1、山东省泰安市新泰市第一中学2020-2021学年高二物理上学期第一次月考试题（含解析）一、选择题1. 运输家用电器、易碎器件等物品时，经常用泡沫塑料作填充物，这为了在运输过程中（）A. 减小物品受到的冲量B. 使物体的动量减小C. 使物体的动量变化量减小D. 使物体的动量变化率减小【答案】D【解析】【详解】运输家用电器.易碎器件等物品时，经常用泡沫塑料作填充物，这是为了在运输过程中，延长了力的作用时间，减小作用力，即使物体的动量变化率减小，不易损坏A.A项与上述分析不相符，故A不符合题意； B.B项与上述分析不相符，故B不符合题意； C.C项与上述分析不相符，故C不符合题意； D.D项与上述分
2、析相符，故D符合题意；2. 为了模拟宇宙大爆炸情况，科学家们使两个带正电的重离子被加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞若要使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，应设法使离子在碰撞前的瞬间具有（ ）A. 大小相同的动量B. 相同的质量C. 相同的动能D. 相同的速率【答案】A【解析】【详解】碰撞后尽可能多的动能转化为内能，也就是在碰撞过程中损失的机械能尽可能多，在完全非弹性碰撞中，碰撞后两粒子粘在一起时，粒子损失的机械能最多而在碰撞过程中遵循动量守恒定律可知，碰撞前系统的总动量为零，则碰撞后系统的总动量亦为零，所以本题关键是设法使这两个重离子在碰撞前瞬间具有大小相等方向相反的动量，这样可以保
3、证碰撞后粒子的动能最小，从而使更多的动能转化为内能。故选A。3. 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（ ）A. t =1 s时，振子速度为零，加速度为负的最大值B. t =2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C. t =3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D. t =4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值【答案】A【解析】【分析】根据振动图象判断质点振动方向的方法：沿着时间轴看去，“上坡”段质点向上振动，“下坡”段质点向下振动【详解】AC在t=1 s和t=3 s时，振子偏离平衡位置最远，速度为零，回复力最大，加速度最大，方向指向平衡位置，A正确，C错
4、误；BD在t=2 s和t=4 s时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，BD错误4. 如图所示，在光滑水平面上有直径相同的a、b两球，在同一直线上运动，选定向右为正方向，两球的动量分别为pa6 kgm/s、pb4 kgm/s。当两球相碰之后，两球的动量可能是（ ）A. pa6 kgm/s、pb4 kgm/sB. pa6 kgm/s、pb8 kgm/sC. pa4 kgm/s、pb6 kgm/sD. pa2 kgm/s、pb0【答案】C【解析】【详解】A根据碰撞过程中动量守恒可知碰撞后的总动量等于原来总动量2kgm/s。碰后的合动量为-2kgm/s，不守恒，故A错误；Ba球的动能不
5、变，b球的动能增加了，不符合机械能不能增大的规律，故B错误；Cab小球的动量满足动量守恒，也不违背物体的运动规律，故C正确；D与实际不符，a不可能穿过停止的b向前运动，故D错误。故选C。5. 一个做简谐振动的弹簣振子,t=0时位于平衡位置,其机械能随时间变化的图像应为（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】简谐振动的弹簣振子，只有弹簧弹力做功，系统动能和弹性势能相互转化，系统总的机械能不变，ABC错误D正确6. 如图所示，一个质量为m的物块A与另一个质量为2m的物块B发生正碰，碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中。假如碰撞过程中无机械能损失，已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.1
6、，与沙坑的距离为0.5m，g取10m/s2，物块可视为质点。则A碰撞前瞬间的速度为（）A. 0.5m/sB. 1.0m/sC. 1.5m/sD. 2.0m/s【答案】C【解析】【详解】碰后物块B做匀减速直线运动，由动能定理有2mgx0得v21m/sA与B碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，则有mv0mv12mv2 解得v01.5m/s故C正确，ABD错误。故选C。7. 质量为m的铁锤，以速度v，竖直打在木桩上，经过时间后停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】对铁锤应用动量定理，设木桩对铁锤的平均作用力为F，以向上为正方向，则有解得所
7、以铁锤对木桩的平均冲力的大小是，故C项正确，ABD三项错误。故选C。8. 如图，长为l的细绳下方悬挂一小球a绳的另一端固定在天花板上O点处，在O点正下方l的处有一固定细铁钉将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（约为2）后由静止释放，并从释放时开始计时当小球a摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡设小球相对于其平衡位置的水平位移为x，向右为正下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是_A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】由T=2得：T1=2，T2=2=T1 ，故BD错误；， 由能量守恒定律可知，小球先后摆起得最大高度相同，故l-lcos1= 根据数学规律可得： 故，
8、即第一次振幅是第二次振幅得2倍，故A正确，C错误9. 如图所示，三小球a、b、c的质量都是m，都放于光滑的水平面上，小球b、c与轻弹簧相连且静止，小球a以速度%冲向小球b，碰后与小球b粘在一起运动.在整个运动过程中，下列说法中正确的是（ ）A. 三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能不守恒B. 三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能也守恒C. 当小球b、c速度相等时，弹簧弹性势能最大D. 当弹簧恢复原长时，小球c的动能一定最大，小球b的动能一定不为零【答案】CD【解析】【详解】AB、在整个运动过程中，系统的合外力为零，系统的动量守恒，小球a与b碰撞后粘在一起，动能减小，机械能减小，故A B
9、错误； C、a与b碰撞后，弹簧被压缩，弹簧对b产生向左的弹力，对c产生向右的弹力，ab做减速运动，c做加速运动，当c的速度大于ab的速度后，弹簧压缩量减小，则当小球b、c速度相等时，弹簧压缩量，弹性势能最大，故C正确；D、当弹簧恢复原长时，小球c的动能一定最大，根据动量守恒和机械能守恒分析可知，小球b的动能不为零，故D正确；故选CD【点睛】含有弹簧的问题，难点是对物体运动过程的分析，得到弹簧势能最大的临界条件；本题根据动量守恒和机械能守恒分析求得10. 如图，两个物体1和2在光滑水平面上以相同动能相向运动，它们的质量分别为m1和m2 ，且m1 m2.经一段时间两物体相碰撞并粘在一起碰撞后()A
10、. 两物体将向左运动B. 两物体将向右运动C. 两物体组成系统损失能量最大D. 两物体组成系统损失能量最小【答案】AC【解析】【详解】物体的动量，已知两物体动能EK相等，m1m2，则P1P2，两物体组成的系统总动量方向与2的动量方向相同，即向左，两物体碰撞过程中动量守恒，两物体碰撞后动量向左，物体向左运动，故A正确，B错误；两物体碰撞后粘合在一起，物体发生的碰撞是完全非弹性碰撞，系统损失的机械能最大，故C正确，D错误；11. 蹦极跳是勇敢者的体育运动。设运动员离开跳台时的速度为零，从自由下落到弹性绳刚好被拉直为第一阶段，从弹性绳刚好被拉直到运动员下降至最低点为第二阶段。下列说法中正确的 是（）
11、A. 第一阶段重力对运动员的冲量和第二阶段弹力对运动员的冲量大小相等B. 第一阶段重力对运动员的冲量和第二阶段合力对运动员的冲量相等C. 第一、第二阶段重力对运动员的总冲量和第二阶段弹性绳弹力对运动员的冲量大小相等D. 第一阶段运动员受到的合力方向始终向下，第二阶段运动员受到的合力方向始终向上【答案】C【解析】【详解】AC整个下落过程中，只有重力和弹力有冲量；由于初末速度都为零，动量变化量为零，根据动量定理，总冲量为零，则得整个过程中，第一、第二阶段重力对运动员的总冲量大小等于第二阶段弹力的冲量大小，则第一阶段重力的冲量应小于第二阶段弹力的冲量大小，选项A错误，C正确；B第一阶段重力对运动员的
12、冲量和第二阶段合力对运动员的冲量大小相等，方向相反，所以冲量不相等，选项B错误；D第二阶段运动员受到的合力方向先向下后向上，选项D错误。故选C。12. 物体受到合力F的作用，由静止开始运动，力F随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是（ ）A. 该物体将始终向一个方向运动B. 3 s时该物体回到原出发点C. 03 s内，力F的冲量等于零，功也等于零D. 24 s内，力F的冲量不等于零，功却等于零【答案】BCD【解析】【详解】A0-1s内F的冲量即速度方向为负方向，1-2s内F的冲量0-2s内F的冲量为，速度方向发生了改变，所以A错误BC2-3s内F冲量，故0-3s内F的冲量为即0s时的速度
13、和3s时的速度相等，为0，在.03 s内力F做功因为力F不为0，所以位移等于零，故3 s末该物体回到原出发点，所以BC正确D2-4s内F的冲量即冲量不为零由公式可得2s末的速度和4s末的速度大小相等，方向相反，故F做功为零故D正确故选BCD。二、实验题13. 有甲、乙两辆小车，质量分别为m1302g、m2202g，甲小车拖有纸带，通过打点计时器记录它的运动情况，乙小车静止在水平桌面上，甲小车以一定的速度向乙小车运动，跟乙小车发生碰撞后与乙小车粘合在一起共同运动这个过程中打点计时器在纸带上记录的点迹如图所示，在图上还标出了用刻度尺量出的各点的数据，已知打点计时器的打点频率为50 Hz:(1)从纸
14、带上的数据可以得出：两车碰撞过程经历的时间大约为_s；(结果保留两位有效数字)(2)碰前甲车的质量与速度的乘积大小为_ kgm/s，碰后两车的质量与速度的乘积之和为_ kgm/s。(结果保留三位有效数字)【答案】 (1). 0.10 (2). 0.202 (3). 0.203【解析】【详解】(1)1 由图示纸带可知，在0至3点间小车在相等时间内的位移相等，在8到11点间小车在相等时间内的位移相等，在3到8点间小车在相等时间内的位移不相等，从以上数据可知从第3点到第8点是碰撞过程，则有(2)2碰前甲车速度碰前甲车质量与速度的乘积3碰后两车的速度碰后两车的质量与速度的乘积之和14. 如图所示，用“
15、碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个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，记下重垂线所指的位置O.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放在斜槽前端边缘位置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的长度上述实验除需测量线段OM、OP
16、、ON的长度外，还需要测量的物理量有_. AA、B两点间的高度差BB点离地面的高度h2C小球1和小球2的质量m1、m2D小球1和小球2的半径r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所示使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在圆心在斜槽末端圆弧的平均落点M、P、N.用测量斜面顶点与M、P、N三点的连线与竖直方向的夹角分别为1、2、3. 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)【答案】 (1). C； (2). m1OPm1OMm2ON (
17、3). 【解析】【详解】根据动量守恒得：m1v1m1v1m2v2、小球做平抛运动下落的高度相同，所以运动时间相等，可得：m1OPm1OMm2ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2故选C因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式m1OP=m1OM+m2ON.小球做平抛运动有v0tRsin ，联立可得：，根据动量守恒定律
18、有m1vmv1m2v2，得.【点睛】解决本题关键掌握实验的原理，以及实验的步骤，在验证动量守恒定律实验中，无需测出速度的大小，可以用位移代表速度同时，在运用平抛运动的知识得出碰撞前后两球的速度，因为下落的时间相等，则水平位移代表平抛运动的速度若碰撞前后总动能相等，则机械能守恒.三、计算题15. 在2018年冬奥会花样滑冰双人滑比赛中，中国选手隋文静韩聪组合获得亚军如图所示为某次训练中情景，他们携手滑步，相对光滑冰面的速度为1.0m/s韩聪突然将隋文静向原先运动方向推开，推力作用时间为2.0s，隋文静的速度大小变为4.0m/s假设隋文静和韩聪的质量分别为40kg和60kg，求：（1）推开后韩聪的
19、速度大小；（2）推开过程中隋文静对韩聪的平均作用力大小【答案】1 m/s60N【解析】以原来运动方向为正，由动量守恒定律解得，速度大小为1m/s由动量定理，解得F=-60N，即大小为60N16. 在光滑的水平面上，甲、乙两物质的质量分别为m1、m2，它们分别沿东西方向的一直线相向运动，其中甲物体以速度6m/s由西向东运动，乙物体以速度2m/s由东向西运动，碰撞后两物体都沿各自原运动方向的反方向运动，速度大小都是4m/s求：甲、乙两物体质量之比；通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞【答案】；见解析【解析】【详解】设向东方向为正，则由动量守恒知：代入数据解得：设m1=3m，m2=5m碰撞前
20、系统总能量：Ek= m1v12+m2v22=64m碰撞后系统总能量：Ek=m1v12+m2v22=64m因为Ek= Ek，所以这是弹性碰撞17. 如图所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自己刚好能回到高处A求男演员落地点C与O点的水平距离s已知男演员质量m1和女演员质量m2之比m1m2=2，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，C点比O点低5R【答案】【解析】【详解】两演员一起从从A点摆到B点，只有重力做功，机械能守恒定律，设总质量为m，则女演员刚好能回到高处，机械能依然守恒：女演员在
21、极短时间内将男演员沿水平方向推出，两演员系统动量守恒：根据题意：有以上四式解得：接下来男演员做平抛运动：由，得因而：；【点睛】两演员一起从从A点摆到B点，只有重力做功，根据机械能守恒定律求出最低点速度；女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，两演员系统动量守恒，由于女演员刚好能回到高处，可先根据机械能守恒定律求出女演员的返回速度，再根据动量守恒定律求出男演员平抛的初速度，然后根据平抛运动的知识求解男演员的水平分位移；本题关键分析求出两个演员的运动情况，然后对各个过程分别运用动量守恒定律和机械能守恒定律列式求解18. 两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞;碰撞后两者粘在一起运动;经
22、过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段两者的位置x随时间t变化的图象如图所示求:(1)滑块b、a的质量之比;(2)整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比【答案】(1) (2) W:E=1:2【解析】【详解】（1）设a、b的质量分别为，a、b碰撞前地速度为由题给的图象得，a、b发生完全非弹性碰撞，碰撞后两滑块的共同速度为v由题给的图象得由动量守恒定律得联立式得（2）由能量守恒得，两滑块因碰撞损失的机械能为由图象可知，两滑块最后停止运动，由动能定理得，两滑块克服摩擦力所做的功为联立式，并代入数据得【点睛】本题是对动量守恒的考查，同时注意位移时间图象的含义，根据图象来计算速度的大小，利用能量的守恒来分析损失的能量的多少