2021-2022学年河北省衡水中学高一（下）月考物理试卷(含答案解析)

2021-2022学年河北省衡水中学高一（下）月考物理试卷

1.  在一相互作用过程中，以下判断正确的是(    )

A. 系统的动量守恒是指只有初、末两状态的动量相等
B. 系统的动量守恒是指任意两个状态的动量相等
C. 系统的动量守恒是指系统中任一物体的动量不变
D. 系统所受外力的冲量为零，系统动量一定守恒

2.  一只爆竹竖起升空后在高为5处达到最高点，发生爆炸分为质量不同的两块，两块质量之比为3：2，其中小的一块落地时水平位移为6米，则两块爆竹落地后相距(    )

A. 4米 B. 9米 C. 10米 D. 12米

3.  由高压水枪竖直向上喷出的水柱，将一个质量为40kg的小铁盒开口向下倒顶在空中，如图所示．已知水以恒定速率从横截面积为的水枪中持续喷出，向上运动并冲击铁盒后，以不变的速率竖直返回；忽略水在与盒作用时水的重力的影响，水的密度为则下列说法正确的是(    )

A. 水冲击铁盒后以为5米/秒的速度返回 B. 铁盒距水枪口的距离为15米
C. 水枪的输出功率为8kW D. 以上结果均不对

4.  如图所示，，，。压缩弹簧使弹性势能为27J，释放A、B，当弹簧刚好恢复原长时，C恰以向右的速度与B发生碰撞并粘连在一起。则下列说法正确的是(    )

A. B与C碰撞前B物块速度的大小为
B. B与C碰撞前A物块速度的大小为
C. 当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能为33J
D. 当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能为8J

5.  a、b两个物体以相同的动能E沿光滑水平面上的同一条直线相向运动，a物体质量是b物体质量的4倍。它们发生碰撞过程中，a、b两个物体组成的系统的动能损失不可能是(    )

A. 0 B.  C.  D.

6.  质量分别为、的A、B两物体，在光滑的水平面上沿同一条直线相对运动。当它们相距8m时开始计时，经过，B撞上A，两物碰撞后合为一体，且与B的初速度方向一致仍沿直线前进。这时它们的动能为2J，已知，则下列说法正确的是(    )

A. 两物体的初动能相同
B. 两物体初速度相同
C. 若两物体发生的是弹性碰撞则碰后1秒两物体相距4米
D. 由于B的质量未知以上结论均不能求出

7.  如图所示，一块足够长的木板，放在光滑的水平面上，在木板上自左向右放有A、B、C三块质量均为1kg的木块，它们与木板间的动摩擦因数均为，木板的质量为开始时，木板静止，A、B、C三木块的初速度依次为、、，方向水平向右；最终三木块与木板以共同速度运动设木块与木板间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相同(    )

A. B木块在整个运动过程中的最小速度为
B. C木块在整个运动过程中的最小速度为
C. B木块开始运动到速度最小用时秒
D. C木块开始运动到速度最小时位移为2米

8.  如图中游标卡尺读数正确的是(    )
 

A.  B.  C.  D.

9.  如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬间获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得(    )
 

A. 在、时刻两物块达到共同速度且弹簧都是处于压缩状态
B. 从到时刻弹簧由压缩状态逐渐恢复原长
C. 两物块的质量之比为：：2
D. 在时刻两物块的动量大小之比为：：2

10.  如图所示，小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为m，原来静止在光滑的水平面上。今有一个可以看作质点的小球，质量也为m，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下。关于这个过程，下列说法正确的是(    )

A. 小球滑离小车时，小车又回到了原来的位置
B. 小球在滑上曲面的过程中，对小车压力的冲量大小是
C. 小球和小车作用前后，小车和小球的速度可能没有变化
D. 车上曲面的竖直高度不会大于

11.  如图所示，半径为R，质量为M，内表面光滑的半球曲槽放在光滑的水平面上，左端紧靠着墙壁，一个质量为m的小球从距半球曲槽的顶端的a点h高处无初速释放，图中b点为半球的最低点，c点为半球另一侧与a同高的顶点，关于物块M和m的运动，下列说法中正确的有(    )

A. m从a点运动到b点的过程中，m与M系统的动量守恒
B. m从a点运动到b点的过程中，系统的机械能守恒
C. m释放后运动到b点右侧，若能到达右侧槽口c，可能从c处竖直上抛
D. m释放后运动到b点右侧，若能飞出右侧槽口c，则一定能从C槽口回到曲槽

12.  竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图所示。时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，3秒后与B发生弹性碰撞碰撞时间极短且碰撞后A的速度大小变为碰前的；再经过秒A返回到倾斜轨道上的P点图中未标出时，速度减为0。已知A的质量为，初始时A与B的高度差米，g取不计空气阻力。则下列说法正确的是(    )

A. B的质量为3kg
B. 碰后B的速度大小与碰后A的速度大小相同
C. 从开始到A返回P点摩擦力对A做功为40J
D. 碰后B的动能为75J

13.  如图：地面光滑，圆弧曲面固定不动，半径为米。木板CM长为4米，质量为，木板上表面粗糙与B的摩擦因数为但与A无摩擦，AB中间的弹簧与B接触却不栓接，其弹性势能为开始时刻AB和板均静止，若AB放置于距C右侧2米处，释放弹簧后B到达N时速度恰好为0，已知B的质量为，g取
到圆弧曲面M点时的支持力为多少？
的质量为多少？
求A离开木板时B的速度？
若开始时刻AB放置于距C右侧米处求摩擦力对B从开始到最后做的功？

答案和解析

1.【答案】BD 

【解析】解：AB、系统的动量守恒是指系统的总动量保持不变，任意两个状态的动量都相等，故A错误，B正确；
C、系统的动量守恒是指系统的总动量保持不变，而不是系统中任一物体的动量不变，故C错误；
D、系统所受外力的冲量为零，由动量定理，知，即系统动量一定守恒，故D正确。
故选：BD。
系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，根据动量守恒定律分析答题。
本题的关键要准确理解动量守恒的条件和动量守恒的含义，要知道系统的动量守恒是指系统的总动量保持不变，并不是只有初、末两状态的动量才相等。
 

2.【答案】C 

【解析】解：设其中一块质量为3m，则另一块质量为2m，爆炸过程系统动量守恒，2m的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
，
解得：，
设两块爆竹落地用的时间为t，则有：
，
水平位移：
，，
由题意可知：，
代入数据解得：
两块爆竹落地后相距
，
故C正确，ABD错误。
故选：C。
根据两块爆竹爆炸时水平方向动量守恒求出大块爆竹的速度，然后根据平抛运动求出时间和水平位移。
知道爆竹爆竹过程系统动量守恒，应用动量守恒定律与平抛运动规律即可正确解题。
 

3.【答案】B 

【解析】解：A、极短时间内水与小铁盒作用过程中，取向下为正方向，对水由动量定理可得：
其中：
解得：，故A错误；
BD、水从枪口喷出到铁盒处，由：
解得：，故B正确，D错误；
C、则时间内从枪口喷出水的机械能为：
则水枪的输出功率为：
代入数据解得：，故C错误。
故选：B。
极短时间内水与小铁盒作用过程中对水由动量定理求解速度；水从枪口喷出到铁盒处，速度-位移关系求解上升的高度；求出时间内从枪口喷出水的机械能，根据功率计算公式求解水枪的输出功率。
本题主要是考查动量定理，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，知道合外力的冲量才等于动量的变化。
 

4.【答案】D 

【解析】解：AB、释放A、B，设当弹簧刚好恢复原长时，A、B的速度大小为、，根据系统机械能得
取向右为正方向，由动量守恒定律得：，解得，，故AB错误；
CD、C恰以向右的速度与B发生碰撞并粘连在一起，取向右为正方向，根据动量守恒定律得，解得
当弹簧第二次被压缩时，A、BC的速度相等，设为v，根据动量守恒定律有，解得
根据机械能守恒知，第二次被压缩时弹簧具有的最大弹性势能，解得，故C错误，D正确。
故选：D。
弹簧释放过程中A、B系统动量守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律相结合可以求出B与C碰撞前A、B的速度；弹簧压缩到最短时弹簧弹性势能最大，此时A、BC的速度相等，应用动量守恒与机械能守恒定律可以求出弹簧的最大弹性势能。
本题考查动量守恒定律及机械能守恒定律的综合应用，要注意正确分析物理过程，知道弹簧弹性势能最大的条件是速度相同，明确物理规律的正确应用即可求解。
 

5.【答案】D 

【解析】解：设b的质量为m，则a的质量为4m，两物体的动能E相等，即

则：，
碰撞过程两球组成的系统动量守恒，以a的初速度方向为正方向，如果碰撞为完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：
，
解得：，
系统损失的动能：
，
已知：，
解得：；
如果碰撞为完全弹性碰撞，由动量守恒定律得：
，
由机械能守恒定律得：
，
解得：，，
系统损失的动能：
，
已知：，
解得：，
则损失的动能为：，故ABC错误，D错误；
故选：D。
a、b碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出碰撞后的速度，然后求出动能的损失量。
本题考查了求系统损失的动能，分析清楚运动过程，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以解题，要注意发生完全非弹性碰撞时系统损失的动能最大。
 

6.【答案】D 

【解析】解：AB、已知碰撞后两物体的动能：
，
从开始计时到B追上A时两物体都做匀速直线运动，它们的位移差
，
两物体碰撞过程动量守恒，以B物体的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
，
由于B的质量未知，无法求出两物体初速度、初动能，故AB错误；
C、若两物体发生的是弹性碰撞，以B物体的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律和能量守恒定律得


由于B的质量和A碰前速度未知，无法求出两物体碰后速度，故C错误；
D、综上所述，故D正确；
故选：D。
A、B碰后合为一体，碰撞过程中动量守恒，根据动量守恒定律及运动学公式列式，根据数学知识判断能否可解；若两物体发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和能量守恒定律列式分析能否求出碰后速度。
本题主要考查了动量守恒定律及能量守恒定律的直接应用，解题过程中的难点在于根据所列等式能否求解，难度适中。
 

7.【答案】D 

【解析】解：AC、木块B与木板相对静止时，它在整个运动过程中的速度最小，用时为t。设此时木块C的速度为。
对系统，由动量守恒定律：
对木块B，由动量定理得：
对木块C，由动量定理得：
由以上三式解得：、，故AC错误；
BD、以木块A、B、C与木板组成的系统为研究对象，以木块的初速度方向为正方向，
以系统为研究对象，由动量守恒定律可得：，
解得：
对C，由牛顿第二定律得：，
在系统速度相等前，C一直做匀减速直线运动，由速度位移公式可得：，
解得：，故B错误，D正确。
故选：D。
木块与木板组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出它们的共同速度，在系统速度相同之前，木块C一直做匀减速直线运动，由匀变速运动的速度位移公式可以求出其位移。
对系统应用动量守恒定律，对B、C两个木块应用动量定理可以求出木块B的最小速度。
本题考查了求木块的位移、木块的最小速度，分析清楚运动过程是正确解题的关键，应用动量守恒定律与动量定理即可正确解题。
 

8.【答案】A 

【解析】解：从图中可知，游标卡尺上的第22个刻度与主尺上的即22mm处对齐，根据游标卡尺的构造可知该游标卡尺为50分度的，每个刻度的长度为，游标卡尺上的20刻度的总长是，因此主尺的读数为：，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据游标卡尺的原理，找出每一个刻度的长度，进而计算读数的大小。
本题是对游标卡尺的原理的考查，注意总长度的计算就是总的格数的长度，不需要估读。
 

9.【答案】C 

【解析】解：A、由图可知、时刻两物块达到共同速度，总动能最小，根据系统机械能守恒可知，此时弹性势能最大，时刻弹簧处于压缩状态，时刻弹簧处于伸长状态，故A错误；
B、结合图象弄清两物块的运动过程，开始时逐渐减速，逐渐加速，弹簧被压缩，时刻二者速度相当，系统动能最小，势能最大，弹簧被压缩最厉害，然后弹簧逐渐恢复原长，依然加速，先减速为零，然后反向加速，时刻，弹簧恢复原长状态，由于此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两木块均减速，当时刻，二木块速度相等，系统动能最小，弹簧最长，因此从到过程中弹簧由伸长状态恢复原长，故B错误；
C、系统动量守恒，选择开始到时刻列方程可知：，将，代入得：：：2，故C正确；
D、在时刻的速度为：，的速度为：，根据：：2，则动量之比为：：：4，故D错误。
故选：C。
两物块和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒，系统总动能最小时，弹性势能最大，据此根据图象中两物块速度的变化可以分析系统动能和弹性势能的变化情况．根据动量守恒和机械能结合进行分析．
对于这类弹簧问题注意用动态思想认真分析物体的运动过程，注意过程中的功能转化关系；解答时注意动量守恒和机械能守恒列式分析，同时根据图象，分析清楚物体的运动情况．
 

10.【答案】CD 

【解析】解：A、小球滑上曲面的过程，小车向右运动，小球滑下时，小车还会继续前进，故不会回到原位置，故A错误。
B、由小球恰好到最高点，知道两者有共同速度，对于车、球组成的系统，由动量守恒定律列式为，得共同速度小车动量的变化为，这个增加的动量是小车受到的总动量的大小，即总冲量的大小，而压力的冲量并不是总的冲量！故B错误。
C、由于满足动量守恒定律，系统机械能又没有增加，所以是可能的，两曲面光滑时会出现这个情况，故C正确；
D、由于小球原来的动能为，小球到最高点时系统的动能为，所以系统动能减少了，
如果曲面光滑，则减少的动能等于小球增加的重力势能，即，得显然，这是最大值，如果曲面粗糙，高度还要小些，故D正确。
故选：CD。
小球和小车组成的系统，动量守恒，根据动量的变化来计算冲量的大小，根据系统的能量不会增加来判断最大的高度大小。
本题是系统动量守恒和机械能守恒的类型，类似于弹性碰撞，常见类型。分析清楚运动过程、应用动量守恒定律与能量守恒定律即可正确解题。
 

11.【答案】BD 

【解析】解：AB、小球从a到b过程中，左侧墙壁对曲槽有弹力作用，但弹力不做功，所以两物体组成的系统机械能守恒，但动量不守恒，故A错误，B正确。
CD、选M与m组成的系统为研对象，小球从b到c过程中，根据水平方向动量守恒，若能到达右侧槽口c，系统拥有相同的水平速度且不为零，则m不可能做竖直上抛运动，m在空中运动过程，水平方向速度与曲槽相同，则一定能从c槽口回到曲槽，故C错误，D正确。
故选：BD。
小球从a到b过程中左侧墙壁对曲槽有弹力作用，但弹力不做功，曲槽对小球的弹力也不做功，系统动量不守恒，机械能守恒；小球越过b点后，小球与曲槽构成的系统水平方向动量守恒，根据动量守恒定律和运动分解判断球离开槽口后运动情况。
本题考查动量守恒定律和机械能守恒定律应用，解题关键要掌握守恒条件，小球离开c槽口后的运动分析要分解来看。
 

12.【答案】AB 

【解析】解：AB、设物块A碰前瞬间速度为，则其碰撞后瞬间速度的大小为，设物块B的质量为，碰撞后瞬间的速度大小为，碰撞过程系统动量守恒，以平行于斜面向下为正方向，由动量守恒定律得：

由机械能守恒定律得：

解得：，，
故AB正确；
C、以小物块A为研究对象，设斜面的倾角为，摩擦力为f，下滑过程中，以平行于斜面向下为正方向，根据动量定理得：

返回斜面过程中有

联立解得：
从初始位置滑下的斜面距离为L，根据动能定理有

又
解得：
下滑过程摩擦力做功为

从水平面返回P点滑动距离为，摩擦力对A做功为

根据动能定理有

则从开始到A返回P点摩擦力对A做功为

联立解得：，
故C错误：
D、碰后物体B的动能为

解得：，
故D错误；
故选：AB。
A、B发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出物块B的质量和碰后速度，并计算B碰后动能；根据物体的运动过程应用动能定理求出摩擦力对物块A所做的功。
本题是一道力学综合题，根据题意与图示图象分析清楚物体的运动过程是解题的前提与关键，应用动量守恒定律、动能定理即可即可解题。
 

13.【答案】解：设B在M点的速度为，从M到N，由机械能守恒定律可得

解得：
B在M点时，由牛顿第二定律可得

解得：。
释放弹簧后B到达N时速度恰好是0，设B离开弹簧时的速度为，木板长为L，由动能定理可得

解得：
释放弹簧瞬间，AB与弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒，设向右为正方向，则有


解得：，，方向向左。
离开弹簧后在木板上向左做匀速直线运动，离开木板时运动时间为

B离开弹簧后在木板上向右做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得

由匀变速直线运动的速度时间公式，可得A离开木板时B的速度

联立解得：，，方向向右。
若开始时刻AB放置于距C右侧米处，在B离开弹簧后，在木板上向右做匀减速直线运动，假设B一直在木板上，设在木板上的位移为x，由速度位移关系公式可得

可知B停在木板上，由力对物体做功公式，可得摩擦力对B做功为
。
答：到圆弧曲面M点时的支持力为6N；
的质量为；
离开木板时B的速度为，方向向右；
若开始时刻AB放置于距C右侧米处，摩擦力对B从开始到最后做的功为。 

【解析】由机械能守恒定律求B到达M点时速度，再根据牛顿第二定律求曲面对B的支持力；
从弹簧释放到B运动到N点，由动能定理求B离开弹簧速度，释放弹簧瞬间，AB与弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒，据此可求A的速度和A离开弹簧速度；
离开弹簧后，A做匀速直线运动，B做匀减速直线运动，根据运动学规律求A离开木板时B的速度；
改变AB与C端距离，分析B最终停止位置，根据功的计算式求摩擦力做功。
本题考查动量守恒和能量守恒定律的综合应用，物体运动过程较多，要仔细分清楚每一个运动过程，本题的难点是要计算出最终B停止在木板上；根据动量守恒定律列式时注意物理量方向。