河北省衡水中學(xué)2021-2022學(xué)年高一（下）測(cè)試物理試題（解析版）

高一物理下學(xué)期測(cè)試卷一、選擇題1.在一相互作用過(guò)程中，以下判斷正確的是（）A.系統(tǒng)的動(dòng)量守恒是指只有初、末兩狀態(tài)的動(dòng)量相等B.系統(tǒng)的動(dòng)量守恒是指任意兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)量相等C.系統(tǒng)的動(dòng)量守恒是指系統(tǒng)中任一物體的動(dòng)量不變D.系統(tǒng)所受外力的沖量為零，系統(tǒng)動(dòng)量一定守恒【答案】B【解析】系統(tǒng)的動(dòng)量守恒是指任意兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)量相等，不是只有初、末兩狀態(tài)的動(dòng)量相等。A錯(cuò)誤，B正確；系統(tǒng)的動(dòng)量守恒是指系統(tǒng)中所有物體的動(dòng)量矢量和不變。C錯(cuò)誤；系統(tǒng)所受外力的沖量時(shí)刻為零，系統(tǒng)動(dòng)量一定守恒，如果給系統(tǒng)加一個(gè)周期變化的沖量，一個(gè)周期沖量為零，此時(shí)動(dòng)量不是一直守恒。D錯(cuò)誤。故選B。2.一只爆竹豎起升空后在高為處達(dá)到最高點(diǎn)，發(fā)生爆炸分為質(zhì)量不同的兩塊，兩塊質(zhì)量之比為，其中小的一塊落地時(shí)水平位移為米，則兩塊爆竹落地后相距（）A.米 B.米 C.米 D.米【答案】C【解析】在高點(diǎn)爆炸過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得，可得，在豎直方向，水平方向，已知其中小的一塊落地時(shí)水平位移為米，可求得大的一塊落地時(shí)水平位移為米，則則兩塊爆竹落地后相距，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。3.由高壓水槍豎直向上噴出的水柱，將一個(gè)質(zhì)量為的小鐵盒開(kāi)口向下倒頂在空中，如圖所示。已知水以恒定速率從橫截面積為的水槍中持續(xù)噴出，向上運(yùn)動(dòng)并沖擊鐵盒后，以不變的速率豎直返回；忽略水在與盒作用時(shí)水的重力的影響，水的密度為，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.水沖擊鐵盒后以為米/秒的速度返回 B.鐵盒距水槍口的距離為米C.水槍的輸出功率為 D.以上結(jié)果均不對(duì)【答案】B【解析】極短時(shí)間內(nèi)水與小鐵盒作用過(guò)程中對(duì)水由動(dòng)量定理可得，其中，解得，故A錯(cuò)誤；水從槍口噴出到鐵盒處由，解得，故B正確，D錯(cuò)誤；假設(shè)槍口離地高度為h，則時(shí)間內(nèi)從槍口噴出水的機(jī)械能為，則水槍的輸出功率為，故C錯(cuò)誤。故選B。4.如圖所示，，，。壓縮彈簧使彈性勢(shì)能為，釋放、，當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，恰以向右的速度與發(fā)生碰撞并粘連在一起。則下列說(shuō)法正確的是（）A.與碰撞前物塊速度的大小為B.與碰撞前物塊速度的大小為C.當(dāng)彈簧第二次被壓縮時(shí)，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為D.當(dāng)彈簧第二次被壓縮時(shí)，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為【答案】D【解析】釋放、，設(shè)當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，、的速度大小為、，根據(jù)能量守恒和動(dòng)量守恒得，，解得，，AB錯(cuò)誤；恰以向右的速度與發(fā)生碰撞并粘連在一起，以向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒得，解得，當(dāng)彈簧第二次被壓縮時(shí)，、的速度相等，根據(jù)動(dòng)量定理有，解得，根據(jù)能量守恒，第二次被壓縮時(shí)彈簧具有的最大彈性勢(shì)能，解得，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。5.、兩個(gè)物體以相同的動(dòng)能沿光滑水平面上的同一條直線(xiàn)相向運(yùn)動(dòng)，物體質(zhì)量是物體質(zhì)量的倍。它們發(fā)生碰撞過(guò)程中，、兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)的動(dòng)能損失不可能是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè)的質(zhì)量為，則的質(zhì)量為，則在碰撞前的動(dòng)量大小分別為，，、兩個(gè)物體以相同的動(dòng)能E沿光滑水平面上的同一條直線(xiàn)相向運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，故總?dòng)量為，若、兩個(gè)物體發(fā)生完全非彈性碰撞，則系統(tǒng)的動(dòng)能損失最大，則此時(shí)碰撞后的動(dòng)能為，故它們發(fā)生碰撞過(guò)程中，、兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)的可能的最大動(dòng)能損失為，故系統(tǒng)的動(dòng)能損失不可能是，D選項(xiàng)符號(hào)題意。故選D。6.質(zhì)量分別為、的、兩物體，在光滑的水平面上沿同一條直線(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它們相距時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)，撞上，兩物碰撞后合為一體，且與的初速度方向一致仍沿直線(xiàn)前進(jìn)。這時(shí)它們的動(dòng)能為，已知，則下列說(shuō)法正確的是（）A.兩物體的初動(dòng)能相同B兩物體初速度相同C.若兩物體發(fā)生的是彈性碰撞則碰后秒兩物體相距米D.由于的質(zhì)量未知以上結(jié)論均不能求出【答案】C【解析】設(shè)兩物體的初動(dòng)能分別為、，以運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎?，由?dòng)量守恒，又由，則有，移項(xiàng)后帶入數(shù)據(jù)得，兩邊平方整理得，因的質(zhì)量未知，故無(wú)法判斷兩物體的初動(dòng)能、的大小關(guān)系，故A錯(cuò)誤；由題知，兩物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)，初速度方向相反，故初速度不相同，故B錯(cuò)誤；若兩物體發(fā)生的是彈性碰撞，則由動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒①，②，由①、②式移項(xiàng)得③，④，③④相除整理可得，碰后、的相對(duì)速度大小等于碰前的相對(duì)速度大小，以碰前物體的速度方向?yàn)檎?，由題知，帶入數(shù)據(jù)解得，則碰后兩物體的相對(duì)速度大小也為，即秒兩物體相距米，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖所示，一塊足夠長(zhǎng)的木板，放在光滑的水平面上，在木板上自左向右放有、、三塊質(zhì)量均為的木塊，它們與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，木板的質(zhì)量為。開(kāi)始時(shí)，木板靜止，、、三木塊的初速度依次為、、，方向水平向右；最終三木塊與木板以共同速度運(yùn)動(dòng)（設(shè)木塊與木板間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相同）（）

A.木塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度為 B.木塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度為C.木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度最小用時(shí)秒 D.木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度最小時(shí)位移為米【答案】D【解析】當(dāng)木塊與木板相對(duì)靜止時(shí)，它在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度最小，設(shè)為，對(duì)整體，由動(dòng)量守恒定律，對(duì)木塊，由動(dòng)量定理得，對(duì)木塊，由動(dòng)量定理，解得，，故AC錯(cuò)誤；木塊的初始速度最大，故其最小速度即為三木塊與木板以共同速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，解得，在速度全部相等之前，一直減速，則其位移為，故B錯(cuò)誤，D正確。故選D。8.下圖中游標(biāo)卡尺讀數(shù)正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】由圖知游標(biāo)尺的刻度線(xiàn)大于，即該游標(biāo)尺的精度應(yīng)為分度，精確到，游標(biāo)尺的長(zhǎng)度，主尺的長(zhǎng)度為，故游標(biāo)卡尺讀數(shù)為，故選A。9.如圖甲所示，一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為和的兩物塊、相連接，并靜止在光滑的水平面上?，F(xiàn)使瞬時(shí)獲得水平向右的速度，以此刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，從圖像信息可得（）

A.在到時(shí)刻彈簧都處于壓縮狀態(tài) B.從到時(shí)刻彈簧都處于壓縮狀態(tài)C.兩物體的質(zhì)量之比為 D.在時(shí)刻的速度為【答案】BCD【解析】由題意和圖乙可知，在時(shí)間內(nèi)向右減速，在向右加速運(yùn)動(dòng)，彈簧處于拉伸狀態(tài)，時(shí)二者速度相同，彈簧有最大伸長(zhǎng)量；后向右減速再向左加速，繼續(xù)向右加速運(yùn)動(dòng)，時(shí)二者速度差達(dá)到最大，彈簧處于原長(zhǎng)；時(shí)間內(nèi)，向右減速，先向左減速后向右加速，說(shuō)明彈簧處于壓縮狀態(tài)，時(shí)二者速度再次相同，此時(shí)彈簧有最大壓縮量；時(shí)間內(nèi)，向右加速，向右減速，彈簧處于壓縮狀態(tài)，時(shí)速度達(dá)到最大，彈簧又恢復(fù)原長(zhǎng)。A錯(cuò)誤，B正確；系統(tǒng)動(dòng)量守恒，選擇開(kāi)始到時(shí)刻列方程可知，由項(xiàng)分析知時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，所以由機(jī)械能守恒，將、代入可得，，CD正確。故選BCD。10.如圖所示，小車(chē)的上面是中突的兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的曲面組成，整個(gè)小車(chē)的質(zhì)量為，原來(lái)靜止在光滑的水平面上。今有一個(gè)可以看作質(zhì)點(diǎn)的小球，質(zhì)量也為，以水平速度從左端滑上小車(chē)，恰好到達(dá)小車(chē)的最高點(diǎn)后，又從另一個(gè)曲面滑下。關(guān)于這個(gè)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）

A.車(chē)上曲面的豎直高度不會(huì)大于B.小球在滑上曲面的過(guò)程中，對(duì)小車(chē)壓力的沖量大小是C.小球和小車(chē)作用前后，小車(chē)和小球的速度可能沒(méi)有變化D.小球恰到達(dá)最高點(diǎn)后若從左側(cè)曲面滑回，則掉落時(shí)小球做自由落體【答案】AC【解析】因?yàn)樾∏蚯『眠_(dá)到頂端，故達(dá)到頂端的時(shí)候兩者共速，由水平方向動(dòng)量守恒可得，則，小球上滑到最高點(diǎn)的過(guò)程由能量守恒可知，當(dāng)曲面光滑系統(tǒng)減少的動(dòng)能等于小球增加的重力勢(shì)能，當(dāng)曲面粗糙時(shí)系統(tǒng)減少的動(dòng)能等于小球增加的重力勢(shì)能加系統(tǒng)的摩擦生熱，故，則，其中等號(hào)在曲面光滑時(shí)取得，即車(chē)上曲面的豎直高度不會(huì)大于，故A正確；小車(chē)在水平方向，由動(dòng)量定理，故小球在滑上曲面的過(guò)程中，對(duì)小車(chē)壓力的沖量的水平分量大小是，故B錯(cuò)誤；整個(gè)過(guò)程由水平方向動(dòng)量守恒，系統(tǒng)總動(dòng)能不增加，則有，其中當(dāng)曲面光滑時(shí)取等號(hào)，球從右側(cè)離開(kāi)時(shí)有，故曲面光滑小球離開(kāi)小車(chē)時(shí)，，若曲面不光滑小球離開(kāi)小車(chē)時(shí)，所以小球和小車(chē)作用前后，小車(chē)和小球的速度可能沒(méi)有變化，故C正確；整個(gè)過(guò)程水平方向動(dòng)量守恒有，系統(tǒng)總動(dòng)能不增加，則有，其中當(dāng)曲面光滑時(shí)取等號(hào)，球從左側(cè)離開(kāi)時(shí)有，故曲面光滑小球離開(kāi)小車(chē)時(shí)，，若曲面不光滑小球離開(kāi)小車(chē)時(shí)，小球恰到達(dá)最高點(diǎn)后若從左側(cè)曲面滑回，掉落時(shí)小球可能做自由落體，也可能做平拋運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選AC。11.如圖所示，半徑為，質(zhì)量為，內(nèi)表面光滑的半球曲槽放在光滑的水平面上，左端緊靠著墻壁，一個(gè)質(zhì)量為的小球從距半球曲槽的頂端的點(diǎn)高處無(wú)初速釋放，圖中點(diǎn)為半球的最低點(diǎn)，點(diǎn)為半球另一側(cè)與同高的頂點(diǎn)，關(guān)于物塊和的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的有（）

A.從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，與系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。B.從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。C.釋放后運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)右側(cè)，若能到達(dá)右側(cè)槽口，可能從處豎直上拋。D.釋放后運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)右側(cè)，若能飛出右側(cè)槽口，則一定能從槽口回到曲槽【答案】BD【解析】小球從到過(guò)程中左側(cè)墻壁對(duì)半球有彈力作用但彈力不做功，所以?xún)晌矬w組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但動(dòng)量不守恒，故A錯(cuò)誤，B正確；選與組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，小球從到過(guò)程中，根據(jù)水平方向動(dòng)量守恒，若能到達(dá)右側(cè)槽口，系統(tǒng)擁有相同的水平速度且不為零，則不可能做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程，水平方向速度與曲槽相同，則一定能從槽口回到曲槽，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。12.豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長(zhǎng)的水平軌道通過(guò)一小段光滑圓弧平滑連接，小物塊靜止于水平軌道的最左端，如圖所示。時(shí)刻，小物塊在傾斜軌道上從靜止開(kāi)始下滑，秒后與發(fā)生彈性碰撞（碰撞時(shí)間極短且碰撞后的速度大小變?yōu)榕銮暗模?；再?jīng)過(guò)秒返回到傾斜軌道上的點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）時(shí)，速度減為。已知的質(zhì)量為，初始時(shí)與的高度差米，取不計(jì)空氣阻力。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.的質(zhì)量為3kg B.碰后的速度大小與碰后的速度大小相同C.從開(kāi)始到返回點(diǎn)摩擦力對(duì)做功為D.碰后的動(dòng)能為【答案】AB【解析】設(shè)碰前瞬間小物塊的速度為，碰后兩物體速度分別為、，、兩物體質(zhì)量分別為、，依題意有，，聯(lián)立解得，依題意有，，解得，，故AB正確；以小物塊為研究對(duì)象，假定斜面的傾角為，摩擦力為，下滑過(guò)程中有，，返回斜面過(guò)程中有，，聯(lián)立解得，從初始位置滑下的斜面距離為，根據(jù)動(dòng)能定理有，，聯(lián)立解得，下滑過(guò)程摩擦力做功為，從水平面返回點(diǎn)滑動(dòng)距離為，摩擦力對(duì)做功為，有，，則從開(kāi)始到返回點(diǎn)摩擦力對(duì)做功為，故C錯(cuò)誤；依題意，碰后物體的動(dòng)能為，故D錯(cuò)誤。故選AB。二、解答題13.如圖：地面光滑，光滑圓弧曲面固定不動(dòng)，半徑為米。木板長(zhǎng)為米，質(zhì)量為，木板上表面粗糙與的摩擦因數(shù)為，但與無(wú)摩擦，中間的彈簧與接觸卻不栓接，其彈性勢(shì)能為。開(kāi)始時(shí)刻和板均靜止，若放置于距右側(cè)米處，釋放彈簧后到達(dá)時(shí)速度恰好為，已知的質(zhì)量為，取。（1）到圓弧曲面點(diǎn)時(shí)支持力為多少？（2）的質(zhì)量為多少？（3）求離開(kāi)木板時(shí)的速度？（4）若開(kāi)始時(shí)刻放置于距右側(cè)米處求摩擦力對(duì)從開(kāi)始到最后做的功？

【答案】（1）；（2）；（3），方向向右；（4）【解析】（1）設(shè)在點(diǎn)的速度為，從到，由機(jī)械能守恒定律可得，解得，在點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律可得，；（2）釋放彈簧后到達(dá)時(shí)速度恰好是，設(shè)離開(kāi)彈簧時(shí)的速度為，木板長(zhǎng)為，由動(dòng)能定理可得，解得，釋放彈簧瞬間，與彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，設(shè)向右為正方向，則有，，解得的質(zhì)量為，解得的速度大小為，方向向左。（3）離開(kāi)彈簧后在木板上向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，