2024學(xué)年第二學(xué)期期中測試高一物理學(xué)科（時間：75分鐘分值：100分）一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分．每小題的四個選項中，只有一個選項符合題意。）1.下列關(guān)于碰撞說法正確的是（）A.通常碰撞時間很短，所以物體不會形變B.質(zhì)量不等的物體碰撞，質(zhì)量較大的物體動量變化量小C.物體碰撞前后，系統(tǒng)的機械能不會增加D.物體碰撞過程中，相互作用力做功代數(shù)和為零【答案】C【解析】【詳解】A．通常碰撞時間很短，物體仍然受力，會形變，故A錯誤；B．質(zhì)量不等的物體碰撞，由動量守恒可知，兩物體動量變化量大小相等，故B錯誤；C．物體碰撞前后，無外力對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的機械能不會增加，故C正確；D．物體碰撞過程中，相互作用力做功代數(shù)和為負值，從而使部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯誤。故選C。2.如圖，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為m的光滑弧形槽靜止放在光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一個質(zhì)量也為m的小物塊從槽高h處開始自由下滑，下列說法正確的是（）A.若光滑槽被固定在水平面上，在下滑過程中，物塊的機械能守恒B.若光滑槽被固定在水平面上，在下滑過程中，物塊和槽的動量守恒C.若光滑槽沒固定在水平面，在下滑過程中，物塊和槽的動量守恒D.若光滑槽沒固定在水平面，物塊被彈簧反彈后，能回到槽高h處【答案】A【解析】【詳解】A．若光滑槽被固定在水平面上，在下滑過程中，物塊只有重力做功，物塊的重力勢能轉(zhuǎn)化為物塊的動能，物塊的機械能守恒，A正確；B．若光滑槽被固定在水平面上，在下滑過程中，物塊和槽水平方向合力不為零，水平方向動量不守恒，豎直方向上合力不為零，故豎直方向上動量不守恒，物塊和槽的動量不守恒，B錯誤；C．物塊下滑過程中，物塊和槽水平方向合力為零，水平方向動量守恒，豎直方向上合力不為零，故豎直方向上動量不守恒，故物塊和槽動量不守恒，C錯誤；D．物塊滑離開弧形槽時，水平方向動量守恒，以向右為正，系統(tǒng)整體機械能守恒，則有代入得大小相等，方向相反。與彈簧碰撞后，物塊速度速度反向，由于速度與弧形槽大小相等，則物塊不會滑上弧形槽，一直做勻速直線運動，D錯誤；故選A。3.如圖所示，用輕質(zhì)彈簧連著的、兩物體放在光滑的水平面上，先將向左推使彈簧處于壓縮狀態(tài)，而緊貼在豎直墻壁上，從某時刻起對撤去推力，下列說法不正確的是（）A.在彈簧恢復(fù)自然長時物體開始離開豎直墻壁B.從撤去力到彈簧恢復(fù)自然長過程中兩物體的動量之和保持不變C.在物體離開豎直墻壁后，、兩物體的動量之和守恒D.當(dāng)彈簧伸長至最長時，、速度相等【答案】B【解析】【詳解】A．當(dāng)撤去外力后，B物體尚未離開豎直墻壁前，彈簧恢復(fù)自然長度之前B被彈簧壓在墻上，系統(tǒng)受到墻壁的作用力，直到彈簧恢復(fù)自然長度時，B物體開始離開離開豎直墻壁，故A正確；B．當(dāng)撤去外力后，B物體尚未離開豎直墻壁前，系統(tǒng)受到墻壁的作用力，系統(tǒng)所受的外力之和不為0，不滿足動量守恒定律，故B錯誤；C．在B物體離開豎直墻壁后,系統(tǒng)所受的外力之和為0，兩物體動量守恒，A、B兩物體的總動量之和不變，故C正確；D．當(dāng)彈簧伸長到最長（最短）時，彈簧的彈性勢能最大，系統(tǒng)的動能最小，此時A和B兩物體速度相等，故D正確。本題選不正確的，故選B。4.如圖所示，半徑為R=0.4m的凹槽Q置于光滑水平面上，小球P和凹槽Q的質(zhì)量均為m=1kg，將小球P從凹槽的右側(cè)最頂端由靜止釋放，一切摩擦均不計，重力加速度g取10m/s2。則以下說法正確的是（）A.當(dāng)小球第一次到達凹槽左端時，凹槽向右的位移大小為0.4mB.P、Q組成的系統(tǒng)動量守恒C.釋放后當(dāng)小球P向左運動到最高點時，高度低于釋放點D.因為P、Q組成的系統(tǒng)機械能守恒，小球P運動到凹槽的最低點時速度為【答案】A【解析】【詳解】B．P、Q水平方向不受外力，水平方向動量守恒，但豎直方向動量不守恒，B錯誤；AC．P、Q水平方向動量守恒，又二者質(zhì)量相等，則水平分速度始終大小相等，方向相反，故P可到達凹槽左側(cè)最高點，此時即Q的位移為R=0.4mA正確，C錯誤；D．設(shè)小球P運動到凹槽的最低點時有，解得vP=2m/sD錯誤。故選A。5.如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊沿傾角為的固定斜面向上滑動，經(jīng)過時間，速度為零并又開始下滑，經(jīng)過時間回到斜面底端，滑塊在運動過程中受到的摩擦力大小始終為，重力加速度為g。在整個運動過程中，下列說法正確的是（）A.重力對滑塊的總沖量為B.支持力對滑塊的總沖量為C.合外力的沖量為0D.摩擦力的總沖量為【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)沖量的定義知，重力對滑塊的總沖量為A錯誤；B．將重力按照垂直斜面和平行于斜面分解，可得支持力支持力對滑塊的總沖量為B正確；C．滑塊在滑上又滑下過程中，摩擦力一直做負功，所以在相同高度處上滑的速度大于下滑速度，開始小滑塊的動量沿斜面向上，最后小滑塊的動量沿斜面向下，因此全過程中，動量變化量不為零，根據(jù)動量定理可知合外力的沖量不為0，C錯誤；D．小滑塊向上滑動時摩擦力方向沿斜面向下，小滑塊向下滑動時摩擦力方向沿斜面向上，以沿斜面向上為正方向，則摩擦力的總沖量為D錯誤。故選B。6.如圖所示，繩長為l，小球質(zhì)量為m，小車質(zhì)量為M，將小球向右拉至水平后放手，則（水平面光滑）（）A.系統(tǒng)的總動量守恒B.水平方向任意時刻小球與小車動量等大同向或都為零C.小球不能向左擺到原高度D.小車向右移動的最大距離【答案】D【解析】【詳解】A．系統(tǒng)水平方向受合外力為零，水平方向動量守恒，豎直方向動量不守恒，則系統(tǒng)的總動量不守恒，選項A錯誤；B．系統(tǒng)水平方向動量守恒，水平方向任意時刻小球與小車的水平動量等大反向，選項B錯誤；C．小球向左到達最高點時，小球和小車共速，根據(jù)可知v=0由能量關(guān)系可知，小球能向左擺到原高度，選項C錯誤；D．根據(jù)水平動量守恒可知可得小車向右移動的最大距離選項D正確。故選D。7.一拋物線形狀的光滑固定導(dǎo)軌豎直放置，O為拋物線導(dǎo)軌的頂點，O點離地面的高度為h，A、B兩點相距2h，軌道上套有一個小球M，小球M通過輕桿與光滑地面上的小球N相連，兩小球的質(zhì)量均為m，輕桿的長度為2h。現(xiàn)將小球M從距地面豎直高度為h處靜止釋放，下列說法正確的是（）A.小球M即將落地時，它的速度方向與水平面的夾角為30°B.小球M即將落地時，它的速度方向與水平面的夾角為60°C.從靜止釋放到小球M即將落地，輕桿對小球N的做功為mghD.從靜止釋放到小球M即將落地，輕桿對小球N的沖量為【答案】C【解析】【詳解】AB．小球M即將落地時，它的速度方向與拋物線軌道相切，根據(jù)平拋運動知識可知，小球M的速度方向與水平方向的夾角滿足可得故AB錯誤；C．設(shè)小球M即將落地時，速度大小為v1，小球N的速度大小為v2，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒有小球M與小球N沿桿方向的速度相等，有解得根據(jù)動能定理可得，從靜止釋放到小球M即將落地，輕桿對小球N做的功為故C錯誤；D．從靜止釋放到小球M即將落地，對小球，根據(jù)動量定理有由題可知，桿對小球沖量的水平分量為I合，故桿對小球沖量大于，故D錯誤。故選C。二、多項選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上選項符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選或不選的得0分。）8.如圖所示為固定在水平面上的光滑半球形碗，一質(zhì)量為m的小物塊從碗口A點由靜止沿圓弧面下滑到最低點C，B點為AC圓弧的中點。下列判斷正確的是（）A.從A到B物塊重力做的功大于從B到C重力做的功B.從A到B物塊重力的沖量小于從B到C重力的沖量C.從A到C，碗對物塊支持力的沖量為零D.從A到C，物塊重力的功率先增大后減小【答案】AD【解析】【詳解】A．如圖B點為AC圓弧的中點，由幾何關(guān)系可得從A到B重力做功為從B到C重力做的功比較可得A正確；B．由于下滑的速度越來越快，從A到B的平均速度小于從B到C的平均速度，又由弧長相等，所以從A到B的時間大于從B到C的時間，因此從A到B物塊重力的沖量大于從B到C重力的沖量，B錯誤；C．從A到C，碗對物塊支持力一直存在，碗對物塊支持力的沖量不為零，C錯誤；D．初始位置速度為零，重力的功率為零，到達最低點，速度最大，但是重力與速度的方向夾角為，重力的瞬時功率為可知整個過程中功率的功率先增大后減小，D正確。故選AD。9.帶有光滑圓弧軌道，質(zhì)量為m的滑車靜止置于光滑水平面上，如圖所示，一質(zhì)量也為m的小球以速度v0水平?jīng)_上滑車，到達某一高度后，小球又返回車的左端，則（）A.小球返回車的左端時，速度為零 B.小球返回車的左端時，速度為v0C.小球上升到最高點時，小車的速度為v0 D.小球在弧形槽上上升的最大高度為【答案】AD【解析】【詳解】AB．設(shè)小球離開小車時，小球的速度為v1，小車的速度為v2，選取向右為正方向，由動量守恒定律得由機械能守恒定律得解得，即小球與小車分離后二者速度交換，故A正確，B錯誤；CD．當(dāng)小球與小車的水平速度相等時，小球沿弧形槽上升到最大高度，設(shè)該高度為h，以向右為正方向，由動量守恒定律得解得由機械能守恒定律得解得故C錯誤，D正確。故選AD10.2023年8月21日，長征四號丙運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，成功將高分十二號04星送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。人造衛(wèi)星的發(fā)射過程要經(jīng)過多次變軌方可到達預(yù)定軌道，假設(shè)圖示三個軌道是高分十二號04星繞地球飛行的軌道，其中軌道Ⅰ、Ⅲ均為圓形軌道，軌道Ⅱ為橢圓形軌道，三個軌道在同一平面內(nèi)，軌道Ⅱ與軌道Ⅰ相切于A點，與軌道Ⅲ相切于B點，不計高分十二號04星在變軌過程中的質(zhì)量變化，則下列說法正確的是（??）A.高分十二號04星在軌道Ⅱ上運動時，在距離地球較近的點速度較大B.高分十二號04星在軌道Ⅲ的任何位置都具有相同的加速度C.關(guān)閉推進器時，高分十二號04星在軌道Ⅰ上A點動量小于在軌道Ⅱ上A點的動量D.關(guān)閉推進器時，高分十二號04星在軌道Ⅱ上B點的加速度與在軌道Ⅲ上B點的加速度相同【答案】ACD【解析】【詳解】A．根據(jù)開普勒第二定律可知，高分十二號04星在軌道Ⅱ上運動時，在距離地球較近的點速度較大，較遠的點速度較小，選項A正確；B．高分十二號04星在軌道Ⅲ的任何位置都具有相同大小的加速度，但是方向不同，選項B錯誤；C．高分十二號04星從軌道Ⅰ到軌道Ⅱ要在A點加速，則高分十二號04星在軌道Ⅰ上A點的動量小于在軌道Ⅱ上A點的動量，選項C正確；D．不論在軌道Ⅱ還是軌道Ⅲ運行，高分十二號04星在B點時受到地球的萬有引力相同，則加速度相同，選項D正確。故選ACD。三、非選擇題（共54分）11.用如圖所示裝置驗證“動量守恒定律”。實驗時先讓A球從斜槽上某一固定位置由靜止釋放，P點為A球落點的平均位置；再把半徑相同的B球放在水平軌道末端，將A球仍從原位置由靜止釋放，M、N分別為A、B兩球碰撞后落點的平均位置。O點是水平軌道末端在記錄紙上的豎直投影點，O、M、P、N位于同一水平面上。（1）除了圖中器材外，完成本實驗還必須使用的器材有______（選填選項前的字母）。A.天平 B.刻度尺 C.秒表 D.圓規(guī)（2）實驗中，測得兩球質(zhì)量分別為，三個落點的平均位置與點距離、分別為。在誤差允許范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式______（用所測物理量的字母表示），可以認為兩球碰撞前后動量守恒。（3）實驗中能夠把速度的測量轉(zhuǎn)化為位移的測量的必要操作是______。A.安裝軌道時，軌道末端必須水平 B.每次必須從同一個高度靜止釋放小球C.實驗中兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足 D.軌道應(yīng)當(dāng)盡量光滑（4）某同學(xué)將B球替換為半徑相同、質(zhì)量為的C球，重復(fù)（2）的實驗發(fā)現(xiàn)碰撞后A球反向運動，沿傾斜軌道上升一段距離后再次下滑離開軌道末端，測量碰撞后落點的平均位置到點的距離分別為，若誤差允許范圍內(nèi)滿足關(guān)系式______（用所測物理量的字母表示），則可以認為兩球碰撞前后的動量守恒。【答案】（1）ABD（2）（3）ABC（4）【解析】【小問1詳解】除了圖中器材外，完成本實驗還必須使用的器材是天平、刻度尺、圓規(guī)。故選ABD。【小問2詳解】碰前的動量為碰后的動量之和為若碰撞前后動量守恒兩個式子相等即可，則要驗證的表達式為【小問3詳解】實驗利用平拋運動規(guī)律測得小球速度，必要操作是安裝軌道時，軌道末端必須水平、每次必須從同一個高度靜止釋放小球、為使小球碰后不反彈，則實驗中兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足，軌道光滑與否對實驗無影響。故選ABC。【小問4詳解】同（2）分析可知若誤差允許范圍內(nèi)滿足關(guān)系式則可以認為兩球碰撞前后的動量守恒。12.某實驗小組用如圖所示的實驗裝置驗證動量守恒定律，桌面上固定一斜面，斜面末端與桌面平滑連接，小球A從斜面上靜止釋放會運動到桌面上，之后可以從緊貼桌面的邊緣開始做平拋運動，如果事先在桌面邊緣處放一形狀相同的小球B，則小球A將與小球B發(fā)生對心碰撞。按下述步驟進行實驗。①用天平測出A、B兩小球的質(zhì)量，分別為和；②按圖安裝好實驗裝置并調(diào)整桌面水平、桌面上先不放小球B，將小球A從斜面上的某位置由靜止釋放，之后小球從桌面邊緣開始做平拋運動，在水平地面的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)實驗多次，記下平均落地點為P；③將小球B放在桌面邊緣，將小球A從斜面上的某一位置由靜止釋放，之后與小球B發(fā)生碰撞，碰撞之后兩球從桌面邊緣開始做平拋運動，在水平地面的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)實驗多次，記下小球A、B的平均落地點分別為M、N；④已知桌面邊緣在記錄紙上的投影位置為O點，用毫米刻度尺量出OP、OM和ON。根據(jù)該實驗小組的測量，回答下列問題：（1）在本實驗中下列說法正確的是__________A.每次從斜面上釋放小球A的位置必須為同一位置B.小球A的質(zhì)量可小于小球B的質(zhì)量C.小球A與斜面、桌面之間動摩擦因數(shù)越小，實驗系統(tǒng)誤差越小D.用畫圓法確定小球落地點時，需要用盡量小的圓把所有落點圈起來，圓心即為小球的平均落地點（2）若在誤差允許范圍內(nèi)只要滿足關(guān)系式__________（用、、OP、OM和ON表示），則說明碰撞中的動量是守恒的，若測得，則__________。（3）若在誤差允許范圍內(nèi)只要滿足關(guān)系式__________（用OP、OM和ON表示），則說明兩球的碰撞是彈性碰撞。【答案】（1）A（2）①.②.3（3）【解析】【小問1詳解】A．只需保證每次從斜面上同一位置釋放小球A即可保證小球A每次做平拋運動的初速度相同，故A正確；B．為了保證碰撞過程中小球A不被反彈，小球A的質(zhì)量必須大于小球B的質(zhì)量，故B錯誤；C．讓小球A從斜面上同一位置運動下來得目的是為了獲得一個固定得初速度，而系統(tǒng)誤差得大小與它們之間得動摩擦因數(shù)無關(guān)，故C錯誤；D．用畫圓法確定小球落地點時，需要用盡量小的圓把所有有效落點圈起來，圓心即為小球的平均落地點，而并非所有的落點，故D錯誤。故選A。【小問2詳解】[1]由于小球做平拋運動的高度相同，根據(jù)可知小球做平拋運動的時間相同，而小球在水平方向做勻速直線運動，則可得小球A單獨做平拋運動時的速度，以及小球A與小球B碰撞后的速度、分別為，，因此若在誤差允許范圍內(nèi)只要滿足關(guān)系式化簡得即可說明碰撞中的動量是守恒的；[2]若測得，則可得【小問3詳解】若兩球的碰撞是彈性碰撞，則應(yīng)滿足整理可得而兩球碰撞過程中動量守恒，滿足即聯(lián)立可得，若兩球的碰撞是彈性碰撞則有13.如圖所示，質(zhì)量的長木板的右端放置質(zhì)量的小物塊，它們靜止在光滑水平面上。現(xiàn)有質(zhì)量的物塊沿水平面向右以的速度與木板發(fā)生彈性正碰（碰撞時間極短），再經(jīng)時間與相對靜止。取重力加速度，試求：（1）碰后的速度；（2）、相對靜止時的速度大小；（3）的上表面與之間的動摩擦因數(shù)。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）物塊與木板發(fā)生彈性正碰，由動量守恒定律有由機械能守恒定律有解得即碰后的速度為零；（2）再經(jīng)時間與相對靜止，此過程與組成的系統(tǒng)合外力為零，由動量守恒有解得（3）對物塊，根據(jù)動量定理有所以與之間的動摩擦因數(shù)為14.如圖所示，可看成質(zhì)點的物體A靜置在木板C右端，物塊B以v0=1.8m/s的速度沿水平地面向右運動，與木板C發(fā)生彈性正碰（碰撞時間極短），最終物體A恰好能到達木板C的左端。已知物體A、B的質(zhì)量都等于木板C質(zhì)量的2倍，物體A與木板C之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，水平地面足夠大且光滑，取重力加速度大小g=10m/s2，求：（1）碰撞后物體B的速度大小；（2）物體A在木板C上的加速時間t；（3）物體A、B在運動方向上的最小距離d。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問1詳解】設(shè)木板C的質(zhì)量為，物體