宁夏回族自治区吴忠市青铜峡市2024-2025学年高二下学期4月月考物理试题（解析版）

这是一份宁夏回族自治区吴忠市青铜峡市2024-2025学年高二下学期4月月考物理试题（解析版），共15页。试卷主要包含了单项选择题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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，这是为了在运输过程中（ ）
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】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项与上述分析相符，故D符合题意；
2. 质量为m的物块在光滑水平面上以速率v匀速向左运动，某时刻对物块施加与水平方向夹角为的恒定拉力F，如图所示。经过时间t，物块恰好以相同速率v向右运动。在时间t内，下列说法正确的是（ ）

A. 物块所受拉力F的冲量方向水平向右
B. 物块所受拉力F的冲量大小为2mv
C. 物块所受重力的冲量大小为零
D. 物块所受合力的冲量大小为
【答案】D
【解析】AB．物块所受拉力的冲量为
方向与水平方向夹角为，故AB错误；
C．物块所受重力的冲量为
故C错误；
D．由动量定理可知
故D正确；
故选D。
3. 高速水流切割是一种高科技工艺加工技术，为完成飞机制造中的高难度加工特制了一台高速水流切割机器人，该机器人的喷嘴横截面积为，喷嘴射出的水流速度为103m/s，水的密度为1×103kg/m3，设水流射到工件上后速度立即变为零．则该高速水流在工件上产生的压力大小为（ ）
A. 1000NB. 100NC. 10ND. 1N
【答案】B
【解析】单位时间内喷到工件上的水的体积为
故质量为
设水的初速度方向为正方向，则由动量定理可得
解得
故B正确，ACD错误。
4. 如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平地面上，小车上有n个质量为m的小球，现用两种方式将小球相对于地面以恒定速度v向右水平抛出，第一种方式是将n个小球一起抛出；第二种方式是将小球一个接一个地抛出，比较这两种方式抛完小球后小车的最终速度
A. 第一种较大B. 第二种较大
C. 两种一样大D. 不能确定
【答案】C
【解析】以车与球组成的系统为研究对象，系统所受合外力为零，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得，n个球同时抛出时
解得
负号表示方向向左，小球依次抛出时
……
n个式子相加可得
解得
负号表示方向向左，由此可知，两种方式，车的速度相等，故C正确。
故选C。
5. 一弹簧枪对准以6m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块，发射一颗速度为12m/s的铅弹，铅弹射入木块后未穿出，木块继续向前运动，速度变为4m/s，如果想让木块停止运动，并假定铅弹射入木块后都不会穿出，则应再向木块迎面射入的铅弹数为（ ）
A. 3颗B. 4颗C. 5颗D. 6颗
【答案】A
【解析】以木块的初速度方向为正方向，设木块的初速度为v，子弹的初速度为v0，第一颗铅弹打入木块后，铅弹和木块的共同速度为v1，铅弹和木块的质量分别为m1和m2，由动量守恒定律可得
m2v−m1v0=（m1+m2）v1
6m2−12m1=4（m1+m2）
解得
m2=8m1
设要使木块停下，总共至少打入n颗铅弹，以木块与铅弹组成的系统为研究对象，由动量守恒定律得
m2v−nm1v0=0
解得
n=4
要使木块停下，总共至少打入4颗铅弹，还需要再打入3颗铅弹，A正确，BCD错误。
故选A。
6. 质量为m的小球A，沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰，碰撞后，小球A的动能变为原来的，那么小球B的速度可能是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】碰前系统总动量为
碰后总动量为，
根据动量守恒定律可得
所以或
故选A。
7. 如图所示，一个夹层中空的圆柱形零件内部放有一个略比夹层宽度小一点的小圆柱体，初始时小圆柱体位于大圆柱夹层的顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置为A点，如甲图所示，现小圆柱体受到微小的扰动，从顶部滚下，截面图如乙图所示，忽略一切接触部位的摩擦，以下说法中正确的是（ ）
A. 小圆柱体会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置仍在A点
B. 小圆柱体不会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置在A点右侧
C. 小圆柱体会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置要看二者的质量关系而定
D. 小圆柱体不会再次到达顶部，此时大圆柱体与地面的接触位置在A点左侧
【答案】A
【解析】小圆柱体受到微小的扰动，从顶部滚下时，由于不计任何摩擦，由动量守恒定律以及能量守恒关系可知，小圆柱体会再次到达顶部；若小圆柱体相对地面移动x时，大圆柱体相对地面移动y，则根据“人船模型”可知
mx=My
且x、y的方向应该相反，而若小圆柱体能到达大圆柱体最高点时，x=y，则只能有x=y=0，即此时大圆柱体与地面的接触位置仍在A点。故选A。
8. A、B两个物块在光滑的水平地面上发生正碰，碰撞时间极短，两物块运动的图像如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A. 碰撞过程中两小球所受合外力相同
B. A、B的质量之比mA∶mB=3∶2
C. 此碰撞为弹性碰撞
D. 碰撞过程中A球动能的减小量大于B球动能的增加量
【答案】C
【解析】A．碰撞过程中两小球所受合外力大小相同，方向相反，选项A错误；
B．因x-t图像的斜率等于速度，则碰前AB的速度分别为
碰后AB速度分别为
由动量守恒定律
解得A、B的质量之比
mA∶mB=2∶3
选项B错误；
C．碰撞过程中的能量损失
此碰撞为弹性碰撞，选项C正确；
D．因碰撞不损失能量，可知碰撞过程中A球动能的减小量等于B球动能的增加量，选项D错误。
故选C。
二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
9. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图，则（ ）
A. 内动量变化量为
B. 时物块的动量大小为
C. 内合外力F的冲量为0
D. 时物块的动量大小为
【答案】AD
【解析】A．图像的面积表示冲量。内合外力的冲量
根据动量定理知内动量变化量为，A正确；
B．物块从静止开始运动，所以内动量的变化量与2s末动量大小相等，为，B错误；
C．内合外力的冲量，C错误；
D．内根据动量定理有
解得动量，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，理想变压器输入电压恒定不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（ ）
A. 原线圈输入功率增大B. 电表的示数都不变
C. 电表的示数都减小D. 电阻消耗的电功率增大
【答案】AD
【解析】ABC．理想变压器输入电压保持不变，则电压表示数不变，而线圈匝数不变，根据
可知副线圈两端电压不变，滑动变阻器的滑动触头向下移动，则接入电路中的阻值减小，根据欧姆定律则有
可知，增大，示数增大，根据
可知增大，示数增大，而两端电压增大，则滑动变阻器两端电压减小，即电压表示数减小，根据功率
可知原线圈输入功率增大，A正确，BC错误；
D．由可知，电阻消耗的电功率增大，D正确。
故选AD。
11. 如图所示，带有光滑圆弧轨道，质量为m的小车静止置于光滑的水平面上，一质量也为m的小球以速度v0由圆弧轨道的最低端水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的最左端，则小球脱离小车后（ ）
A. 将向左做平抛运动
B. 将做自由落体运动
C. 此过程中小球对小车做的功为
D. 小球在弧形槽上上升的最大高度为
【答案】BC
【解析】AB．设小球离开小车时，小球的速度为，小车的速度为，选取向右为正方向，整个过程中动量守恒得
由机械能守恒得
联立解得，
即小球与小车分离后二者交换速度，所以小球与小车分离后做自由落体运动，故A错误，B正确；
C．对小车运用动能定理得，小球对小车做功
故C正确；
D．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，则，
联立解得
故D错误。
故选BC。
三、实验题（每空2分，共18分）
12. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置测速度并验证动量守恒定律。
（1）图中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电门1和光电门2，它们与数字计时器相连，弹性滑块A、B质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为 d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度d=_________cm；
（2）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A 通过光电门1遮光时间为t1=0.01s，A 与B 相碰后，B 和A 先后经过光电门2的遮光时间分别为t2和t3，碰前A的速度大小为vA=_________m/s；
（3）在实验误差允许的范围内，若满足关系式_________（用字母mA、mB、t1、t2、t3表示），则可认为验证了动量守恒定律。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）遮光片的宽度为
（2）滑块经过光电门时挡住光的时间极短，则平均速度可近似替代滑块的瞬时速度，则碰前A的速度为
（3）碰后AB的速度分别为
，
若动量守恒，可得
代入整理得
13. 宁朔中学一实验小组某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律实验。先让a球从斜槽轨道上某固定点由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。多次实验完成后，应该用一个尽量小的圆把多次落点圈在其中，其圆心为落点的平均位置。图中A、B、C是各自10次落点的平均位置。
（1）本实验必须测量的物理量有（ ）
A. 小球a、b的半径ra、rb
B. 小球a、b的质量ma、mb
C. 斜槽轨道末端到水平地面的高度H
D. 纸上O点到A、B、C各点的平均距离OA、OB、OC
（2）下列说法中符合本实验要求的是（ ）
A. 安装轨道时，轨道末端必须水平
B. 需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺
C. 两球相碰时，两球心必须在同一水平面上
D. 在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
（3）若入射小球a质量为ma，半径为ra，被碰小球b质量为mb，半径为rb，则实验中要求ma___________mb，ra_________rb。（选填“”、“=”）
（4）甲同学测量得到入射球a的质量为ma，被碰撞小球b的质量为mb。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，测得图中A、B、C与O点的距离分别为xA、xB、xC。用这些测量数据，写出下列相应表达式：
①当所测物理量满足表达式___________时，即说明两球碰撞中动量守恒。
②当所测物理量满足表达式___________时，即说明两球碰撞为完全弹性碰撞。
【答案】（1）BD （2）ACD （3）> = （4）
【解析】（1）要验证动量守恒，需要知道碰撞前后的动量，所以要测量小球a、b的质量ma、mb及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替，所以需要测量的量为小球a、b的质量ma、mb；纸上O点到A、B、C各点的平均距离OA、OB、OC。
故选BD。
（2）A．斜槽轨道的末端切线必须水平，以保证小球能做平抛运动，故A正确；
B．测量平抛射程时，需要使用刻度尺，小球平抛运动高度相同，运动时间相等，不需要秒表，故B错误；
C．为了保证两球发生对心正碰，两球心必须在同一水平面上，故C正确；
D．入射球每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放，从而保证到达底端时速度相同，故D正确。
故选ACD。
（3）入射球的质量要大于被碰球的质量，防止入射球碰后反弹，且半径相同，保证两球正碰，则实验中要求>，=。
（4）若两球碰撞中动量守恒，则有
小球平抛运动高度相同，运动时间相等，则有
纸上O点到A、B、C各点的平均距离OA、OB、OC，即
若两球碰撞为完全弹性碰撞，则满足
根据
联立上两式可解得
当所测物理量满足表达式为时，即可说明两球碰撞为完全弹性碰撞；若两球碰撞为完全弹性碰撞，则满足
联立
可得
两边乘以运动时间t，可得
当所测物理量满足表达式为时，即可说明两球碰撞为完全弹性碰撞。
四、计算题（本题共4小题，共35分。解答应写必要的文字说明和方程式，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值单位。）
14. 如图所示，某小型交流发电机内的矩形金属线圈ABCD的面积S=0.1m2，匝数n=100，线圈的总电阻r=10Ω，线圈所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.1T。线圈通过滑环和电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。现使线圈绕轴OO'匀速转动，角速度ω=300rad/s。
（1）求线圈感应电动势最大值；
（2）从中性面开始计时，写出线圈中电流瞬时值的表达式。
【答案】（1）300V （2）
【解析】（1）感应电动势最大值
解得
（2）从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值的表达式为，
解得
则线圈中电流瞬时值的表达式
15. 现有一把的铁锤钉钉子，打击前瞬间铁锤的速度为，打击后铁锤的速度变为0，打击时间为0.01s。重力加速度，求上述打击过程：
（1）铁锤的动量变化量；
（2）考虑铁锤所受的重力，钉子受到的平均作用力大小。
【答案】（1） （2）186N
【解析】（1）规定铁锤初速度方向为正方向，对铁锤分析
即动量变化量的大小为，方向与初速度的方向相反；
（2）钉子对铁锤的平均作用力为，对于铁锤，以初速度的方向为正方向，由动量定理可得
解得
根据牛顿第三定律可得，钉子受到的平均作用力的大小
16. 如图所示，质量为的小船，长为，浮在静水中．开始时质量为的人站在船头，人和船均处于静止状态，不计水的阻力，若此人从船头向船尾行走：
（1）当人的速度大小为时，船的速度大小为多少；
（2）当人恰走到船尾时，船前进距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据动量守恒定律可得
解得
（2）由图可知
解得
17. 如图所示，A、B小球可视为质点，A的质量M=0.6kg，B的质量m=0.3kg。长度l=1.0m的不可伸长的轻绳一端固定在O点，一端与B球相连，B球与固定在地面上的光滑弧形轨道PQ的末端P（P端切线水平）接触但无作用力。现使A球从Q点静止释放，Q点距轨道P端竖直高度h=0.45m，A球运动到轨道P端时与B球碰撞，碰后两球粘在一起运动。g取，求：
（1）两球碰撞后的速度大小；
（2）两球在碰撞过程中损失的机械能；
（3）两球粘在一起后，悬绳的最大拉力。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）A球从Q点到P点过程，由机械能守恒定律得
解得
两球相碰过程中，根据动量守恒可得
解得两球碰撞后的速度大小为
（2）解得
（3）两球碰撞后瞬间拉力最大，根据牛顿第二定律可得
解得