人教版(2019)高中物理选择性必修一期中测试卷(老师+学生)
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一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。)
1.2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。中国空间站将迎来第二个飞行乘组。在第一次太空授课中,我国宇航员王亚平在天宫授课时,利用质量测量仪粗略测出了聂海胜的质量。若聂海胜受到恒力F从静止开始运动,经时间t获得相对飞船的速度v,则聂海胜的质量约为( )
A.B.C.D.
【来源】湖北省荆荆襄宜七校考试联盟2023-2024学年高二上学期期中联考物理试题
【答案】A
【详解】设聂海胜的质量为m,根据动量定理可得
解得
故选A。
【点睛】考察对动量定理的理解。
2.关于简谐运动物体对平衡位置的位移、速度、加速度间的关系,下列说法正确的是( )
A.位移减小时,加速度增大,速度增大
B.位移方向总是与加速度方向相反,与速度方向相同
C.物体运动方向指向平衡位置时,速度方向与位移方向相反;背离平衡位置时,速度方向与位移方向相同
D.物体位移越来越大时,加速度一定越来越大,速度一定越来越大
【来源】四川省遂宁中学校2022-2023学年高二下学期3月月考理综物理试题
【答案】C
【详解】A.位移减小时,根据可知,加速度也减小,当运动方向指向平衡位置时,位移减小,速度增大,A错误;
BC.加速度总是与位移方向相反,当运动方向指向平衡位置时,位移方向与速度方向相反,当运动方向背离平衡位置时,位移方向与速度方向相同,B错误,C正确;
D.物体位移越来越大则加速度越来越大,这个过程是远离平衡位置的过程,所以速度会越来越小,D错误。
故选C。
3.快递气泡袋是由低密度聚乙烯(LDPE)加工而成的一种透明软包装袋,主要用于快递行业小体积、易碎、易损坏、精密货品的包装。将货品装入快递气泡袋的目的是为了( )
A.减小撞击时货品的动能变化量B.减小撞击时货品的动量变化量
C.减小撞击时货品受到的冲量D.减小撞击时货品受到的力
【来源】重庆市南开中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题
【答案】D
【详解】快递气泡袋起到缓冲作用,通过延长作用时间,减小撞击时货品受到的力,不会改变货品动量的变化量以及动能变化量,即不会改变货品受到的冲量。
故选D。
4.一物理兴趣小组利用如下装置研究竖直运行电梯中物体的超失重问题:将力传感器上端固定在电梯天花板上,下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯在1楼和6楼之间从静止开始运行然后再到静止的过程中,数据采集系统采集到拉力F随时间t的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化,下列说法正确的是( )
A.在c时刻,电梯下降速度达到最大B.a到f的过程中钩码受拉力的总冲量为零
C.图形abc的面积小于图形def的面积D.a到f的过程中钩码受合力的总冲量为零
【来源】山东省滨州市阳信县普高大联考2023-2024学年高二上学期11月联合质量测评物理试题
【答案】D
【详解】A.由图可知,钩码的重力G=2N在a到c过程中,拉力F都大于重力,说明电梯处于超重状态,加速度向上,即电梯加速上升,在c时刻,电梯上升速度达到最大,故A错误;
B.物体始终受到拉力作用,拉力的冲量不为0,故B错误;
CD.图像中面积表示力对时间的积累,即冲量。由图可知,从a到f记录了电梯的一个运动过程,先向上加速(a到c过程),然后匀速(c到d过程),最后减速(d到f过程),即加速过程和减速过程的动量变化量大小相等,取向上为正,
ac过程中由动量定理可知
df过程中由动量定理可知
即abc过程的力F的冲量大于def过程力F的冲量,故图形abc的面积大于图形def的面积。从a到f的过程中钩码的速度从零变到零,所以动量变化量为零,则所受合力的总冲量为零,故C错误,D正确。
故选D。
5.2021年举行的东京奥运会上,中国小将全红婵以近乎完美的五跳拿到了10米台金牌。如果将其某次跳水全程的运动简化为:全红婵在跳台上由静止开始竖直下落,入水后做减速运动,速度减为零时并未到达池底。不计空气阻力,则全红婵( )
A.在空中运动阶段,重力的冲量大于其动量变化量
B.从刚入水到速度减为零的过程中,其动量的改变量等于水的作用力的冲量
C.从开始下落到速度减为零的过程中,其重力的冲量大小大于水的作用力的冲量大小
D.从开始下落到速度减为零的过程中,其重力的冲量大小等于水的作用力的冲量大小
【来源】江苏省徐州市2021-2022学年高二上学期期末抽测物理试题
【答案】D
【详解】A.因为不计空气阻力,所以在空中运动阶段,全红婵只受到重力作用,故由动量定理知重力的冲量等于其动量变化量,故A错误;
B.因为从刚入水到速度减为零的过程中,全红婵受到重力和水的作用力,所以其动量的改变量等于重力和水的作用力的合冲量,故B错误;
CD.从开始下落到速度减为零的过程中,由动量定理得
即
故从开始下落到速度减为零的过程中,其重力的冲量大小等于水的作用力的冲量大小。
故C错误,D正确。
故选D。
6.如图所示,在某次杂技表演中,一演员平躺在水平面上,腹部上方静置一块质量的石板,另一演员手持质量的铁锤,让铁锤从高处由静止落下,与石板撞击后反弹至处,结果石板裂开而平躺着的演员没有受伤。已知铁锤撞击石板的时间,由于缓冲,演员腹部与石板相互作用的时间,铁锤的下落视为自由落体运动,重力加速度g取。撞击过程中铁锤对石板的平均作用力大小为,缓冲过程中石板对演员的平均作用力大小约为,则( )
A.,B.,
C.,D.,
【来源】河南省周口市西华县第一高级中学2023-2024学年高二上学期1月月考物理试卷
【答案】A
【详解】设铁锤撞击石板前瞬间的速度大小为,则由自由落体运动规律可得
解得
设撞击后铁锤反弹的速度大小为,利用逆向思维,则有
解得
设撞击过程中石板对铁锤的作用力大小为F,以竖直向上为正方向,由动量定理可得
解得
根据牛顿第三定律可知撞击过程中铁锤对石板的平均作用力大小为
碰撞过程可近似认为动量守恒,设碰撞后瞬间石板的速度大小为,根据动量守恒可得
解得
设缓冲过程中演员对石板的作用力大小为,由动量定理可得
解得
根据牛顿第三定律可知缓冲过程中石板对演员的平均作用力大小约为
故选A。
7.如图所示,质量分别为m和M的木块A、B叠放在光滑水平面上, A与B之间的最大静摩擦力为 f,B与一端固定、劲度系数为k的水平轻质弹簧连接。 现让A、B保持相对静止一起振动, 则( )
A.减小振幅, 振动周期变短B.减小振幅, 振动周期变长
C.该弹簧振子的最大振幅为D.该弹簧振子的最大振幅为
【来源】江苏省徐州市邳州市2023-2024学年高二上学期10月阶段测试物理试题
【答案】D
【详解】AB.弹簧振子的振幅与振动周期无关,因此减小振幅, 振动周期保持不变,A、B错误;
CD.在最大振幅处,加速度最大,A所受的摩擦力为最大静摩擦力,此时
将M和m作为整体,根据牛顿第二定律
可得最大振幅
C错误,D正确。
故选D。
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,部分选对得3分,有选错的得0分,共18分。)
8.如图所示,带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上,一质量为m的小球以水平速度从小车左端冲上小车,一段时间后小球从小车的左端飞出,已知小车的质量为4m,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.小球上升的最大高度为B.小球从小车的左端飞出的速度大小为
C.小球飞出后小车的速度大小为D.整个过程中小球对小车做的功为
【来源】辽宁省朝阳市凌源市2022-2023学年高二上学期11月月考物理试题
【答案】BC
【详解】A.当小球与小车速度相同时,小球上升到最大高度,设共同速度v,取向右为正方向,根据动量守恒
根据能量守恒
联立解得,小球上升的最大高度为
故A错误;
BC.设小球从小车的左端飞出的速度,小球飞出后小车的速度,根据动量守恒
根据能量守恒
解得
故BC正确;
D.根据动能定理,整个过程中小球对小车做的功为
故D错误。
故选BC。
9.某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验,本实验必须测量的物理量是( )
A.小球a、b的质量ma、mb
B.小球a、b的半径r
C.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
D.小球a的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h
E.小球a、b离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间
F.记录纸上O点到两小球的平均落点位置A、B、C的距离sOA、sOB、sOC
【来源】第一章动量和动量守恒定律习题-粤教版(2019)选择性必修第一册
【答案】AF
【详解】由碰撞过程动量守恒可得
再由平抛规律
, ,
整理以上各式可得
所以本实验必须测量的物理量有小球a、b的质量、记录O点到A、B、C各点的距离sOA、sOB、sOC。
故选AF。
10.质量为的物块以速度运动,与质量为的静止物块发生正碰碰撞前后物体始终在同一条直线上运动,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比可能为( )
A.B.C.D.
【来源】河北省承德市隆化存瑞中学2023-2024学年高二上学期第一次质检物理试题
【答案】BC
【详解】由题意可知,碰撞后两者动量相等,设碰撞后两者的动量都为p,碰撞前后总动量为2p,则碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得
根据动量与动能的关系有
碰撞过程动能不增加,有
解得
故BC正确,AD错误。
故选BC。
三、实验题(11题6分,12题10分,共16分。)
11.小明和小华同学在实验室选择相同的小钢球进行“用单摆测量重力加速度大小”的实验。
(1)某次小明使用游标卡尺测量小钢球直径d的读数如图所示,其读数为 mm。
(2)小明和小华按照规范安装好单摆,测得摆线的长度为L,并测得单摆完成n次全振动的时间为t,则当地重力加速度值的表达式g= (结果用L、d、n、t表示)。
【来源】云南省曲靖市2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题
【答案】 11.3
【详解】(1)[1]使用游标卡尺测量小钢球直径d的读数为11mm+0.1mm×3=11.3mm。
(2)[2]单摆周期
根据
解得当地重力加速度值的表达式
12.小王和小李同学利用单摆测定当地重力加速g。
(1)实验室给出的器材有:带横杆的铁架台、铁夹、游标卡尺、刻度尺、长度约为1m的不可伸长的细绳、直径约的小铁球,要完成该实验,还需要的器材为 。
(2)如图所示,小王测量小球直径时游标卡尺的示数为 。
(3)两同学协作组装好单摆,按正常的操作步骤完成该实验。实验中他们发现小铁球摆动振幅越来越小,你认为小球的周期 (填“会”或“不会”)变化。
(4)两同学处理实验数据时,他们都忘记了把铁球的半径计入摆长,即把摆线长作为摆长,他们分别用了两种方法处理。
a.小王同学把摆线长L和周期T代入公式,则他求出的g的测量值与真实值相比: (填“偏小”“相等”或“偏大”)。
b.小李同学以(T为周期)为纵坐标,以摆线长L为横坐标,作出的图像为一直线,得出图线的斜率k,再求出重力加速度g,则他求出的g的测量值与真实值相比: (填“偏小”“相等”或“偏大”)。
【来源】湖北省2020-2021学年高二下学期统一调研物理试题
【答案】 秒表 12.25 不会 偏小 相等
【详解】(1)[1]由公式得
因此实验中要测定周期,需要秒表。
(2)[2]游标卡尺的读数为
(3)[3]小铁球摆动过程中受阻力的影响,振幅变小,做阻尼振动,但振动周期、频率不会变化。
(4)a.[4]由公式得
实际摆长应为摆线长加小球的半径,若把摆线长作为摆长,则g的测量值与真实值相比偏小;
b.[5]由的
则斜率
得
以(为周期)为纵坐标,以摆线长L为横坐标,作出的直线与真实的直线平行,斜率相同,即g的测量值等于真实值。
四、解答题(本题共3小题,共38分。)
13.(12分)如图所示,质量为M=1kg的木块静止于粗糙的水平面上,木块与水平面间的动摩擦因数为0.2,一质量为m=20g、速度为v0=600m/s的子弹水平射入木块,穿出时的速度为v=100m/s,子弹在穿过物块的过程中物块移动了s=0.05m,若木块的宽度为d=0.15m,重力加速度g=10m/s2,试求子弹与木块间的平均作用力与木块和地面间的滑动摩擦力之比,并根据结果分析在解决此类问题时应如何处理?
【来源】2023版 步步高人教版选择性必修第一册 第一章 专题强化4 子弹打木块模型 滑块—木板模型
【答案】8750,见解析
【详解】对子弹由动能定理可得
解得
木块与地面间的滑动摩擦力
两者之比为
由此可知,子弹与木块间的作用力远大于木块与地面间的作用力,在一些问题中可以忽略地面的摩擦力,即子弹和木块组成系统在相互作用过程中满足动量守恒的条件,从动量守恒中角度出发解决此类问题。
14.(12分)如图,质量为m的小物块A固定于粗糙水平地面上的P点,小物块B静止于Q点,PQ之间的距离为L,当小物块A处于PQ之间时总会受到水平向右的恒力,恒力大小为2mg。现释放小物块A,小物块A向右运动,一段时间后与小物块B发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后小物块A被弹回,碰撞后瞬间小物块A、B速率相等,当小物块A向左运动到最大位移处时将其锁定,小物块B最终停在C点,QC两点之间的距离为,小物块A、B与水平地面间的动摩擦因数相同,不计空气阻力。求:
(1)小物块B的质量;
(2)两个小物块与地面间的动摩擦因数。
【来源】华大新高考联盟2022-2023学年高三下学期3月教学质量测评理综物理试题
【答案】(1)3m;(2)0.2
【详解】(1)设碰撞之前的瞬间小物块的速度为,小物块A和小物块B发生碰撞后的瞬时速度分别为、。对弹性碰撞过程,根据动量守恒定律得
根据机械能守恒定律得
联立解得
碰撞后瞬间小物块A、B速率相同,即
联立解得
(2)小物块A从P点向Q点运动的过程中,根据动能定理有
小物块B向右运动的过程中,根据动能定理有
联立解得动摩擦因数
15.(14分)如图所示,小球a系在细绳上,物块b静置于悬挂点O的正下方,将细绳拉开偏离竖直方向后由静止释放小球a,两物体发生弹性正碰,碰撞时间极短,已知绳长,,取重力加速度大小,两物体都可看成质点,物块b与水平地面间的动摩擦因数,,,。
(1)求小球a与物块b碰前瞬间的速度大小v;
(2)求碰后瞬间,小球a、物块b的速度大小、;
(3)小球做小角度摆动()时的运动可看成简谐运动,试判断小球a碰后的运动是不是可看成简谐运动,如果是,求出小球a第一次摆到左端最高点时,物块b的位移大小x。
【来源】河南省创新发展联盟2023-2024学年高二下学期3月阶段检测物理试题
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)小球a下摆过程中机械能守恒
解得
(2)两物体发生弹性碰撞,根据动量守恒、能量守恒定律有
解得
(3)小球a碰后,机械能守恒
解得
小球a碰后的运动可看成简谐运动,根据单摆周期公式有
解得
对物块b,由牛顿第二定律得
假设物块b经时间停了下来
因为
解得
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