河北2019-2020高一物理4月月考试题（Word版有答案）

2019-2020 学年第二学期高一年级 4 月月考自主 测试 高一物理 一、选择题（1-11 为单选每题 4 分；12-20 为多选，全对得 4 分，少选得 2 分，错选得 0 分） 1.质量相等的 A、B 两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A 球的动量是 7 kg·m/s， B 球的动量是 5 kg·m/s，A 球追上 B 球发生碰撞，则碰撞后 A、B 两球的动量可能值是(　　) A．pA′＝6 kg·m/s，pB′＝6 kg·m/s B．pA′＝3 kg·m/s，pB′＝9 kg·m/s C．pA′＝－2 kg·m/s，pB′＝14 kg·m/s D．pA′＝－4 kg·m/s，pB′＝17 kg·m/s 2.质量为 1.0 kg 的小球从高 20 m 处自由下落到软垫上，反弹后上升的最大高度为 5.0 m，小球 与软垫接触的时间为 1.0 s，在接触时间内小球受到的合力的冲量大小为(空气阻力不计，g 取 10 m/s2)(　　) A． 40 N·s B． 30 N·s C． 20 N·s D． 10 N·s 3.如图小球 A 和小球 B 质量相同，球 B 置于光滑水平面上．当球 A 从高为 h 处由静止摆下， 到达最低点恰好与 B 相撞，并粘合在一起继续摆动，它们能上升的最大高度是(　　) A．h B． C． D． 4.如图所示，一个质量为 m1＝50 kg 的人爬在一只大气球下方，气球下面有一根长绳．气 球和长绳的总质量为 m2＝20 kg，长绳的下端刚好和水平面接触．当静止时人离地面的高度 为 h＝5 m．如果这个人开始沿绳向下滑，忽略重力和空气阻力，当他滑到绳下端时，他 离地面的高度是(可以把人看做质点)(　　) A． 5 m B． 3.6 m C． 2.6 mD． 8 m 5.在高速公路上发生了一起交通事故，一辆质量为 1 500 kg 向南行驶的长途客车迎面撞上了一 辆质量为 3 000 kg 向北行驶的卡车，撞后两车连在一起，并向南滑行一段距离后静止．根据 测速仪的测定，长途客车撞前以 20 m/s 的速度匀速行驶，由此可判断卡车撞前的行驶速度(　　) A． 小于 10 m/s B． 大于 10 m/s，小于 20 m/s C． 大于 20 m/s，小于 30 m/s D． 大于 30 m/s，小于 40 m/s 6.如图所示，在一光滑的水平面上，有质量相同的三个小球 A、B、C，其中 B、C 静止，中间 连有一轻弹簧，弹簧处于自由伸长状态，现小球 A 以速度 v 与小球 B 正碰 并粘在一起，碰撞时间极短，则碰后瞬间(　　) A．A、B 的速度变为，C 的速度仍为 0 B．A、B、C 的速度均为 C．A、B 的速度变为，C 的速度仍为 0 D．A、B、C 的速度均为 7.半径相等的两个小球甲和乙，在光滑的水平面上沿同一直线相向运动，若甲球质量大于乙球 质量，发生碰撞前，两球的动能相等，则碰撞后两球的状态可能是(　) A． 两球的速度方向均与原方向相反，但它们动能仍相等 B． 两球的速度方向相同，而且它们动能仍相等 C． 甲、乙两球的动量相同 D． 甲球的动量不为零，乙球的动量为零 8.一质量为 0. 5 kg 的小球 A 以 2.0 m/s 的速度和静止于光滑水平面上质量为 1 kg 的另一大小 相等的小球 B 发生正碰，碰撞后它以 0.2 m/s 的速度反弹．则 B 球获得的速度大小为(　　) A． 0.5 m/s B． 1.1 m/s C． 2 m/s D． 2.2 m/s 9.跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于(　　) A． 人跳在沙坑的动量比跳在水泥地上的小 B． 人跳在沙坑的动量变化比跳在水泥地上的小 C． 人跳在沙坑受到的冲量比跳在水泥地上的小 D． 人跳在沙坑受到的冲力比跳在水泥地上的小 10.一小型爆炸装置在光滑、坚硬的水平钢板上发生爆炸， 所有碎片均沿钢板上方的倒圆锥面(圆锥的顶点在爆炸装置处)飞开. 在爆炸过程中， 下列有关爆炸装置的说法中正确的是(　　) A． 总动量守恒 B． 机械能守恒 C． 水平方向动量守恒 D． 竖直方向动量守恒 11.一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量共 120 kg.这个士兵用自动步枪在 2 s 时间内沿水平方向连续射出 10 发子弹，每发子弹的质量是 10 g，子弹离开枪口时相对枪口 的速度是 800 m/s.射击前皮划艇是静止的(　　) A． 每次射击后皮划艇的速度改变 2 m/s B． 连续射击后皮划艇的速度是 2 m/s C． 每次射击后子弹的速度改变 m/s D． 连续射击时枪所受到的平均反冲作用力约 40 N 12.（多选）如图所示，小球 A 的质量为 mA＝5 kg，动量大小为 pA＝4 kg·m/s，小球 A 水平向右 运动，与静止的小球 B 发生弹性碰撞，碰后 A 的动量大小为 pA′＝1 kg·m/s，方向水平向右，则 (　　) A． 碰后小球 B 的动量大小为 pB＝3 kg·m/s B． 碰后小球 B 的动量大小为 pB＝5 kg·m/s C． 小球 B 的质量为 15 kg D． 小球 B 的质量为 3 kg 13.(多选)水平抛出在空中飞行的物体，不计空气阻力，则(　　) A． 在相等的时间间隔内动量的变化相同 B． 在任何时间内，动量的变化方向都在竖直方向 C． 在任何时间内，动量对时间的变化率恒定 D． 在刚抛出的瞬间，动量对时间的变化率为零 14.（多选）如图所示，在光滑水平面上质量分别为 mA＝2 kg、mB＝4 kg，速率分别为 vA＝5 m/s、 vB＝2 m/s 的 A、B 两小球沿同一直线相向运动并发生对心碰撞，则(　　) A． 它们碰撞后的总动量是 18 kg·m/s，方向水平向右 B． 它们碰撞后的总动量是 2 kg·m/s，方向水平向右 C． 它们碰撞后 B 小球向右运动D． 它们碰撞后 B 小球可能向左运动 15.(多选)如图所示，水平光滑轨道宽和弹簧自然长度均为 d.m2 的左边有一固定挡板，已知 m1≥m2.m1 由图示位置静止释放，当 m1 与 m2 相距最近时 m1 速度为 v1，则求在以后的运动过程 中(　　) A．m1 的最小速度是 0 B．m1 的最小速度是 v1 C．m2 的最大速度是 v1 D．m2 的最大速度是 v1 16.(多选)质量为 m 的物体以初速率 v0 做平抛运动，经历时间 t，下落的高度为 h，速率为 v， 在这段时间内物体动量增量的大小正确的是(　　 ) A．mv－mv0 B．mgt C．m D．m 17.（多选）如图所示，在光滑水平面上停放质量为 m 的装有弧形槽的小车．现有一质量也为 m 的小球以 v0 的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度 后，小球又返回小车右端，则(　　) A． 小球在小车上到达最高点时的速度大小为 B． 小球离车后，对地将向右做平抛运动 C． 小球离车后，对地将做自由落体运动 D． 此过程中小球对车做的功为 mv02 18.（多选）如图所示，在光滑的水平地面上静止放置一质量为 M＝1.5 kg 的木板 A，木板上 表面粗糙且固定一竖直挡板，挡板上连接一轻质弹簧，当弹簧处于原长时，在弹簧的左端轻 放一质量为 m＝0.9 kg 的物块 B，现有一颗质量为 m0＝0.1 kg 的子弹 C 以 v0＝500 m/s 的 速度水平击中物块并嵌入其中，该过程作用时间极短，则在 A、B、C 相互作用的过程中，下 列说法中正确的有(　　) A．A、B、C 组成的系统动量守恒 B．A、B、C 以及弹簧组成的系统机械能守恒C． 子弹击中物块 B 的瞬间对物块 B 产生的冲量为 45 N·s D． 弹簧被压缩到最短时木板的速度为 25 m/s 19.(多选)如图所示，质量均为 M 的甲、乙两车静置在光滑的水平面上，两车相距为 L.乙车上 站立着一个质量为 m 的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法正确 的是(　　) A． 甲、乙两车运动中速度之比为 B． 甲、乙两车运动中速度之比为 C． 甲车移动的距离为 L D． 乙车移动的距离为 L 20.(多选)木块 a 和 b 用一根轻弹簧连接起来，放在光滑水平面上，a 紧靠在墙壁上，在 b 上施 加向左的水平力使弹簧压缩，如图所示，当撤去外力后，下列说法中正确的是(　　) A．a 尚未离开墙壁前，a 和 b 组成的系统的动量守恒 B．a 尚未离开墙壁前，a 和 b 组成的系统的动量不守恒 C．a 离开墙壁后，a 和 b 组成的系统动量守恒 D．a 离开墙壁后，a 和 b 组成的系统动量不守恒 二、实验题（每空 2 分，共 10 分） 21.在“验证动量守恒定律”的实验中： (1) 在确定小球落地点的平均位置时通常采用的做法是________ ，其目的 是减小实验中的________(选填“系统误差”或“偶然误差”)． (2)入射小球每次必须从斜槽上________滚下，这是为了保证入射小球每 一次到达斜槽末端时速度相同． (3)入射小球的质量为 m1，被碰小球的质量为 m2，在 m1＞m2 时，实验中 记下了 O、M、P、N 四个位置(如图所示)，若满足________________(用 m1、m2、OM、OP、 ON 表示)，则说明碰撞中动量守恒；若还满足________(只能用 OM、OP、ON 表示)，则说明 碰撞前后动能也相等． 三、计算题(共 10 分) 22.如图所示，足够长的木板 A 和物块 C 置于同一光滑水平轨道上，物块 B 置于 A 的左端，A、B、C 的质量分别为 m、2m 和 4m，已知 A、B 一起以 v0 的速度向右运动，滑块 C 向左运动， A、C 碰后连成一体，最终 A、B、C 都静止，求： (1)C 与 A 碰撞前的速度大小． (2)A、B 间由于摩擦产生的热量．答案解析 1.【答案】A 【解析】由碰撞前后动量守恒 pA＋pB＝pA′＋pB′验证，A、B、C 皆有可能．从总动能不增加即 ＋ ≥ ＋ 来看，只有 A 可能． 2.【答案】B 【解析】小球从开始下落到落到软垫上的过程中，由动能定理可得：mgh1＝ mv－0， 代入数据解得：v1＝20 m/s，方向竖直向下； 小球从反弹到到达最高点过程中，由动能定理可得： －mgh2＝0－ mv， 代入数据解得：v2＝10 m/s，方向竖直向上； 以竖直向上为正方向，由动量定理得： I＝mv2－mv1＝1×10－1×(－20) N·s＝30 N·s，方向竖直向上；故选 B. 3.【答案】C 【解析】A 运动到最低点有：mgh＝ mv ，到达最低点恰好与 B 相撞，并粘合在一起有：mvA ＝2mv，v＝ ，两者同时上升时机械能守恒，有： mv2＝mgH，联立解得，H＝ ，C 正 确． 4.【答案】B 【解析】设在此过程中人、气球对地发生的位移分别是 x、x′，由动量守恒定律有 m1x＝m2x′， 又因为 x＋x′＝h，解得 x′≈3.57 m，选 B 项． 5.【答案】A 【解析】两车碰撞过程中尽管受到地面的摩擦力作用，但远小于相互作用的内力(碰撞力)，所 以可以认为碰撞过程动量守恒．由于碰撞后两车以共同速度向南滑行，即碰撞后系统的末动 量方向向南．设长途客车和卡车的质量分别为 m1、m2，撞前的速度大小分别为 v1、v2，撞后 共同速度为 v，选定向南为正方向，根据动量守恒定律有 m1v1－m2v2＝(m1＋m2)v，又 v>0，则 m1v1－m2v2>0，代入数据解得 v2< v1＝10 m/s. 故 A 正确． 6.【答案】C【解析】A、B 碰撞过程时间极短，弹簧没有发生形变，A、B 系统所受合外力为零，以向右为 正方向，由动量守恒定律得：mv＝2mv′，解得：v′＝，A、B 碰撞过程，C 所受合外力为零，C 的动量不变，速度仍为 0. 7.【答案】C 【解析】根据动量与动能关系 Ek＝ 可知 p 甲>p 乙，根据动量守恒可得，碰撞后的总动量沿甲 原来的方向，故甲继续沿原来的方向运动，乙被弹回，A、D 错误；碰撞后，甲的动能减小， 若为弹性碰撞，则乙的动能增大，故两者动能不相等；若为完全非弹性碰撞，碰撞后速度相 等，动能不等 ，B 错误；两球碰撞过程中动量守恒，碰撞后动量可能相等，所以选项 C 正 确． 8.【答案】B 【解析】由动量守恒定律知 m1v1＋0＝m1v＋m2v2′， 所以 v2′＝1.1 m/s. 9.【答案】D 【解析】人跳远时从一定的高度落下，落地前的速度是一定的，初动量是一定的，A 错误；落 地后静止，末动量为零，人的动量变化是一定的，B 错误；由动量定理知人受到的冲量等于人 的动量变化，所以两种情况下人受到的冲量相等，C 错误；落在沙坑里力作用的时间长，落在 水泥地上力作用的时间短，根据动量定理，在动量变化一定的情况下，时间 t 越长受到的冲力 F 越小，D 正确． 10.【答案】C 【解析】　爆炸装置在光滑、坚硬的水平钢板上发生爆炸， 与钢板间产生巨大作用力， 这 个作用力将远远大于它所受到的重力， 所以爆炸装置的总动量是不守恒的， A 项错误. 但 由于钢板对爆炸装置的作用力是竖直向上的， 因此爆炸装置在竖直方向动量不守恒， 而水 平方向是守恒的， C 正确， D 错误； 爆炸时， 化学能转化为机械能， 因此， 机械能不 守恒，B 错误. 11.【答案】D 【解析】射击过程系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向， 由动量守恒可知：mv－Mv′＝0，代入数据解得：v′＝ v≈0.06 m/s，A 错误；连续射击 2 s 过 程中，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，则有：10mv－Mv″＝0代入数据解得：v″＝ ＝0.67 m/s，船的速度改变 0.67 m/s，所以射出 10 发子弹后，子弹 速度的改变量为 0.67 m/s，B、C 错误；每颗子弹的发射时间为：t＝ s＝0.2 s，对子弹，由 动量定理可知：Ft＝mv－0，代入数据解得：F＝ ＝40 N，由牛顿第三定律可知，枪受到的 平均作用力 F′＝F＝40 N，D 正确． 12.【答案】AD 【解析】规定向右为正方向，碰撞过程中 A、B 组成的系统动量守恒，所以有 pA＝pA′＋pB，解 得 pB＝3 kg·m/s，A 正确，B 错误；由于是弹性碰撞，所以没有机械能损失，故 ＝ ＋ ，解得 mB＝3 kg，C 错误，D 正确． 13.【答案】ABC 【解析】水平抛出的物体所受的合力为重力，则相等时间内重力的冲量相等，根据动量定理 知，动量的变化相同，A 正确；合力的冲量等于动量的变化量，合力冲量的方向竖直向下，则 动量变化的方向竖直向下，B 正确；根据动量定理有：mgΔt＝Δp，则动量的变化率 ＝mg， 知动量的变化率恒定，等于重力，C 正确，D 错误． 14.【答案】BC 【解析】根据动量守恒定律，设向右为正，碰后它们的总动量 p′＝p＝mAvA－mBvB＝2 kg·m/s， 选项 A 错误，选项 B 正确；因总动量向右，所以碰后 B 球一定向右运动，选项 C 正确，选项 D 错误． 15.【答案】BD 【解析】　从小球 m1 到达最近位置后继续前进，此后拉到 m2 前进，m1 减速，m2 加速，达到 共同速度时两者相距最远，此后 m1 继续减速，m2 加速，当两球再次相距最近时，m1 达到最小 速度，m2 达最大速度． 两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进， m1v1＝m1v1′＋m2v2 m1v ＝ m1v1′2＋ m2v ； 解得：v1′＝ v1，v2＝ v1 故 m2 的最大速度为 v1，m1 的最小速度为 v1，故 B、D 正确． 16.【答案】BCD【解析】根据动量定理，合力的冲量等于动量的变化量，所以 Δp＝mgt；根据三角形定则，知 动量的变化量 Δp＝F 合 t＝mgt＝mvy，又 v＝ 得：vy＝ ，即：Δp＝m ； 平抛在竖直方向做自由落体运动，故 h＝ gt2，得：t＝ ，得：Δp＝mgt＝mg ＝m ，B、C、D 正确． 17.【答案】ACD 【解析】小球到达最高点时，小车和小球相对静止，且水平方向总动量守恒，小球离开车时 类似弹性碰撞，两者速度完成互换，故选项 A、C、D 都是正确的． 18.【答案】AC 【解析】　A、B、C 三者组成的系统所受合外力为零，动量守恒，故 A 正确；由于存在摩擦 阻力做功，机械能不守恒，故 B 错误；子弹击中物块 B 后与物块 B 共速，由动量守恒有 m0v0＝ (m＋m0)v1，解得 v1＝50 m/s，故对物块 B 产生的冲量等于 B 物块获得的动量 I＝Δp＝mv1－0 ＝0.9×50 kg·m/s＝45 N·s，故对物块 B 产生的冲量为 45 N·s，C 正确；弹簧被压缩到最短 时三者共速，由动量守恒有 m0v0＝(m＋M＋m0)v2，解得 v2＝20 m/s，故 D 错误。 19.【答案】ACD 【解析】本题类似人船模型．甲、乙、人看成一个系统，则系统在水平方向上动量守恒，甲、 乙两车运动中速度之比等于质量的反比，即为 ，A 正确，B 错误；Mx 甲＝(M＋m)x 乙， x 甲＋x 乙＝L，解得 C、D 正确． 20.【答案】BC 【解析】a 尚未离开墙壁前，墙壁对 a 有力的作用，a 和 b 构成的系统动量不守恒；a 离开墙 壁后，系统所受外力之和等于零，系统的动量守恒． 21.【答案】(1)用圆规画一个尽可能小的圆把所有的落点圈在里面，圆心即平均位置　偶然误 差 (2)同一位置由静止开始 (3)m1· ＝m1· ＋m2· 　　 ＝ － 【解析】(3)从图中可以看出，M、N 分别是碰后两球的落地点的位置，P 是碰前入射小球的落 地点的位置，用 OP 代表入射小球碰前的速度，用 OM 代表入射小球碰后的速度，用 ON 代表 被碰小球碰后的速度．碰前的总动量为：m1· ，碰后的总动量为：m1· ＋m2· ， 碰前的总动量与碰后的总动量近似相等，就验证了碰撞中的动量守恒，即 m1· ＝m1· ＋m2· . 若碰撞前后动能相等，则有： m1·(OP)2＝ m1·(OM)2＋ m2·(ON)2，联立解得：OP＝ON－ OM. 22.【答案】(1) v0　(2) mv02 【解析】取向右为正方向． (1)对三个物体组成的系统，根据动量守恒定律得：(m＋2m)v0－4mvC＝0 …(2’) 解得 C 与 A 碰撞前的速度大小 vC＝v0 …(1’) (2)A、C 碰后连成一体，设速度为 v 共． 根据动量守恒定律得 mv0－4mvC＝(m＋4m)v 共 …(2’) 解得 v 共＝－v0 …(1’) 根据能量守恒定律得： Q＝ (m＋4m)v 共 2＋×2mv02－0 …(3’) 解得 Q＝mv02. …(1’)