【物理】陕西省榆林市绥德中学2019-2020学年高二上学期第三次阶段性考试试题（解析版）

【物理】陕西省榆林市绥德中学2019-2020学年高二上学期第三次阶段性考试试题（解析版）

榆林市绥德中学2019-2020学年高二上学期第三次阶段性 考试物理试题 第I卷（选择题，共40分）‎ 一、选择题(本题包含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题只有一个选项符合题目要求，7~10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分)‎ ‎1.如图所示，甲木块的质量为，以速度沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为的乙木块，乙上连有一轻质弹簧．甲木块与弹簧接触后 A. 甲木块的动量守恒 B. 乙木块的动量守恒 C. 甲、乙两木块所组成的系统的动量守恒 D. 甲、乙两木块所组成的系统的动能守恒 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】甲木块与弹簧接触后，由于弹簧弹力的作用，甲、乙的动量要发生变化，即甲、乙两物体的动量均不守恒；但对于甲、乙所组成的系统因所受合力的冲量为零，故动量守恒，故AB错误，C正确；甲、乙两木块所组成系统的动能，一部分转化为弹簧的势能，故系统动能不守恒，故D错误．故选C ‎2.质量为‎5kg的物体，原来以v=‎5m/s的速度做匀速直线运动，现受到跟运动方向相同的冲量15Ns的作用，历时4s，物体的动量大小变为( )‎ A. ‎80 kg·m/s B. ‎160 kg·m/s ‎ C. ‎40 kg·m/s D. ‎10 kg·m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设物体初速度方向为正方向，根据动量定理可得，C正确 ‎3.两个弹性小球相向运动发生碰撞的短暂过程中，两个球同时依次经过减速、停止又反向运动的几个阶段，关于这两个球碰撞前的情况有以下叙述，以下判断正确的是（　　）‎ ‎①两个球的质量一定相等 ‎②两个球动量大小一定相等 ‎③两个球的速度大小与其质量成反比 ‎④两个小球碰撞过程中交换速度 A. ①②③④ B. ①②③ C. ②③④ D. ②③‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】两弹性小球相向碰撞过程中，总动量守恒，由两球同时停止知道两球总动量为零，即两球的碰前动量一定等大反向，两个球的速度大小与其质量成反比；由于其质量不一定相同，若碰撞后速度交换，则其碰后总动量方向与碰前总动量方向可能相反(若两球质量不等时)，即①④错误，②③正确。‎ 故选D。‎ ‎4.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．‎ ‎5.平静的水面上停着一只小船，船头站立着一个人，船的质量是人的质量的8倍．从某时刻起，这个人向船尾走去，走到船中部他突然停止走动．水对船的阻力忽略不计．下列说法中正确的是（　 ）‎ A. 人走动时，他相对于水面的速度和小船相对于水面的速度大小相等、方向相反 B. 他突然停止走动后，船由于惯性还会运动一小段时间 C. 人在船上走动过程，人对水面的位移是船对水面的位移的9倍 D. 人在船上走动过程，人的动能是船的动能的8倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 人与船组成的系统动量守恒，以人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv-Mv船=0，v=8v船，方向相反；vt=8v船t，即s人=8s船，故AC错误；人与船组成的系统动量守恒，人突然停止走动后，人的动量为零，由于系统初动量为零，有动量守恒定律可知，小船的动量为零，小球速度为零，人停止走动后，船立即停止运动，故B错误；因v=8v船，根据 可知，人与船的动能之比：Ek人：Ek船=8:1，故选项D正确；故选D. ‎ 点睛：本题考查了动量守恒定律的应用，知道动量守恒的条件以及人船模型的特点：人走船走，人停船停；应用动量守恒定律、动能计算公式即可正确解题.‎ ‎6.下列对光子的认识，正确的是（　　）‎ A. 光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的粒子 B. 光子说中的光子就是光电效应中的光电子 C. 在空间传播中的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子 D. 光子的能量跟光的频率无关 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，而牛顿的“微粒说”中的微粒指宏观世界的微小颗粒；光电效应中的光电子是指金属内的电子吸收光子后克服原子核的引力束缚，逸出金属表面，称为光电子，AB错误，C正确；‎ D.由知，光子能量E与其频率成正比，D错误。‎ 故选C。‎ ‎【点睛】光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性。光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著。‎ ‎7.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，一个质量也为m的小球从槽高h处由静止开始自由下滑（ ）‎ A. 在下滑过程中，小球和槽之间的相互作用力对槽不做功 B. 在下滑过程中，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒 C. 被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动 D. 被弹簧反弹后，小球能回到槽高h处 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：在下滑过程中，槽要向左运动，小球和槽之间的相互作用力与槽的速度不垂直，所以对槽要做功，故A错误；‎ B项：小球在下滑过程中，小球与槽组成的系统水平方向不受力，水平方向动量守恒，故B正确；‎ CD项：小球与槽组成的系统动量守恒，球与槽的质量相等，小球沿槽下滑，球与槽分离后，小球与槽的速度大小相等，小球被反弹后球与槽的速度相等，小球不能滑到槽上，不能达到高度h处，因此都做匀速直线运动，C正确，D错误．‎ ‎8.质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移－时间图象如图所示，以下说法中正确的是(　　)‎ A. 碰撞前两物体动量相同 B. 质量m1等于质量m2‎ C. 碰撞后两物体一起做匀速直线运动 D. 碰撞前两物体动量大小相等、方向相反 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、位移时间图象的斜率等于速度，由数学知识得知，碰撞后两个物体的速度为零，根据动量守恒有：P1+P2=0，得：P1=-P2．说明碰撞前两物体动量大小相等、方向相反，由于动量是矢量，所以碰撞前两物体动量不相同．故A错误，D正确．B、由图示图象可知，两物体碰撞后位移不随时间变化，速度为零，碰撞后两物体静止，故B错误．C、由斜率可知，碰撞前两物体速度大小相等，方向相反，则有：v1=-v2，由P1=-P2，得：m1v1=-m2v2，‎ m1=m2，故C正确．故选CD．‎ ‎【点睛】解决本题关键抓住两点：一是位移图象的斜率等于速度，斜率的大小表示速率，正负表示速度的方向；二是掌握碰撞的基本规律：动量守恒．‎ ‎9.质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量M与m的比值可能为( )‎ A. 2 B. ‎3 ‎C. 4 D. 5‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】设碰撞后两者的动量都为P，由于题意可知，碰撞前后总动量为2P，根据动量和动能的关系有：，碰撞过程动能不增加，有：，解得：，由于两者碰撞之后M的速度不大于m的速度，设碰撞后M的速度为，m的速度为，根据题意可得，故，综上所述，AB正确．‎ ‎【点睛】考点：动量守恒定律及能量守恒定律 解答此题关键是知道系统的动量守恒，以及在碰撞的过程中动能不增加，通过这两个关系判断两个物体的质量关系．‎ ‎10.如图所示为光电管电路的示意图，在光电管电路中（　　）‎ A. 能够把光信号转变为电信号 B. 电路中的电流是由光电子的运动形成的 C. 光照射到光电管的A极产生光电子并飞向K极 D. 光照射到光电管的K极产生光电子并飞向A极 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】在光电管中，当光照射到阴极K时，将发射出光电子，被A极的正向电压吸引而奔向A极，形成光电流，使电路导通，照射光的强度越大，产生的光电流越大，这样就把光信号转变为电信号，实现了光电转换，故C错误，ABD正确。‎ 故选ABD。‎ 第II卷（非选择题，共60分）‎ 二、填空题（共16分）‎ ‎11.用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：‎ ‎ ‎ ‎(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通过仅测量______填选项前的序号),间接地解决这个问题；‎ A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的射程 ‎(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P.测量平抛射程,把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上S位置静释放,与小球m2相撞,并多次重复．‎ 接下来要完成的必要步骤是_____________(填选项的符号)‎ A用天平测量两个小球的质量m1、m2‎ B.测量小球m1开始释放高度h；‎ C.测量抛出点距地面的高度H D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N；‎ E.测量平抛射程OM、ON.‎ ‎(3)若两球相碰前后动量守恒,其表达式可表示为_____________(用②中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为_______________(用②中测量的量表示).‎ ‎(4)经测定, m1=‎45.0g，m2=‎75.0g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示，碰撞前m1的动量分别为P1与P1＇，则P1:P1=______________；若碰撞结束时m2的动量为P2‎ ‎＇，则P1＇:P2＇=11：_______，实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为___________.‎ ‎【答案】(1). C (2). ADE (3). ‎ ‎ (4). 1.01 ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】验证动量守恒定律实验中，质量可测而瞬时速度较难．因此采用了落地高度不变的情况下，水平射程来反映平抛的初速度大小，所以仅测量小球抛出的水平射程来间接测出速度；过程中小球释放高度不需要，小球抛出高度也不要求．最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒；根据碰撞前后动量守恒可以写成表达式，若碰撞为弹性碰撞，则碰撞前后动能相同；根据表达式将数据代入即可求出比值．‎ ‎【详解】解：(1)验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，根据平抛运动规律，若落地高度不变，则运动时间不变，因此可以用水平射程大小来体现速度速度大小，故需要测量水平射程，故A、B错误，C正确；故选C；‎ ‎(2)碰撞过程中动量、能量均守恒，因此有：，， 因此有：，因此要使入射小球m1碰后不被反弹，应该满足m1>m2；实验时，先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复；测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、 E是必须的，而且D要在E之前，至于用天平秤质量先后均可以，故选ADE；‎ ‎(3)根据平抛运动可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t，则：，， ， 而动量守恒的表达式是：，若两球相碰前后的动量守恒，则需要验证表达式即可；‎ 若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动能相同，则有：，将即满足关系式：‎ ‎(4)碰撞前后m1动量之比：， ‎ ‎，说明碰撞前、后总动量的比值 三、计算题(本题包含4小题，共44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须写明数值和单位)‎ ‎12.手榴弹在离地高h处时的速度方向恰好沿水平方向向左，速度大小为v，此时，手榴弹炸裂成质量相等的两块，设消耗的火药质量不计，爆炸后前半块的速度方向仍沿水平向左，速度大小为3v，那么两块弹片落地点之间的水平距离多大?‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设每块的质量为m，以水平向左为正方向，爆炸过程系统动量守恒，由动量守恒定律得 爆炸后弹片做平抛运动，竖直方向上 水平方向 两弹片之间的距离 解得 ‎13.已知金属铯的极限波长为0.66μm，用波长为0.05μm的光照射铯金属表面，发射光电子的最大初动能为多少？铯金属的逸出功为多少？（h=6.63×10Js）‎ ‎【答案】，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】金属铯的截止频率对应的波长为 铯的逸出功为 当用波长为 的光照射金属时，光电子最大初动能为 代入解得 ‎14.一质量为‎0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点‎5m的位置B处是一面墙，如图所示。一物块以v0＝‎9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为‎7m/s，碰后以‎6m/s的速度反向运动直至静止，g取‎10m/s2。‎ ‎(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；‎ ‎(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。‎ ‎【答案】(1) 032；(2) 130N；(3)9J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 物块从A到B过程，由动能定理得：‎ 代入数据解得：‎ μ=0.32‎ ‎(2) 以向右为正方向，物块碰撞墙壁过程，由动量定理得：‎ Ft=-mv-mvB 解得：‎ F=-130N，负号表示方向向左 ‎(3) 物块向左运动过程，由动能定理得：‎ 解得：‎ ‎15.一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动．爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，求 ‎（1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；‎ ‎（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度 ‎【答案】（1） ；（2）‎ ‎【解析】‎ 本题主要考查机械能、匀变速直线运动规律、动量守恒定律、能量守恒定律及其相关知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决实际问题的的能力．‎ ‎（1）设烟花弹上升的初速度为，由题给条件有 ‎ ①‎ 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为，由运动学公式有 ‎ ②‎ 联立①②式得 ‎ ③‎ ‎（2）设爆炸时烟花弹距地面的高度为，由机械能守恒定律有 ‎ ④‎ 火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设炸后瞬间其速度分别为和．由题给条件和动量守恒定律有 ‎ ⑤‎ ‎ ⑥‎ 由⑥式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动部分做竖直上抛运动．设爆炸后烟花弹上部分继续上升的高度为，由机械能守恒定律有 ‎ ⑦‎ 联立④⑤⑥⑦式得，烟花弹上部分距地面最大高度为 ‎ ⑧‎