2021-2022学年海南省儋州市鑫源高级中学高二（下）期中物理试题含解析

儋州市鑫源中学2021——2022学年第二学期期中考高二年级

物理科试题

考试时间：90分钟：满分：100分

一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。）

1. 关于物体的动量下列说法正确的是（　　）

A. 质量越大的物体动量越大

B. 做匀速圆周运动的物体，其动量不变

C. 物体的动能不变，其动量一定不变

D. 物体的动量不变，其动能一定不变

【1题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．质量与速度的乘积是物体的动量，质量越大的物体动量不一定大，故A错误；

B．做匀速圆周运动的物体，动量大小不变，但方向改变，所以其动量改变，故B错误；

C．物体的动能不变，动量大小不变，但方向可以改变，故C错误；

D．物体的动量不变，则速度不变，其动能一定不变，故D正确。

故选D。

2. 物体的质量与速度的乘积叫动量，在国际单位制中动量的单位是（　　）

A. N·m B. kg·m C. kg·m/s D. kg·m/s2

【2题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】由动量表达式，质量的国际单位为，速度的国际单位为，可知动量的国际单位为，选项C正确，ABD错误；

故选C。

3. 一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁后弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动。若以水平向右为正方向，则碰撞前后钢球的动量变化为（　　）

A. 0 B. 0.6kg·m/s C. -1.2kg·m/s D. 1.2kg·m/s

【3题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】取水平向右的方向为正方向，碰撞前钢球的速度v＝6m/s，碰撞前钢球的动量为

p＝mv＝0.1×6＝0.6kg·m/s

碰撞后钢球的速度为v′＝-6m/s，碰撞后钢球的动量为

p′＝mv′＝-0.1×6＝-0.6kg·m/s

碰撞前后钢球的动量变化为

Δp＝p′-p＝-0.6kg·m/s-0.6kg·m/s＝-1.2kg·m/s

故选C。

4. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊的作用，下列说法正确的是（　　）

A. 增加了司机受到的撞击力

B. 减少了碰撞前后司机动量变化量

C. 增加了碰撞前后司机动量的变化量

D. 延长了司机的受力时间，减少了司机受到的撞击力

【4题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】在碰撞过程中，司机的动量的变化量是一定的，但安全气囊会增加作用的时间，根据动量定理

可知,可以减小司机受到的撞击力F，故ABC错误，D正确。

故选D。

5. 一个质量为的足球以的速度飞来，运动员把它以的速度反向踢出。已知运动员与足球的作用时间为。下列说法正确的是（　　）

A. 运动员对足球的平均作用力大小为

B. 运动员对足球的平均作用力大小为

C. 运动员对足球做的功为

D. 运动员对足球做的功为

【5题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】AB．根据动量定理得

代入数据解得

故A错误，B正确；

CD．根据动能定理得

代入数据解得

故CD错误。

故选B。

6. 一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　）

A. 动量守恒，机械能守恒

B. 动量不守恒，机械能守恒

C. 动量守恒，机械能不守恒

D. 无法判定动量、机械能是否守恒

【6题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】在子弹打击木块A及弹簧压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统所受的合外力为零，则系统的动量守恒。在此过程中，除弹簧弹力做功外还有摩擦力对系统做功，所以系统机械能不守恒。选项C正确，ABD错误。

故选C。

7. 如图所示，在光滑水平面上质量分别为mA=2kg、mB=4kg ，速度的大小分别为vA=5m/s、vB=2m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动，则（　　）

A. 它们碰撞前的总动量是18kg·m/s ，方向水平向右

B. 它们碰撞后的总动量是2kg·m/s ，方向水平向右

C. 它们碰撞后如A球以vA’= 1m/s的速度被反向弹回，则B球的速度大小为2m/s

D. 它们碰撞后如A球B球粘在一起，则两球共同运动的速度大小为3m/s

【7题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】AB．以右为正方向，它们碰撞前的总动量是

方向水平向右，碰撞过程动量守恒，碰撞后的总动量是2kg·m/s ，方向水平向右，故A错误，B正确；

C．如A球以vA’= 1m/s的速度被反向弹回，则

解得B球的速度为

故C错误；

D．碰撞后如A球B球粘在一起，则

解得

故D错误。

故选B。

8. 新型冠状病毒引发肺炎疫情期间，一些宅在家里久了的朋友有些耐不住寂寞，想要出门逛逛，但是又担心受到感染，因此绞尽脑汁来自我保护。如图所示，母女俩穿着同款充气“防护服”出来散步，由于两人初次穿充气服，走起路来有些控制不好平衡，所以两人发生了碰撞。若妈妈的质量为3m，女儿的质量为m，且以相同的速率v在光滑水平面上发生相向碰撞，碰撞后妈妈静止不动，则这次碰撞属于（　　）

A. 弹性碰撞 B. 非弹性碰撞

C. 完全非弹性碰撞 D. 条件不足，无法确定

【8题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】设碰撞后女儿的速度为v′，根据动量守恒定律可得

故碰后女儿的速度为

碰前母女俩的总动能为

碰后母女俩的总动能为

由于碰撞前后总动能相等，所以母女俩的碰撞为弹性碰撞

故选A

二、多选题（本小题共5题，每小题4分，共20分。全对得4分，选对但不全对的得2分，有选错得0分。）

9. 如图，水平飞向球棒的垒球被击打后，动量变化量为，则（　　）

A. 球的动能可能不变

B. 球的动量大小一定增加

C. 球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相等

D. 球受到棒的冲量方向可能与球被击打前的速度方向相同

【9题答案】

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．垒球被击打后，可能以与被击打前等大的速度反向打出，所以球的动能可能不变，动量大小不变，动量大小增量为零，故A正确，B错误；

C．由牛顿第三定律知：球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相等，故C正确；

D．球受到棒的冲量方向是棒对球弹力的方向，与球被击打前的速度方向相反，故D错误。

故选AC。

10. 如图所示，一物体在与水平方向成角的恒定拉力F作用下沿水平面匀速运动，在时间t内（　　）

A. 物体所受合力的冲量大小为0

B. 物体所受支持力的冲量大小为0

C. 物体所受拉力F的冲量大小为

D. 物体所受摩擦力的冲量大小为

【10题答案】

【答案】AD

【解析】

【详解】A．沿水平面匀速运动，处于平衡状态，所受合外力为零，根据冲量的定义可知，物体所受合力的冲量大小为0，Ａ正确；

C．根据冲量的定义

可得，物体所受拉力F的冲量大小为，C错误；

BD．物体受力如图所示

可得

物体所受支持力的冲量大小为

物体所受摩擦力的冲量大小为

B错误，D正确。

故选AD。

11. 在2022北京冬奥会上，中国运动健儿武大靖、范可新、曲春雨、任子威组成的团体在短道速滑项目混合团体接力决赛中夺得冠军，为中国代表团赢得了北京冬奥会的第一枚金牌。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面追上并用力推前方“接棒”运动员完成接力过程。忽略运动员与冰面之间的摩擦，交接棒过程中两运动员的速度均在同一直线上。下列关于交接棒过程的说法正确的是（　　）

A. 两运动员组成的系统动量守恒

B. 两运动员组成的系统机械能守恒

C. 两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零

D. 两运动员之间相互作用力做的总功一定等于零

【11题答案】

【答案】AC

【解析】

【详解】A．忽略运动员与冰面之间的摩擦，则在交接棒过程中，合外力为零，系统动量守恒，故A正确；

B．“交棒”运动员从后面追上并用力推前方“接棒”运动员，化学能转化为机械能，因此两运动员组成的系统机械能不守恒，故B错误；

C．系统动量守恒，因此两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零，故C正确；

D．两运动员相互作用时，相对地面的位移一定不相同，因此相互作用力做的总功一定不等于零，故D错误。

故选AC。

12. 下列属于反冲运动的是（　　）

A 汽车运动 B. 直升机运动

C. 火箭的运动 D. 反击式水轮机的运动

【12题答案】

【答案】CD

【解析】

【详解】反冲现象是一个物体或一个整体分裂成两部分，两部分朝相反的方向运动的现象。

A．汽车是利用燃烧燃料获得向前的牵引力从而使汽车前进的，不属于反冲，故A错误；

B．直升机是利用的空气的浮力而使飞机上升的，不属于反冲，B错误；

C．火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力，利用了反冲运动，C正确；

D．反击式水轮机是利用了水反冲作用而获得动力，属于反冲运动，D正确。

故选CD。

13. 如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是-2m/s，之后A、B两球发生了对心碰撞。碰撞后A、B两球的速度可能值为（　　）

A. vA'=3m/s，vB'=1m/s

B. vA'=2m/s，vB'=2m/s

C. vA'=1m/s，vB'=3m/s

D. vA'=-1m/s，vB'=7m/s

【13题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】A．碰撞后都向右运动，A球的速度大于B球的速度，不符合实际，A错误；

B．设每个球的质量均为m，碰撞前系统总动量

碰撞前的总动能

碰撞后的总动量为

碰撞后的总动能为

碰撞过程动量守恒且动能不增加，符合实际，B正确；

C．碰撞后的总动量为

碰撞后的总动能为

碰撞过程动量守恒且动能不增加，符合实际，C正确；

D．碰撞后的总动能为

碰撞过程动能增加，不符合实际，D错误。

故选BC。

三、实验题（本题共2小题，共20分）

14. 利用斜槽轨道做“验证动量守恒定律”的实验，实验中小球运动轨迹及落点的情况如图所示。

（1）除了图1中的器材外还需要________；

A．秒表　　B．刻度尺　　C．天平　　D．弹簧测力计　　E．游标卡尺

（2）下列关于实验的一些要求必要的有________；

A．两个小球的质量应满足mA≤mB

B．实验中重复多次让A球从斜槽上释放，特别注意让A球从同一位置由静止释放

C．斜槽轨道的末端必须调整水平

D．两个小球的大小必须相同

E．需要测出轨道末端到水平地面的高度

F．必须测量出小球的直径

（3）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量________，来间接解决这个问题；

A．小球1开始释放时离桌面的高度h

B．小球2抛出点距地面的高度H

C．两小球做平抛运动的水平位移

D．两小球的质量

（4）若该碰撞过程中动量守恒，则一定有关系式mA·OP=________成立（用上述步骤中测量的量表示）；

（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2所示。在水平槽末端与水平地面间放置一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复上述（2）中相关操作，得到两球落在斜面上的平均落点M＇、P＇、N＇。用刻度尺测量斜面顶点到M＇、P＇、N＇三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式________（用所测物理量的字母表示）。

【14题答案】

【答案】    ①. BC    ②. BCD    ③. C    ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]需要使用刻度尺测量A、B两球的水平位移，需要使用天平测量A、B两球的质量，故选BC。

（2）[2]A．如果两球质量相等，碰撞后A球将静止不动，如果A球质量比B球小，则A球会被弹回，导致无法测量，所以实验时要使A球质量明显大于B球质量，故A错误；

B．实验中重复多次让A球从斜槽上同一位置由静止释放，以减小偶然误差，故B正确；

C．斜槽轨道的末端必须调整水平，使两球的动量全部在水平方向上，故C正确；

D．两个小球的大小必须相同，保证是对心碰撞，故D正确；

E．实验中不需要测量两球的运动时间，所以不需要测出高度，故E错误；

F．两小球的直径相等即可，不必测量出小球的直径，故F错误。

故选BCD。

（3）[3]因为小球做平抛运动，下落时间相等，故可用水平位移代替平抛的速度，则实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量小球做平抛运动的水平位移，来间接解决这个问题，故选C。

（4）[4]设落地时间为t，则有

，，

而动量守恒的表达式为

所以若两球相碰前后的动量守恒，则有

（5）[5]碰撞前，落在图中的点，设其水平初速度为，小球和发生碰撞后，的落点在图中点，设其水平初速度为，的落点是图中的点，设其水平初速度为。设斜面与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得

解得

同理

可见速度正比于，所以需要验证两球碰撞过程中动量守恒表达式为

15. 利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验

Ⅰ．实验器材

气垫导轨、数字计时器、___________、滑块（两个）、重物、弹簧片、细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥。

Ⅱ．实验过程

（1）测质量：用天平测出滑块的质量。

（2）安装：正确安装好气垫导轨，如图所示。

（3）实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的___________。

（4）改变条件，重复实验：

①改变滑块的___________；

②改变滑块的初速度大小和方向。

（5）验证：一维碰撞中的___________。

Ⅲ．数据处理

（1）滑块速度的测量：v=，式中Δx为滑块上挡光片的宽度（仪器说明书上给出，也可直接测量），Δt为数字计时器显示的滑块（挡光片）经过光电门的时间。

（2）验证的表达式：________。

【15题答案】

【答案】    ①. 天平    ②. 速度    ③. 质量    ④. 动量守恒    ⑤. mv1+mv2=mv1'+mv2'

【解析】

【详解】[1]验证动量守恒定律需要测量小车的质量，故需要天平；

（3）[2]接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度；

（4）[3]重复实验，需要改变滑块的质量；

（5）[4]验证动量守恒定律，即一维碰撞中的动量守恒。

（2）[5]验证动量守恒定律的表达式，即mv1+mv2=mv1'+mv2'。

四、计算题：（本题共3小题，共36分。把解答写在答题卡答题处，要求写出必要文字说明、方程。）

16. 质量的小球在光滑水平面上以的速率向右运动，恰遇上质量向左以的速率运动的小球，作用时间；碰撞后小球以的速度向左运动，小球恰好静止，求：

（1）求小球动量变化量？

（2）碰撞时小球对的平均作用力多大？方向如何?

【16题答案】

【答案】（1），方向向左；（2）500N，方向向左

【解析】

【详解】（1）取向右为正，小球动量变化量

方向向左。

（2）根据动量定理

解得碰撞时小球对的平均作用力

方向向左。

17. 花样滑冰是一个竞技体育与艺术完美结合的体育项目．在某花样滑冰赛场上，男女运动员一起以v0=2m/s的速度沿直线匀速滑行，某时刻男运动员将女运动员以v1=6m/s的速度向前推出，已知男运动员的质量为M=60kg，女运动员的质量为m=40kg，不计冰面的摩擦阻力，求：

（1）将女运动员推出后，男运动员的速度；

（2）在此过程中，男运动员推力的冲量大小。

【17题答案】

【答案】(1)v2= m/s；(2) I=160N·s；

【解析】

【详解】（1）设推出女运动员后，男运动员的速度为v2，根据动量守恒定律

解得，“﹣”表示男运动员受到方向与其初速度方向相反．

（2）在此过程中，对运动员有：I=mv1-mv0，

解得I=160N·s

18. 如图所示，质量均为M=4kg的小车A、B在光滑水平面上，B车上用轻绳挂有质量为m=2kg的小球C，B车静止，A车以v0=2m/s的速度向B车运动，相碰后粘在一起（碰撞时间很短）。求：

（1）A、B球碰撞后共同的速度；

（2）碰撞过程中系统损失的机械能；

（3）碰后小球C第一次回到最低点时的速度大小。

【18题答案】

【答案】（1）1m/s；（2）4J；（3）1.6m/s

【解析】

【详解】（1）设A、B车碰后共同速度为v1，由动量守恒定律得

Mv0=2Mv1①

代入数据解得

v1=1m/s

（2）系统损失的机械能为

②

联立①②解得

E损=4J③

（3）设碰后小球C第一次回到最低点时A、B车速为v2，小球C速度为v3，对ABC组成的系统，由水平方向动量守恒得

2Mv1=2Mv₂+mv3④

由动能守恒定律得

⑤

联立①④⑤解得

v3=1.6m/s