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人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)第一章質(zhì)量評(píng)估含答案 試卷
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這是一份人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)第一章質(zhì)量評(píng)估含答案,共11頁(yè)。
第一章質(zhì)量評(píng)估(時(shí)間:75分鐘 滿(mǎn)分:100分)一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.1.“天津之眼”(如圖所示)是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪,是天津市的地標(biāo)之一.摩天輪懸掛透明座艙,乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).下列敘述正確的是????????????? ( ) A.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,乘客的機(jī)械能保持不變B.在最高點(diǎn)時(shí),乘客重力大于座椅對(duì)他的支持力C.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,乘客重力的沖量為0D.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變解析:摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,乘客的動(dòng)能不變,重力勢(shì)能不斷變化,故乘客的機(jī)械能不斷變化,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.乘客在最高點(diǎn)時(shí),具有向下的加速度,乘客重力大于座椅對(duì)他的支持力,選項(xiàng)B正確.根據(jù)I=Ft知,重力的沖量不為0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.根據(jù)P=mgvcos θ(θ為重力方向與速度方向之間的夾角)可知,摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,θ不斷變化,重力的瞬時(shí)功率不斷變化,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:B2.太空探測(cè)器常裝配離子發(fā)動(dòng)機(jī),其基本原理是將被電離的原子從發(fā)動(dòng)機(jī)尾部高速?lài)姵?/span>,從而為探測(cè)器提供推力.若某探測(cè)器質(zhì)量為490 kg,離子以30 km/s的速率(遠(yuǎn)大于探測(cè)器的飛行速率)向后噴出,流量為3.0×10-3 g/s,則探測(cè)器獲得的平均推力大小為????????????? ( ) A.1.47 N B.0.147 N C.0.09 N D.0.009 N 解析:在時(shí)間t內(nèi)噴出離子的質(zhì)量m=3.0×10-3×10-3×t kg/s=3.0×10-6t kg/s.對(duì)噴出的離子,由動(dòng)量定理得Ft=mv-0,代入數(shù)據(jù)解得F=0.09 N,由牛頓第三定律可知,探測(cè)器獲得的平均推力大小F'=F=0.09 N,故選項(xiàng)C正確. 答案:C3.下圖為甲、乙兩質(zhì)量不同的物體分別受到恒力作用后,其動(dòng)量p與時(shí)間t的關(guān)系圖像,兩圖線(xiàn)平行,則甲、乙所受合力F甲與F乙的關(guān)系是????????????? ( ) A.F甲<F乙 B.F甲=F乙C.F甲>F乙 D.無(wú)法比較F甲和F乙的大小解析:兩直線(xiàn)平行,在相同的時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量相等,由動(dòng)量定理知,選項(xiàng)B正確.答案:B4.一炮艇總質(zhì)量為m0,以速度v0 勻速行駛,從艇上以相對(duì)海岸的水平速度v沿前進(jìn)方向射出一質(zhì)量為m的炮彈,發(fā)射炮彈后炮艇的速度為v',若不計(jì)水和空氣的阻力,則下列各關(guān)系式正確的是????????????? ( ) A.(m0-m)v'+mv=m0v0 B.(m0-m)v'+m(v+v0)=m0v0C.(m0-m)v'+m(v+v')=m0v0 D.m0v'+mv=m0v0解析:由動(dòng)量守恒定律可知,選項(xiàng)A正確.答案:A5.我國(guó)已從2020年開(kāi)始執(zhí)行“天問(wèn)1號(hào)”火星探測(cè)任務(wù).質(zhì)量為m的著陸器在著陸火星前,會(huì)在火星表面附近經(jīng)歷一個(gè)時(shí)長(zhǎng)為t0、速度由v0減速到0的過(guò)程.已知火星的質(zhì)量約為地球的,半徑約為地球的,地球表面的重力加速度大小為g,忽略火星大氣阻力.若該減速過(guò)程可視為一個(gè)豎直向下的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),此過(guò)程中著陸器受到的制動(dòng)力大小約為????????????? ( ) A.m0.4g- B.m0.4g+ C.m0.2g- D.m0.2g+解析:根據(jù)在天體表面附近,重力等于萬(wàn)有引力得mg'=G,所以g'=.=·=0.1×4=0.4,火星表面的重力加速度為g火=0.4g.對(duì)著陸器根據(jù)動(dòng)量定理有(F-0.4mg)t0=0-(-mv0),解得F=m0.4g+,故選項(xiàng)B正確.答案:B6.在光滑的水平面的同一直線(xiàn)上,自左向右地依次排列質(zhì)量均為m的一系列小球,另一質(zhì)量為m的小球A以水平向右的速度v運(yùn)動(dòng),依次與上述小球相碰,碰后粘在一起,碰撞n次后,剩余的總動(dòng)能為原來(lái)的,則n為????????????? ( ) A.5 B.6 C.7 D.8解析:第一次碰撞時(shí)根據(jù)動(dòng)量守恒mv=2mv1,解得v1=v,碰撞前的動(dòng)能=mv2,第一次碰撞后的動(dòng)能=×2m2=mv2,第n次碰撞后的動(dòng)能=(n+1)m2=×,當(dāng)剩余的總動(dòng)能為原來(lái)的時(shí),×mv2=×,解得n=7,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤.答案:C7.甲、乙兩個(gè)物塊在光滑水平桌面上沿同一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),甲追上乙,并與乙發(fā)生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線(xiàn)所示.已知甲的質(zhì)量為1 kg,則碰撞過(guò)程兩物塊損失的機(jī)械能為????????????? ( ) A.3 J B.4 J C.5 J D.6 J 解析:設(shè)甲、乙的質(zhì)量分別為m甲、m乙,碰撞前甲、乙的速度分別為v1和v2,碰撞后甲、乙的速度分別為v3和v4.碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,則m甲v3+m乙v4=m甲v1+m乙v2,其中v1=5.0 m/s,v2=1.0 m/s,v3=-1.0 m/s,v4=2.0 m/s,解得m乙=6 kg,則碰撞過(guò)程兩物塊損失的機(jī)械能ΔE=m甲+m乙-m甲-m乙=3 J,故選項(xiàng)A正確. 答案:A二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分.8.古時(shí)有“守株待兔”的寓言,設(shè)兔子的頭部受到大小等于自身重力的撞擊力時(shí)就會(huì)死亡.若兔子與樹(shù)樁發(fā)生碰撞,作用時(shí)間為0.2 s,g取10 m/s2,則被撞死的兔子的奔跑速度大小可能是????????????? ( ) A.1 m/s B.1.5 m/s C.2 m/s D.2.5 m/s 解析:設(shè)兔子與樹(shù)樁之間的撞擊力為F,兔子撞擊后速度為0,根據(jù)動(dòng)量定理有Ft=mv,所以v=≥=gt=2 m/s,選項(xiàng)C、D正確. 答案:CD9.如圖所示,在光滑水平面上停著質(zhì)量為m裝有弧形槽的小車(chē).現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的小球以v0的水平速度沿與切線(xiàn)水平的槽口向小車(chē)滑去(不計(jì)摩擦),到達(dá)某一高度后,小球又返回小車(chē)右端,則下列判斷正確的是????????????? ( ) A.小球在小車(chē)上到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為v0B.小球離開(kāi)車(chē)后,對(duì)地將向右做平拋運(yùn)動(dòng)C.小球離開(kāi)車(chē)后,對(duì)地將做自由落體運(yùn)動(dòng)D.此過(guò)程中小球?qū)?chē)做的功為m解析:當(dāng)小球與小車(chē)的水平速度相等時(shí),小球沿弧形槽上升到最大高度,設(shè)該高度為h,則mv0=2mv,得v=v0,選項(xiàng)A正確.設(shè)小球離開(kāi)小車(chē)時(shí),小球的速度為v1,小車(chē)的速度為v2,整個(gè)過(guò)程中動(dòng)量守恒,得mv1+mv2=mv0①,由機(jī)械能守恒得m+m=m②,聯(lián)立①②解得v1=0,v2=v0,即小球與小車(chē)分離后二者交換速度,所以小球與小車(chē)分離后做自由落體運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確.對(duì)小車(chē)運(yùn)用動(dòng)能定理,得小球?qū)π≤?chē)做功W=m-0=m,選項(xiàng)D正確.答案:ACD10.如圖所示,甲、乙兩車(chē)的質(zhì)量均為m',靜置在光滑的水平面上,兩車(chē)相距l.乙車(chē)上站立著一個(gè)質(zhì)量為m的人,他通過(guò)一條輕繩拉甲車(chē),甲、乙兩車(chē)最后互相接觸,下列說(shuō)法正確的是????????????? ( ) A.甲、乙兩車(chē)運(yùn)動(dòng)速度之比為 B.甲、乙兩車(chē)運(yùn)動(dòng)速度之比為C.甲車(chē)移動(dòng)的距離為l D.乙車(chē)移動(dòng)的距離為l解析:將甲、乙、人看成一系統(tǒng),則水平方向動(dòng)量守恒,甲、乙兩車(chē)運(yùn)動(dòng)速度之比等于質(zhì)量的反比,為,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.m'x甲=(m'+m)x乙,x甲+x乙=l,解得x甲=,x乙=,選項(xiàng)C、D正確.答案:ACD三、非選擇題:共54分.11.(8分)下圖為驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖.已知A、B小球的質(zhì)量分別為mA、mB,半徑分別為rA、rB,圖中P點(diǎn)為單獨(dú)釋放A球的落點(diǎn)平均位置,M、N是A、B小球碰撞后落點(diǎn)的平均位置.(1)本實(shí)驗(yàn)必須滿(mǎn)足的條件是 . A.斜槽軌道必須是光滑的B.斜槽軌道末端的切線(xiàn)水平C.入射小球每次都從斜槽上的同一位置無(wú)初速度釋放D.入射球與被碰球滿(mǎn)足mA=mB,rA=rB(2)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,需要測(cè)量OP間的距離x1,還需要測(cè)量的物理量有 、 (用相應(yīng)的文字和字母表示). (3)如果動(dòng)量守恒,那么滿(mǎn)足的關(guān)系式是 (用測(cè)量的物理量的字母表示). 解析:(1)驗(yàn)證斜槽末端小球碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒實(shí)驗(yàn),是通過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解碰撞前后的速度的,只要求小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng),對(duì)斜槽是否光滑沒(méi)有要求,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.要保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng),則軌道的末端必須水平,選項(xiàng)B正確.要保證碰撞前的速度相同,入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下,選項(xiàng)C正確.為了保證小球的碰撞為正碰,且碰后不反彈,要求mA>mB,rA=rB,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.(2)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即驗(yàn)證mAv2+mBv3=mAv1,小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng),它們拋出點(diǎn)的高度相等,在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等,上式兩邊同時(shí)乘t得mAv2t+mBv3t=mAv1t,即mAx2+mBx3=mAx1,因此實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量OP間的距離x1、OM間的距離x2、ON間的距離x3.(3)根據(jù)第(2)問(wèn)可知需要驗(yàn)證mAx2+mBx3=mAx1.答案:(1)BC (2)OM間的距離x2 ON間的距離x3 (3)mAx2+mBx3=mAx112.(8分)某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,同時(shí)測(cè)量彈簧的彈性勢(shì)能,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,兩滑塊A、B上各固定一相同窄片.部分實(shí)驗(yàn)步驟如下:Ⅰ.用螺旋測(cè)微器測(cè)量窄片的寬度d;Ⅱ.將氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平;Ⅲ.在A、B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧,用細(xì)線(xiàn)連接A、B;Ⅳ.燒斷細(xì)線(xiàn),記錄A、B上的窄片分別通過(guò)光電門(mén)C、D的擋光時(shí)間t1、t2.甲乙(1)若測(cè)量窄片的寬度d時(shí),螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖乙所示,則d= mm. (2)實(shí)驗(yàn)中,還應(yīng)測(cè)量的物理量是 . A.滑塊A的質(zhì)量m1以及滑塊B的質(zhì)量m2B.燒斷細(xì)線(xiàn)后滑塊A、B運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)C、D的時(shí)間tA、tBC.燒斷細(xì)線(xiàn)后滑塊A、B運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)C、D的路程x1、x2(3)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是 ;燒斷細(xì)線(xiàn)前彈簧的彈性勢(shì)能Ep= .(均用題中相關(guān)物理量的字母表示) 解析:(1)由圖示螺旋測(cè)微器可知,其示數(shù)為4.5 mm+30.0×0.01 mm=4.800 mm. (2)滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度v1=,v2=,燒斷細(xì)線(xiàn)前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以向左為正方向,由動(dòng)量守恒定律得m1v1-m2v2=0,整理得=,驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律需要測(cè)量m1、m2、t1、t2,故選A.(3)由(2)可知,驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為=;燒斷細(xì)線(xiàn)后彈簧彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能,由能量守恒定律可知,燒斷細(xì)線(xiàn)前彈簧的彈性勢(shì)能Ep=m1+m2=+.答案:(1)4.800 (2)A (3)= + 13.(12分)在光滑的水平面上,質(zhì)量為2m的小球A以速率v0 向右運(yùn)動(dòng).在小球A的前方O點(diǎn)處有一質(zhì)量為m的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示.小球A與小球B發(fā)生正碰后均向右運(yùn)動(dòng).小球B被Q點(diǎn)處的墻壁彈回后與小球A在P點(diǎn)相遇,lPQ=1.5lOP.假設(shè)小球與墻壁之間的碰撞沒(méi)有能量損失,求: (1)A、B兩球在O點(diǎn)碰后速度的大小;(2)A、B兩球在O點(diǎn)碰撞的能量損失.解析:(1)由碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒得2mv1+mv2=2mv0,由題意可知lOP=v1t,lOQ+lPQ=v2t,lOQ=lOP+lPQ,lPQ=1.5lOP,解得v1=v0,v2=v0.(2)兩球在O點(diǎn)碰撞前后系統(tǒng)的機(jī)械能之差ΔE=×2m-×2m+×m,代入(1)的結(jié)果得ΔE=0.答案:(1)v0 v0 (2)0 14.(12分)2022年,我國(guó)成功舉辦了第二十四屆冬奧會(huì),跳臺(tái)滑雪是具有觀賞性的項(xiàng)目之一.某滑道示意圖如圖所示,長(zhǎng)直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接,滑道BC高h=10 m,C是半徑R=20 m的圓弧的最低點(diǎn).質(zhì)量m=60 kg的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止開(kāi)始勻加速下滑,加速度大小a=4.5 m/s2,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度vB=30 m/s,g取10 m/s2. (1)求長(zhǎng)直助滑道AB的長(zhǎng)度l;(2)求運(yùn)動(dòng)員在AB段所受合外力的沖量I的大小;(3)不計(jì)BC段的阻力,畫(huà)出運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的受力圖,并求其所受支持力FN的大小.解析:(1)根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)公式,有l==100 m. (2)根據(jù)動(dòng)量定理有I=mvB-mvA=1 800 N·s. (3)運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的受力分析如圖所示.根據(jù)動(dòng)能定理,運(yùn)動(dòng)員在BC段運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,有mgh=m-m,根據(jù)牛頓第二定律有FN-mg=m,聯(lián)立解得FN=3 900 N. 答案:(1)100 m (2)1 800 N·s (3)圖見(jiàn)解析. 3 900 N 15.(14分)如圖所示,小球A的質(zhì)量為m,系在細(xì)線(xiàn)的一端,線(xiàn)的另一端固定在O點(diǎn),O點(diǎn)到水平面的距離為h.物塊B的質(zhì)量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O點(diǎn)正下方,物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)拉動(dòng)小球使線(xiàn)水平伸直,由靜止開(kāi)始釋放小球,小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生正碰,碰撞時(shí)間極短,反彈后上升至最高點(diǎn)時(shí)到水平面的距離為.小球與物塊均可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g,求碰撞過(guò)程物塊獲得的沖量大小及物塊在水平面上滑行的距離.解析:設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊相撞前的速度大小為v1,取小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為0,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgh=m,解得v1=,設(shè)碰撞后小球反彈的速度大小為v1',同理有mg=mv1'2,解得v1'=,設(shè)碰撞后物塊的速度大小為v2,取水平向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律有-mv1'+5mv2=mv1,解得v2=,由動(dòng)量定理可得,碰撞過(guò)程物塊獲得的沖量為I=5mv2=m,物塊在水平面上滑行所受摩擦力的大小為F=5μmg,設(shè)物塊在水平面上滑行的距離為s,由動(dòng)能定理有-Fs=0-×5m,解得s=.答案:m

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