2022-2023学年福建省莆田市仙游重点中学高二（下）期中测试物理试卷（含解析）

2022-2023学年福建省莆田市仙游重点中学高二（下）期中测试物理试卷

一、单选题（本大题共4小题，共16.0分）

1.  下列关于动量及其变化的说法中正确的是(    )

A. 两物体的动量相等，动能也一定相等
B. 物体动能发生变化，动量也一定发生变化
C. 动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同
D. 动量大的物体运动一定快

2.  如图所示，质量为的小滑块沿倾角为的斜面向上滑动，经过时间速度变为零然后又下滑，经过时间回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为，重力加速度为，在整个过程中，重力对滑块的总冲量为(    )
 

A.  B.  C.  D.

3.  良好的学习、生活习惯对人的一生有重要意义。在居家期间有些同学经常躺着看手机，出现了手机碰伤眼睛的情况。若手机质量为，从距离眼睛约的高度无初速掉落，碰到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为，，则手机对眼睛的冲击力约为(    )
 

A.  B.  C.  D.

4.  “爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露．有一个质量为的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为，速度大小为，方向水平向东，则另一块的速度是(    )

A.  B.  C.  D.

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

5.  有关实际生活中的现象，下列说法正确的是(    )

A. 火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度
B. 体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的冲量
C. 用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减小反冲的影响
D. 为了减轻撞车时对司乘人员的伤害，汽车前部安装气囊是为了减小司乘人员动量的变化量

6.  如图所示，光滑水平面上物体与一个连着弹簧的物体正碰，正碰后物体静止，物体以物体碰前的速度离开。已知与质量相等，弹簧质量忽略不计，那么当弹簧被压缩至最短时，下列说法正确的是(    )
 

A. 弹性势能最大 B. 与具有相同的速度
C. 刚开始运动 D. 的速度等于

7.  如图所示，光滑水平面上有大小相同的、两球在同一直线上运动。两球质量分别为，，规定向右为正方向，碰撞前、两球的动量均为，运动中两球发生碰撞，碰撞前后球动量变化量，则下列说法正确的是(    )
 

A. 左方是球
B. 球动量的变化量为
C. 碰撞后、两球速度大小之比为：
D. 经过验证两球发生的碰撞是弹性碰撞

8.  用不可伸长的细线悬挂一质量为的小木块，木块静止，如图所示，现有一质量为的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为，则下列判断正确的是(    )
 

A. 从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒
B. 子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为
C. 子弹和木块一起上升的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒
D. 子弹和木块一起上升的最大高度为

三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）

9.  一个质量为的小球以水平速度向右运动，与挡板碰撞后，以的水平速度反向弹回，则碰撞过程小球

动量变化量的大小          

动量变化量的方向          填“向左”或“向右

10.  静止的实验火箭，总质量为。当它以相对地的速度喷出质量为的高温气体后，火箭的对地的速度大小为          

四、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

11.  某学习小组采用图甲所示气垫导轨装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。其主要实验步骤如下，请回答下列问题。
 

用天平测得滑块、均包括挡光片的质量分别为；用游标卡尺测得挡光片的宽度均为。若某次用游标卡尺测量挡光片的宽度时的示数如图乙所示，则其读数为___________。

充气后，调节气垫导轨下面的旋钮，导轨左侧放一个滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，若与光电门、相连的计时器测得的挡光时间分别为、，则应使导轨右端__________选填“调高”或“调低”，直至滑块在导轨上运动，通过两个光电门时___________，说明气垫导轨已经调节水平。

滑块放在两个光电门之间，滑块向左挤压导轨架上的轻弹簧，并释放滑块，滑块一直向右运动，与光电门相连的计时器的示数只有一个，为，与光电门相连的计时器的示数有两个，先后为。

在实验误差允许范围内，若表达式___________用测得的物理量表示成立，说明滑块、碰撞过程中动量守恒；若表达式___________仅用、和表示成立，说明滑块、碰撞过程中机械能和动量均守恒。

12.  用如图所示的装置验证动量守恒定律。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺上复写纸。

实验前应注意的事项有________填选项前的符号。

A.槽口末端水平

B.斜槽倾角调整为

C.实验用的两个小球半径相同

在白纸上记下槽口末端重垂线所指的位置。实验时，先让质量较大的入射小球从斜轨上位置由静止释放，找到并记录其落地点的位置。然后把被碰小球静置于水平槽的末端，再将入射小球从斜轨上位置由静止释放，与小球相碰，分别找到、相碰后落地点的位置、，接下来要完成的必要步骤有________填选项前的符号。

A.用天平分别测量两个小球的质量，、

B.测量小球开始释放的高度

C.测量抛出点距地面的高度

D.测量平抛射程、、

若两球相碰前后的动量守恒，则应满足的表达式为________________________用题中测量的量表示。

再次将被碰小球静置于水平槽的末端，将入射小球从斜轨上更高的位置由静止释放，相碰后的落地点为，但的落点超出了白纸的范围，测量出，若碰撞是弹性碰撞，那么的水平射程为________________用题中测量的量表示。

五、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

13.  如图所示，两个绝缘带正电小球处于光滑水平面上，的质量为，的质量为，开始向右向左两球在同一条直线上相向运动，两球速率分别是和，设相互作用时两球不会相碰，求：

则当球速度为零时，球速率是多少？

当两球相距最近时，球速率是多少？

14.  如图所示，一高空作业的工人重为，系一条长为的安全带，若工人不慎跌落时，安全带的缓冲时间，取，求：

工人跌落到安全带刚好伸直时的速度大小

从工人跌落到安全带最长时重力对人的冲量。

从人跌落到安全带最长的过程中安全带受的平均冲力。

15.  如图所示，在光滑水平面上有足够长的木板，质量，其上有一滑块，质量，滑块与木板之间的动摩擦因数为现有质量的滑块，以大小为的初速度向木板运动，与木板碰撞碰撞时间极短后以大小为的速率弹回。已知重力加速度。求：

与碰撞后瞬间木板的速度

运动过程中木板的最终速度；

滑块相对木板滑动的距离。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】
本题关键明确动量、动量变化、动能的关系，明确动量和动量变化是矢量，符合平行四边形定则。
动能是标量，动量是矢量，矢量方向的变化也是矢量变化；根据动量定理判断动量变化方向和合力冲量的关系。
【解答】
A、两物体的动量相等，动能不一定相等，故A错误；
B、物体的质量是一定的，若动能变化，其速度大小一定变化，故物体的动量一定变化，故B正确；
C、动量变化，当物体做匀加速直线运动时，初动量、末动量和动量的变化方向均相同，故C错误；
D、由动量表达式可知，动量大的物体运动不一定快，故D错误；
故选：。  

2.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查冲量，冲量等于力与时间的乘积，与其他因素无关，故直接由即可求出重力的冲量．
【解答】
根据冲量的定义式，因此重力对滑块的冲量应为重力乘作用时间，所以，C正确．
故选C、  

3.【答案】 

【解析】【详解】根据自由落体运动规律，手机碰到眼睛时的速度为

选向下为正方向，对于手机，碰撞过程由动量定理有

代入数据得

根据牛顿第三定律可知手机对眼睛的冲击力约为。

选项A正确，BCD错误。

故选A。

4.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查动量守恒定律，爆竹在最高点速度方向水平，爆炸时动量守恒，由动量守恒定律可求出爆炸后另一块的速度大小．
【解答】
在最高点水平方向动量守恒，以水平向东为正方向，由动量守恒定律可知，，可得另一块的速度为，故C正确．  

5.【答案】 

【解析】

【分析】

根据反冲运动的特点分析得解；根据动量定理的理解得解。
该题考查动量定理和反冲运动的应用，例如延长运动员与地面的接触时间，减小运动员受到的冲击力，避免运动员受伤就是常见的应用之一。

【解答】

A.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度， A正确；

B.体操运动员在着地时屈腿可以延长着地时间，从而可以减小地面对运动员的作用力，B错误；

C.用枪射击时要用肩部抵住枪身是可以防止枪身快速后退而造成伤害，故是为了减少反冲的影响，C正确；

D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，而司乘人员动量的变化量是不变的，由可知，延长碰撞的时间，减小作用力，D错误。
故选AC。

6.【答案】 

【解析】【详解】将、看成一个系统，由于系统所受合外力为零，所以系统的动量守恒，由动量守恒可知，当弹簧压缩到最短时，、两具有相同的速度，根据动量守恒定律

可得此时、的速度均为

弹簧被压缩最短，此时弹簧的弹性势能最大。

故选AB。

7.【答案】 

【解析】【详解】由题意知两球初状态均向右方运动，两球能发生碰撞，则球速度大，所以左方是球，且，，故A正确；

B.光滑水平面上大小相同、两球在发生碰撞，规定向右为正方向，由动量守恒定律可得

所以

故B正确；

C.碰后球的动量为，所以碰后球的动量为。由于两球质量关系为，那么碰撞后、两球速度大小之比：，故C错误；

D.碰撞前系统的总动能为

同理碰撞后系统的总动能为

可知碰撞过程中系统的动能守恒，所以两球发生的碰撞是弹性碰撞。故D正确。

8.【答案】 

【解析】

【分析】
子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块间的内力远大于系统外力，故可由动量守恒定律列式求解；
子弹和木块系统由于惯性继续上升，由于绳子的拉力不做功，只有重力做功，故系统机械能守恒，也可以运用动能定理求解．
子弹射木块是一种常见的物理模型，由于时间极短，内力远大于外力，故动量守恒；系统接下来的运动是摆动，也是一种常见的物理模型，机械能守恒，当然，能用机械能守恒定律解的题通常都能用动能定理解决
【解答】
A、从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段：子弹射入木块的瞬间系统动量守恒，但机械能不守恒，有部分机械能转化为系统内能，之后子弹在木块中与木块一起上升，该过程只有重力做功，机械能守恒但总能量小于子弹射入木块前的动能，故A错误；
B、规定向右为正方向，由子弹射入木块瞬间系统动量守恒可得：，所以子弹射入木块后的共同速度为：，故B正确；
C、子弹在木块中与木块一起上升的过程中，绳子对系统的拉力不能忽略不计，系统的动量不守恒．故C错误；
D、之后子弹和木块一起上升，该阶段根据机械能守恒得：，可得上升的最大高度为：，故D正确；
故选：．  

9.【答案】

向左

【解析】【详解】规定向右为正方向，初动量为

末动量为

动量变化量为

即动量变化量的大小为  ，方向向左。

10.【答案】 

【解析】【详解】由动量守恒定律可知

解得

11.【答案】；调低；两个计时器显示的时间相等；；。 

【解析】

【分析】
根据游标卡尺的读数规则得到得到挡光片的宽度；
由时间分析滑块速度大小，得出如何调整导轨，当滑块通过光门的速度相等时即可说明导轨已调水平；
与光电门相连的计时器的示数有两个，先后为、，它们分别表示与碰撞后，和通过光电门的时间。由于挡光片的宽度较小，所以可以认为，挡光片通过光电门的平均速度等于滑块通过光电门的速度，即，，。根据动量守恒和机械能守恒得到要验证动量守恒的表达式，以及说明碰撞是弹性碰撞的表达式。
掌握实验原理是求解的关键。
【解答】

游标卡尺的读数为。

同一滑块通过两个光电门，由知，时间长的速度小，可知滑块做减速运动，导轨右端应调低一点，直至两个计时器显示的时间相等，即说明滑块做匀速运动，导轨已调成水平。

滑块碰前速度，碰后速度，滑块碰后速度，在实验误差允许范围内，若表达式

即，说明碰撞过程中动量守恒；若表达式，即，联立解得：，

说明碰撞过程中机械能和动量均守恒。
故答案为：；调低；两个计时器显示的时间相等；；。

12.【答案】


 

【解析】

【分析】
应用小球做平抛运动验证动量守恒，应保证小球抛出的初速度水平小球平抛的高度相同所以时间相同只需验证；两个小球半径相同，才能保证是对心碰撞；弹性碰撞满足机械能守恒，动量守恒。
【解答】
应用小球做平抛运动验证动量守恒，应保证小球抛出的初速度水平，则槽口末端应水平，而与斜坡的倾角无关，但应保证从同一高度静止释放，两个小球半径相同，才能保证是对心碰撞，所以AC正确；
验证动量守恒，即证明：，小球平抛的高度相同所以时间相同，所以，，，代入上式得，所以无需测量和，故AD正确；
由可知，表达式为
弹性碰撞满足机械能守恒，动量守恒则
，
即，
解得
故答案为：；；；。  

13.【答案】解：、小球系统满足动量守恒，规定向右为正，当球速度为零时，有

代入数据得

得

即大小为，方向水平向左；

相距最近时，两球速度相同，据动量守恒定律有

代入数据得

即大小为  ，方向水平向左。

【解析】见答案
 

14.【答案】解：自由下落段，根据速度位移公式

解得

工人自由落的时间为  有

解得

重力的冲量大小

方向：竖直向下

从释放到伸长到最长过程由动量定理，有

人受到的安全带的平均作用力大小

据牛顿第三定律得人给安全带的冲力为，竖直向下。

【解析】见答案
 

15.【答案】解：、碰撞过程中，  、  系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律可得

代入数据解得

 与  碰撞后，  的速度大小是  方向水平向

在上滑行的过程，以  与  组成的系统动量守恒，最终达到共速，设共同的速度为，以向右为正方向，由动量守恒定律得

代入数据解得

方向向右

在上滑行过程中，由能量守恒定律可得

代入数据解得

【解析】见答案