河南省三门峡市渑池县第二高级中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题(含答案)

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注意事项：
1．本试卷满分100分，考试用时75分钟。
2．无特殊说明，本试卷中g取。
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。）
1．下列关于运动物体的合外力、动能、动量、速度变化的关系，正确的是（ ）
A．物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化
B．物体做变速运动，合外力一定不为零，动量一定变化
C．物体的合外力做功为零，它的速度一定不变
D．物体的合外力冲量为零，它的动量可能变化
2．一只细水管出水率为0.8kg/s，沿水平方向冲击质量为1.2kg的原来处于静止状态的木块，木块刚好发生滑动，木块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则水管管口处水的出射速度为（可以近似认为水在水平方向发射，与木块碰撞后，水的速度可以忽略，且木块所受最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）（ ）
A．1.3m/sB．2.25m/sC．3.0m/sD．3.2m/s
3．在如图所示的装置中，木块B与水平面间的接触面是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。对于木块、弹簧、子弹组成的系统，从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中（ ）
A．动量守恒，机械能守恒B．动量不守恒，机械能不守恒
C．动量守恒，机械能不守恒D．动量不守恒，机械能守恒
4．如图所示，A、B两球形状、大小一样，且质量均为m。某时刻两球在同一水平面上沿同一直线相向运动，小球A速度大小为、方向水平向右，小球B速度大小为，方向水平向左，则两小球发生弹性碰撞后（ ）
A．小球A向右运动B．小球B的动量增大
C．小球A的动能增加了D．小球B的动量变化量大小为
5．A、B两球沿同一直线运动并发生正碰，如图为两球碰撞前后的位移图像。a、b分别为A、B两球碰前的位移图像，c为碰撞后两球共同运动的位移图像，若A球质量是2kg，则由图判断下列结论错误的是（ ）
A．碰撞前后A的动量变化为B．碰撞过程中A对B的冲量为
C．B碰撞前的动量为D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J
6．如图所示，在光滑水平地面上有两个完全相同的小球A和B，它们的质量都为m，现B球静止，A球以速度与B球发生正碰，针对碰撞后的动能下列说法中正确的是（ ）
A．B球动能的最大值是B．B球动能的最大值是
C．系统动能的最小值是0D．系统动能的最小值是
7．如上图所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体B以水平速度滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，A、B速度随时间的变化情况如下图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．木板获得的动能为2JB．系统损失的机械能为2J
C．木板的最小长度为2mD．A、B间的动摩擦因数为0.2
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
8．一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A．时物块的速率为1m/sB．时物块的动量大小为
C．时物块的动量大小为D．时物块的速率为1m/s
9．如图所示，恒力F作用在质量为m的物体上，物体始终静止在地面上，则经时间t，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F对物体的冲量大小为零B．拉力F对物体的冲量大小为Ft
C．拉力F对物体的冲量大小是D．合力对物体的冲量大小为零
10．在光滑的水平面上静止放置一个光滑的斜面体，斜面的倾角为37°，高度为h，将一个可看作质点的小球从斜面顶端由静止释放，斜面体的质量是小球质量的两倍，小球运动到斜面底部的过程中（，）（ ）
A．斜面体对小球做负功B．斜面体的机械能守恒
C．斜面体和小球组成的系统动量不守恒D．斜面体运动的距离为
三、非选择题（本大题共5小题，共54分）
11．（6分）某同学在“探究碰撞中的不变量”实验中，采用如图甲所示的实验装置，在已经平衡过摩擦力的轨道上，停着A、B两小车，A车系一穿过打点计时器（打点频率为50Hz）的纸带，在启动打点计时器后，给A车沿轨道方向的初速度，A车运动一段距离后，与静止的B车发生正碰，由于两车相撞处装有尼龙拉扣（图中未画出），两车立即粘在一起继续运动，纸带记录的碰撞前A车和碰撞后两车的运动情况如图乙所示，则可测出碰撞后两车的速度为______m/s（结果保留两位有效数字）；为完成实验，除了需要测量碰撞前后两车的速度，还需要测量的物理量有______。
12．（10分）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个大小相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下铅垂线所指的位置0。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽末端位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度、、。
（1）入射小球1的质量应______（选填“大于”“等于”或“小于”）被碰小球2的质量；入射小球1的半径应______（选填“大于”“等于”或“小于”）被碰小球2的半径。
（2）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有______。
A．A、B两点间的高度差B．B点离地面的高度
C．小球1和小球2的质量、D．小球的半径r
（3）当所测物理量满足表达式______（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式______（用所测物理量的字母表示），即说明两球发生弹性碰撞。
13．（12分）光滑水平地面上有A、B两物块，用细绳拴接，夹在它们中间的轻弹簧处于压缩状态（弹簧与A系在一起，与B仅接触）。现将细绳烧断，A向左运动，与左侧的竖直挡板碰撞后原速反弹；B被弹开后与右侧的物块C发生碰撞，碰前速度为3m/s，碰撞后二者粘在一起。已知B、C质量均为2kg。
（1）若A的质量为3kg，求烧断细绳前瞬间弹簧的弹性势能；
（2）若要使烧断细绳后A、B不再相碰，求A的质量范围。
14．如图所示，AB为光滑的圆弧轨道，半径，BC为距地面高的粗糙水平轨道，长，与AB轨道相切于B点。小物块N放在水平轨道末端的C点，将小物块M从圆弧轨道的最高点A由静止释放，经过一段时间后与小物块N发生碰撞，碰撞后小物块N落在水平地面上的D点，小物块M落在E点。已知D点到C点的水平距离，D、E两点间的距离，小物块M与水平轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度g取，两小物块均可视为质点，不计空气阻力。求：
（1）即将碰撞的瞬间小物块M的速度大小；
（2）小物块M和小物块N的质量之比。
15．如图所示，质量的滑板B静止在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端C到滑板左端的水平距离，这段滑板与木块A（可视为质点）之间的动摩擦因数，而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑。木块A以速度由滑板B左端开始沿滑板B上表面向右运动。已知木块A的质量。g取。（）求：
（1）弹簧被压缩到最短时木块A的速度大小；
（2）木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能；
（3）木块A再次回到滑板B的最左端时的速度大小。
渑池二高2023-2024学年下学期第三次月考试题答案
高一物理
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。）
1．B 2．B 3．B 4．D 5．C 6．A 7．B
详解如下：
1．B 物体做变速运动，合外力一定不为零，速度变化，其动量一定变化，但是动能不一定变化，例如做匀速圆周运动的物体，A错误，B正确；物体的合外力做功为零，它的速度大小一定不变，但方向可能改变，C错误；物体的合外力冲量为零，由动量定理知，它的动量一定不变，D错误。
2．B 木块刚好发生滑动，说明水对木块的作用力大小为，根据牛顿第三定律知，木块对水的作用力大小为，对1s内射出的水流，其质量，根据动量定理，解得，故选B。
3．B 整个运动过程中，由于墙壁对弹簧有作用力，系统所受合外力不为零，故动量不守恒，子弹射入木块的过程有摩擦生热，系统机械能不守恒，B正确。
4．D 两小球发生弹性碰撞，设碰撞后A球和B球的速度分别为和，取向左为正方向，则，，解得，，所以小球A向左运动，小球B向右运动，小球B的动量变小，A、B错误；碰后小球A的动能增加了，C错误；小球B的动量变化量为，则动量变化量大小为，D正确。
5．C 由图像可知，A、B碰撞前、后的速度分别是，，，碰撞前后A的动量变化为，A正确；以A为研究对象，由动量定理知，B对A的冲量为，则A对B的冲量为，B正确；A、B碰撞过程中动量守恒，由，得，B碰撞前的动量为，C错误；碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能，D正确。
6．A 当A、B发生弹性碰撞时，碰后B的速度最大；当A、B发生完全非弹性碰撞时，系统损失的动能最多。
7．B A和B组成的系统动量守恒，以物体B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律，得木板A的质量，木板A获得的动能为，A错误；系统损失的机械能，B正确；0~1s内B的位移为，A的位移为，则A的最小长度为，C错误；B的加速度大小，由牛顿第二定律，得，D错误。
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
8．ABD 9．BD 10．ACD
8．ABD 由题图可知，，，根据动量定理可得。时，由得，A正确；时，由，得，B正确；时，由，得，C错误；时，由，得，D正确。
9．BD 拉力F对物体的冲量大小，A、C错误，B正确；物体静止在地面上，合力为零，则合力对物体的冲量为零，D正确。
10．ACD 小球沿斜面滚下，对于小球和斜面体组成的系统，只有重力和系统内弹力做功，系统的机械能守恒，斜面体的机械能增大，小球机械能减小，所以斜面的支持力对小球做负功，故A正确，B错误；斜面体在竖直方向上的加速度为零，小球在竖直方向上的加速度不为零，则斜面体和小球组成的系统合外力不为零，则系统的动量不守恒，故C正确；小球和斜面体组成的系统在水平方向不受外力，所以系统在水平方向动量守恒。设小球的水平位移大小为，斜面体的位移大小为，取水平向左为正方向，设小球质量为m，则斜面体的质量为2m，根据系统水平方向动量守恒有，得，又，解得，故D正确。
三、非选择题（本大题共5小题，共54分）
11．答案 0.40（3分） A、B两小车各自的质量（3分）
解析 碰撞后二者一起运动的速度小于碰撞前A车的速度，相邻两点之间距离较小的点为碰撞后打下的点；由题图乙可知，右边间距较小的点之间的距离为，打点计时器打点的时间间隔为0.02s，所以碰撞后两车的速度为；实验要探究碰撞中的总动量是否不变，物体的动量，所以还要测量A、B两小车各自的质量。
12．答案 （1）大于 等于 （2）C （3） （每空2分）
解析 （1）若入射小球1的质量小于被碰小球2的质量，则入射小球1可能会被弹回，所以入射小球1的质量应大于被碰小球2的质量；为了保证是对心碰撞，小球1的半径应等于小球2的半径。
（2）要验证动量守恒定律，还需要测量的物理量是两小球的质量。因为可以用水平位移代表速度，所以不必测量A、B的高度差和B点离地面的高度，小球的半径不需要测量，C正确，A、B、D错误。
（3）因为小球做平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，是小球1没有与小球2碰撞时做平抛运动的水平位移，该位移可以代表小球1碰撞前的速度，是小球1与小球2碰撞后做平抛运动的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球1的速度，是碰撞后小球2的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球2的速度，当满足时，说明两球碰撞遵守动量守恒定律，如果还满足，则说明两球发生弹性碰撞。
13．答案 （1）15J （2）
解析 （1）若A的质量为3kg，则根据动量守恒有
根据机械能守恒有
联立解得烧断细绳前瞬间弹簧的弹性势能
（2）B物块与右侧的物块C发生碰撞后粘在一起，根据动量守恒有
物块A、B被弹开过程，由动量守恒有
根据题意，要使烧断细绳后A、B不再相碰，则有
联立解得
14．答案 （1）2m/s （2）
解析 （1）设即将碰撞的瞬间M的速度为，从A点到C点，对小物块M由动能定理得 代入数据解得
（2）设碰撞后小物块M和N的速度大小分别为和，从碰撞到落地经历的时间为t，
根据平抛运动规律得
竖直方向 水平方向，
联立以上三式解得，
两个小物块相碰前后系统动量守恒，规定水平向右为正方向，
根据动量守恒定律有
代入数据解得
15．答案 （1）2m/s （2）39J （3）5.8m/s
解析 （1）弹簧被压缩到最短时，木块A与滑板B具有相同的速度，设为v，从木块A开始沿滑板B上表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，系统动量守恒，规定向右为正方向，有
，得 代入数据得
（2）在木块A压缩弹簧的过程中，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，
由能量守恒定律得弹簧最大弹性势能
代入数据解得
（3）规定向右为正方向，木块A再次回到滑板B的最左端时，
设木块A的速度为，滑板B的速度为，
由系统动量守恒得
由能量守恒定律得
两式联立并代入数据，解得或
由运动过程可以判断木块A回到滑板B最左端时速度方向和初速度方向相反，故9.8m/s应舍去，所以速度大小为5.8m/s。