1、物理(B卷)人教版一、选择题(每小题给出的四个答案中只有一个选项正确,请把正确答案填涂到答题卡上。每小题3分,共24分)1. 质量为2kg的物体B静止在光滑水平面上,质量为2kg的物体A在光滑水平面上以速度6m/s与物体B发生碰撞,则碰后A、B两小球的速度可能为()A. ,B. ,C. ,D. ,【答案】D【解析】【详解】碰撞前瞬间,A、B系统总动量为碰撞前瞬间,A、B系统总动能为AC若碰撞后两球速度方向相同,则A的速度应该小于B的速度,故AC错误;B碰撞后瞬间,A、B系统总动量为碰撞后瞬间,A、B系统总动能为碰撞后动能变大了,不符合实际情况,故B错误;CB碰撞后瞬间,A、B系统总动量为碰撞后
2、瞬间,A、B系统总动能为碰撞后动能减小了,动量守恒,符合实际情况,所以可能,故D正确;故选D。2. 质量为50kg人静止在甲船右侧,甲、乙两条船静止在水面上,它们的质量均为200kg。人以对地速度从甲船跳上乙船,再从乙船跳回甲船。不计水的阻力。则()A. 人第一次从甲船跳出后,乙船的速度为1m/sB. 人跳回甲船后,甲、乙两船速度比C. 人跳回甲船后,甲、乙两船的速度比D. 人跳回甲船后,甲、乙两船的速度比【答案】D【解析】【详解】A对乙船和人组成的系统,由动量守恒定律解得v10.8m/s乙船的速度为0.8m/s,选项A错误;BCD对人和甲乙两船的系统,由动量守恒解得选项BC错误,D正确。故选
3、D。3. 甲、乙为竖直悬挂的两个弹簧振子,且悬挂振子的弹簧劲度系数相同,已知两球质量之比是,振动图像如图所示。则下列说法正确的是()A. 甲、乙两弹簧振子的振动频率之比是B. 甲、乙两弹簧振子在10s内质点经过的路程之比是C. 甲、乙两弹簧振子最大加速度之比是D. 甲、乙两弹簧振子最大速度之比是【答案】B【解析】【详解】A由乙图可知甲、乙两弹簧振子的振动周期之比为则二者的频率之比为故A错误;B由乙图可知甲10s内经过的路程为200cm,乙10s内经过的路程也为200cm,故甲、乙路程之比是,故B正确;C根据胡克定律可知,甲、乙的最大回复力之比为,又因为两球质量之比是,根据牛顿第二定律可知,甲、
4、乙两弹簧振子最大加速度之比是,故C错误;D经分析,当到达平衡位置时,速度最大,设此时最大速度为vmax,甲弹簧振子的弹簧伸长量为x0,在最低点时的弹簧伸长量为x2,则有从最低点到平衡位置时,根据动能定理得设弹簧最大振幅为A,则有联立以上三式得甲、乙最大速度之比是,故D错误。故选B。4. 如图所示,光滑水平杆上套着一个小球和一个弹簧,弹簧一端固定,另一端连接在小球上,忽略弹簧质量。小球以点O为平衡置,在A、B两点之间做往复运动,它所受的回复力F随时间t变化的图象如图,则t在2s3s的时间内,振子的动能,和势能的变化情况是()A. 变小,变大B. 变大,变小C. ,均变小D. ,均变大【答案】B【
5、解析】【详解】在2s3s的时间内,振子的回复力减小,则振子向平衡位置运动,速度变大,动能Ek变大;弹性势能Ep减小。故选B。5. 用细绳栓一小球做竖直面内圆周运动,从A点再次转到A点的过程中下列说法正确的是()A. 合力的冲量为0B. 合力的冲量不为0C. 重力的冲量为0D. 绳中拉力的冲量大于重力的冲量【答案】A【解析】【详解】AB根据动量定理可知,合力的冲量等于动量的变化,小球从A点再次转到A点的过程中,动量变化为零,则合外力的冲量为0,选项A正确,B错误;C重力的冲量为mgT,则不为零0,选项C错误;D合外力的冲量等于拉力和重力的冲量的矢量和,合外力的冲量为0,则绳中拉力的冲量等于重力的
6、冲量,选项D错误。故选A。6. 如图所示,物体P以初速度滑到静止于光滑水平地面的水平小车右端,小车Q上表面粗糙,物体P与小车Q的v-t图象如图乙所示,物体P刚好不从小车Q上掉下来,由图乙中各物理量不能求出的是()A. 物体P和小车Q之间的动摩擦因数B. 小车Q上表面的长度C. 小车Q的质量D. 物体P与小车Q的质量之比【答案】C【解析】【详解】A由能量守恒得质量比由动量守恒定律可以求出,小车的长度由图像的可以求出,速度是已知的,由上面的式子可以求出动摩擦因数,可以求出A;B. 小车Q上表面的长度等于图像中三角形的面积5m,可以求出B;C. 只能求出两车的质量比,不能求出小车Q的质量,不能求出C
7、;D. 由动量守恒定律得速度是已知的,可以求出物体P与小车Q的质量之比,可以求出D。故选C。7. 目前很多室内游乐场都有蹦床项目,很多人都喜欢体验在蹦床上高高跳起时的刺激感。现有一个质量60kg的人从离蹦床平面1.25m处由静止跳落到蹦床上,能弹起的高度离蹦床平面0.8m,假设人与蹦床面接触时间为0.6s,g取10m/s2,则蹦床给人的平均作用力大小为()A. 600NB. 900NC. 1500ND. 1800N【答案】C【解析】详解】人从离蹦床平面1.25m处自由下落,根据速度位移公式有解得人反弹至0.8m处,向上做竖直上抛运动,根据速度位移公式有解得取向上为正方向,根据动量定理有代入数据
8、解得F=1500N,故选C。8. 在一个斜面上,摆两条(光滑)轨道,一条是直线,一条是曲线,起点高度以及终点高度都相同。两个质量,大小一样的小球同时从起点向下滑落,曲线的小球反而先到终点。这是由于曲线轨道上的小球先达到最高速度,所以先到达。然而,两点之间的直线只有一条,曲线却有无数条,那么,哪一条才是最快的呢?1696年,瑞士数学家约翰伯努利解决了这个问题,这条最速曲线就是一条摆线,也叫旋轮线。现让质量相同的小球1和2分别沿直线,最速曲线由静止开始下滑到斜面底端。此过程中()A. 两小球所受合力冲量相同B. 球1的合力冲量大于球2的合力冲量C. 两小球重力冲量相同D. 球1的重力冲量大于球2的
9、重力冲量【答案】D【解析】【详解】AB球1和球2沿两条不同路径下滑,都只有重力做功,且下落的高度相同,根据动能定理有解得,故两小球最终的速度大小相等,但到达最终位置时速度方向不相同,根据动量定理有故两小球所受合力冲量大小相等,但由于最终速度的方向不相同,故两小球所受合力冲量的方向不相同,故两小球所受合力冲量不相同,故AB错误; CD由题可知,小球2更快到达终点,故所用的时间比球1更短,根据可知球2的重力冲量小于球1的重力冲量,故C错误,D正确。故选D。二、多项选择题(每题给出的四个选项中,有两个或两个以上的正确答案,每小题4分,多选、错选不得分,少选得2分,共16分)9. 如图所示,一个质量为
10、,一小球连接在轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定在天花板上,该弹簧的劲度系数,用手把小球向上托起,直到弹簧恢复原长时,由静止释放小球,忽略空气阻力,g取,小球会在竖直方向上来回振动。下列说法正确的是()A. 小球速度最大时,弹簧处于原长B. 小球运动到最低点,弹性势能是1JC. 以最低点为重力势能零参考面,小球运动到最高点时重力势能为2JD. 小球的最大速度是1m/s【答案】CD【解析】【详解】A. 小球速度最大时,弹簧的弹力等于小球的重力,则弹簧不处于原长位置,选项A错误;B. 小球在平衡位置时弹簧的伸长量小球运动到最低点,弹性势能等于重力势能的减小量,即选项B错误;C. 以最低点为重力势能零
11、参考面,小球运动到最高点时重力势能为选项C正确;D. 小球在平衡位置速度最大,则由能量关系其中解得小球的最大速度是vm=1m/s选项D正确。故选CD。10. 如图,一艘小船原来静止在平静的水面上,现前舱有水需要用抽水机抽往后舱,假设不计水面对船舱的阻力,则在抽水过程中关于船舱的运动下列说法中正确的是()A. 若前后舱是分开,则前舱将向前运动B. 若前后舱是分开的,则前舱将向后运动C. 若前后舱不分开,则船将向前运动D. 若前后舱不分开,则船将会一直静止在水面上【答案】AC【解析】【详解】AB若前后舱是分开的,不计水的阻力,则系统在水平方向动量守恒,系统总动量保持为零,用一水泵把前舱的水抽往后舱
12、,水的速度向后,水的动量向后,则前舱向前运动;故A正确,B错误。CD不计水的阻力,则系统动量守恒,系统总动量为零,若前后舱不分开,用水泵把前舱的水抽往后舱,则水的重心后移,故船将向前运动(等效于人船模型);故C正确D错误。故选AC。11. 如图所示,半径为R圆型槽Q置于光滑水平面上,小球P和凹槽Q的质量均为m,将物体P从圆槽的右侧最顶端由静止释放,一切摩擦均不计。则P、Q构成的系统()A. 这一过程动量守恒B. 这一过程仅在水平方向动量守恒C. 因为系统机械能守恒,物体P运动到圆槽的最低点速度为D. 释放后当P物体向左上升到最高点时,又恰与释放点等高【答案】BCD【解析】【详解】A. 这一过程
13、竖直方向动量守恒不守恒,错误;B. 这一过程中水平方向不受外力,水平方向动量守恒,正确;C. 因为系统机械能守恒和水平方向动量守恒解得 ,C正确; D. 释放后当P物体向左上升到最高点时,由动量守恒定律可知PQ一定同时静止,不上升至等高点违反机械能守恒定律,D正确。故选BCD。12. 如图所示,光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点,设Q的质量为m,P的质量是Q质量的4倍。Q与水平轻弹簧相连,开始Q静止,P以一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个过程中()A. 弹性势能最大时,Q的动能为P动能的B. 弹性势能最大时,P的速度为C. 弹性势能最大时,P、Q的动能之和为D. 弹簧具有的最大弹性
14、势能等于【答案】ABD【解析】【详解】BP、Q系统在水平方向上不受力,动量守恒,当两者速度相等时,弹性势最大。由动量守恒定律得解得可见,弹性势能最大时,P的速度为,故B正确;ACD弹性势能最大时,Q的动能为P动能的为所以弹性势能最大时,Q的动能为P动能的;P、Q的动能之和为弹簧具有的最大弹性势能为故AD正确,C错误。故选ABD。三、实验题(本题共15分)13. 如图所示,在一个真空环境中,弹簧上端固定,下端悬挂钢球,把钢球从平衡位置向下拉一段距离A,放手让其运动,用频闪照相机拍出照片如图一示,再重新向下拉钢球至处,频闪照片如图二示,已知频闪照片的闪光周期为0.1s。由此分析出,第一次振动的周期
15、为_,第二次振动的周期为_,即弹簧振子的周期与振幅_(填“有关”或“无关”)。【答案】 (1). 0.8s (2). 0.8s (3). 无关【解析】【详解】1由图一可知,第一次振动的周期为T1=80.1s=0.8s2由图二可知,第二次振动的周期为T2=80.1s=0.8s3即弹簧振子的周期与振幅无关。14. 某实验小组做“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图所示,弹性球1用细线悬挂于O点,O点下方桌子的边缘有一竖直立柱。实验时,调节悬点,使小球1与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球2发生对心碰撞,碰后小球1继续向左摆动,到B点,小球2做平抛运动落到c点。又测得测出A点离水平桌面的距离为a,B点
16、离水平桌面的距离为b,立柱离水平桌面的距离为h,已知弹性小球1的质量。(1)为完成实验,还需要测量的物理量有_、_、_。(并说明各物理量的意义)(2)根据测量的数据,该实验中动量守恒的表达式_(忽略小球的大小)。【答案】 (1). 弹性球2的质量m2 (2). C点与桌子边沿间的水平距离为c (3). 桌面离水平地面的高度H (4). 【解析】【详解】(1)123小球1向左下摆过程中机械能守恒,则有解得碰后小球1继续向左摆动,机械能守恒,则有解得碰撞后球2做平抛运动,则有,解得碰撞过程系统动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得代入以上求得的三个速度,则有整理得故还需要测量的物理量有弹性球2
17、的质量m2,C点与桌子边沿间的水平距离为c,桌面离水平地面的高度H(2)4由上分析可知,该实验中动量守恒的表达式四、计算题(本题共四小题,共45分)15. 一半径为10cm的小球漂浮在水面上时恰好有一半体积浸没在水中,如图所示。现将小球向下按压5m后放手,忽略空气阻力,小球在竖直方向上的运动可视为简谐运动,测得振动其周期为0.4s,以竖直向上为正方向,某时刻开始计时,其振动图像如图乙所示。其中A为振幅,分析小球的运动:(1)写小球位移函数表达式;(2)求小球12s内所经历的路程和位移各是多少?【答案】(1);(2) 600cm,0【解析】【详解】(1)T=0.4s,根据得t=0时刻解得(舍去)
18、故小球的振动方程为(2)12s相当于30个周期,一个周期内小球的路程是4A,即总路程s=600cm;位移是0.16. 一质量的滑块,从长度的光滑斜面顶端由静止开始下滑。已知斜面倾角(,),取。求滑块从斜面顶端滑到底端过程中:(1)滑块重力的冲量;(2)斜面对滑块的支持力的冲量。【答案】(1),方向竖直向下;(2),方向垂直于斜面向上【解析】【详解】(1)受力分析,由牛顿第二定律得:则由运动公式得则重力的冲量为带入数据得方向竖直向下(2)支持力的冲量为带入数据得方向垂直于斜面向上17. 碰碰车是游乐场中备受小朋友喜欢的项目之一,惊险刺激。假设小刚的家长带着调皮的小刚正开着碰碰车甲以4m/s的速度
19、向前行驶,突然另一个不带孩子的家长正驾驶碰碰车乙正以的速度迎面驶来,在两车刚要相碰的瞬间,小刚迅速起身跳上了碰碰车乙两车恰好没有相撞。已知小刚家长与碰碰车甲的总质量,另一家长与碰碰车乙的总质量为,小刚的质量,设小刚跳离甲车,跳上乙车的时间极短。求小刚跳离甲车时的对地速度多大?【答案】13.12m/s【解析】【详解】小刚跳离甲车的过程,由动量守恒 小刚跳上乙车的过程,由动量守恒 由题意 带入数据可得 18. 如图所示,半径为0.2m的光滑圆弧槽B静置在光滑水平面上,左侧有一质量为1kg的木板A,A和B接触但不粘连,B左端与A相切,B的质量为1kg。现有一质量为2.0kg的小滑块C以5m/s的水平初速度从左端滑上A,C离开A时,C的速度大小为4.0m/s。重力加速度g取。忽略C通过AB接触处的能量损失。A、C间的动摩擦因数为0.5。求:(1)C刚离开木板A时,木板A的速度;(2)木板A的长度;(3)C滑上B后,上升的最大高度。【答案】(1)1m/s;(2) 0.8m;(3) 0.15m【解析】【详解】(1)C刚离开A时,A与B速度相等,设为,由动量守恒定律得(2)设板长为l,由功能关系可得得木板A的长度(3)设C达到轨迹最大高度h,此时无论C是否离开B,只有水平速度且与B相等,设为vx;C刚滑上B时,B的速度对BC系统:水平方向动量守恒系统机械能守恒定律可得得故C不会从B的上方脱离