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文档介绍
湖南省长沙县第九中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题 理(含解析)
湖南省长沙县第九中学2020学年高二(理科班)下学期第一次月考物理试题 一、单选题(本大题共20小题,共60.0分) 1.下列说法正确的是( ) A. 物体的动量发生变化,则物体的动能一定变化 B. 物体的动能发生变化,则物体的动量一定变化 C. 合外力对系统做功为零,则系统的动量一定守恒 D. 系统所受合外力为零, 则系统的动量不一定守恒 【答案】B 【解析】 【分析】 动量是矢量,动能是标量.系统所受合外力为零,则系统的动量一定守恒. 【详解】A.动量是矢量,动量发生变化可以是大小不变,方向变化,此时物体的动能不变,A错误; B.动能发生变化说明物体速度的大小发生变化,动量一定改变,B正确; C. 合外力对系统做功为零,则系统的动能一定不变,但速度方向可能改变,动量可能改变,C错误; D.系统所受合外力为零,动量一定守恒,D错误。 【点睛】解决本题的关键要明确动量与动能的区别,掌握动量守恒的条件:系统所受合外力为零.可借助于动量定理来理解. 2.关于冲量的概念,以下说法正确的是( ) A. 作用在两个物体上的合外力大小不同,但两个物体所受的冲量大小可能相同 B. 作用在物体上的力的作用时间很短,物体所受的冲量一定很小 C. 作用在物体上的力很大,物体所受的冲量一定也很大 D. 只要力的作用时间和力的大小的乘积相同,物体所受的冲量一定相同 【答案】A 【解析】 【分析】 冲量的概念、公式I=Ft,冲量都是矢量,冲量的方向由力的方向决定. 【详解】A、由冲量公式I=Ft,作用在两个物体上力大小不同,时间不等,但两个物体所受的冲量可能相同,可知A正确. B、C、由冲量公式I=Ft,可知作用在物体上的力很大,若时间极短,物体所受的冲量可能很小,不一定很大,故B错误,C错误. D、由冲量公式I=Ft可知冲量是矢量,冲量的方向由力的方向决定;故D错误. 故选A. 【点睛】本题考查对冲量概念、公式的理解,抓住矢量性,从定义理解记忆. 3.一个气球悬浮在空中,当气球下面吊梯上站着的人沿着梯子加速上爬时,下列说法正确的是( ) A. 气球匀速下降 B. 气球匀速上升 C. 气球加速上升 D. 气球加速下降 【答案】D 【解析】 人和气球组成的系统了动量守恒,系统开始总动量为零,故当人开始上爬时,即,符号表示和人速度方向相反,即向下运动,人的速度增大,则气球的速度也增大,故气球加速下降,D正确。 4. 两球相向运动,发生正碰,碰撞后两球均静止,于是可以断定,在碰撞以前 ( ) A. 两球的质量相等 B. 两球的速度大小相同 C. 两球的质量与速度的乘积之和的大小相等 D. 以上都不能断定 【答案】C 【解析】 试题分析:两球碰撞后总动量守恒,则p1+p2=0,故选项C正确. 考点:动量守恒定律的应用 点评:碰撞时动量守恒的典型模型,另外还有爆炸和反冲问题都属于动量守恒,都是瞬间,内力远大于外力的实例,动量守恒的应用注意初末状态的选取,相互作用之前属于初态,之后属于末态。这是易错点应着重讲解。 5.如图所示,轻弹簧一端固定在墙上,另一端连一挡板,挡板的质量为m,一物体沿光滑水平面以一定的速度撞向挡板,物体质量为 M,物体与挡板相接触的一面都装有尼龙搭扣,使得它们相撞后立即粘连在一起,若碰撞时间极短(即极短时间内完成粘连过程),则对物体 M、挡板 m 和弹簧组成的系统,下面说法中正确的是( ) A. 在M与m相撞瞬间,系统的动量守恒而机械能不守恒 B. 从M与m粘连后到弹簧被压缩到最短的过程中,系统的动量不守恒而机械能守恒 C. 从M与m刚开始接触到弹簧恢复原长的过程中,系统的动量守恒而机械能不守恒 D. 从M与m刚开始接触到弹簧恢复原长的过程中,系统的动量不守恒而机械守恒 【答案】AB 【解析】 【详解】A:M与m相撞瞬间,由于相撞的时间极短,内力远大于外力,系统动量守恒;M与m相撞,是完全非弹性碰撞,有能量损失,系统机械能不守恒。故A项正确。 B:从M与m粘连后到弹簧被压缩到最短的过程中,由于墙壁对系统有外力作用,系统动量不守恒;由于此过程中只有弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒。故B项正确。 CD:从M与m刚开始接触到弹簧恢复原长的过程中,墙壁对系统有作用力,系统动量不守恒;由于碰撞过程有能量损失,系统机械能不守恒。故CD两项错误。 6.如图所示,把一块不带电的锌板连接在验电器上.当用紫外线照射锌板时,发现验电器指针偏转一定角度,则 A. 锌板带正电,验电器带负电 B. 从锌板逸出电子的动能都相等 C. 撤去光源,将毛皮摩擦过的橡胶棒与锌板接触,发现验电器指针偏角不变 D. 撤去光源,将毛皮摩擦过的橡胶棒与锌板接触,发现验电器指针偏角会变小 【答案】D 【解析】 【详解】用紫外线照射锌板,锌板失去电子带正电,验电器与锌板相连,则验电器的金属球和金属指针带正电,故A错误;从锌板逸出电子的动能不一定都相等,选项B错误;用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,则撤去光源,将毛皮摩擦过的橡胶棒与带正电的锌板接触时,验电器指针偏角会变小,选项C错误,D正确;故选D. 7.下列说法中正确的是( ) A. 概率波和机械波的本质是一样的,都能发生干涉和衍射现象 B. 普朗克常量h用国际单位制的基本单位表示是 C. 只要入射光强度足够大,就能发生光电效应,但单位时间内逸出的光电子数目不变 D. 光的干涉现象中,干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方 【答案】D 【解析】 【详解】概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象,但其本质是不一样的,故A错误;普朗克常量的单位为kg•m2/s2,故B错误; 光电效应与入射光强度无关,只与频率有关。故C错误; 根据波粒二象性可知,干涉条纹亮的地方就是光子到达概率大的地方,故D正确; 8.甲、乙两球在光滑的水平面上,沿同一直线向同一方向运动,甲球的动量是6kg•m/s,乙球的动量是8kg•m/s,当甲球追上乙球并发生碰撞后,乙球的动量变为10kg•m/s,甲乙两球质量之比的关系可能是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】B、D、由题,碰撞后,两球的动量方向都与原来方向相同,A的动量不可能沿原方向增大.故碰后它们动量的变化分别为△pA<0,故B、D错误。A、根据碰撞过程动量守恒定律,如果△pA=-3kg•m/s、△pB=3kg•m/s,所以碰后两球的动量分别为p′A=9kg•m/s、p′B=16kg•m/s,根据碰撞过程总动能不增加,故A正确。C、根据碰撞过程动量守恒定律,如果△pA=-24kg•m/s、△pB=24kg•m/s,所以碰后两球的动量分别为p′A=-12kg•m/s、p′B=37kg•m/s,可以看出,碰撞后A的动能不变,而B的动能增大,违反了能量守恒定律.故C错误.故选A. 【点睛】对于碰撞过程要遵守三大规律:1、是动量守恒定律;2、总动能不增加;3、符合物体的实际运动情况 9.用频率为v的单色光照射阴极K时,能发生光电效应,改变光电管两端的电压,测得电流随电压变化的图象如图所示,U0为遏止电压.已知电子的带电荷量为e,普朗克常量为h,则阴极K的极限频率为( ) A. B. C. D. v 【答案】B 【解析】 【分析】 本题直接利用爱因斯坦的光电效应方程即可求出答案。 【详解】根据光电效应方程,,得出,B正确。 【点睛】光电效应的题目是比较容易入手的,直接套用公式即可。 10.用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19 J。已知普朗克常量为6.6310-34 J·s,真空中的光速为3.00108 m·s-1,能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为 A. 11014 Hz B. 81014 Hz C. 21015 Hz D. 81015 Hz 【答案】B 【解析】 试题分析:知道光电效应方程;知道逸出功并结合两个公式求解。 由光电效应方程式得: 得: 刚好发生光电效应的临界频率为 则 代入数据可得: ,故B正确; 故选B 点睛:本题比较简单,知道光电效应方程并利用方程求解即可。 11.机场赶鸟队责任重大,飞机起降,如果撞上飞行中的鸟,轻则毁坏机身,重则酿成安全事故。因此,机场鸟击防范工作,不容有任何疏忽。假设某超音速客机以8km/s高速运行时,迎面撞上一只速度为10m/s、质量为5kg的大鸟,碰撞时间为1.0×10-5s,则碰撞过程中的平均作用力约为( ) A. N B. N C. N D. N 【答案】C 【解析】 【详解】某超音速客机以v=8km/s=8000m/s;飞鸟在极短时间内加速,以飞机运动方向为正方向,根据动量定理,有:F•△t=m•△v,解得≈4×109N。故C正确、ABD错误。 12.解放军鱼雷快艇在南海海域附近执行任务,假设鱼雷快艇的总质量为M,以速度v前进,现沿快艇前进方向发射一颗质量为m的鱼雷后,快艇速度减为原来的(方向不变),不计水的阻力,则鱼雷的发射速度为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】不计水的阻力,鱼雷快艇发射鱼雷的过程动量守恒,则,解得:鱼雷的发射速度。故A项正确,BCD三项错误。 13.如图所示,一轻质弹簧,两端连着物体A和B放在光滑水平面上,如果物体A被水平速度为v0的子弹射中并嵌在物体A中,已知物体A的质量为物体B的质量的,子弹的质量是物体B质量的.弹簧被压缩到最短时物体B的速度为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 对子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统,A、B速度相等时弹簧被压缩到最短。 设B的质量为m,根据动量守恒定律可得: 由此解得:,故选项B正确,选项ACD错误。 点睛:本题考查了动量守恒综合问题,解答这类问题的关键是弄清运动过程,正确选择状态,然后根据动量守恒列方程求解。 14.将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略) A. 30 B. 5.7×102 C. 6.0×102 D. 6.3×102 【答案】A 【解析】 开始总动量为零,规定气体喷出的方向为正方向,根据动量守恒定律得,0=m1v1+p,解得火箭的动量,负号表示方向,故A正确,BCD错误; 【点睛】解决本题的关键掌握动量守恒定律的条件,以及知道在运用动量守恒定律时,速度必须相对于地面为参考系。 15.一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为 。(填选项前的字母) A. v0-v2 B. v0+v2 C. D. 【答案】D 【解析】 试题分析:系统分离前后,动量守恒:,解得: ,故A、B、C错误;D正确。 考点:本题考查动量守恒定律 16.一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,达到最高点时速度大小为v,方向水平.炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块恰好做自由落体运动,质量为,则爆炸后另一块瞬时速度大小为( ) A. v B. C. D. 0 【答案】C 【解析】 爆炸过程系统动量守恒,爆炸前动量为mv,设爆炸后另一块瞬时速度大小为v′,取炮弹到最高点未爆炸前的速度方向为正方向,爆炸过程动量守恒,则有:mv=m•v′,解得:v′=v; 故选C. 点睛:对于爆炸、碰撞等过程,系统所受的外力不为零,但内力远大于外力,系统的动量近似守恒,这类问题往往运用动量守恒和能量守恒两大守恒定律结合进行求解. 17.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是( ) A. B. C. . D. 【答案】A 【解析】 黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量,温度越高,辐射越强越大,故B、D错误。黑体辐射的波长分布情况也随温度而变,如温度较低时,主要以不可见的红外光进行辐射,在500℃以至更高的温度时,则顺次发射可见光以至紫外辐射。即温度越高,辐射的电磁波的波长越短,故C错误,A正确。故选A。 点睛:要理解黑体辐射的规律:温度越高,辐射越强越大,温度越高,辐射的电磁波的波长越短。 18.三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1>λ2>λ3).分别用这三束光照射同一种金属.已知用光束2照射时,恰能产生光电子.下列说法正确的是( ) A. 用光束1照射时,能产生光电子 B. 用光束3照射时,不能产生光电子 C. 用光束2照射时,光越强,产生的光电子的最大初动能越大 D. 用光束2照射时,光越强,单位时间内产生的光电子数目越多 【答案】D 【解析】 AB、依据波长与频率的关系: ,因λ1>λ2>λ3,那么γ1<γ2<γ3;由于用光束2照射时,恰能产生光电子,因此用光束1照射时,不能产生光电子,而光束3照射时,一定能产生光电子,故A正确,B错误; CD、用光束2照射时,光越强,单位时间内产生的光电子数目越多,而由光电效应方程:Ekm=hγ﹣W,可知,光电子的最大初动能与光的强弱无关,故C正确,D错误; 故选:AC. 点睛:根据波长与频率关系,结合光电效应发生条件:入射光的频率大于或等于极限频率,及依据光电效应方程,即可求解. 19.如图所示,静止在光滑水平面上的木板,右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连,木板质量.。质量的铁块以水平速度 ,从木板的左端沿板面向右滑行,压缩弹簧后又被弹回,最后恰好停在木板的左端。在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为 A. 3J B. 6J C. 20J D. 4J 【答案】A 【解析】 试题分析:铁块从木板的左端沿板面向右滑行,当铁块与木板的速度相同时,弹簧压缩最短,其弹性势能最大.根据能量守恒列出此过程的方程.从两者速度相同到铁块运动到木板的左端过程时,两者速度再次相同,根据能量守恒定律再列出整个过程的方程.根据系统动量守恒可知,两次速度相同时,铁块与木板的共同速度相同,根据动量守恒定律求出共同速度,联立求解弹簧具有的最大弹性势能. 设铁块与木板速度相同时,共同速度大小为v,铁块相对木板向右运动时,滑行的最大路程为L,摩擦力大小为f.根据能量守恒定律得:铁块相对于木板向右运动过程:,,铁块相对于木板运动的整个过程:,,又根据系统动量守恒可知,,解得EP=3J,A正确. 20.如图所示,物体A、B的质量分别为m、2m,物体B置于水平面上,B物体上部半圆型槽的半径为R,将物体A从圆槽的右侧最顶端由静止释放,一切摩擦均不计。则下列选项正确的是 A. A不能到达B圆槽的左侧最高点 B. A运动到圆槽的最低点速度为 C. B向右匀速运动 D. B向右运动的最大位移大小为 【答案】D 【解析】 【分析】 物体A和B组成的系统在水平方向上动量守恒,当A到达左侧的最高点时,水平方向上的速度相等,竖直方向上的速度为零,根据动量守恒定律和能量守恒定律求出A上升的最大高度以及到达最低点的速度.当A运动到左侧最高点时,B向右的位移最大,根据动量守恒定律求出最大位移的大小. 【详解】设A到达左侧最高点的速度为v,根据动量守恒定律知,由于初动量为零,则末总动量为零,即v=0,根据能量守恒定律知,A能到达B圆槽左侧的最高点。故A错误。设A到达最低点时的速度为v,根据动量守恒定律得:0=mv-2mv′,解得:v′=,根据能量守恒定律得:mgR=mv2+•2m()2,解得:.故B错误。因为A和B组成的系统在水平方向上动量守恒,当A在水平方向上的速度向左时,B的速度向右,当A在水平方向上的速度向右时,则B的速度向左。故C错误。因为A和B组成的系统在水平方向上动量守恒,当A运动到左侧最高点时,B向右运动的位移最大,设B向右的最大位移为x,根据动量守恒定律得:m(2R-x)=2mx,解得:x=R.故D正确。故选D。 【点睛】本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合,知道A、B组成的系统在水平方向上动量守恒,当A到达左侧的最高点时,B向右的位移最大. 二、实验题探究题(本大题共2小题,共10.0分) 21.某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能,将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定,右端与一个小球生接触但不栓接调整左端位置并固定,使弹簧处于原长时,小球恰好位于桌子边缘O点向左推小球至C点后由静止释放,小球离开桌面后落到水平地面的P点,测得OP距离为X。 另一同学也利用这套实验装置维续验证碰撞时动量是否守恒,如图乙所示他在桌子边缘放置另一半径相同、质量为m2的小球B,仍然将质量为m1 的小球A推至C点后由静止释放,A球与B球碰后分别落在水平地面上的M点和N点,测得M和N点到桌子边缘的水平距离分别为X1、X2 (1)此实验应注意的几个细节,正确的是:______; A.平台要求尽可能的光滑和水平 B.实验中要多次改变CO间距离重复试验,以减小实验误差 C.为了保证入射球碰撞后不反弹,则要求入射球质量更大 D.此实验还需要测量两球心距水平地面的高度h E.实验中两小球应该等体积且密度越小越好 (2)若两球碰撞前后的动量守恒,则应该满足表达式______; (3)若还满足表达式m1•x2=m1•x+m2•x,则实验中两小球的碰撞为______碰撞; 【答案】 (1). AC (2). m1x=m1x1+m2x2 (3). 弹性 【解析】 【详解】(1)平台要求尽可能的光滑和水平,以减小摩擦阻力的影响,故A正确;实验中不能改变CO间距,以保住小球A碰撞前初速度不变,故B错误;为了保证入射球碰撞后不反弹,则要求入射球质量更大,故C正确;两球碰撞后均做平抛运动,平抛的初速度为,竖直高度相同,则下落时间相等,故只需要测量平抛的水平位移而不需要测量竖直高度,故D错误;实验中两小球应该等体积且密度越大越好,以减小阻力的影响,故E错误;故选AC。 (2)两球碰撞后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等, 碰撞过程动量守恒,则有:m1v=m1v1+m2v2 x=vt,x1=v1t,x2=v2t 应该满足表达式为:m1x=m1x1+m2x2。 (3)若还满足表达式m1•x2=m1•x12+m2•x22,即 ,所以系统机械能守恒。则实验中两小球的碰撞为弹性. 22.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(估计重一吨左右)。一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量,他进行了如下操作:他将船平行码头自由停泊,在岸上记下船尾的位置,然后轻轻从船尾上船走到船头后下船,用卷尺测出哪几个距离,他还需知道自身的质量m,才能测出渔船的质量M。 请你回答下列问题: ①该同学是根据______定律来估测小船质量的; ②该同学测出的数据有:船长L和船后退距离d,则所测渔船的质量表达式为______。 【答案】 (1). 动量守恒 (2). M= 【解析】 【详解】①由题意可知,小船和人在相互作用过程中所受的外力之和为零,故系统动量守恒,该同学是根据动量守恒定律来估测小船质量的; ②取船的速度方向为正,根据动量守恒定律得: Mv-mv′=0 即有: 得: 三、计算题(本大题共3小题,共30.0分) 23.如图所示,质量为m=245g的物块(可视为质点)放在质量为M=0.5kg的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4,质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短),子弹射入后,g取10m/s2,求: (1)子弹和物块一起滑行的最大速度v1; (2)木板向右滑行的最大速度v2; (3)物块在木板上滑行的时间t和内能E. 【答案】(1)6m/s(2)2m/s(3)3J 【解析】 (1)子弹进入物块后与物块一起向右滑行,物块的初速度即为物块的最大速度。 由动量守恒定律得 解得 (2)当子弹、物块和木板三者速度相同时,木板的速度最大, 由动量守恒定律得 解得 (3)对物块和子弹组成的整体,由动量定理得 解得 对物块和子弹整体以及木板组成的系统,由能量定恒得 解得 点睛:此题关键是要搞清物理过程,正确选择研究系统,根据系统动量守恒和动能定理以及能量守恒定律可以使问题更简捷,同理掌握运动常规也可以求解. 24.一质量M=0. 8kg的小物块,用长l = 0. 8m的细绳悬挂在天花板上,处于静止状态。一质量m=0. 2kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向物块,并与物块粘在一起, 小球与物块相互作用时间极短可以忽略。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求: (1)小球粘在物块上的瞬间,小球和物块共同速度的大小; (2)小球和物块摆动过程中,细绳拉力的最大值; (3)小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度。 【答案】(1) (2)F=15N (3)h=0.2m 【解析】 (1)因为小球与物块相互作用时间极短,所以小球和物块组成的系统动量守恒。 得: (2)小球和物块将以 开始运动时,轻绳受到的拉力最大,设最大拉力为F, 得: (3)小球和物块将以为初速度向右摆动,摆动过程中只有重力做功,所以机械能守恒,设它们所能达到的最大高度为h,根据机械能守恒: 解得: 综上所述本题答案是: (1) (2)F=15N (3)h=0.2m 点睛: (1)小球粘在物块上,动量守恒。由动量守恒,得小球和物块共同速度的大小。 (2)对小球和物块合力提供向心力,可求得轻绳受到的拉力 (3)小球和物块上摆机械能守恒。由机械能守恒可得小球和物块能达到的最大高度。 25.质量分别为300 g和200 g的两个物体在无摩擦的水平面上相向运动,速度分别为50 cm/s和100 cm/s. (1)如果两物体碰撞并粘合在一起,求它们共同的速度大小; (2)求碰撞后损失的动能; (3)如果碰撞是弹性碰撞,求两物体碰撞后的速度大小. 【答案】(1) -0.1 m/s,负号表示方向与v1的方向相反 (2) 0.135 J (3) v1′=-0.7 m/s,v2′=0.8 m/s 【解析】 (1)令, 设两物体碰撞后粘合在一起的共同速度为v, 由动量守恒定律得, 代入数据解得v=-0.1m/s,负号表示方向与v1的方向相反. (2)碰撞后两物体损失的动能为, 解得; (3)如果碰撞是弹性碰撞,设碰后两物体的速度分别为v1′、v2′, 由动量守恒定律得, 由机械能守恒定律得, 代入数据得. 【点睛】两物体碰撞时动量守恒,结合动量守恒定律求出碰撞后的末速度,结合能量守恒求出碰撞后损失的动能。若为弹性碰撞,则动量守恒,机械能守恒,结合动量守恒定律和机械能守恒定律求出碰后的速度大小.查看更多