湖北省孝感高级中学2020学年高二物理9月调研试题

湖北省孝感高级中学2020学年高二物理9月调研试题

湖北省孝感高级中学2020学年高二物理9月调研试题 ‎ 满分：100分。考试时间：90分钟。‎ 选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，1-6题只有一个选项正确。7-10题有多个选项正确。多选题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分）‎ ‎1. 下列运动过程中，在任意相等时间内，物体动量变化不相等的是(　　)‎ A．匀速圆周运动 B．自由落体运动 C．平抛运动 D．匀减速直线运动 ‎2．如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2.且I1>I2，与两根导线垂直的同一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两根导线的水平连线上且间距相等，b是两根导线连线的中点，b、d连线与两根导线连线垂直．则(　　)‎ A．I2受到的安培力水平向左 B．b点磁感应强度为零 C．d点磁感应强度的方向必定竖直向下 D．a点和c点的磁感应强度不可能都为零 ‎3．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m(m＜M)的小球从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是(　　)‎ A．在以后的运动过程中，小球和槽的水平方向动量始终守恒 B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功 C．全过程中小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒 D．被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高h处 ‎4．质量为m的物块，带电荷量为+Q开始时让它静止在倾角为 的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在方向水平、大小为的匀强电场中，如图所示，斜面高为H，释放物块后，物块落地的速度大小为（ ）‎ A. B. C. D.‎ ‎5．如图所示，置于倾角为θ的导轨上的通电导体棒ab，恰好保持静止，在下列四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，侧视图中棒ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是(　　)‎ ‎6．我国发射的“嫦娥四号”探测器首次探访月球背面。2020年12月30日8时，嫦娥四号探测器由距月面高度约‎100km的环月轨道，成功降轨至距月面‎15km的着陆轨道。2020年1月3日早，嫦娥四号探测器调整速度方向，由距离月面‎15km处开始实施动力下降，速度从相对月球‎1.7km/s，至距月面‎100m处减到零(相对于月球静止)，并做一次悬停，对障碍物和坡度进行识别，再缓速垂直下降。10时26分，在反推发动机和着陆缓冲机的作用下，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面的预选着陆区。探测器的质量约为，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度约为，下列说法正确的是( )‎ A. 探测器由环月轨道降至着陆轨道的过程中，机械能守恒 B. 若动力下降过程做匀减速直线运动，则加速度大小约为 C. 最后‎100m缓慢垂直下降，探测器受到的反冲作用力约为 D. 地球的第一宇宙速度约为探测器在近月轨道上运行的线速度的22倍 ‎7．如图所示,轻绳一端与放在光滑水平桌面的物块A连接,另一端通过滑轮悬挂着物块B。已知物块A的质量为‎0.1Kg,物块B的质量为‎0.6kg。现由静止释放物块A、B,若物块A距桌子右边缘足够远,不计滑轮重量和绳与滑轮之间的摩擦力,重力加速度g=‎10m/s2。则在B未落地之前,下列说法正确的是(    )‎ A.物块A、B的加速度大小之比为2:1‎ B.轻绳的拉力为1.2N C.物块B机械能守恒 D.当物块B下落高度为‎0.75m时,物块A的速度大小为‎6m/s ‎8．A、B两球沿同一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的xt图象．图中a、b分别为A、B两球碰前的xt图象，c为碰撞后两球共同运动的xt图象．已知A球质量m＝‎2 kg，取A球碰前运动方向为正方向，下列结论正确的是(　　)‎ A．B球的质量为‎3 kg B．碰撞过程中A对B冲量为4 N·s C．碰撞前后A的动量变化为－‎6 kg·m/s D．碰撞过程中A、B两球组成的系统损失的动能为5 J ‎9．如图所示,足够长的传送带以恒定速率沿顺时针方向运转.现将一个物体轻轻放在传送带底端,物体第一阶段被加速到与传送带具有相同的速度,第二阶段匀速运动到传送带顶端,则下列说法中正确的是( )‎ A.第一阶段和第二阶段摩擦力对物体都做正功 B.第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量 C.第二阶段摩擦力对物体做的功等于第二阶段物体机械能的增加量 D.两个阶段电动机对传送带做的功等于物体机械能的增加量 ‎10．如图所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的距离为h.物块B和C的质量分别是‎5m和‎3m，B与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物块位于O点正下方．现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放，运动到最低点时与物块B发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升到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g，则(　　)‎ A．碰撞后小球A反弹的速度大小为 B．碰撞过程B物块受到的冲量大小为m C．碰后轻弹簧获得的最大弹性势能为mgh D．物块C的最大速度大小为 二、实验题（本题每空2分，共16分）‎ ‎11．小刚同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验：‎ ‎（1）下面是实验的主要步骤：‎ ‎①把长木板放置在水平桌面上，其中一端用薄木片垫高；‎ ‎②把打点计时器固定在长木板的一端；‎ ‎③将纸带穿过打点计时器并固定在小车A的一端；‎ ‎④把小车A的前端固定橡皮泥，让小车B静止的放置在木板上；‎ ‎⑤先______，再______，接着与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体继续运动；（以上两空填写后续描述中的字母符号：‎ a．推动小车A使之运动，b．接通电源）‎ ‎⑥关闭电源，取下纸带，换上新纸带，重复步骤③④⑤，选出较理想的纸带如图乙所示；‎ ‎⑦用天平测得小车A的质量为m1=‎0.4kg，小车B的质量为m2=‎0.2kg．‎ ‎（2）在上述实验步骤中，还需完善的步骤是______（填写步骤序号并完善该步骤）‎ ‎（3）若已测得打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距（已标在图上）．A为运动的起点，则应选______段来计算A碰前的速度．应选______段来计算A和B碰后的共同速度；（以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）‎ ‎（4）根据以上实验数据计算，碰前两小车的总动量为______kg•m/s，碰后两小车的总动量为______kg•m/s．（以上两空结果保留三位有效数字）‎ ‎（5）试说明（4）问中两结果不完全相等的主要原因是______．‎ 三、计算题（本题共44分）‎ ‎12．（10分）如图所示，一光滑水平面上有质量为m的光滑曲面体A，A右端与水平面平滑连接，一质量为m的小球C放在曲面体A的斜面上，距水平面的高度为h．小球C从静止开始滑下，然后与质量为‎2m球B发生正碰（碰撞时间极短，且无机械能损失）．求：‎ ‎1.小球C与曲面体A分离时，A、C速度大小；‎ ‎2.小球C与小球B发生碰撞后，小球C能否追上曲面体A。‎ ‎13.(10分) 如图所示，一小球从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径的光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度，水平距离，水平轨道AB长为，BC长为，小球与水平轨道间的动摩擦因数，重力加速度取。‎ ‎（1）若小球恰能通过圆形轨道的最高点，求小球在A点的初速度？‎ ‎（2）若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球在A点的初速度的范围是多少？‎ ‎14．(14分)如图所示，在竖直平面内有一倾角θ＝37°的传送带，两皮带轮AB轴心之间的距离L＝‎3.2 m，沿顺时针方向以v0＝‎2 m/s匀速运动．一质量m＝‎2 kg的物块P从传送带顶端无初速度释放，物块P与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5.物块P离开传送带后在C点沿切线方向无能量损失地进入半径为 m的光滑圆弧形轨道CDF，并沿轨道运动至最低点F，与位于圆弧轨道最低点的物块Q发生碰撞，碰撞时间极短，物块Q的质量M＝‎1 kg，物块P和Q均可视为质点，重力加速度：‎ g＝‎10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：‎ ‎(1)物块P从传送带离开时的动量；‎ ‎(2)传送带对物块P做功为多少；‎ ‎(3)物块P与物块Q碰撞后瞬间，物块P对圆弧轨道压力大小的取值范围．‎ 高二入学考试物理答案 1、 A　解析 匀速圆周运动的物体，所受合外力指向圆心，合外力为变力，据动量定理可得，合外力为变力时，任意相等时间内，物体动量变化不相等．自由落体运动的物体，只受重力，所受合外力为恒力，据动量定理可得，合外力为恒力时，任意相等时间内，物体动量变化相等．平抛运动的物体，只受重力，所受合外力为恒力，任意相等时间内，物体动量变化相等．匀减速直线运动的物体，所受合外力为恒力，任意相等时间内，物体动量变化相等．综上所述，任意相等时间内，物体动量变化不相等的是选项A.‎ 2、 D　解析 电流I1在I2处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，I2受到的安培力的方向水平向右，故选项A错误；电流I1与I2在b处产生的磁场方向相同，合磁场方向向下，所以磁感应强度不等于零，故选项B错误；两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反，大小相等的电流I1与I2时，d点的磁感应强度的方向是竖直向下，当两个电流的大小不相等时，d点的合磁场方向不是竖直向下，故选项C错误；电流I1的大小比电流I2大，则c点的磁感应强度可能等于零，a点的磁感应强度不可能等于零，故选项D正确 3、 D　解析 ‎ 当小球与弹簧接触后，小球与槽组成的系统在水平方向所受合外力不为零，系统在水平方向动量不守恒，故选项A错误；下滑过程中，两物体都有水平方向的位移，而相互作用力是垂直于球面的，故作用力方向和位移方向不垂直，故相互作用力均要做功，故选项B错误；全过程小球和槽、弹簧所组成的系统只有重力与弹力做功，系统机械能守恒，小球与弹簧接触过程系统在水平方向所受合外力不为零，系统水平方向动量不守恒，故选项C错误；小球在槽上下滑过程系统水平方向不受力，系统水平方向动量守恒，球与槽分离时两者动量大小相等，由于m＜M，根据动量守恒可知，小球的速度大小大于槽的速度大小，小球被弹簧反弹后的速度大小等于球与槽分离时的速度大小，小球被反弹后向左运动，由于球的速度大于槽的速度，球将追上槽并要向槽上滑，在整个过程中只有重力与弹力做功系统机械能守恒，由于球与槽组成的系统总动量水平向左，球滑上槽的最高点时小球与槽速度相等水平向左系统总动能不为零，由机械能守恒定律可知，小球上升的最大高度小于h，小球不能回到槽高h处，故选项D正确．‎ 1、 C 解析：对物块进行受力分析，物块受重力和水平向左的电场力，电场力，电场力与重力的合力与水平方向的夹角，运用动能定理研究从开始到落地过程，，可得，故C正确 2、 A　解析 A图中棒ab受重力、水平向右的安培力和斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力，故选项A正确；B图中棒ab受重力、垂直斜面向下的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项B错误；C图中棒ab受重力、竖直向下的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项C错误；D图中棒ab受重力、水平向左的安培力和斜面的支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故选项D错误．‎ 3、 B 1、 AC　解析 以A球碰前运动方向为正方向，则碰前A球速度vA＝ m/s＝‎2 m/s，碰前B球速度vB＝ m/s＝－‎3 m/s，碰后两球的共同速度v＝ m/s＝－‎1 m/s，根据动量守恒可得mvA＋mBvB＝(m＋mB)v，代入数据解得mB＝‎3 kg，选项A正确．根据动量定理可得，碰撞过程中A对B冲量等于B球动量的变化IAB＝ΔpB＝mBv－mBvB＝[3×(－1)－3×(－3)]kg·m/s＝‎6 kg·m/s，选项B错误．ΔpB＝‎6 kg·m/s，根据动量守恒，ΔpA＝－‎6 kg·m/s，选项C正确．碰撞过程中A、B两球组成的系统损失的动能Ek损＝mv＋mBv－(m＋mB)v2＝15 J，选项D错误．‎ 2、 ABD 3、 答案：AC 解析：A. 对小滑块受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，摩擦力一直沿斜面向上，故摩擦力一直做正功，故A正确；‎ B. 根据动能定理，第一阶段合力做的功等于动能的增加量，由于重力和摩擦力都做功，故第一阶段摩擦力对物体做的功不等于第一阶段物体动能的增加，故B错误；‎ C. 除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，由于支持力不做功，故物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体所做的功，故C正确；‎ D. 第一阶段摩擦力对物体所做的功一部分转化为物体的动量，另一部分转化为物体及传送带的内能；第二阶段，摩擦力所做的功全部转为化物体的机械能；故两个阶段摩擦力对物体所做的功并不等于物体机械能的减少量；故D错误；‎ 故选：AC.‎ ‎10、ACD　解析 设小球运动到最低点与物块B碰撞前的速度大小为v1，取小球运动到最低点时的重力势能为零，根据机械能守恒定律有mgh＝mv，解得v1＝，设碰撞后小球反弹的速度大小为v′1，同理有＝mv′，解得v′1＝，选项A正确．设碰撞后物块B的速度大小为v2，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有mv1＝－mv′1＋5mv2，解得v2＝，由动量定理可得，碰撞过程物块B受到的冲量为I＝5mv2＝m·，选项B错误．碰撞后当物块B与物块C速度相等时轻弹簧的弹性势能最大，据动量守恒定律有5mv2＝8mv3，据机械能守恒定律Epm＝×5mv－×8mv，解得Epm＝mgh，选项C正确．对物块B与物块C在弹簧回到原长时，物块C有最大速度，据动量守恒和机械能守恒可解得vC＝，选项D正确．‎ ‎11、（1）实验时要先接通电源，再释放小车，因此实验步骤：⑤先b，再a，接着与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体继续运动．‎ ‎（2）实验前要平衡摩擦力，在上述实验步骤中，还需完善的步骤是 ①，调节薄木片的位置，轻推小车能使之匀速下滑．‎ ‎（3）从分析纸带上打点情况看，BC段既表示小车做匀速运动，又表示小车有较大速度，因此BC段能较准确地描述小车A在碰前的运动情况，应选BC段来计算A碰前速度．从CD段打点情况看，小车的运动情况还没稳定，而在DE段内小车运动稳定，故应选DE段来计算A和B碰后的共同速度．‎ ‎（4）打点计时器打点时间间隔为0.02s，小车A在碰前的速度：v0=‎ BC t ‎=‎ ‎0.1050‎ ‎0.02×5‎ ‎=‎1.050m/s，‎ 小车A在碰前的动量：P0=mAV0=‎0.40kg×‎1.050m/s=0. 420kgm/s，‎ 碰后A、B的共同速度：V共=‎ DE t ‎=‎ ‎0.0695‎ ‎0.02×5‎ ‎=‎0.695m/s，‎ 碰后A、B的总动量：P=（mA+mB）V共=（‎0.2kg+‎0.4kg）×‎0.695m/s=0.417kgm/s．‎ ‎（5）实验过程中，由于纸带与打点计时器间存在摩擦、小车受到空气阻力等阻力，小车受到的合外力不为零，使动量不守恒．‎ 故答案为：（1）⑥b；a；（2）①，调节薄木片的位置，轻推小车能使之匀速下滑；（3）BC；DE；（4）0.420；0.417；（5）纸带处的摩擦、空气阻力等造成动量不守 ‎12、解析 (1) .C从曲面体滑下能量守恒，水平方向动量守恒：‎ 设小球C与劈A分离时速度大小为v0，此时劈A速度大小为vA，小球C运动到劈A最低点的过程中，规定向右为正方向，系统水平方向动量守恒，机械能守恒，在水平方向，由动量守恒定律得：，‎ 由机械能守恒定律得：‎ 解得：‎ A的速度向左 ‎(2).C,B发生弹性正碰,能量守恒，动量守恒:;‎ ‎;‎ 解得： 所以追不上 ‎13、解析:(1)设小球恰能通过圆形轨道最高点的速度为，由牛顿第二定律得：‎ ‎……①‎ 由B到最高点由机械能守恒定律得：……..②‎ 由A到B有……..③‎ 联立①②③式解得A点的速度 ‎（2）若小球刚好停在C处，则有 解得A点的速度为 若小球停在BC段，‎ 若小球能通过C点，并恰好越过壕沟，则有…….④‎ ‎……⑤‎ 联立④⑤‎ 所以初速度的范围和 ‎14、解析 (1)（6分）物块在未到达与传送带共速之前，所受摩擦力方向沿传送带向下，由牛顿第二定律得mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1，解得a1＝‎10 m/s2，所需时间t1＝＝0.2 s，沿斜面向下运动的位移x1＝t1＝‎0.2 m.‎ 当物块P的速度与传送带共速后，由于mgsin θ>μmgcos θ，所以物块P所受摩擦力方向沿传送带向上，由牛顿第二定律得mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，解得a2＝‎2 m/s2，物块P以加速度a2运动的距离为x2＝L－x1＝‎3 m．设物块P运动到传送带底端的速度为v1，由运动学公式得v＝v＋‎2a2x2，解得v1＝‎4 m/s，则动量为p＝mv1＝‎8 kg·m/s，方向与水平方向成37°斜向右下．‎ ‎(2)（2分）物块从顶端到底端，根据动能定理W＋mgLsin 37°＝mv，可知传送带对物块做功为W＝－22.4 J.‎ ‎(3)（6分）设物块P运动到F点的速度为v2，由动能定理得mv－mv＝mgr(1＋cos 37°)，解得v2＝‎6 m/s.若物块P与物块Q发生完全弹性碰撞，并设物块P碰撞后的速度为v3，物块Q碰撞后的速度为v4，则两物块的碰撞过程动量守恒，碰撞前后动能之和不变，mv2＝mv3＋Mv4，根据能量守恒mv＝mv＋Mv，解得v3＝‎2 m/s，若物块P与物块Q发生完全非弹性碰撞则mv2＝(m＋M)v3，解得v3＝‎4 m/s，所以物块P的速度范围为‎2 m/s≤v3≤‎4 m/s.在F点由牛顿第二定律得FN－mg＝m，解得34.4 N≤FN≤77.6 N，‎