物理卷·2018届河北省保定市定州中学高二下学期第一次月考物理试卷（承智班） （解析版）

物理卷·2018届河北省保定市定州中学高二下学期第一次月考物理试卷（承智班） （解析版）

‎2016-2017学年河北省保定市定州中学高二（下）第一次月考物理试卷（承智班）‎ ‎　‎ 一、选择题（共18小题，每小题3分，共54分．1-10为单选，11-18为多选中，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1．用一束绿光照射光电管金属时不能产生光电效应，则下述措施可能使该金属产生光电效应的是（　　）‎ A．延长光照时间 B．保持光的频率不变，增大光的强度 C．换用一束蓝光照射 D．增大光电管的正向加速电压 ‎2．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（　　）‎ A．频率 B．强度 C．照射时间 D．光子数目 ‎3．爱因斯坦因提出光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是（　　）‎ A．逸出功与ν有关 B．Ekm与入射光强度成正比 C．当ν=ν0时会逸出光电子 D．图中直线斜率与普朗克常量有关 ‎4．物体动量变化量的大小为5kg•m/s，这说明（　　）‎ A．物体的动量一定在减小 B．物体的动量一定在增大 C．物体的动量大小也可能不变 D．物体的动量大小一定变化 ‎5．质量为m的A球以速率v与质量为3m的静止B球沿光滑水平面发生正碰，碰撞后A球速率为，则B球速率可能为（　　）‎ A． B． C． D．2v ‎6．如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M=3kg的薄板和质量为m=1kg的物块，都以v=4m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是（　　）‎ A．做加速运动 B．做减速运动 C．做匀速运动 D．以上运动都可能 ‎7．质量为ma=1kg，mb=2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移﹣时间图象如图所示，则可知碰撞属于（　　）‎ A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞 C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，不能判断 ‎8．人的质量m=60kg，船的质量M=240kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5m时，人恰好可以跃上岸．若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为多远？（不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等）（　　）‎ A．1.5m B．1.2m C．1.34m D．1.1m ‎9．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则（　　）‎ A．小木块和木箱最终都将静止 B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 ‎10．两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA=1kg，mB=2kg，vA=6m/s，vB=2m/s．当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（　　）‎ A．vA′=5 m/s，vB′=2.5 m/s B．vA′=2 m/s，vB′=4 m/s C．vA′=﹣4 m/s，vB′=7 m/s D．vA′=7 m/s，vB′=1.5 m/s ‎11．如图所示，把重物G压在纸带上，用一水平力缓慢拉动纸带，用另一水平力快速拉动纸带，纸带都被从重物下面抽出，对这两个过程，下面的解释正确的是（　　）‎ A．缓慢拉动纸带时，纸带对重物的摩擦力大 B．快速拉动纸带时，纸带对重物的摩擦力小 C．缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大 D．快速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小 ‎12．如图所示，小车放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，小车总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时小车和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是（　　）‎ A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时小车也向右运动 B．C与B碰前，C与小车的速率之比为M：m C．C与油泥粘在一起后，小车立即停止运动 D．C与油泥粘在一起后，小车继续向右运动 ‎13．如图所示，三辆相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平地面上，c车上一个小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上，小孩跳离c车和b车时对地水平速度相同，他跳到a车上没有走动便相对a车保持静止，此后（　　）‎ A．a、c两车运动速率相等 B．a、b两车的运动速率相等 C．三辆车的速率关系为vc＞va＞vb D．a、c两辆车的运动方向一定相反 ‎14．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．则下列说法正确的是（　　）‎ A．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大小为3.4N•s B．M离开轻弹簧时获得的速度为9m/s C．若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小 D．弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为1.8N•s ‎15．关于光电效应，下列说法正确的是（　　）‎ A．发生光电效应时间越长，光电子的最大初动能就越大 B．入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应 C．光电子的最大初动能与入射光频率成正比 D．光电子的最大初动能与入射光的强度无关 ‎16．图是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率v的关系图象，由图象可知（　　）‎ A．该金属的逸出功等于E B．该金属的逸出功等于hv0‎ C．入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为2E D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 ‎17．在光电效应实验中，某同学用同一种材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（　　）‎ A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．甲、乙波长相等 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 ‎18．在X射线管中，由阴极发射的电子（不计初速度）被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能．已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（　　）‎ A．最短波长为 B．最长波长为 C．最小频率为 D．最大频率为 ‎　‎ 二、计算题（共4小题，共46分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎19．如图，A、B、C三个木块的质量均为m．置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v0．求弹簧释放的势能．‎ ‎20．在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙．动摩擦因数为μ，滑块CD上表面是光滑的圆弧，其始端D点切线水平且在木板AB上表面内，它们紧靠在一起，如图所示．一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB，过B点时速度为，又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处，求：‎ ‎（1）物块滑到B处时木板的速度vAB；‎ ‎（2）木板的长度L；‎ ‎（3）滑块CD圆弧的半径R．‎ ‎21．如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上．现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=1.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出．已知mA=1kg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求：‎ ‎（1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；‎ ‎（2）被压缩弹簧的最大弹性势能；‎ ‎（3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离．‎ ‎22．如图所示，电容器固定在一个绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上，平行板电容器板间距离为d，右极板有一小孔，通过孔有绝缘杆，左端固定在左极板上，电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M．给电容器充电后，有一质量为m的带正电环恰套在杆上以某一速度v0对准小孔向左运动，设带电球不影响电容器板间电场的分布．带电环进入电容器后距左极板的最小距离为，试求：‎ ‎（1）带电环与左极板相距最近时的速度v；‎ ‎（2）此过程中电容器移动的距离x；‎ ‎（3）此过程中电势能的变化量Ep．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年河北省保定市定州中学高二（下）第一次月考物理试卷（承智班）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（共18小题，每小题3分，共54分．1-10为单选，11-18为多选中，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1．用一束绿光照射光电管金属时不能产生光电效应，则下述措施可能使该金属产生光电效应的是（　　）‎ A．延长光照时间 B．保持光的频率不变，增大光的强度 C．换用一束蓝光照射 D．增大光电管的正向加速电压 ‎【考点】光电效应．‎ ‎【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率．‎ ‎【解答】解：用一束绿光照射某金属时不能产生光电效应，知绿光的频率小于金属的极限频率，要能发生光电效应，需改用频率更大的光照射（如蓝光）．能否发生光电效应与入射光的强度和照射时间无关．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎2．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（　　）‎ A．频率 B．强度 C．照射时间 D．光子数目 ‎【考点】光电效应．‎ ‎【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率．‎ ‎【解答】解：发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，由公式EK=hf﹣W知，W为逸出功不变，所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率，A正确．‎ 故选A ‎　‎ ‎3．爱因斯坦因提出光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是（　　）‎ A．逸出功与ν有关 B．Ekm与入射光强度成正比 C．当ν=ν0时会逸出光电子 D．图中直线斜率与普朗克常量有关 ‎【考点】光电效应．‎ ‎【分析】本题考查光电效应的特点：①金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关；②光电子的最大初动能Ekm与入射光的强度无关；③光电子的最大初动能满足光电效应方程．‎ ‎【解答】解：A、金属的逸出功与入射光的频率无关，由金属本身的性质决定，故A错误．‎ B、由图可知，最大初动能Ekm与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故B错误．‎ C、由图可知，当入射光的频率v＞v0时，光电子的最大初动能大于零，可知当v≥v0时，会逸出光电子，故C正确．‎ D、根据光电效应方程得，Ekm=hv﹣W0，可知图线的斜率表示普朗克常量，故D正确．‎ 故选：CD．‎ ‎　‎ ‎4．物体动量变化量的大小为5kg•m/s，这说明（　　）‎ A．物体的动量一定在减小 B．物体的动量一定在增大 C．物体的动量大小也可能不变 D．物体的动量大小一定变化 ‎【考点】动量定理．‎ ‎【分析】根据动量定理可知，动量的变化可以是由于速度大小变化引起，也可以是由速度的方向变化引起的．‎ ‎【解答】解：物体的动量变化量的大小为5kg•m/s，该变化可以是由于速度的变化引起的；如圆周运动中的物体可以变化5kg•m/s；但动量的大小没有变化；‎ 故关于动量的大小可能不变．故C正确，A、B、D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎5．质量为m的A球以速率v与质量为3m的静止B球沿光滑水平面发生正碰，碰撞后A球速率为，则B球速率可能为（　　）‎ A． B． C． D．2v ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】碰后A球的速率恰好变为原来的，但速度方向可能跟原来相同，也可能相反，再根据碰撞过程中动量守恒即可解题．‎ ‎【解答】解：选取A与B组成的系统为研究的对象，选取A的初速度的方向为正方向，系统在碰撞过程中动量守恒，则 ‎：‎ mv0=mv+2mvB 若碰后A的速度方向与原来相同，则解得：，由于被碰小球的速度不可能小于入碰小球的速度，所以该结果错误；‎ 若碰后A的速度方向与原来相反，则：．故C选项正确．‎ 故选：C ‎　‎ ‎6．如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M=3kg的薄板和质量为m=1kg的物块，都以v=4m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是（　　）‎ A．做加速运动 B．做减速运动 C．做匀速运动 D．以上运动都可能 ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】分析物体的运动情况：初态时，系统的总动量方向水平向右，两个物体开始均做匀减速运动，m的速度先减至零，根据动量守恒定律求出此时M的速度．之后，m向右做匀加速运动，M继续向右做匀减速运动，最后两者一起向右匀速运动．根据动量守恒定律求出薄板的速度大小为2.4m/s时，物块的速度，并分析m的运动情况．‎ ‎【解答】解：开始阶段，m向右减速，M向左减速，根据系统的动量守恒定律得：当m的速度为零时，设此时M的速度为v1．规定向右为正方向，根据动量守恒定律得：‎ ‎（M﹣m）v=Mv1 ‎ 代入解得：v1=2.67m/s．‎ 此后m将向右加速，M继续向左减速；当两者速度达到相同时，设共同速度为v2．规定向右为正方向，由动量守恒定律得：‎ ‎（M﹣m）v=（M+m）v2，‎ 代入解得：v2=2m/s．‎ 两者相对静止后，一起向右做匀速直线运动．‎ 由此可知当M的速度为2.4m/s时，m处于向右加速过程中．故A正确，BCD错误；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎7．质量为ma=1kg，mb=2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移﹣时间图象如图所示，则可知碰撞属于（　　）‎ A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞 C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，不能判断 ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】根据x﹣t图象的斜率等于速度求出各个物体的速度，分别求出碰撞前后的总动量，即可判断动量是否守恒；根据碰撞前后机械能是否守恒判断是否为弹性碰撞即可．‎ ‎【解答】解：根据x﹣t图象可知：a球的初速度为：va==3m/s，b球的初的速度为vb=0，‎ 碰撞后a球的速度为：va′=﹣=﹣1m/s 碰撞后b球的速度为：vb′==2m/s 两球碰撞过程中，动能变化量为：△Ek=mava2+0﹣mava′2=×1×32﹣×1×12﹣×2×22=0‎ 则知碰撞前后系统的总动能不变，此碰撞是弹性碰撞；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎8．人的质量m=60kg，船的质量M=240kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5m时，人恰好可以跃上岸．若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为多远？（不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等）（　　）‎ A．1.5m B．1.2m C．1.34m D．1.1m ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】当解开缆绳后，由于人和船系统所受外力之和为零，故系统动量守恒；同时根据能量关系可得出速度关系，再根据运动学规律可确定时间．‎ ‎【解答】解：以人的方向为正方向，撤去缆绳，由动量守恒定律可知，0=mv1﹣Mv2；‎ 由于两次人消耗的能量相等，故人跳起时的动能不变；‎ 则由功能关系可知：‎ mv02=mv12+Mv22‎ 解得：v1=v0‎ 故x1=v1t=x0==1.34m；‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则（　　）‎ A．小木块和木箱最终都将静止 B．小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 C．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法：‎ ‎（1）分析题意，明确研究对象；　　‎ ‎（2）要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力，在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒；‎ ‎（3）明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式；‎ ‎（4）确定好正方向建立动量守恒方程求解．‎ 本题中物体系统在光滑的平面上滑动，系统所受外力的合力为零，故系统动量始终守恒，而由于系统内部存在摩擦力，阻碍物体间的相对滑动，最终两物体应该相对静止，一起向右运动．‎ ‎【解答】‎ 解：系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，由于系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向右运动．‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎10．两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA=1kg，mB=2kg，vA=6m/s，vB=2m/s．当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（　　）‎ A．vA′=5 m/s，vB′=2.5 m/s B．vA′=2 m/s，vB′=4 m/s C．vA′=﹣4 m/s，vB′=7 m/s D．vA′=7 m/s，vB′=1.5 m/s ‎【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．‎ ‎【分析】两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒；碰撞过程中系统机械能可能有一部分转化为内能，根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能；同时考虑实际情况，碰撞后A球速度不大于B球的速度．‎ ‎【解答】解：考虑实际情况，碰撞后A球速度不大于B球的速度，因而AD错误，BC满足；‎ 两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒，ABCD均满足；‎ 根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能，碰撞前总动能为22J，B选项碰撞后总动能为18J，C选项碰撞后总动能为57J，故C错误，B满足；‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎11．如图所示，把重物G压在纸带上，用一水平力缓慢拉动纸带，用另一水平力快速拉动纸带，纸带都被从重物下面抽出，对这两个过程，下面的解释正确的是（　　）‎ A．缓慢拉动纸带时，纸带对重物的摩擦力大 B．快速拉动纸带时，纸带对重物的摩擦力小 C．缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大 D．快速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小 ‎【考点】动量定理；摩擦力的判断与计算．‎ ‎【分析】快拉时，由于惯性，很容易将纸片抽出；慢拉时，很难将纸片抽出；根据冲量的定义公式I=Ft分析冲量大小．‎ ‎【解答】解：A、B、用水平力F慢慢拉出纸带，重物与纸片间是滑动摩擦力；若迅速拉动纸带，纸带会从重物下抽出，重物与纸片间也是滑动摩擦力；滑动摩擦力与相对速度无关，故两次的滑动摩擦力相等；故A错误，B错误；‎ C、D、纸带对重物的合力等于摩擦力，慢拉时滑动摩擦力作用时间长，故慢拉时纸带给重物的摩擦力的冲量大，由于作用时间长，支持力的冲量也大，故慢拉时，纸带给重物的冲量大，故C正确，D正确；‎ 故选：CD．‎ ‎　‎ ‎12．如图所示，小车放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，小车总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时小车和C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是（　　）‎ A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时小车也向右运动 B．C与B碰前，C与小车的速率之比为M：m C．C与油泥粘在一起后，小车立即停止运动 D．C与油泥粘在一起后，小车继续向右运动 ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】小车、物块和弹簧组成的系统动量守恒，抓住总动量为零，结合动量守恒定律分析物块和小车的速度之比，以及C与泥粘在一起时的运动情况．‎ ‎【解答】‎ 解：A、小车、物块和弹簧组成的系统动量守恒，开始总动量为零，当弹簧伸长的过程中，C向右运动，则小车向左运动，故A错误．‎ B、规定向右为正方向，在C与B碰前，根据动量守恒得，0=mvC﹣Mv，解得vC：v=M：m，故B正确．‎ C、因为小车、物块和 弹簧组成的系统动量守恒，开始总动量为零，当C与泥粘在一起时，总动量仍然为零，则小车停止运动，故C正确，D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎13．如图所示，三辆相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平地面上，c车上一个小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上，小孩跳离c车和b车时对地水平速度相同，他跳到a车上没有走动便相对a车保持静止，此后（　　）‎ A．a、c两车运动速率相等 B．a、b两车的运动速率相等 C．三辆车的速率关系为vc＞va＞vb D．a、c两辆车的运动方向一定相反 ‎【考点】动量守恒定律．‎ ‎【分析】题中人与a、b、c组成的系统水平方向不受外力，系统的水平方向动量守恒，分三个过程，分别由动量守恒定律分析人与三车速率关系．‎ ‎【解答】解：若人跳离b、c车时速度为v，由动量守恒定律 人跳离c车的过程，有 0=﹣M车vc+m人v，‎ 人跳上和跳离b过程，有 m人v=﹣M车vb+m人v，‎ 人跳上a车过程，有 m人v=（M车+m人）•va，‎ 所以：vc=，vb=0，va=．‎ 即：vc＞va＞vb，并且vc与va方向相反．故AB错误，CD正确．‎ 故选：CD ‎　‎ ‎14．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．则下列说法正确的是（　　）‎ A．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大小为3.4N•s B．M离开轻弹簧时获得的速度为9m/s C．若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小 D．弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为1.8N•s ‎【考点】动量定理；动量 冲量．‎ ‎【分析】弹簧弹开小球过程系统动量守恒、机械能守恒，由动量守恒定律与机械能守恒定律求出两球的速度；小球离开圆形轨道后做平抛运动，应用动量定理与平抛运动规律分析答题．‎ ‎【解答】解：释放弹簧过程中系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，‎ 由动量守恒得：mv1﹣Mv2=0，由机械能守恒得： mv12+Mv22=EP ，‎ 代入数据解得：v1=9m/s，v2=3m/s；‎ m从A到B过程中，由机械能守恒定律得：‎ mv12=mv1′2+mg•2R，解得：v1′=8m/s；‎ A、以向右为正方向，由动量定理得，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大小为：‎ I=△p=mv1′﹣mv1=0.2×（﹣8）﹣0.2×9=﹣3.4N•s，则合力冲量大小为：3.4N•s，故A正确；‎ B、M离开轻弹簧时获得的速度为3m/s，故B错误；‎ C、设圆轨道半径为r时，飞出B后水平位移最大，由A到B机械能守恒定律得：‎ ‎ mv12=mv1′2+mg•2r，在最高点，由牛顿第二定律得：mg+N=m，m从B点飞出，需要满足：N≥0，飞出后，小球做平抛运动：2r=gt2，x=v1′t，当8.1﹣4r=4r时，即r=1.0125m时，x为最大，球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大先增大后减小，故C错误；‎ D、由动量定理得，弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为：I=△p=mv1=0.2×9=1.8N•s，故D正确；‎ 故选：AD．‎ ‎　‎ ‎15．关于光电效应，下列说法正确的是（　　）‎ A．发生光电效应时间越长，光电子的最大初动能就越大 B．入射光的频率低于极限频率就不能发生光电效应 C．光电子的最大初动能与入射光频率成正比 D．光电子的最大初动能与入射光的强度无关 ‎【考点】光电效应．‎ ‎【分析】当入射光的频率大于金属的极限频率，就会发生光电效应．根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素．‎ ‎【解答】解：A、根据光电效应方程Ekm=hv﹣W0知，光电子的最大初动能随着照射光频率的增大而增大，与发生光电效应时间无关，故A正确．‎ B、只有入射光的频率大于金属的极限频率，才能产生光电效应，故B正确；‎ C、根据光电效应方程知，光电子的初速度、最大初动能不与入射光的频率成正比，与入射光的强度无关．故C错误，D正确．‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ ‎16．图是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率v的关系图象，由图象可知（　　）‎ A．该金属的逸出功等于E B．该金属的逸出功等于hv0‎ C．入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为2E D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 ‎【考点】爱因斯坦光电效应方程．‎ ‎【分析】根据光电效应方程得出最大初动能与入射光频率的关系，结合图线的斜率和截距进行分析．‎ ‎【解答】解：A、根据Ekm=hv﹣W0得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于E．故A正确；‎ ‎ B、逸出功等于E，则E=hv0，故B正确；‎ C、根据光电效应方程可知，入射光的频率变为原来的2倍，由于逸出功不变，最大初动能不是原来的2倍．故C错误．‎ D、入射光的频率时，小于极限频率，不能发生光电效应，故D错误．‎ 故选：AB．‎ ‎　‎ ‎17．在光电效应实验中，某同学用同一种材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（　　）‎ A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．甲、乙波长相等 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 ‎【考点】光电效应．‎ ‎【分析】光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大．‎ 光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零．，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．从图象中看出，丙光对应的截止电压U截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大．‎ ‎【解答】解：A、根据，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误．‎ B、丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；故B正确．‎ C、甲光、乙光的频率相等，则甲、乙波长相等．故C正确．‎ D、丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能．故D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎18．在X射线管中，由阴极发射的电子（不计初速度）被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能．已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（　　）‎ A．最短波长为 B．最长波长为 C．最小频率为 D．最大频率为 ‎【考点】爱因斯坦光电效应方程．‎ ‎【分析】根据动能定理、光速与波长和频率的关系公式c=λf、光量子方程E=hν列式分析．‎ ‎【解答】解：根据动能定理、光速与波长和频率的关系公式c=λf、光量子方程E=hν，有 eU≥E c=λν E=hν 故λ≥；‎ ν≤；‎ 故选：AD．‎ ‎　‎ 二、计算题（共4小题，共46分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎19．如图，A、B、C三个木块的质量均为m．置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v0．求弹簧释放的势能．‎ ‎【考点】动量守恒定律；功能关系．‎ ‎【分析】A与B、C碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律可以求出碰后三者的共同速度；‎ 线断开，AB与C分离过程中动量守恒，由动量守恒定律可以列方程；‎ 在弹簧弹开过程中，系统机械能守恒，由机械能守恒定律可以列方程，解方程即可求出弹簧的弹性势能．‎ ‎【解答】解：取水平向右的方向为正，设碰后A、B和C的共同速度为v，由动量守恒得：3mv=mv0…①‎ 设C离开弹簧时，A、B的速度为v1，由动量守恒得：3mv=2mv1+mv0…②‎ 设弹簧的弹性势能为Ep，从细线断开到C与弹簧分开的过程中机械能守恒，有：…③‎ 由①②③式得弹簧所释放的势能为：…④‎ 答：弹簧释放的势能为mv02．‎ ‎　‎ ‎20．在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙．动摩擦因数为μ，滑块CD上表面是光滑的 圆弧，其始端D点切线水平且在木板AB上表面内，它们紧靠在一起，如图所示．一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB，过B点时速度为，又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处，求：‎ ‎（1）物块滑到B处时木板的速度vAB；‎ ‎（2）木板的长度L；‎ ‎（3）滑块CD圆弧的半径R．‎ ‎【考点】动量守恒定律；向心力；机械能守恒定律．‎ ‎【分析】对系统运用动量守恒定律，根据动量守恒定律求出物块滑到B处时木板的速度．由点A到点B时，根据能量守恒求解木板的长度．‎ 物块恰好能滑到圆弧的最高点C处，知物块与圆弧轨道具有相同的速度，根据动量守恒定律和机械能守恒定律求出圆弧的半径．‎ ‎【解答】解：（1）由点A到点B时，取向左为正．由动量守恒得：‎ mv0=mvB+2m•vAB ，‎ 由题意知：vB=，‎ 解得：vAB=；‎ ‎（2）由点A到点B时，由能量守恒定律得：‎ mv02﹣•2m（）2﹣m（）2=μmgL，‎ 解得：L=；‎ ‎（3）由点D到点C，滑块CD与物块P的水平方向动量守恒，以滑块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：‎ m+m=2mv，‎ 由机械能守恒定律得：mgR=m（）2+m（）2﹣•2mv2，‎ 解得：R=；‎ 答：（1）物块滑到B处时木板的速度为；‎ ‎（2）木板的长度为；‎ ‎（3）滑块CD圆弧的半径为．‎ ‎　‎ ‎21．如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上．现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=1.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出．已知mA=1kg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求：‎ ‎（1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度；‎ ‎（2）被压缩弹簧的最大弹性势能；‎ ‎（3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离．‎ ‎【考点】动量守恒定律；平抛运动；机械能守恒定律．‎ ‎【分析】由机械能守恒定律求出滑到底面的速度．‎ 运用动量守恒定律研究A、B系统，求出具有共同速度．‎ 当滑块A、B、C速度相等时，被压缩弹簧的弹性势能最大．‎ 把动量守恒和机械能守恒结合解决问题．‎ ‎【解答】解：（1）滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程，机械能守恒，设其滑到底面的速度为v1，‎ 由机械能守恒定律有：‎ 解得：v1=6m/s 滑块A与B碰撞的过程，A、B系统的动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2，‎ 由动量守恒定律有：mAv1=（mA+mB）v2‎ 解得：‎ ‎（2）滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧，压缩的过程机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块A、B、C速度相等，设为速度v3，‎ 由动量守恒定律有：mAv1=（mA+mB+mC）v3‎ 由机械能守恒定律有：Ep=（mA+mB）v22﹣（mA+mB+mC）v32‎ Ep=3J ‎（3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块C脱离弹簧，设滑块A、B的速度为v4，滑块C的速度为v5，‎ 分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有：‎ ‎（mA+mB）v2=（mA+mB）v4+mCv5‎ 解得：v4=0，‎ V5=2m/s 滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动：‎ S=v5t H=‎ 解得：S=2m 答：（1）滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度是2m/s；‎ ‎（2）被压缩弹簧的最大弹性势能是3J；‎ ‎（3）滑块C落地点与桌面边缘的水平距离为2m．‎ ‎　‎ ‎22．如图所示，电容器固定在一个绝缘座上，绝缘座放在光滑水平面上，平行板电容器板间距离为d，右极板有一小孔，通过孔有绝缘杆，左端固定在左极板上，电容器极板连同底座、绝缘杆总质量为M．给电容器充电后，有一质量为m的带正电环恰套在杆上以某一速度v0对准小孔向左运动，设带电球不影响电容器板间电场的分布．带电环进入电容器后距左极板的最小距离为，试求：‎ ‎（1）带电环与左极板相距最近时的速度v；‎ ‎（2）此过程中电容器移动的距离x；‎ ‎（3）此过程中电势能的变化量Ep．‎ ‎【考点】动量守恒定律；带电粒子在混合场中的运动．‎ ‎【分析】（1）带电环与极板间相距最近时两者速度相等，选取带电环与电容器构成的系统作为研究对象，根据动量守恒定律，即可求出带电环与左极扳相距最近时的速度大小；‎ ‎（2）结合运动学公式求解电容器移动的距离；‎ ‎（3）在此过程，系统中，带电小环动能减少，电势能增加，同时电容器等的动能增加，系统中减少的动能全部转化为电势能．‎ ‎【解答】解：（1）带电环进入电容器后在电场力的作用下做初速度为v0的匀减速直线运动，而电容器则在电场力的作用下做匀加速直线运动，当它们的速度相等时，带电环与电容器的左极板相距最近，由系统动量守恒定律可得：mv0=（M+m）v 解得：v=‎ ‎（2）该过程中电容器向左做匀加速直线运动根据运动学基本公式得：‎ ‎，‎ 环向左做匀减速直线运动，由公式得：‎ 根据位移关系有，‎ 解得：s=‎ ‎（3）在此过程，系统中，带电小环动能减少，电势能增加，同时电容器等的动能增加，系统中减少的动能全部转化为电势能．‎ 所以：‎ 联立得：EP=‎ 答：（1）带电环与左极板相距最近时的速度v为；‎ ‎（2）此过程中电容器移动的距离s为．‎ ‎（3）此过程中电势能的变化量为．‎