上海市上海师范大学附属中学闵行分校2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷

这是一份上海市上海师范大学附属中学闵行分校2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷，文件包含上海市上海师范大学附属中学闵行分校2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷教师版docx、上海市上海师范大学附属中学闵行分校2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。

1. 如图所示，光滑水平面上静止着一辆质量为M的小车，小车上有一光滑的、半径为R的圆弧轨道。现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量守恒
B. 小球下滑过程中，小车和小球组成的系统总动量不守恒
C. 小球下滑过程中，小车和小球组成的系统在水平方向上动量不守恒
D. 小球下滑过程中，小车和小球组成的系统机械能不守恒
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．当小球沿光滑曲面下滑时，小球和小车组成的系统合力不为零，动量不守恒，但小车和小球在水平方向上的合力为零，此方向上动量守恒，故A、C错误，B正确；
D．除重力系统无外力做功，小车和小球组成的系统机械能守恒，故D错误。
故选B。
2. 在研究直线运动时，教科书采用了由图像中图线与横轴所围成的面积来求位移，如图所示。下列是对这一方法的类比应用，其中说法错误的是（ ）
A. （加速度—时间）图像面积反映速度变化量
B. （力—时间）图像面积反映动量
C. （力—位移）图像面积反映力所做的功
D. （速度—时间）图像面积反映位移
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据
可知（加速度—时间）图像面积反映速度变化量，故A正确，不满足题意要求；
B．根据
可知（力—时间）图像面积力的冲量，故B错误，满足题意要求；
C．根据
可知（力—位移）图像面积反映力所做的功，故C正确，不满足题意要求；
D．根据
可知（速度—时间）图像面积反映位移，故D正确，不满足题意要求。
故选B。
3. 下列说法中正确的是（ ）
A. 物体速率不变时，其动量一定不变
B. 物体速度变化时，其动能可能不变
C. 人走路时，地面对人的静摩擦力对鞋底做正功
D. 力在某一过程对物体不做功，在这个过程中力对物体的冲量一定为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．动量是矢量，物体速率不变，如果速度方向发生变化，物体的动量依然会发生变化，A错误；
B．当物体速度的大小不变，速度的方向发生变化时，物体的速度发生变化，此时物体的动能不变，即物体速度变化时，其动能可能不变，B正确；
C．人走路时，地面对人的静摩擦力在力的方向上没有产生位移，可知人走路时，地面对人的静摩擦力对鞋底不做功，C错误；
D．根据
，
可知功是力对空间位移的累积，冲量是力对时间的累积，则力在某一过程对物体不做功，在这个过程中力对物体的冲量不一定为零，D错误。
故选B。
4. 在微观粒子发生碰撞时，运用动量守恒定律还可测量微观粒子的质量。例如，氢原子核的质量是1.67×10-27kg，它以7.0×106m/s的速度与一个原来静止的未知原子核相碰撞，碰撞后以1.0×106m/s的速度被反弹回来，而未知原子核以4.0×106m/s的速度向前运动，则未知原子核的质量与氢原子核的质量比值为（ ）
A. 1.5B. 2C. 2.5D. 3
【答案】B
【解析】
【详解】令氢原子核与未知原子核的质量分别为，，根据动量守恒定律有
其中
，，
解得
故选B。
5. 滑板运动是青少年比较喜欢一种户外运动。如图所示，现有一个质量为m的小孩站在一辆质量为的滑板车上，小孩与滑板车一起在光滑的水平路面上以速度匀速运动，突然小孩相对地面以速度向前跳离滑板车，滑板车速度大小变为原来的，但方向不变，则k为（ ）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小孩跳离滑板车时，与滑板车组成的系统水平方向动量守恒，根据动量守恒定律有
解得
故选C。
6. 垫球是排球运动基本技术之一、它是在全身协调用力的基础上通过手臂的迎击动作，使来球从垫击面上反弹出去的一项击球技术。质量为270g的排球正在竖直下落，人用手臂将排球竖直向上垫起，排球与手臂作用时间为0.2s，排球离手臂后竖直上升高度为2.45m，若排球与手臂撞前速度与撞后速度等大反向，则排球在空中上升的时间t和排球对手臂的平均作用力F的大小分别是（空气阻力不计，取重力加速度）（ ）
A. s； B. ；
C. ；D. ；
【答案】B
【解析】
【详解】不计空气阻力，排球从高度为2.45m处自由下落时有
解得
排球在空中上升的时间与排球自由下落的时间相等，则
排球与手臂接触前瞬间竖直向下的速度大小
设竖直向上为正方向，排球与手臂接触前竖直向下的速度大小与用手臂垫起排球反向弹回的速度大小相等，由动量定理得
解得
根据牛顿第三定律知，排球对手臂的平均作用力F的大小为21.6N。
故选B。
7. 某田径运动员，在一次铅球比赛中，他先后两次以不同的抛射角度将铅球从同一位置掷出，铅球在空中两次运动过程中动量的变化量相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 铅球两次在空中运动时间相同
B. 两次掷铅球，运动员做的功相同
C. 两次掷铅球，运动员对铅球的冲量相同
D. 铅球两次在空中运动的最小速度大小相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．铅球在空中两次运动过程中动量的变化量相同，根据动量定理
可知铅球两次在空中运动的时间相同，故A正确；
D．铅球两次在空中运动的时间相同，上升到的最大高度相同，初速度在竖直方向的分速度相同，由于初速度方向不同，因此初速度不同，水平分速度不同，运动的最小速度不同，故D错误；
B．根据动能定理，掷铅球时，运动员做的功为
两次掷铅球，铅球初速度不同，故两次掷铅球运动员做的功不同，故B错误；
C．根据动量定理
两次掷铅球，铅球初速度不同，故两次运动员对铅球的冲量不同，故C错误。
故选A。
二、多选题
8. 2022年7月3日，世界滑板日大赛海曙站在宁波1844广场开赛，如图所示，质量为m的运动员沿倾角α的固定斜面向上滑动，经过时间t1，速度为零并又开始下滑，经过时间t2回到斜面底端，运动员在运动过程中受到的摩擦力大小始终为Ff。在整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 重力对运动员的总冲量大小为mg(t1＋t2)sinα
B. 支持力对运动员的总冲量大小为mg(t1＋t2)csα
C. 摩擦力对运动员的总冲量大小为Ff(t2－t1)
D. 合外力对运动员的冲量大小为0
【答案】BC
【解析】
【详解】A．重力方向总是竖直向下，则重力对运动员的总冲量大小为
mg(t1＋t2) = IG
A错误；
B．运动员受到的支持力为
FN = mgcsα，方向时刻垂直斜面向上
则支持力对运动员的总冲量大小为mg(t1＋t2)csα，B正确；
C．运动员上滑和下滑过程中摩擦力方向发生了改变，则摩擦力对运动员的总冲量大小为Ff(t2－t1)，方向沿斜面向上，C正确；
D．开始小滑块的动量沿斜面向上，最后小滑块的动量沿斜面向下，根据动量定理可知
I合 = P
显然合外力的冲量不为0，D错误。
故选BC。
9. 质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取。则（ ）
A. 时物块的动能为零
B. 时物块回到初始位置
C. 时物块的动量为
D. 时间内F对物块所做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】物块与地面间的摩擦力为
AC．对物块从s内由动量定理可知
即
得
3s时物块的动量为
设3s后经过时间t物块的速度减为0，由动量定理可得
即
解得
所以物块在4s时速度减为0，则此时物块的动能也为0，故A正确，C错误；
B．s物块发生的位移为x1，由动能定理可得
即
得
过程中，对物块由动能定理可得
即
得
物块开始反向运动，物块的加速度大小为
发生的位移为
即6s时物块没有回到初始位置，故B错误；
D．物块在6s时的速度大小为
拉力所做的功为
故D正确。
故选AD。
10. 数据表明，在电动车事故中，佩戴头盔可防止85%的头部受伤，大大减小损伤程度。头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长至6ms以上，人头部的质量约为2kg，则下列说法正确的是（ ）
A. 头盔减小了驾驶员头部撞击过程中动量变化率
B. 头盔减少了驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量
C. 事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等
D. 若事故中头部以6m/s的速度水平撞击缓冲层，则头部受到的撞击力最多为2000N
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据
可得
依题意，头盔内部的缓冲层与头部的撞击时间延长了，头盔减小了驾驶员头部撞击过程中的动量变化率。故A正确；
B．同理，可知头盔并没有减少驾驶员头部撞击过程中撞击力冲量。故B错误；
C．根据
头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等大反向，作用时间相同，所以事故中头盔对头部的冲量与头部对头盔的冲量大小相等。故C正确；
D．代入数据，可得
可知事故中头部以6m/s的速度水平撞击缓冲层，则头部受到的撞击力最多为2000N。故D正确。
故选ACD。
三、实验题
11. 在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时，左侧滑块质量m1＝170g，右侧滑块质量m2＝110g，挡光片宽度为3.00cm，两滑块之间有一压缩的弹簧片，并用细线连结两滑块让它们保持静止，如图所示。烧断细线后，两滑块分别向左、右方向运动。挡光片通过光电门的时间分别为Δt1＝0.32s，Δt2＝0.21s。则烧断细线前两滑块的总动量P=_____________kg·m/s，烧断细线后两滑块的总动量P´=_____________kg·m/s。（取向右为正方向，结果保留3位有效数字）
【答案】 ①. 0 ②.
【解析】
【详解】[1]碰撞前两个物体都静止，所以烧断细线前总动量为
[2]取向右为正方向，烧断细线后的总动量为
四、综合题
阅读材料，完成下面小题：
大自然中喷瓜传播种子的方式比较特别。喷瓜结构如图（a）所示，茎通过果柄给果实输送水分和养分，成熟后的果实内部挤满了种子和黏性液体。果实一受到触动就会和果柄分开，断开处会出现一个小孔，浆液及种子就会从这个小孔里喷射出来，使果实飞出。
12. 图（b）为静止低垂的果实的示意图，果实对果柄的作用力方向最接近的是（ ）
A. B. C. D.
若一果实喷完种子后飞出（忽略空气阻力的影响）：
13. 若该果实以相同初速度大小，从同一高度分别竖直向上和水平飞出，落地瞬间果实的（ ）
A. 动能相同B. 动能不同C. 动量相同D. 动量变化量相同
14. 竖直向上和水平飞出两种情况中该果实所受重力的冲量分别为、，则（ ）
A. B. C.
【答案】12. D 13. A 14. A
【解析】
【12题详解】
以果实为对象，根据受力平衡可知，果柄对果实的作用力与果实的重力平衡，则方向竖直向上，所以果实对果柄的作用力方向竖直向下。
故选D。
【13题详解】
AB．根据动能定理可得
可得落地瞬间果实的动能为
可知，落地瞬间果实的动能相同，故A正确，B错误；
C．落地瞬间果实的动能相同，则落地瞬间果实的速度大小相等，但方向不同，所以动量不相同，故C错误；
D．根据动量定理可得
由于两次下落时间不相等，所以动量变化量不相同，故D错误。
故选A。
【14题详解】
竖直向上和水平飞出两种情况中该果实所受重力的冲量分别为
，
由于竖直向上飞出在空中所用时间大于水平飞出在空中所用时间，即
则有
故选A
15. 若向下喷出种子后瞬间，果实质量为m，获得向上的作用力为F，此时该果实的加速度大小为______。
【答案】
【解析】
【详解】若向下喷出种子后瞬间，果实质量为m，获得向上的作用力为F，根据牛顿第二定律可得，此时该果实的加速度大小为
16. 如图甲是我国首艘“海上飞船”——翔州1号。该飞艇在平静的水面由静止开始在水平面上沿直线运动，若运动过程中受到的阻力不变，水平方向的动力F随运动时间t的变化关系如图乙所示。后，“翔州1号”以的速度做匀速直线运动。求：
（1）飞艇所受阻力的大小，求内阻力的冲量；
（2）内，飞艇所受合外力冲量的大小和飞艇的质量；
（3）描述内飞艇的运动，求这个过程中合外力对飞艇所做的功。
【答案】（1），；（2），；（3）在内飞艇做加速度减小的加速运动，
【解析】
【详解】（1）设“翔州1号”飞艇所受阻力为，当飞艇做匀速运动时，此时牵引力大小等于阻力大小，由图乙可得
另设100s内阻力的冲量大小为，则可得
（2）取动力的方向为正方向，有
根据动量定理有
代入数据得
（3）根据牛顿第二定律有
其中为恒力，而动力逐渐减小，为变力，可知加速度逐渐减小，因此，在内飞艇做加速度减小的加速运动，根据动能定理，可得在此过程中合外力做的功为
17. 如图所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏。甲和他的冰车总质量共为M，乙和他的冰车总质量也为M，游戏时，甲推着一个质量为m的箱子和他一起以的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来。为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处，乙迅速抓住。不计冰面摩擦：
（1）若甲将箱子以速度v推出，甲的速度变为多少；
（2）设乙抓住迎面滑来的速度为v的箱子后反向运动，乙抓住箱子后的速度变为多少；
（3）若甲、乙分别和他的冰车总质量均为，箱子质量，，为使甲、乙最后不相撞，则箱子被推出的速度至少多大（计算结果保留两位小数）。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）甲将箱子推出的过程，甲和箱子组成的系统动量守恒，以甲的运动方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
（2）箱子和乙作用的过程动量守恒，以箱子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
（3）甲、乙不相撞的条件是
即