上海市复旦大学附属中学2021-2022学年高一物理下学期线上期中考试试题（Word版附解析）

复旦大学附属中学2021学年第二学期高一年级物理线上期中考试试卷（满分100分，时间60分钟）一、单项选择题（共8题，每题3分，共24分）1.关于物体的动量下列说法正确的是（　　）A.质量越大的物体动量越大B.做匀速圆周运动的物体，其动量不变C.物体的动能不变，其动量一定不变D.物体的动量不变，其动能一定不变【答案】D【解析】【详解】A．质量与速度的乘积是物体的动量，质量越大的物体动量不一定大，故A错误；B．做匀速圆周运动的物体，动量大小不变，但方向改变，所以其动量改变，故B错误；C．物体的动能不变，动量大小不变，但方向可以改变，故C错误；D．物体的动量不变，则速度不变，其动能一定不变，故D正确。故选D。2.重的物体静止在水平面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，现用水平推力作用于物体上，在时间内，物体受到的推力的冲量是（）A.B.C.D.0【答案】B【解析】【详解】推力的冲量故选B。3.一物体在互相垂直的两个恒力F1、F2作用下运动一段位移，F1对物体做功3J，F2对物体做功4J，则F1与F2的合力对物体做功为（　　）A.7JB.5JC.-5JD.1J【答案】A【解析】 【详解】当有多个力对物体做功时，合力所做功的大小就等于各个力单独对物体所做功的代数和。由于F1对物体做功3J，F2对物体做功4J，所以F1与F2的合力对物体做的总功为7J。故选A。4.如图所示，M、N为两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是（　　）A.M的运行周期比N的大B.M的角速度比N的小C.M的线速度比N的大D.M的向心加速度比N的小【答案】C【解析】【详解】A．由开普勒第三定律可知因为所以A错误；B．由圆周运动各物理量的关系，可知角速度与周期成反比，故B错误；C．由万有引力充当向心力 得因为所以C正确；D．由万有引力充当合力，由牛顿第二定律得因为所以D错误。故选C。5.A球的质量是，B球的质量是，它们在光滑的水平面上以相同的动量运动。B在前，A在后，发生正碰后，A球仍朝原方向运动，但其速率变为原来的一半，则碰后两球的速率之比为（）A.B.C.D.【答案】D【解析】 【详解】设碰撞前A、B的速率分别为、，则由题意可得对于碰撞过程，根据动量守恒定律有由题意知联立以上三式可得故选D。6.两质量相同的小球、B，分别用轻绳悬在等高的、点，球的悬线比B球的悬线长。把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，以悬点为零势能参考面，小球经过最低点时，动能分别为、，重力势能分别为、，机械能分别为、。则（）A.B.C　D.【答案】C【解析】【详解】根据动能定理可知L越大，动能越大，所以A球的动能大于B球的动能；以悬点为零势能参考面，由重力势能定义式 可知A球的重力势能小于B球的重力势能，A、B两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，初始位置的机械能相等，所以在最低点，两球的机械能相等，故C正确，ABD错误。故选C。7.如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，以一定的初速度v从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止，物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（　　）A.物块克服摩擦力做的功为0B.物块克服摩擦力做的功为2μmgsC.弹簧的最大弹性势能为0.5mv2D.弹簧的最大弹性势能为0.5mv2+μmgs【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．整个过程中，物块所受的摩擦力大小恒定，摩擦力一直做负功，根据功定义可得物块克服摩擦力做的功为Wf=μmg•2s=2μmgs故A不符合题意，B符合题意；CD．向左运动过程中，根据动能定理可知解得Ep＝0.5mv2−μmgs故CD不符合题意。 故选B。8.如图甲所示，两小球a、b在足够长的光滑水平面上发生正向对心碰撞。小球、质量分别为和，且。取水平向右为正方向，两小球碰撞前后位移随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.碰撞前球做加速运动，球做匀速运动B.碰撞后球做减速运动，球做加速运动C.碰撞后两小球总动能为D.碰撞前两小球的总动能为【答案】C【解析】【详解】AB．根据x-t图像可知碰撞前球a做匀速运动，球b静止；碰撞后球a和球b均做匀速运动，故AB错误；CD．碰撞前a球的速度为碰撞后两小球的速度分别为根据动量守恒定律有 解得碰前两小球的总动能为碰后两小球的总动能为故C正确，D错误。故选C。二、多项选择题（共4题，每题5分，共20分。每小题有二个或三个正确选项。）9.如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R．下列说法正确的是（）A.地球对一颗卫星的引力大小为B.一颗卫星对地球的引力大小为C.两颗卫星之间的引力大小为D.三颗卫星对地球引力的合力大小为【答案】BC【解析】 【分析】【详解】AB．根据万有引力定律可知：地球对一个卫星的引力大小为物体间的万有引力是相互作用力，所以一个卫星对地球的引力大小也为，选项A错误，B正确；C．如图所示，两颗卫星之间的距离所以两颗卫星之间的引力大小为C选项正确；D．三颗卫星处在圆轨道的内接正三角形顶角上，根据三力平衡知识可知，对地球引力的合力大小为零，D错误。故选BC。【考点定位】本题考查了万有引力定律、数学几何知识，主要考查学生运用数学知识解决物理问题的能力，难度中等．10.在如图所示的实验中，用小锤打击弹性金属片后，球沿水平方向抛出，同时球被松开，自由下落。不计空气阻力，下列说法正确的是（） A.两球落地时的速度大小相同B.从开始运动至落地两小球动能的变化量相同C.从开始运动至落地，重力对两球做功相同D.从开始运动至落地，重力对小球做功的平均功率较小【答案】BC【解析】【详解】A．两球落地时竖直分速度大小相同，但A球还具有水平分速度，所以落地时A球速度比B球速度大，故A错误；BC．从开始运动至落地，两球下落高度相同，重力对两球做功相同，根据动能定理可知两小球动能的变化量相同，故BC正确；D．两球下落时间相同，重力做功相同，所以重力对两球做功的平均功率相等，故D错误。故选BC。11.质量为m的物块甲以3m/s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为m的物块乙以4m/s的速度与甲相向运动，如图所示。则（　　）A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，系统动量守恒B.当两物块相距最近时，甲物块的速率为零C.当甲物块的速率为1m/s时，乙物块的速率可能为2m/s，也可能为0D.甲物块的速率可能达到5m/s【答案】AC 【解析】【分析】【详解】A．甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，系统所受的合外力为零，动量守恒，故A正确；B．当两物块相距最近时速度相同，取碰撞前乙的速度方向为正方向，设共同速率为v，根据动量守恒定律得到解得故B错误；C．若物块甲的速率为，方向与原来相同，则由代入解得若物块甲的速率为，方向与原来相反，则由代入解得故C正确；D．若物块甲的速率达到，方向与原来相同，则代入解得两个物体的速率都增大，动能都增大，违反了能量守恒定律；若物块甲的速率达到方向与原来相反，则代入解得 可以，碰撞后，乙的动能不变，甲的动能增加，系统总动能增加，违反了能量守恒定律，所以物块甲的速率不可能达到，故D错误。故选AC。12.交警正在调查一起汽车相撞事故。根据司机的描述得知，发生撞车时汽车A向正东行驶，汽车B向正北行驶。相撞后两车立即熄火并在极短的时间内叉接在一起，并排沿直线在水平路面上滑动，最终一起停在路灯柱旁，交警画了如图所示的事故报告图，撞车地点为图中点，并测量出相关数据标注在图中，两辆车的质量大致相同。将两车视为质点，且它们组成的系统在碰撞的过程中动量守恒，根据图中测量数据，下列说法中正确的是（）A.发生碰撞时汽车A的速率较大B.发生碰撞时汽车B速率较大C.发生碰撞时速率较大的汽车和速率较小的汽车的速率之比约为D.发生碰撞时速率较大的汽车和速率较小的汽车的速率之比约为【答案】BC【解析】【详解】设碰撞前瞬间汽车A、B的速度分别为vA、vB，碰撞后瞬间A、B整体在向北方向的分速度为vA′，向东方向的分速度为vB′，根据动量守恒定律有碰撞后A、B整体做匀减速运动，根据运动的合成与分解以及运动学规律有联立以上四式可得 综上所述可知发生碰撞时汽车B的速率较大，且发生碰撞时速率较大的汽车和速率较小的汽车的速率之比约为故选BC。三、填空题（共5题，每题4分，共20分）13.质量为的物体，在距水平地面高为处，以某一速度水平抛出，不计空气阻力，它从抛出到落地，动量变化的大小是__________，方向是__________。（取）【答案】①.200②.竖直向下【解析】【详解】[1][2]物体做平抛运动的时间为根据动量定理可知，物体从抛出到落地，动量变化的大小是方向竖直向下。14.解放军战士进行投弹训练，将质量的手雷从高处以和水平方向夹角斜向上方抛出，如图所示，手雷的初速度大小。不计空气阻力，重力加速度。手雷落地时的动能为__________，若以水平方向夹角斜向上方抛出，手雷落地时的动能__________（选填“增大”、“减少”、“不变”）。 【答案】①.181.25②.不变【解析】【详解】[1]设手雷落地时的动能为Ek，根据动能定理有解得[2]若以水平方向夹角斜向上方抛出，手雷初动能不变，重力做功不变，所以落地时的动能不变。15.下表列出某种型号轿车的部分数据，根据表中数据可知：该车以最大功率和最高速度在水平路面上行驶时所受阻力的大小是_______N；假定轿车所受阻力恒定，若轿车保持最大功率行使，当轿车载重200kg、速度达到10m/s时，加速度为________m/s2．净重/kg1000发动机排量/L2.2最高时速/km·h－11800—100km/h的加速度时间/s9.9最大功率/kw150【答案】①.3000②.10【解析】【详解】汽车速度最大时，牵引力与摩擦力平衡，所以，则水平路面上行驶时所受阻 力的大小是，当速度达到10m/s时，牵引力大小为,根据牛顿第二定律可知，所以加速度故答案为3000；1016.如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的质量．【答案】（1）（2）【解析】【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度；根据万有引力等于重力求出星球的质量；【详解】(1)根据平抛运动知识可得解得(2)根据万有引力等于重力，则有解得17.如图所示，一质量m1＝0.45kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m2 ＝0.5kg的小物块，小物块可视为质点，小物块与车的动摩擦因素μ=0.5，现有一质量m0＝0.05kg的子弹以水平速度v0＝100m/s射中小车左端，并留在车中，子弹与车相互作用时间很短．(g取10m/s2)求：(1)子弹刚刚射入小车时，小车的速度大小．(2)要使小物块不脱离小车，小车至少有的长度．【答案】(1)10m/s；(2)5m【解析】【详解】(1)子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得解得(2)三物体组成的系统动量守恒，当小物块与车共速时由动量守恒定律和动能守恒定律：得四、实验题（9分）18.有同学设计了一个估测如图甲所示吹风机出风口最强挡气流速度的简易实验。图乙是实验的原理示意图，轻质挡板放在摩擦可以忽略的平台上，连接挡板的轻质弹簧固定在右壁上，所用精密弹簧的劲度系数k＝39.6N/m。该同学测量了吹风机圆形出风口的横截面积为S＝2.20×10－3m2。吹风机内加热后的空气密度ρ＝1.26kg/m3。 （1）吹风机电源关闭时挡板左边缘静止在x1＝1.50cm处，吹风机靠近挡板，正对着挡板吹风时，挡板左边缘处的刻度如图乙所示，则x2＝________。（2）该同学利用所学动量定理的知识，推导出计算风速的公式________（用上述物理量的代表字母表示）。（3）吹风机出风口处的风速为________m/s（保留三位有效数字）。【答案】①.2.20×10－2m②.v＝③.10.0【解析】【详解】[1]刻度尺的最小分度是1mm，因此读数为[2]设单位时间内吹到挡板上的空气的质量为，则由动量定理可知又由胡克定律可知解得[3]代入数据解得 五、计算题（共27分，第19题12分，第20题15分）19.冰壶是冬奥会上极具观赏性的项目之一。比赛中，运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。已知冰壶的质量为，初速度为，最初冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，取。（1）求冰壶滑行过程中加速度的大小；（2）求冰壶整个滑行过程中摩擦力做的功；（3）按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。若冰壶速度减为时距离目标位置还需滑行，需要队友通过在其滑行前方持续摩擦冰面，将冰壶和冰面的动摩擦因数变为多少？【答案】（1）0.2m/s2；（2）38J；（3）0.009【解析】【详解】（1）根据牛顿第二定律可得冰壶滑行过程中加速度的大小为（2）根据动能定理可得冰壶整个滑行过程中摩擦力做的功为（3）设需要将冰壶和冰面的动摩擦因数变为，根据动能定理有解得20.如图所示，小球A质量为，系在细线的一端，线的另一端固定在点，点到水平面的距离为。物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为，求：（1）小球运动到最低点，与B发生碰撞前瞬间，绳中的拉力大小；（2）碰撞过程物块B获得的动量； （3）碰撞过程中损失的机械能；（4）物块B在地面上滑行的距离。【答案】（1）3mg；（2），方向水平向右；（3）；（4）【解析】【详解】（1）设小球A运动到最低点，与B发生碰撞前瞬间的速度大小为v0，根据机械能守恒定律有解得对小球A根据牛顿第二定律有解得（2）设碰撞后瞬间小球A的速度大小为v1，由题意，根据机械能守恒定律有解得设碰撞过程物块B获得的动量为p，根据动量守恒定律有解得 易知p方向为水平向右。（3）碰撞过程中损失的机械能为（4）设物块B在地面上滑行的距离为s，根据动能定理可得解得