2023-2024学年江苏省宿迁市高二(上)开学物理试卷

2023-2024学年江苏省宿迁市高二（上）开学物理试卷一、单选题（共40分）1．（4分）把一支枪固定在小车上，小车放在光滑的水平桌面上．枪发射出一颗子弹．对于此过程，下列说法中正确的有哪些？（）A．枪和子弹组成的系统动量守恒 B．枪和车组成的系统动量守恒 C．车、枪和子弹组成的系统近似动量守恒，因为子弹和枪筒之间有f．且f的冲量甚小 D．车、枪和子弹组成的系统动量守恒2．（4分）电磁波频率的单位是（）A．安培 B．赫兹 C．欧姆 D．伏特3．（4分）从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在毛毯上就不易碎，这是因为玻璃杯掉在水泥地上时（）A．受到的冲量大 B．受到地面的作用力大 C．动量的变化量大 D．动量大4．（4分）关于动量守恒的条件，正确的是（）A．只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒 B．只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒 C．只要系统所受合外力恒定，动量守恒 D．只要系统所受外力的合力为零，动量守恒5．（4分）从奥斯特发现电流周围存在磁场后，法拉第坚信磁一定能生电。他使用下面装置进行实验研究，把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），甲线圈两端A、B接着直流电源，乙线圈两端C、D接电流表。始终没发现“磁生电”现象。主要原因是（）A．甲线圈中的电流较小，产生的磁场不够强 B．甲线圈中的电流是恒定电流，不会产生磁场 C．乙线圈中的匝数较少，产生的电流很小 D．甲线圈中的电流是恒定电流，产生的是稳恒磁场6．（4分）下列各图中，长直通电导线的电流方向与其产生的磁场方向关系正确的是（）A． B． C． D．7．（4分）两个小铁块A和B，分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧斜面的顶点滑到底部，如图所示。如果它们的初速度都为零，则下列说法正确的是（）A．它们到达底部时速度相同 B．它们到达底部时动量相等 C．它们到达底部时动能相等 D．整个过程中合外力的冲量不同8．（4分）某人从高处跳到低处时，为了安全，一一般都让脚尖着地后膝盖弯曲，这样做是为了（）A．增大人的动量变化量 B．减小人的动量变化量 C．增大人的动量变化率 D．减小人的动量变化率9．（4分）李老师在课堂上做了如下的小实验：他把一只粉笔竖直放在水平桌面上靠近边缘的纸条上，如图所示。第一次他慢慢拉动纸条将纸条抽出，粉笔向后倾倒。第二次他快速将纸条抽出，粉笔轻微晃动一下又静立在桌面上。两次现象相比，下列说法正确的是（）A．第一次粉笔的惯性更小 B．第一次粉笔受到纸带的摩擦力更大 C．第一次粉笔受到纸带的冲量更小 D．第一次粉笔获得的动量更大10．（4分）A、B两物体质量之比mA：mB＝2：1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其v﹣t图像如图所示。在此过程中，下列说法正确的是（）A．两物体运动的位移之比是xA：xB＝2：1 B．两物体受到的摩擦力之比是FA：FB＝4：1 C．两物体克服摩擦力做功之比是WA：WB＝4：1 D．两物体受到的摩擦力的冲量大小之比是IA：IB＝1：2二、实验题（15分）11．（15分）某同学采用如图1所示的装置，利用A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中MN是斜槽，NR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。（1）A球质量为m1，半径为r1；B球质量为m2，半径为r2，则；A．m1＝m2，r1＞r2B．m1＞m2，r1＝r2C．m1＝m2，r1＜r2D．m1＜m2，r1＝r2（2）必须要求的条件是；A．斜槽轨道末端的切线必须水平B．斜槽轨道必须是光滑的C．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下D．必须测出水平槽离地面的高度，从而计算出时间（3）本实验验证动量守恒定律的表达式为（用纸带上的字母表示）；A．m1OE＝m1OP+m2OFB．m1OE＝m1OF+m2OPC．m1OP＝m1OE+m2OFD．m1OF＝m1OE+m2OP（4）某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比。三、解答题（共45分）12．（8分）质量为4.9kg的沙袋静止在光滑水平面上，现有5颗质量为20g的子弹分别以200m/s的水平速度射入沙袋，并留在沙袋内随沙袋一起运动。假如5颗子弹射入沙袋时的速度方向均沿一直线，求沙袋最后的速度。13．（8分）高空作业的工人体重为G＝600N，系一条长为L＝5m的弹性绳，若工人不慎跌落时绳的缓冲时间为t＝2s，则绳的平均冲力是多大？（g＝10m/s2）14．（14分）如图，光滑水平轨道上放置足够长的木板A和滑块C，滑块B置于上表面粗糙的木板A左上端，A、B的质量分别为mA＝2kg、mB＝1kg。开始时C静止，A、B一起以v0＝5m/s的速度匀速向右运动，与C发生碰撞（碰撞时间极短）。（1）若mC＝1kg，A与C发生弹性碰撞后，经过一段时间，A、B达到共同速度的大小；（2）若mC＝2kg，A与C发生碰撞后，经过一段时间，A、B达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小；（3）若A与C发生碰撞后，滑块C的速度v＝2m/s，请分析mC的取值范围。15．（15分）在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M＝0.6kg，m＝0.2kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有Ep＝10.8J弹性势能的轻弹簧（弹簧与两球不相连），原来处于静止状态．现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R＝0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示．g取10m/s2．求：（1）弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小．（2）球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量．

2023-2024学年江苏省宿迁市高二（上）开学物理试卷参考答案与试题解析一、单选题（共40分）1．（4分）把一支枪固定在小车上，小车放在光滑的水平桌面上．枪发射出一颗子弹．对于此过程，下列说法中正确的有哪些？（）A．枪和子弹组成的系统动量守恒 B．枪和车组成的系统动量守恒 C．车、枪和子弹组成的系统近似动量守恒，因为子弹和枪筒之间有f．且f的冲量甚小 D．车、枪和子弹组成的系统动量守恒【考点】动量守恒定律．【答案】D【分析】当系统不受外力或所受的外力之和为零，系统动量守恒．【解答】解：A、枪和子弹组成的系统，由于小车对枪有外力，枪和弹组成的系统外力之和不为零，所以动量不守恒，故A错误；B、枪和小车组成的系统，由于子弹对枪有作用力，导致枪和车组成的系统外力之和不为零，所以动量不守恒，故B错误；CD、小车、枪和子弹组成的系统，在整个过程中所受合外力为零，系统动量守恒，故C错误，D正确；故选：D。2．（4分）电磁波频率的单位是（）A．安培 B．赫兹 C．欧姆 D．伏特【考点】电磁场．【答案】B【分析】德国科学家赫兹首先用实验捕捉到了电磁波，为了纪念他，就用他的名字作为频率的单位．【解答】解：频率的单位赫兹，不是安培、欧姆、伏特。故选：B。3．（4分）从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在毛毯上就不易碎，这是因为玻璃杯掉在水泥地上时（）A．受到的冲量大 B．受到地面的作用力大 C．动量的变化量大 D．动量大【考点】动量定理．【答案】B【分析】杯子是否破碎关键在于杯子受到的外力作用，故应通过动量定理分析找出原因．【解答】解：杯子从同一高度滑下，故到达地面时的速度一定相等，故着地时动量相等；与地面接触后速度减小为零，故动量的变化相同，由动量定理可知I＝△P可知，冲量也相等；但由于在水泥地上，接触时间较短，故动量的变化率较大，作用力较大；而在沙地上时，由于沙子的缓冲使时间变长，动量的变化率较小，作用力较小；故B正确，A、C、D错误。故选：B。4．（4分）关于动量守恒的条件，正确的是（）A．只要系统内存在摩擦力，动量不可能守恒 B．只要系统内某个物体做加速运动，动量就不守恒 C．只要系统所受合外力恒定，动量守恒 D．只要系统所受外力的合力为零，动量守恒【考点】动量守恒定律．【答案】D【分析】当系统所受合外力为零时，系统动量守恒，应用动量守恒条件分析答题．【解答】解：A、系统所受合外力为零，系统动量守恒，如果系统内存在摩擦力，只有系统所受合外力为零，系统动量一定守恒，故A错误；B、只要系统所受合外力为零，系统动量守恒，与系统内物体的运动状态无关，系统内的物体可以做加速运动，故B错误；C、系统所受合外力为零系统动量守恒，系统所受合外力恒定但不为零时，系统动量不守恒，故C错误；D、只要系统所受合外力为零，系统动量守恒，故D正确；故选：D。5．（4分）从奥斯特发现电流周围存在磁场后，法拉第坚信磁一定能生电。他使用下面装置进行实验研究，把两个线圈绕在同一个铁环上（如图），甲线圈两端A、B接着直流电源，乙线圈两端C、D接电流表。始终没发现“磁生电”现象。主要原因是（）A．甲线圈中的电流较小，产生的磁场不够强 B．甲线圈中的电流是恒定电流，不会产生磁场 C．乙线圈中的匝数较少，产生的电流很小 D．甲线圈中的电流是恒定电流，产生的是稳恒磁场【考点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件．【答案】D【分析】线圈中有电流时会产生磁场，恒定电流产生稳恒磁场，变化的电流产生变化的磁场。当穿过闭合线圈的磁通量发生变化时会产生感应电流。【解答】解：甲线圈两端A、B接着直流电源，甲线圈中的电流是恒定电流，产生恒定磁场，穿过乙线圈的磁通量没有变化，所以乙线圈的电流表中没有感应电流，故ABC错误，D正确。故选：D。6．（4分）下列各图中，长直通电导线的电流方向与其产生的磁场方向关系正确的是（）A． B． C． D．【考点】通电导线及通电线圈周围的磁场；安培定则．【答案】D【分析】根据安培定则判断通电直导线的磁场方向，再根据直线电流产生的磁场的纵截面图判断。【解答】解：图中“×”表示磁场方向垂直纸面向里，“•”表示磁场方向垂直纸面向外；电流方向竖直向下，由安培定则可知直导线产生顺时针的磁感线（俯视），再由直线电流的纵截面图可知，直导线左边磁场垂直纸面向里，右边磁场垂直纸面向外，故D正确，ABC错误。故选：D。7．（4分）两个小铁块A和B，分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧斜面的顶点滑到底部，如图所示。如果它们的初速度都为零，则下列说法正确的是（）A．它们到达底部时速度相同 B．它们到达底部时动量相等 C．它们到达底部时动能相等 D．整个过程中合外力的冲量不同【考点】动量定理；动能定理；机械能守恒定律．【答案】D【分析】根据动能定理求出到达底端的动能和速度，再利用动量定理比较合外力的冲量。【解答】解：AC、小铁块从顶点到底部过程，根据动能定理可得可得小铁块到达底部的速度大小为小铁块到达底部的动能为可知小铁块A和B到达底部时速度大小相等，方向不同；由于不知道小铁块A和B的质量关系，所以无法判断小铁块A和B到达底部时的动能大小关系，故AC错误；BD、根据动量定理可得I合＝mv﹣0＝mv由于不知道小铁块A和B的质量关系，所以无法判断小铁块A和B到达底部时的动量大小关系；由于小铁块A和B到达的速度方向不同，可知整个过程中铁块的动量变化不相同，则合外力的冲量不同，故B错误，D正确。故选：D。8．（4分）某人从高处跳到低处时，为了安全，一一般都让脚尖着地后膝盖弯曲，这样做是为了（）A．增大人的动量变化量 B．减小人的动量变化量 C．增大人的动量变化率 D．减小人的动量变化率【考点】动量定理．【答案】D【分析】人落下时速度的变化量相同，根据动量定理可分析让脚尖着地后膝盖完全的好处．【解答】解：人在和地面接触时，人的速度减为零，由动量定理可知（F﹣mg）t＝mΔv；而脚尖着地可以增加人着地的时间，由公式可知可以减小受到地面的冲击力，即减小人动量的变化率，故D正确，A、B、C错误。故选：D。9．（4分）李老师在课堂上做了如下的小实验：他把一只粉笔竖直放在水平桌面上靠近边缘的纸条上，如图所示。第一次他慢慢拉动纸条将纸条抽出，粉笔向后倾倒。第二次他快速将纸条抽出，粉笔轻微晃动一下又静立在桌面上。两次现象相比，下列说法正确的是（）A．第一次粉笔的惯性更小 B．第一次粉笔受到纸带的摩擦力更大 C．第一次粉笔受到纸带的冲量更小 D．第一次粉笔获得的动量更大【考点】动量定理；摩擦力的判断和计算．【答案】D【分析】明确惯性大小只与质量有关，根据滑动摩擦力的决定因素可明确摩擦力的大小变化；根据冲量的定义可明确冲量的大小。【解答】解：A、两次拉动中粉笔的质量不变，故其惯性不变，故A错误；B、由于正压力不变，故纸条对粉笔的摩擦力不变，故B错误；C、由于慢慢拉动纸条将纸条抽出作用时间变长，故第一次纸带对粉笔冲量更大，故C错误；D、由于两次拉动中纸带对粉笔的作用力是相同的，但第一次用时较长，所以第一次合外力对粉笔的冲量大，则由动量定理可知，第一次粉笔获得的动量更大，故D正确；故选：D。10．（4分）A、B两物体质量之比mA：mB＝2：1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其v﹣t图像如图所示。在此过程中，下列说法正确的是（）A．两物体运动的位移之比是xA：xB＝2：1 B．两物体受到的摩擦力之比是FA：FB＝4：1 C．两物体克服摩擦力做功之比是WA：WB＝4：1 D．两物体受到的摩擦力的冲量大小之比是IA：IB＝1：2【考点】v﹣t图像；动能定理；动量定理．【答案】B【分析】在v﹣t图像中，图像与横轴围成的面积表示位移，由此求出位移之比；先根据图像的斜率求出加速度，结合牛顿第二定律分析出摩擦力之比；根据做功公式和摩擦力以及位移的比值关系求出摩擦力做功之比；根据公式I＝Ft计算出摩擦力的冲量大小之比。【解答】解：A、在v﹣t图像中，图像与横轴围成的面积表示位移，则，，则两物体运动的位移之比是xA：xB＝1：2，故A错误；B、在v﹣t图像中，图像的斜率表示加速度，则，则两物体受到的摩擦力之比为：故B正确；C、物体克服摩擦力做功为：WF＝F•x两物体克服摩擦力做功之比是：，故C错误；D、摩擦力的冲量为：I＝Ft则两物体受到的摩擦力的冲量大小之比为：，故D错误；故选：B。二、实验题（15分）11．（15分）某同学采用如图1所示的装置，利用A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中MN是斜槽，NR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。（1）A球质量为m1，半径为r1；B球质量为m2，半径为r2，则B；A．m1＝m2，r1＞r2B．m1＞m2，r1＝r2C．m1＝m2，r1＜r2D．m1＜m2，r1＝r2（2）必须要求的条件是AC；A．斜槽轨道末端的切线必须水平B．斜槽轨道必须是光滑的C．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下D．必须测出水平槽离地面的高度，从而计算出时间（3）本实验验证动量守恒定律的表达式为（用纸带上的字母表示）C；A．m1OE＝m1OP+m2OFB．m1OE＝m1OF+m2OPC．m1OP＝m1OE+m2OFD．m1OF＝m1OE+m2OP（4）某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比4：1。【考点】验证动量守恒定律．【答案】（1）B；（2）AC；（3）C；（4）4：1。【分析】（1）为了实现对心碰撞，两球的直径需相同，为使碰撞后A球不反弹，则A球的质量大于B球的质量。（2）根据实验原理以及实验方法明确实验中的注意事项；（3）根据平抛运动规律以及动量守恒定律进行分析，从而确定验证的表达式；（4）根据动量守恒定律的表达式以及图2中的水平射程即可确定质量之比。【解答】解：（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律，以向右为正有：mAv0＝mAv1+mBv2在碰撞过程中若动能守恒，故有：m1＝m1+m2联立解得：v1＝v0要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1﹣m2＞0所以要求：m1＞m2，要对心碰撞则半径要求：r1＝r2，故B正确，ACD错误；故选：B。（2）A、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故A正确；B、只要每次让小球从同一位置滑下即可，斜面不需要光滑，故B错误；C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；D、由于两小球下落高度相同，故时间相等，可以用水平位移代替平抛运动的初速度，所以不需要测量水平槽面离地面的高度或小球在空中飞行时间，故D错误。故选：AC。（3）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律，则有：m1v0＝m1v1+m2v2在做平抛运动的过程中由于时间是相等的，所以得：t•m1v0＝t•m1v1+t•m2v2即：m1OP＝m1OE+m2OF；由以上分析可知，需要验证的表达式为：m1OP＝m1OE+m2OF，故C正确，ABD错误；故选：C。（4）由图中数据可知，OE＝15.5cm；OP＝25.5cm；OF＝40.0cm；则代入动量守恒表达式可知：m1：m2＝4：1。故答案为：（1）B；（2）AC；（3）C；（4）4：1。三、解答题（共45分）12．（8分）质量为4.9kg的沙袋静止在光滑水平面上，现有5颗质量为20g的子弹分别以200m/s的水平速度射入沙袋，并留在沙袋内随沙袋一起运动。假如5颗子弹射入沙袋时的速度方向均沿一直线，求沙袋最后的速度。【考点】动量守恒定律．【答案】见试题解答内容【分析】子弹与沙袋组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出沙袋的最终速度。【解答】解：子弹与沙袋组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得：5mv0＝（M+5m）v，代入数据解得：v＝4m/s；答：沙袋最后的速度为4m/s。13．（8分）高空作业的工人体重为G＝600N，系一条长为L＝5m的弹性绳，若工人不慎跌落时绳的缓冲时间为t＝2s，则绳的平均冲力是多大？（g＝10m/s2）【考点】动量定理．【答案】绳的平均冲力是900N。【分析】安全带被拉直前，工人做自由落体运动，根据求出安全带被拉直时的速度，设安全带的平均作用力为F，由动量定理即可求出安全带受到的平均拉力。【解答】解：缓冲过程的初速度就是自由落体运动的末速度，所以有在弹性绳产生拉力的过程中，根据动量定理，取竖直向下为正，有解得答：绳的平均冲力是900N。14．（14分）如图，光滑水平轨道上放置足够长的木板A和滑块C，滑块B置于上表面粗糙的木板A左上端，A、B的质量分别为mA＝2kg、mB＝1kg。开始时C静止，A、B一起以v0＝5m/s的速度匀速向右运动，与C发生碰撞（碰撞时间极短）。（1）若mC＝1kg，A与C发生弹性碰撞后，经过一段时间，A、B达到共同速度的大小；（2）若mC＝2kg，A与C发生碰撞后，经过一段时间，A、B达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小；（3）若A与C发生碰撞后，滑块C的速度v＝2m/s，请分析mC的取值范围。【考点】动量与能量的综合应用——板块模型．【答案】（1）若mC＝1kg，A与C发生弹性碰撞后，经过一段时间，A、B达到共同速度的大小为m/s；（2）若mC＝2kg，A与C发生碰撞后，经过一段时间，A、B达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小为2m/s；（3）若A与C发生碰撞后，滑块C的速度v＝2m/s，C的质量范围为3kg≤mC≤8kg。【分析】（1）A与C发生弹性碰撞，由动量守恒定律可、机械能守恒定律求解碰撞后A的速度大小；对A、B由动量守恒定律求解共同速度；（2）A、B达共速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，即A和B速度相等；对A、B、C组成的系统，由动量守恒定律求解碰撞后C的速度大小；A与C碰撞，由动量守恒定律求解A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小；（3）A与C碰撞，由动量守恒定律求解A的速与C的质量关系，再根据碰撞后速度大小关系、动能不增加列方程求解C的质量范围。【解答】解：（1）A与C发生弹性碰撞，取向右为正方向，由动量守恒定律可得：mAv0＝mAvA+mCvC根据机械能守恒定律可得：mAv02＝mAvA2+mCvC2联立解得：vA＝m/s，vC＝m/s对A、B，取向右为正方向，由动量守恒定律可得：mBv0+mAvA＝（mA+mB）vAB解得：vAB＝m/s；（2）A、B达共速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞，即vAB＝vC′对A、B、C组成的系统，取向右为正方向，由动量守恒定律可得：（mA+mB）v0＝（mA+mB+mC）vC′解得：vC′＝3m/sA与C碰撞，取向右为正方向，由动量守恒定律可得：mAv0＝mAvA′+mCvC′解得：vA′＝2m/s；（3）A与C碰撞，取向右为正方向，由动量守恒