2018-2019学年陕西省榆林市第二中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年陕西省榆林市第二中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

榆林市第二中学2018--2019学年第二学期期中考试 高二年级物理试题 一、单选题（每题3分，共36分）‎ ‎1.关于物体的动量，下列说法中正确的是（）‎ A. 物体的动量越大，其惯性也越大 B. 同一物体的动量越大，其速度一定越大 C. 物体的加速度不变，其动量一定不变 D. 运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ A、惯性大小的唯一量度是物体的质量，如果物体的动量大，但也有可能物体的质量很小，所以不能说物体的动量大其惯性就大，故A错误； B、动量等于物体的质量与物体速度的乘积，即，同一物体的动量越大，其速度一定越大，故B正确． C、加速度不变，速度是变化的，所以动量一定变化，故C错误； D、动量等于物体的质量与物体速度的乘积，即，动量是矢量，动量的方向就是物体运动的方向，不是位移方向，故D错误。‎ 点睛：对于物理概念的理解要深要透，不能似是而非．如动量是由物体的质量和速度共同决定，动量是矢量，其方向就是物体运动的方向。‎ ‎2.下列关于动量及其变化说法正确的是（　　　）‎ A. 两物体的动量相等，动能也一定相等 B. 物体动能发生变化，动量也一定发生变化 C. 动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同 D. 动量变化的大小，不可能等于初末状态动量大小之和。‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 由公式 可知动量相等质量相同的情况下动能才相等，A错；动量变化的方向可能与初末动量的方向都相同，例如匀加速直线运动，C错；同理D错；‎ ‎3.篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以 A. 减小球对手作用力的冲量 B. 减小球的动量变化率 C. 减小球的动量变化量 D. 减小球的动能变化量 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 由动量定理内容可知，增大接触时间可以减小冲力大小，B对；‎ ‎4.如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是 A. 男孩和木箱组成的系统动量守恒 B. 小车与木箱组成的系统动量守恒 C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：据动量守恒定律条件，当研究整体不受外力或者所受外力之和为0，该整体动量守恒，所以A选项中，男孩和木箱还受到小车对它们的外力作用，动量不守恒，A选项错误；B选项中，该整体虽然受到重力和支持力，但这两个力之和为0 ，该整体动量守恒，B选项正确；同理，C选项错误；木箱的动量增量与男孩、小车的动量增量大小相等方向相反，D选项错误。‎ 考点：本题考查动量守恒定律的条件。‎ ‎5.如图所示的装置中,木块与水平桌面间的接触是光滑的.子弹沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短,则下图列说法中正确的是(  )‎ A. 从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的全过程中,子弹与木块组成的系统动量守恒 B. 子弹射入木块的短暂过程中,子弹与木块组成的系统动量守恒 C. 从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中,子弹、 木块和弹簧组成的系统动量守恒 D. 若水平桌面粗糙,子弹射入木块的短暂过程中,子弹与木块组成的系统动量不守恒 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的全过程中,由于弹簧对子弹和木块组成的系统有力的作用，所以子弹与木块组成的系统动量不守恒守恒，故A错误；‎ B、子弹射入木块瞬间，弹簧仍保持原长，子弹和木块组成的系统所受合外力为零，所以系统动量守恒，故B正确；‎ C、从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的过程中,子弹、 木块和弹簧组成的系统由于受到墙壁的弹力作用，所以动量不守恒，故C错误；‎ D、若水平桌面粗糙,子弹射入木块的短暂过程中,由于内力远远大于外力，所以子弹与木块组成的系统动量守恒，故D错误 故选B 点睛：明确动量守恒的条件，并知道题目中要研究的是那个过程，在这个过程中研究的是那个对象。‎ ‎6.质量为m的钢球自高处落下，以速率v1碰地，竖直向上弹回，碰撞时间极短，离地的速率为v2。在碰撞过程中，钢球受到的冲量的方向和大小为 A. 向下， B. 向下，‎ C. 向上， D. 向上，‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 选取竖直向下方向为正方向，根据动量定理得，地面对钢球的冲量 ‎，则地面对钢球的冲量的方向向上，大小，故选C。‎ ‎【点睛】由于碰撞时间极短，钢球的重力相对于地面对钢球的冲力可忽略不计．根据动量定理求解在碰撞过程中地面对钢球的冲量的方向和大小 ‎7.质量为‎1kg的物体沿直线运动，其v-t图象如图所示，则此物体在前 4s 和后4s内受到的合外力冲量为（ 　）‎ A. 8N·s，8N·s B. 8N·s，-8N·s C. 0， 8N·s D. 0，-8N·s ‎【答案】D ‎【解析】‎ 物体在前4s内初速度为v=‎4m/s，末速度为v′=‎4m/s，根据动量定理得到，合外力冲量I=mv′-mv=0；物体在后4s内初速度为v=‎4m/s，末速度为v′=‎-4m/s，根据动量定理得到，合外力冲量I=mv′-mv=-8N•s；故选D.‎ 点睛：根据动量定理求解合外力冲量是常用的方法，相当于数学上等量代换，读图时，速度的符号与数值要一起读．‎ ‎8.两辆质量相同的小车，置于光滑的水平面上，有一人静止在小车A上，两车静止，如图所示．当这个人从A车跳到B车上，接着又从B车跳回A车并与A车保持相对静止，则A车的速率（　　）‎ A. 等于零 B. 大于B车的速率 C. 小于B车的速率 D. 等于B车的速率 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：设人的质量为m，小车的质量均为M，人来回跳跃后人与A车的速度为，B车的速度为，根据题意知，人车组成的系统水平方向动量守恒，由题意有：‎ 人来回跳跃后的总动量，由动量守恒得，其中负号表示的方向相反，故小车A的速率小于小车B的速率，故选项C正确。‎ 考点：动量守恒定律 ‎【名师点睛】抓住小车和人组成的系统在水平方向动量守恒，人和小车A的总动量和小车B的动量大小相等，根据质量关系直接得到速率的大小关系。‎ ‎9.静止的实验火箭，总质量为M，当它以对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后，火箭的速度为(　　)‎ A. B. －‎ C. D. －‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 以火箭和气体组成的系统为研究对象，选高温气体的速度方向为正，由动量守恒定律得： 0=（M-△m）v′+△mv0，得： ，故选B．‎ 点睛：本题考查了求火箭的速度，应用动量守恒定律即可正确解题，解题时如系统的动量不为零，要注意研究对象的选择、正方向的选取．‎ ‎10.如图,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对,小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：人船系统动量守恒：，解得：‎ 考点：动量守恒的简单应用 ‎11.如图所示,放在光滑水平面上的两物体,它们之间有一个被压缩的轻质弹簧,用细线把它们拴住。已知两物体质量之比为m1:m2=2:1,把细线烧断后,两物体被弹开,速度大小分别为v1和v2,动能大小分别为Ek1和Ek2,则下列判断正确的是(   )‎ A. 弹开时,v1:v2=1:1 B. 弹开时,v1:v2=2:1‎ C. 弹开时,Ek1:Ek2=2:1 D. 弹开时,Ek1:Ek2=1:2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】两物体与弹簧组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得，m1v1-m2v2=0，两物体的速度大小之比：，故AB错误。两物体的动能之比：，故C错误，D正确。‎ ‎12.如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ．一质量为m（m＜M）的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中的机械能损失．如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端．如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为（ ）‎ A. h B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 斜面固定时，根据动能定理可得：，解得：，斜面不固定时，由水平方向动量守恒得：mv0=（M+m）v，由能量守恒得：，解得：，故D正确，ABC错误。‎ 二、多选题（每题4分，共20分；少选得2分，有选错不得分）‎ ‎13.如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有（ ）‎ A. 小球的机械能减少了mg(H＋h)‎ B. 小球克服阻力做的功为mgh C. 小球所受阻力的冲量大于 D. 小球动量的改变量等于所受阻力的冲量 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ A．小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小，，则小球的机械能减小了，所以A错误；‎ B．对全过程运用动能定理得，，则小球克服阻力做功，故B错误；‎ C．根据运动学规律，落到地面的速度，对进入泥潭的过程运用动量定理得：‎ ‎，可知阻力的冲量为：，即大于，故C正确；‎ D．对全过程分析，运用动量定量知，动量的变化等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和，故D错误。‎ 点睛：解决本题的关键掌握动能定理和动量定理的运用，运用动能定理解题不需考虑速度的方向，运用动量定理解题需考虑速度的方向。‎ ‎14.如图所示，质量为m的小球从光滑的半径为R的半圆槽顶部A由静止滑下．设槽与桌面无摩擦，则（ ）‎ A. 小球不可能滑到右边最高点B B. 小球到达槽底的动能小于mgR C. 小球升到最大高度时，槽速度为零 D. 若球与槽有摩擦，则系统水平动量不守恒 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 小球与槽组成的系统在水平方向动量守恒，系统初状态动量为零，由动量守恒定律可知，小球到达最右端时系统总动量也为零，球与槽的速度都为零，在整个过程中系统机械能守恒，由机械能守恒定律可知，小球可以到达右边最高点，故A错误，C正确；小球与槽组成的系统动量守恒，小球到达槽的底端时，小球与槽都有一定的速度，都获得一定的动能，在此过程中系统机械能守恒，小球重力势能的减少量mgR转化为球与槽的动能，因此小球到达槽底时的动能小于mgR，故B正确；球与槽有摩擦时，槽与小球组成的系统水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，故D错误；故选BC．‎ 点睛：本题考查动量守恒和机械能守恒的综合，知道半圆槽固定时，物体机械能守恒，不固定时，系统水平方向上动量守恒，系统机械能守恒．‎ ‎15.质量为m的物块甲以‎3 m/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‎4 m/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‎1 m/s时，乙物块的速率可能为‎2 m/s，也可能为0‎ D. 甲物块的速率可能达到‎5 m/s ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 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。‎ 点睛：根据动量守恒的条件：系统所受的合外力为零判断动量是否守恒；水平方向系统不受外力．当两物块相距最近时速度相同，根据动量守恒定律求出物块甲的速率。‎ ‎16.质量为m的小球A,沿光滑水平面以速度v0与质量为‎2m的静止小球B发生正碰撞,碰撞后A球的动能变为原来的,那么小球B的速度可能是(   )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】根据碰后A球的动能恰好变为原来的1/9得：，解得v=±v0；碰撞过程中AB动量守恒，则有：mv0=mv+2mvB；解得：vB=v0或vB=v0；故选AB。‎ ‎17. 如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的圆弧轨道。半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中 A. 重力做功2mgR B. 机械能减少mgR C. 合外力做功mgR D. 克服摩擦力做功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析: 重力做功只与竖直高度有关，故重力做功为：mgR，A错；恰好到达B点有：，由动能定理知由P运动B的过程中，合外力所做的功为：，C错；由P到B，由可得：克服摩擦力做功为：mgR，D对；有上分析知在由P运动到B的过程中，机械能的减少量为mgR，B错。‎ 考点: 动能定理、功能关系。‎ ‎【名师点睛】对功能关系的理解与应用 功是能量转化的量度。力学中的功与对应的能量的变化关系如下表所示：‎ 功 ‎ 能量改变 ‎ 关系式 ‎ W合：合外力的功（所有外力的功） ‎ 动能的改变量（ΔEk） ‎ W合＝ΔEk ‎ WG：重力的功 ‎ 重力势能的改变量（ΔEp） ‎ WG＝－ΔEp ‎ W弹：弹簧弹力做的功 ‎ 弹性势能的改变量（ΔEp） ‎ W弹＝－ΔEp ‎ W其他：除重力或系统内弹簧弹力以外的其他外力做的功 ‎ 机械能的改变量（ΔE） ‎ W其他＝ΔE ‎ Ff·Δx：一对滑动摩擦力做功的代数和 ‎ 因摩擦而产生的内能（Q） ‎ Ff·Δx＝Q（Δx为物体间的 相对位移） ‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ 三、实验题（每空2分，共12分）‎ ‎18.某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动A使它做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的装置如图1所示，在小车A后连着纸带，长木板下垫着小木片以达到_______。‎ 若已得到打点纸带，并将测得各记数点间距标在下面（如图2），A为运动起始第一点，则应选______段来计算A车的碰前速度，应选______段来计算A车和B车碰后的共同速度。（以上两空填“AB”或“BC”，或“CD”或“DE”）‎ ‎【答案】①平衡摩擦力 ②BC ③DE ‎【解析】‎ 试题分析：①长木板下垫着小木片以达到平衡摩擦力的目的②推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；③碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度．‎ 故答案为BC、DE 考点：验证动量守恒定律；‎ 点评：关键是根据匀速运动时，在相同的时间内物体通过的位移相同分析 ‎19.“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球，原来静止的被碰小球，由实验测得它们在碰撞前后的图象如图所示，由图可知，入射小球碰撞前的是_______入射小球碰撞后的是_______被碰小球碰撞后的是_______由此得出结论_______.‎ ‎【答案】‎0.015kg.m/s，‎0.0075kg.m/s，‎0.0075kg.m/s，碰撞中mv的矢量和是守衡的量 ‎【解析】‎ ‎【详解】由图象可知，碰前入射小球的速度： 碰后入射球的速度： 被碰球碰后的速度：‎ 入射球碰前的动量：， 入射小球碰撞后的， 被碰小球碰撞后的：， 碰后系统的总动量：． 通过计算发现：两小球碰撞前后的总动量相等，即：碰撞中动量守恒。‎ 四、计算题（共32分，其中20题8分，21题12分，22题12分）‎ ‎20. 如图所示，A、B两个木块质量分别为‎2 kg与‎0.9 kg，A、B与水平地面间接触光滑，上表面粗糙，质量为‎0.1 kg的铁块以‎10 m/s的速度从A的左端向右滑动，最后铁块与B的共同速度大小为‎0.5 m/s，求：‎ ‎①A的最终速度；‎ ‎②铁块刚滑上B时的速度．‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ 解析：(1)选铁块和木块A、B为一系统，由系统总动量守恒得：mv＝(MB＋m)vB＋MAvA 可求得：vA＝‎0.25 m/s.‎ ‎(2)设铁块刚滑上B时的速度为u，此时A、B的速度均为vA＝‎0.25 m/s.‎ 由系统动量守恒得：mv＝mu＋(MA＋MB)vA 可求得：u＝‎2‎‎75 m/s.‎ ‎21.（16分）如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=‎0.2m，A与B的质量相等，A与B整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2。取重力加速度g=‎10m/s2，求：‎ ‎（1）碰撞前瞬间A的速率v。‎ ‎（2）碰撞后瞬间A与B整体的速度。‎ ‎（3）A与B整体在桌面上滑动的距离L。‎ ‎【答案】（1）‎2m/s （2）‎1m/s （3）‎‎0.25m ‎【解析】‎ 试题分析：（1）对A从圆弧最高点到最低点的过程应用机械能守恒定律有：‎ 可得 ‎（2）A在圆弧轨道底部和B相撞，满足动量守恒，有：，可得[学-科网 ‎（3）对AB一起滑动过程，由动能定理得：，可得L=‎‎0.25m 考点：对动能定理和机械能守恒定律的考查 ‎22.如图所示，半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上，桌面距水平地面的高度也为R，在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压（小球与弹簧不拴接），处于静止状态。同时释放两个小球，小球a、b与弹簧在桌面上分离后，a球从B点滑上半圆环轨道最高点A时速度为，已知小球a质量为m，小球b质量为‎2m， 重力加速度为g，求：‎ ‎（1）小球a在圆环轨道最高点对轨道的压力？‎ ‎（2）释放后小球b离开弹簧时的速度vb的大小？‎ ‎（3）小球b落地点距桌子右侧的水平距离？‎ ‎【答案】(1) mg，方向竖直向上 (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设a球通过最高点时受轨道的弹力为N，由牛顿第二定律mg+N＝   得 N=mg ‎ 由牛顿第三定律，a球对轨道的压力为mg，方向竖直向上．  （2）设小球a与弹簧分离时的速度大小为va，取桌面为零势面，由机械能守恒定律 ‎ ‎ 得   小球a、b从释放到与弹簧分离过程中，总动量守恒mva=2mvb  vb＝ （3）b球从桌面飞出做平抛运动，设水平飞出的距离为x，则R＝gt2 x=vbt 得   x＝R 点睛：本题物理过程很清晰，对于释放弹簧的过程，动量守恒，机械能也守恒，小球a沿轨道向上滑行过程，机械能守恒．把握解题是关键．‎