2017-2018学年河南省周口中英文学校高二下学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年河南省周口中英文学校高二下学期期中考试物理试题 解析版

周口中英文学校2017-2018学年下期高二期中考试 物理试题 一、选择题： ‎ ‎1. 以下关于热运动的说法正确的是（ ）‎ A. 水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B. 水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C. 水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 D. 水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 ‎【答案】D ‎【解析】A、分子的热运动是内部分子的运动，只与温度有关，与水流速度无关，故A错误；‎ B、水凝结成冰后，水分子仍然在进行无规则运动，故B错误；‎ C、水的温度升高，分子的平均动能增大，但是并不是每个分子的运动速率都增大，可能有些分子运动速率减小，故C错误；‎ D、分子热运动与温度有关，水的温度越高，水分子的热运动越剧烈，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】明确分子热运动的性质，知道分子热运动与宏观运动无关，是物体内部分子的无规则运动，其剧烈程度与温度有关，但要注意温度很低时分子热运动仍在继续，同时温度升高时并不是所有分子的速率都增大。‎ ‎2. 下列说法中正确的是（ ）‎ A. 分子之间的距离减小，分子势能一定增大 B. 物体温度升高了，说明物体一定从外界吸收了热量 C. 一定质量的0℃的水变成0℃的冰，其内能一定减少 D. 物体从外界吸收热量的同时，外界对物体做功，物体的温度一定升高 ‎【答案】C ‎【解析】A、分子间距离增大时分子势能不一定变大，当分子之间的距离小于r0时，分子间距离增大时分子势能减小，故A错误；‎ B、物体温度升高了，说明物体可能从外界吸热或外界对物体做了功，故B错误；‎ C、一定质量的0℃的水变成0℃的冰的过程中要放出热量，其内能一定减少，故C正确；‎ D、物体从外界吸收热量的同时，外界对物体做功，则内能一定增大，但内能取决于温度和体积，故温度不一定升高，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】分子间距离增大时分子势能不一定变大，一定质量的理想气体在等温压缩时一定放热；温度是分子平均动能的标志；悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显。‎ ‎3. 带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态a；然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，如V﹣T图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb和Pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则（ 　）‎ A. pb＞pc，Qab＞Qac B. pb＜pc，Qab＞Qac C. pb＜pc，Qab＜Qac D. pb＞pc，Qab＜Qac ‎【答案】B ‎【解析】根据理想气体状态方程，整理可得：，所以斜率越大，压强越小，即b点的压强小于c点；‎ 由热力学第一定律，经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，所以△U相等，又因经过过程ab到达状态b，体积增大，对外做功，W为负值，而经过过程ac到状态c，体积不变，对外不做功，W为零，所以第一个过程吸收的热量多，故B正确，A、C、D错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】根据理想气体状态方程，整理后可得V-T图象，判断斜率的意义，得到压强的变化，再根据热力学第一定律判断做功和吸热。‎ ‎4. 下列说法中正确的（ ）‎ A. 第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律 B. 一定质量的理想气体的内能随着温度升高一定增大 C. 当分子间距r>r0时，分子间的引力随着分子间距的增大而增大，分子间的斥力随着分子间距的增大而减小，所以分子力表现为引力 D. 大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的绝对湿度较大 ‎【答案】B ‎【解析】A、第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律，而第二类永动机研制失败的原因并不是违背了能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，故A错误；‎ B、一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，故B正确；‎ C、当分子间距r>r0时，分子间的引力和斥力都随着分子间距的增大而减小，而且斥力减小更快，所以分子力表现为引力，故C错误；‎ D、相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故大雾天气学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】定质量的理想气体的内能只与温度有关．第二类永动机失败的原因是违背了热力学第二定律；根据分子斥力和引力都随分子间距增大而减小，斥力减小更快，来分析分子力的性质；在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿。‎ ‎5. 质量为0. 1 kg的小球以8m/s的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上，而后以6 m/s的速度被反向弹回。设撞击的时间为0. 01 s，并取撞击前小球速度的方向为正方向，则小球受到的平均作用力为(　 　)‎ A. -140 N B. 140 N C. 20N D. -20 N ‎【答案】A ‎【解析】设撞击前小球速度的方向为正方向，则由动量定理可知：，解得，由牛顿第三定律可得小球受到的平均作用力为−140N，故A正确，B、C、D错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】小球与钢板撞击过程中，根据动量定理，可以求出小球所受的平均作用力；再由牛顿第三定律可求得钢板受到的平均作用力；‎ ‎6. 将一个质量为4 kg的木板置于光滑水平面上，另一质量为1 kg 的物块放在木板上。已知物块和木板间有摩擦，而木板足够长，若两者都以大小为4 m/s的初速度向相反方向运动，则当木板的速度为2. 5 m/s时，物块正在( 　　)‎ A. 水平向右做匀加速运动 B. 水平向左做匀加速运动 C. 水平方向做匀速运动 D. 处于静止状态 ‎【答案】A ‎【解析】开始阶段，物块m向左减速，长木板M向右减速，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，根据动量守恒定律得：(M−m)v=Mv1代入解得：v1=3m/s，此后m将向右加速，M继续向右减速；当两者速度达到相同时，设共同速度为v2，由动量守恒定律得：(M−m)v=(M+m)v2，代入解得：v2=2.4m/s，两者相对静止后，一起向右匀速直线运动，由此可知当M的速度为2.5m/s时，m处于向右加速过程中，故A正确，BCD错误；‎ 故选A。‎ ‎7. 如图，质量为M的斜面小车静止在水平面上，质量为m的物块从斜面上端由静止释放，不计一切摩擦，物块从斜面底端滑出时，物块与斜面小车的速度大小关系是(　　)‎ A. v1∶v2＞M∶m B. v1∶v2＝m∶M C. v1∶v2＝M∶m D. v1∶v2＜M∶m ‎【答案】A ‎【解析】规定向左为正方向，物块滑离小车时，设物块水平分速度为，物块和小车在水平方向上动量守恒，有：，解得，因为，则物块滑离小车时小车的速度，即，故A正确，BCD错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】物体和斜面小车组成的系统在水平方向上动量守恒，根据动量守恒得出物体水平分速度与小车速度的关系，结合物体水平分速度与物体的速度关系得出物体与斜面小车的速度大小之比。‎ ‎8. 如图，质量为M的密闭汽缸置于光滑水平面上，缸内有一隔板P，隔板右边是真空，隔板左边是质量为m的高压气体，若将隔板突然抽去后，则汽缸 (　　)‎ A. 保持静止不动 B. 先向左移动，后向右移动回到原来位置 C. 最终向左做匀速直线运动 D. 向左移动一定距离后恢复静止 ‎【答案】D ‎【解析】突然撤去隔板，气体向右运动，汽缸做反冲运动；当气体充满整个汽缸时，它们之间的作用结束；由动量守恒定律可知，开始时系统的总动量为零，结束时总动量为零，汽缸和气体都将停止运动，故D正确，A、B、C错误；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】气体和汽缸整体在水平方向不受外力，系统总动量守恒； 撤去隔板瞬间，气体对汽缸左边有压力，气体向右扩散，汽缸向左加速，气体和汽缸无相对运动后，整体重新静止。‎ ‎9. 对于质量一定的物体，下列叙述中正确的是(　　)‎ A. 物体的动量发生变化，其动能不一定变化 B. 物体的动量发生变化，其动能必定变化 C. 物体的动能变化，其动量必定变化 D. 物体的动能发生变化，其动量不一定变化 ‎【答案】AC ‎【解析】AB、物体的动量发生变化，知速度可能方向改变、可能是大小改变，所以动能不一定变化，故B错误，A正确；‎ CD、物体的动能变化，速度大小一定变化，则动量一定变化,故C正确，D错误；‎ 故选AC。‎ ‎10. 在光滑的水平面上有质量相等的A、B两球，其动量分别为10 kg·m/s与2 kg·m/s，方向均向东，且定向东为正方向，A球在B球后，A球若追上B球发生正碰，则相碰以后，A、B两球的动量可能分别为(　　 )‎ A. 6 kg·m/s，6 kg·m/s B. -4 kg·m/s，16 kg·m/s C. 3 kg·m/s，9 kg·m/s D. 6 kg·m/s，12 kg·m/s ‎【答案】AC ‎【解析】由题意A、 B两球动量分别为与，且A球能追上B球并发生碰撞可知，A球的初速度大于B球，碰撞前的总动量为，设两个小球的质量均为m，则碰撞前总动能为：；‎ A、总动量满足守恒，碰撞后总动能为，可见碰撞过程总动能减小，是可能的，故A正确；‎ B、碰撞后的总动量为，符合动量守恒，碰撞后总动能为，碰撞过程动能出现增大，不符合能量守恒定律，故B错误；‎ C、碰撞后的总动量为，满足动量守恒定律，碰撞后总动能为，总动能不增加，是可能的，故C正确；‎ D、碰撞后的总动量为，不满足动量守恒定律，故D错误；‎ 故选AC。‎ ‎【点睛】光滑的水平面上运动的小球，不受摩擦力作用，重力和支持力是一对平衡力，故物体碰撞时满足动量守恒定律；碰撞过程，系统的总动能不增加；满足动量守恒定律的同时不能违背物体的运动规律，即A球追上B球并发生碰撞，则碰撞后A球在同方向上的运动速度不可能大于B球，即A球不能穿过B球运动；根据以上三个规律进行判断。‎ ‎11. 如图，质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上。其中弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接，弹簧与挡板的质量均不计;滑块M以初速度v0向右运动，它与挡板P碰撞(不粘连)后开始压缩弹簧，最后，滑块N以速度v0向右运动。在此过程中(　 　)‎ A. M的速度等于0时，弹簧的弹性势能最大 B. M与N具有相同的速度时，两滑块动能之和最小 C. M的速度为v0 /2时，弹簧的长度最短 D. M的速度为v0 /2时，弹簧的长度最长 ‎【答案】BC AB、两小球和弹簧的机械能守恒，当弹性势能最大时，两滑块动能之和最小，所以当M与N速度相等时，弹簧被压缩到最短，弹簧弹性势能最大，此时两滑块动能之和最小，故A错误，B正确；‎ 故选BC。‎ ‎【点睛】两滑块碰撞的过程中动量守恒，M与P碰撞压缩弹簧时，M做减速运动，N做加速运动，开始时M的速度大于N的速度，当M与N速度相等时，弹簧被压缩到最短，此时弹簧弹性势能最大，根据机械能守恒定律可知此时滑块动能之和最小。‎ ‎12. 如图所示，一块足够长的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右放有序号是1、2、3、……、n的木块，所有木块的质量均为m，与木块间的动摩擦因数都相同.开始时，木板静止不动，第1、2、3、……、n号木块的初速度分别为v0、2v0、3v0、……、nv0，v0方向向右，木板的质量与所有木块的总质量相等，最终所有木块与木板以共同速度匀速运动，则 （　 　）‎ A. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为 B. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为 C. 若n=9，则第8号木块在整个运动过程中的最小速度为 D. 若n=9，则第8号木块在整个运动过程中的最小速度为 ‎【答案】BC ‎【解析】AB、木块与木板组成的系统动量守恒，以木块的初速度方向为正方向，对系统，由动量守恒定律得：，解得，故B正确，A错误；‎ CD、第8号木块与木板相对静止时，它在整个运动过程中的速度最小，设此时它在整个运动过程中的速度最小，第9号木块的速度为v，对系统，由动量守恒定律：，对第8号木块，由动量定理得：，对第9号木块，由动量定理得：，解得，故C正确，D错误；‎ 故选BC。‎ ‎【点睛】木块与木板组成的系统，所受合外力为零，系统的动量守恒，根据动量守恒定律求出最终的共同速度；对系统应用动量守恒定律，对最后两个木块应用动量定理可以求出第8个木块的最小速度。‎ 二、填空题 ‎13. 如图所示，质量为M、半径为R的光滑圆环静止在光滑的水平面上，有一质量为m的小滑块从与O等高处开始无初速下滑，当到达最低点时，圆环产生的位移大小为______。‎ ‎【答案】 R； ‎ ‎【解析】试题分析：设滑块滑到最低点所用的时间为t，滑块发生的水平位移大小为R-x，则圆环的位移大小为x，取水平向左方向为正方向．则根据水平方向平均动量守恒得：即：解得：，负号表示方向向右。‎ 考点：动量守恒定律的应用 ‎【名师点睛】此题是动量守恒定律的应用；小滑块无初速下滑到达最低点时，滑块与圆环组成的系统水平方向动量守恒，用位移表示平均速度，根据水平方向平均动量守恒定律求出滑块发生的水平位移，再由几何知识求出滑块的位移。‎ ‎14. 用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：‎ 步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；‎ 步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；‎ 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。‎ ‎（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是___________‎ A．实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动 B．小球1的质量应大于小球2的质量 C．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 D．斜槽轨道必须光滑 ‎（2）本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有_______。‎ A．小球1和小球2的质量m1、m2 B．小球1和小球2的半径r C．A、B两点间的高度差h1 D．B点离地面的高度h2‎ ‎（3）入射球a的质量为m1，被碰球b的质量为m2，各小球的落地点如上图所示，下列关于这个实验的说法正确的是______‎ A．轨道末端必须水平 B．实验中必须测量两个小球的直径 C．要验证的表达式是m1ON＝m1OM＋m2OP D．要验证的表达式是m1OP＝m1OM＋m2ON ‎ ‎（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为L1、L2、L3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为______________________（用所测物理量的字母表示）。‎ ‎【答案】 (1). (1)BC； (2). (2)A； (3). (3) AD； (4). (4) ；‎ ‎【解析】(1) A、实验过程中，白纸不可以移动．故A错误．B、根据动量守恒定律可知若碰撞小球1的质量小于2球的质量，则小球1可能被碰回，所以1球质量必须大于2球质量．故B正确．C、小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下，使得小球与另一小球碰撞前的速度不变．故C正确．D、斜槽的粗糙与光滑不影响实验的效果，只要到达底端时速度相同即行．故D错误.故选BC．‎ ‎(2)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是两小球的质量，因为可以通过水平位移代表速度的大小，所以不必测量AB的高度和B 点离地面的高度．小球的半径不需测量．故A正确．‎ ‎(3) A、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故A正确;B、本实验只需满足正碰，即两个球的大小相同，必须测出小球的质量、小球的水平位置OB，OA，OC，故B错误；C、D、小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则：m1v0=m1v1+m1v2，两边同时乘以t得：m1v0t=m1v1t+m1v2t，即 ，故D正确，C错误.故选AD.‎ ‎(4)碰撞前，m1落在图中的P′点，设其水平初速度为v1．小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中M′点，设其水平初速度为v1′，m2的落点是图中的N′点，设其水平初速度为v2． 设斜面BC与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得:‎ ‎,,解得：；同理，，可见速度正比于.所以只要验证即可.‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握实验的原理，以及实验的步骤，在验证动量守恒定律实验中，无需测出速度的大小，可以用位移代表速度.‎ 三.计算题 ‎ ‎15. 如图，上、下都与大气相通的直立圆筒竖直放置，中间用横截面积S=0. 01 m2、质量不计的两个活塞A、B封闭着一定质量的理想气体，活塞B与一劲度系数k=1000N/m的弹簧相连，平衡时两活塞相距l。= 0. 6m。现用力F向下压活塞A，使其缓慢下移一段距离后再次平衡，此时力F= 200N。已知外界大气压强p。=1．0×105 Pa，假定气体温度始终保持不变，不计一切摩擦，求 ‎(1)活塞A向下移动的距离h；‎ ‎(2)大气压强对活塞A和活塞B做的总功W。‎ ‎【答案】（1）0. 3m；（2）100J； ‎ ‎...............‎ 解：(1)已知达到平衡时，则有：‎ 根据玻意尔定律可知 解得 当气体的压强为时，弹簧受B的作用而有一定的压缩量，当气体的压强变为时，弹簧增加的压缩量就是B向下移动的距离x，由胡克定律：‎ 解得 设A向下移动的距离为y 则有 解得 ‎(2)由于直圆筒上下都与大气相通，大气压对两个活塞做功总和为 ‎16. 如图所示，在平静的水面上有A、B两艘小船，A船的左侧是岸，在B船上站着一个人，人与B船的总质量是A船的12倍。两船开始时都处于静止状态，当B船上的人将A船以相对于地面的速度v向左推出，A船到达岸边时岸上的人马上以原速率将A船推回，B船上的人接到A船后，再次把它以原速率反向推出……直到B船上的人不能再接到A船。设船在水中自由运动时速度不变，试求B船上的人推船的次数。‎ ‎【答案】7次；‎ ‎【解析】【分析】人与船组成的系统动量守恒，由动量守恒定律列方程可以求出人推船的次数；‎ 解：取向右为正，B船上的人第一次推出A船时，由动量守恒定律得：‎ ‎，即 当A船向右返回后，B船上的人第二次将A推出，有：‎ ‎，即 设第n次推出A时，B的速度大小为，由动量守恒定律得：‎ 解得 所以有 由，得 取，即第7次推出A时，B船上的人就不能再接到A船 ‎17. 如图，质量m1＝0.4 kg的平顶小车静止在光滑水平面上，质量m2＝0.2 kg的小物块(可视为质点)静止在车顶的右端。一质量为m0＝0.1 kg的子弹以水平速度v0＝100 m/s射中小车左端并留在车中，最终小物块相对地面以10 m/s的速度滑离小车。已知子弹与车的作用时间极短，小物块与车顶面的动摩擦因数μ＝0.5，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g＝10 m/s2，求：‎ ‎(1)子弹相对小车静止时小车速度的大小；‎ ‎(2)小车的长度L。‎ ‎【答案】(1)20 m/s；(2)11 m；‎ ‎【解析】【分析】子弹射入小车过程系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出速度；由动量守恒定律求出小车速度，然后由能量守恒定律求出车长；‎ 解：①子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：‎ 代入数据解得：‎ ‎②三物体组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：‎ 代入数据解得：‎ 由能量守恒定律得：‎ 代入数据解得：‎ ‎ ‎