球运动至C点时，其加速度大小必定大于，C错误；
D．设绳长l，根据机械能守恒
由牛顿第二定律
解得，小球运动至C点时，轻绳对小球的拉力大小为
D错误。
故选B。
5. 如图所示，一个小孩将质量为的石头以大小为、仰角为的初速度抛入一个装有砂子的总质量为的静止的砂车中，砂车与水平地面间的摩擦可以忽略。球和砂车获得共同速度后，砂车底部出现一小孔，砂子从小孔中漏出，则（ ）
A. 球和砂车的共同速度
B. 球和砂车获得共同速度后漏砂过程中系统动量守恒
C. 砂子漏出后做直线运动，水平方向的速度变小
D. 当漏出质量为的砂子时，砂车的速度
【答案】A
【解析】
【详解】A．石头与砂车组成的系统在水平方向所受合力为零，系统在水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得
m1v0csθ=（m1+M）v
解得石头与砂车的共同速度
故A正确；
B．石头和砂车获得共同速度后漏砂过程中系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；
C．砂子漏出后在水平方向有初速度，只受重力作用，砂子做平抛运动，在水平方向的速度不变，故C错误；
D．系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，系统总质量不变，由动量守恒定律可知，系统在水平方向速度不变，即砂车的速度
故D错误。
故选A。
6. 一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】发射炮弹前系统的总动量为Mv0，发射炮弹后，炮弹的动量为mv，炮艇的动量为(M-m)v′，由动量守恒定律可得
故选B。
7. 如图所示，两个带同种电荷的小球A和B，A、B的质量分别为m和2m，开始时将它们固定在绝缘的光滑水平面上保持静止，A、B的相互作用力遵循牛顿第三定律，现同时释放A、B，经过一段时间，B的速度大小为v，则此时（ ）
A. A球的速度大小为B. A球的动量大小为
C. A球与B球的动量大小之比一直为D. A球的动能为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据动量守恒定律可得
解得
A错误；
B．A球的动量大小为
B错误；
C．两球运动过程中，两球组成的系统始终动量守恒，则A球与B球的动量大小之比一直为，C错误；
D．A球的动能
D正确。
故选D。
8. 光子既具有能量也有动量，当光照射到物体表面时，会对物体产生压力，光对物体单位面积的压力叫“光压”。若每个光子的平均能量为E，则光子的动量为（光速）。某激光器能发出功率P0=1000W、横截面积S=0.5mm2的激光束，该激光束垂直射到某固定的平整墙面，墙面对此激光的反光率为80%，即有80%的光子照射到墙面时原速率返回，有20%的光子照射到墙面时速度变为零，则该激光束在墙面上产生的光压为（ ）
A. 12PaB. 10.7PaC. D. 24Pa
【答案】A
【解析】
【详解】设激光器单位时间内发射出的光子数为N，则有
在时间内，射到面积为的墙面的光子有80%的光子照射到墙面时原速率返回，有20%的光子照射到墙面时速度变为零，根据动量定理可得
其中
联立解得该激光束在墙面上产生的光压为
故选A。
9. 物体的运动状态可以用位置和动量的平方描述，其图像称为相轨迹，如图所示，在光滑的水平面上，轻弹簧的左端固定在墙面上，一可视为质点的小物块与弹簧右端连接在一起，初始时弹簧处于原长状态，现向左推动物体，当弹簧的压缩量为时将物块由静止释放，已知弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比，以弹簧原长位置为坐标原点，水平向右为正方向建立轴，则物体的相轨迹可能是（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】弹簧恢复原长之前，弹簧减少的弹性势能转化为物块的动能，有
整理可得
故在纵轴左侧，p2−x图像为开口向下的抛物线，且当x=0时，物块的动能和动量最大，最大动能为；
弹簧恢复原长之后，物块损失的动能转化为弹簧的弹性势能，有
整理可得
总结发现，p2−x图像为开口向下的抛物线。
故选A。
10. 光滑的水平面上有一静止木块，一颗子弹从水平方向飞来射入该木块，并留在其中一起滑行，在上述过程中（ ）
A. 子弹对木块的冲量与木块对子弹的冲量大小相等
B. 子弹对木块做的功与木块对子弹做的功大小相等
C. 子弹减少的动量与木块增加的动量大小相等
D. 子弹减少的动能与木块增加的动能大小相等
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由于相互作用力大小相等方向相反，且作用时间相同，故子弹对木块的冲量与木块对子弹的冲量大小相等，故A正确；
B．由于子弹和木块有相对运动，对地位移不等，故子弹对木块做的功与木块对子弹做的功大小不相等，故B错误；
C．子弹射入木块过程，系统受外力的合力为零，系统动量守恒，即子弹减少的动量与木块增加的动量大小相等，故C正确；
D．子弹射入木块过程，系统减少的机械能转化为内能，故子弹减少的动能等于木块增加的动能和系统内能增加之和，故D错误。
故选AC。
11. 质量分别为2m和m的A、B两个物体，分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，运动一段时间后，撤去F1、F2，物体只在摩擦力作用下减速到停止，其v-t图像如图所示。则在两物体运动的整个过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 物体A、B所受摩擦力大小之比为1：3
B. 物体A、B所受摩擦力大小之比为1：1
C. F1和F2对物体A、B的冲量大小之比为1：3
D. F1和F2对物体A、B的冲量大小之比为1：1
【答案】BD
【解析】
【详解】A B．由牛顿第二定律结合vt图像知，A、B两个物体受到的摩擦力大小分别为
则物体A、B所受摩擦力之比为1∶1，故A错误，B正确；
C D．在水平恒力F1和F2的作用下有
解得
和之比为2∶1。和对A、B的冲量分别为
和对A、B的冲量之比为1∶1，故C错误，D正确。
故选BD。
12. 如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A、B质量均为2m，在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动。在轻绳断开时取t=0，A在F作用下继续前进，则下列说法正确的是（ ）
A. t=0至时间内，A、B的总动量守恒
B. 至时间内，A、B的总动量守恒
C. 时，A的动量为5mv
D. 时，A的动量为5mv
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．在B停止运动前，A、B整体所受的合外力为零，总动量守恒；在B停止运动后，A、B整体所受的合外力不为零，总动量不守恒。设A、B所受的滑动摩擦力大小均为，系统匀速运动时，有
得
轻绳断开后，对B，取向右为正方向，由动量定理得
联立得
即时，B停止运动。在B停止运动前，即在t=0至时间内，A、B系统的合外力为零，总动量守恒，后总动量不守恒，故A正确、B错误；
CD．对A，从到，由动量定理得
解得，A在的动量
从到时，由动量定理得
解得，A在的动量
从到时，由动量定理得
解得，A在的动量
故C错误，D正确。
故选AD。
二、实验题（每空2分共8分）
13. 某同学用如图甲所示装置验证动量定理.斜面体固定在桌面上，装有遮光条的滑块质量为M，重力加速度为g。

（1）实验前先用游标卡尺测量遮光条宽度，读数如图乙所示，则遮光条的宽度__________；
（2）绕过定滑轮的细线连接着滑块和装有砂的砂桶，牵引滑块的细线与斜面平行，改变砂桶中砂的质量，向下轻推物块，直到滑块通过两光电门时间相等，测量并记录这时砂和砂桶的质量m，不悬挂细线和砂桶，由静止释放滑块，则滑块沿斜面向下运动的合外力等于__________；若滑块通过光电门1、2时遮光条遮光时间分别为、，两光电门间的距离为x，则物块从光电门1运动到光电门2所用的时间__________；
（3）滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，如果表达式__________成立，则动量定理得到验证.
【答案】 ①. 4.7 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为
（2）[2] 悬挂细线和砂桶，滑块受力平衡，不悬挂细线和砂桶，相当于撤去滑块受到的一个沿斜面向上的拉力mg，则滑块沿斜面向下运动的合外力等于；
[3]滑块做匀加速直线运动，根据运动学公式有
解得
（3）[4]如果有
实验中
整理得表达式
则动量定理得到验证。
三、计算题（共32分）
14. 一辆质量m1＝3.0×103kg的小货车因故障停在车道上，后面一辆质量m2＝1.5×103kg的轿车来不及刹车，直接撞入货车尾部失去动力，相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了x＝6.75 m停下．已知车轮与路面间的动摩擦因数μ＝0.6，求碰撞前轿车的速度大小．(重力加速度取g＝10 m/s2)
【答案】27m/s
【解析】
【详解】由牛顿第二定律得a＝＝μg＝6 m/s2
则碰后共同速度：v＝＝9 m/s
由动量守恒定律得m2v0＝(m1＋m2)v
解得：v0＝27 m/s.
15. 甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平冰面上匀速相向行驶，速度大小均为v0=6m/s，甲车上有质量为m=1kg的小球若干个，甲和他的小车及小车上小球的总质量为M1=50kg，乙和他的小车的总质量为M2=30kg。为避免相撞，甲不断地将小球以相对地面为v=16.5m/s的水平速度抛向乙，且被乙接住。
（1）甲第一次抛球时对小球的冲量；
（2）为保证两车不相撞，甲总共抛出的小球个数是多少？
【答案】（1）10.5N·s，水平向右；（2）15
【解析】
【分析】就
【详解】（1）对第一个小球分析，根据动量定理有
解得
方向水平向右
（2）以水平向右为正方向，对所有物体组成的系统，根据动量守恒定律有
对乙和他的小车及小球组成的系统，根据动量守恒定律有
解得
n=15
16. 如图甲所示，在粗糙水平台阶上静止放置着两个可视为质点的物体A和B，其中物体B的质量为，它与水平台阶表面间的动摩擦因数，与台阶边缘O点的距离s＝5m，A、B之间有少量炸药．在台阶右侧固定了一个以坐标原点O为圆心的圆弧形挡板，挡板的上边缘为P点，其坐标为．某时刻A、B之间的少量炸药突然爆炸（可视为瞬间过程），若A、B之间炸药爆炸的能量有36J转化为A、B的机械能，其余能量转化为内能．物体B最终从O点水平抛出并击中挡板，g取10．
（1）若物体B恰能击中挡板的上边缘P点，求爆炸后瞬间物体B的速度大小；
（2）为使物体B击中挡板，求物体A的质量的取值范围；
（3）撤掉圆弧形挡板，以O点为原点在竖直面内建立直角坐标系xOy，y轴正方向竖直向下．若在此坐标平面内固定一个形状满足的挡板，如图乙所示．改变物体A的质量，求物体B击中挡板时动能的最小值．

【答案】（1）6m/s；（2）；（3）17.5J
【解析】
【详解】（1）小物块从O到P做平抛运动，根据平抛运动的研究方法，有
解得
爆炸后，对B由动能定理有
解得
（2）爆炸后能量
由动量守恒定律可得
①B恰好不飞出挡板，即（1）中的情形，带入B的速度，解得
②为了击中挡板，小物块必须能运动到O点，临界点，根据动能定理则有
解得
综上A质量取值范围是
（3）设小物块击中挡板的任意点坐标为，根据平抛运动的研究方法，则有