安徽省滁州市定远县育才学校2020学年高二物理下学期期末考试试题（普通班，含解析）

安徽省滁州市定远县育才学校2020学年高二物理下学期期末考试试题（普通班，含解析）

育才学校2020学年度第二学期期末考试 ‎ 高二(普通班)物理试题 一、单项选择题(本题共12个小题，每小题4分，共48分)‎ ‎1. 在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有(　　)‎ A. 原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统 B. 运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统 C. 从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统 D. 光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物和斜面为一系统 ‎【答案】A ‎【解析】A．人与车组成的系统在水平方向受到的合外力为0，故水平方向的动量守恒，A正确；‎ B．人与铅球组成的系统，初动量为零，末动量不为零，B错误；‎ C．重物和车厢为一系统的末动量为零而初动量不为零，C错误；‎ D．该选项中，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大，D错误．‎ 故选A。‎ ‎2. 质量M＝100 kg的小船静止在水面上，船头站着质量m甲＝40 kg的游泳者甲，船尾站着质量m乙＝60 kg的游泳者乙，船头指向左方．若甲、乙两游泳者同时在同一水平线上甲朝左、乙朝右以3 m/s的速率跃入水中，则(　　)‎ A. 小船向左运动，速率为1 m/s B. 小船向左运动，速率为0.6 m/s C. 小船向右运动，速率大于1 m/s D. 小船仍静止 ‎【答案】B ‎3. 如图所示，两带电的金属球在绝缘的光滑水平桌面上，沿同一直线相向运动，A带电－q，B带电＋2q，下列说法正确的是(　　)‎ A. 相碰前两球运动中动量不守恒 B. 相碰前两球的总动量随距离减小而增大 C. 两球相碰分离后的总动量不等于相碰前的总动量，因为碰前作用力为引力，碰后为斥力 D. 两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量，因为两球组成的系统合外力为零 ‎【答案】D ‎【解析】解：将两球看作整体分析时，整体受重力支持力，水平方向不受外力，故整体系统动量守恒；故两球相碰分离后的总动量等于碰前的总动量；‎ 故选D．‎ ‎【点评】本题要明确两球之间的弹力及库仑力均为内力，在分析动量是否守恒时不考虑内力．‎ ‎4. 在光滑的水平面的同一直线上，自左向右地依次排列质量均为m的一系列小球，另一质量为m的小球A以水平向右的速度v运动，依次与上述小球相碰，碰后即粘合在一起，碰撞n次后，剩余的总动能为原来的，则n为(　　)‎ A. 5 B. 6 C. 7 D. 8‎ ‎【答案】C ‎【解析】第一次碰撞时根据动量守恒：解得：，碰撞前的动能：‎ ‎，第一次碰撞后的动能：，第n次碰撞后的总能，当剩余的总动能为原来的时，，解得：n=7，故C正确，ABD错误；‎ ‎【点睛】本题考查的是碰撞问题，由于碰撞过程中系统动量和动能都守恒，故碰7次后剩余的总动能为原来的1/8。‎ ‎5. 在用打点计时器做“探究碰撞中的不变量”实验时，下列哪些操作是正确的(　 　)‎ A. 相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了改变两车的质量 B. 相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起 C. 释放小车时让小车紧靠打点计时器 D. 先释放拖动纸带的小车，再接通打点计时器的电源 ‎【答案】B ‎【解析】相互作用的两车上，一个装上撞针，一个装上橡皮泥，是为了碰撞后粘在一起，不是为了改变车的质量，故A错误，B正确；碰撞前一个小车应有速度，故小车在手推动下开始运动，不一定让小车紧靠打点计时器，故C错误；为了能测出小车开始运动的速度，应先接通电源再释放纸带；故D错误；故选B。‎ ‎6. 在利用气垫导轨探究碰撞中的不变量的实验中，哪些因素可导致实验误差(　　)‎ A. 导轨安放水平 B. 小车上挡光板倾斜 C. 两小车质量不相等 D. 两小车碰后连在一起 ‎【答案】B ‎【解析】导轨不水平，小车速度将受重力的影响，从而导致实验误差，故A正确；挡光板倾斜会导致挡光板宽度不等于挡光阶段小车通过的位移，使计算速度出现误差，故B正确；两小车质量不相等，系统碰撞前后动量仍然守恒，故不会导致实验误差，故C 错误；两小车碰后连在一起是完全非弹性碰撞，系统碰撞前后动量仍然守恒，故不会导致实验误差，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎7. 水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等。碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的(　　)‎ ‎　‎ A. 30% B. 50% C. 70% D. 90%‎ ‎【答案】A ‎【解析】由题图可以判断，碰撞前白球、碰撞后白球与灰球均做匀速直线运动，碰后两球速度大小相等，设为v，碰前白球的速度约为碰后速度的1．7倍，即1．7v，碰前系统的动能Ek1=m·（1．7v）2，碰后系统的动能Ek2=2×mv2，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能为≈31%，选项A正确。‎ 视频 ‎8. 两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动，A球的动量是7kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是 ( )‎ A. pA=6kg·m/s，PB=6kg·m/s B. pA=3kg·m/s，PB=9kg·m/s C. pA=－2kg·m/s，PB=14kg·m/s D. pA=－5kg·m/s，PB=15kg·m/s ‎【答案】A ‎【解析】以A、B两球组成的系统为对象。设两球的质量均为m。当A球追上B球时发生碰撞，遵守动量守恒。由题，碰撞前总动量为：p=pA+pB=7+5=12kg•m/s。碰撞前总动能为：；如果PA=6kg•m/s、PB=6kg•m/s，碰撞后总动量为p′=6+6=12kg•m/s，系统动量守恒。碰撞后总动能为 ‎ ‎，系统总动能不增加，故A正确。如果PA=3kg•m/s  PB=9kg•m/s，碰撞后总动量为p′=3+9=12kg•m/s，系统动量守恒。碰撞后总动能为 ，系统总动能增加，故B错误；如果PA=-2kg•m/s  PB=14kg•m/s，碰撞后总动量为p′=-2+14=12kg•m/s，系统动量守恒。碰撞后总动能为 ，系统总动能增加，故C错误；如果PA=-5kg•m/s  PB=15kg•m/s，碰撞后总动量为p′=-5+15=10kg•m/s，系统动量不守恒，故D错误；故选A。‎ 点睛：本题考查了动量守恒定律及能量守恒定律；要知道两球碰撞要满足三个条件：动量守恒、动能不增、符合实际．‎ ‎9. 下列关于光电效应的说法正确的是( )‎ A. 只要入射光的强度足够大，就一定能发生光电效应 B. 入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，光电流越大 C. 入射光的频率高于极限频率时，入射的频率越大，光电流越大 D. 入射光的频率高于极限频率时，光的强度越大，产生的光电子的最大初动能越大 ‎【答案】B ‎【解析】能否发生光电效应与入射光的强度大小无关，只与入射光的频率有关，选项A错误；入射光的频率高于极限频率时，能发生光电效应，光的强度越大，光电流越大，选项B正确；入射光的频率高于极限频率时，入射的频率越大，光电子最大初动能越大，但是光电流不一定越大，选项CD错误；故选B.‎ ‎10. 质量为m的小球A，在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰，碰撞后，A球的动能变为原来的1/9，则碰撞后B球的速度大小可能是( )‎ A. v B. 2/3v C. 4/9v D. 8/9v ‎【答案】B ‎【解析】设A球碰后的速度为vA，由题意有m＝×mv2，则vA＝‎ v，碰后A的速度有两种可能，因此由动量守恒有mv＝m×v＋2mvB或mv＝－m×v＋2mvB，解得vB＝v或v，AB正确。‎ ‎11. 已知能使某金属产生光电效应的极限频率为,则有( )‎ A. 当用频率为2的单色光照射该金属时，不能产生光电子 B. 当照射光的频率大于时，若增大，则逸出功增大 C. 当用频率为2的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 D. 当照射光的频率大于时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 ‎【答案】C ‎【解析】只要照射光的频率大于该金属的极限频率，则可产生光电效应现象，故A正确；金属的逸出功与照射光的频率无关，只和金属本身的性质有关，B错误；根据可知光电子的最大初动能和照射光的频率不成正比，不频率增大一倍，最大初动能不一定增加一倍，当频率为时，恰好发生光电效应，即，当频率变为2倍时，，C正确D错误 ‎12. 在用单缝衍射实验验证光的波粒二象性的实验中，下列说法中正确的是(　 　)‎ A. 使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上也不会显示衍射图样 B. 单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样 C. 光子通过狭缝后的运动路径是直线 D. 光的波动性是大量光子运动的规律 ‎【答案】D ‎【解析】使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其它地方机会较少。因此会出现衍射图样，故A错误；单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片上会出现完整的衍射图样，故B错误；光子通过狭缝后要发生衍射，则其运动路径不是直线，选项C 错误；单个光子通过单缝后打在底片的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性。所以少量光子体现粒子性，大量光子体现波动性，故D正确。故选D。‎ 二、填空题（每空3分，共12分。‎ ‎13. “探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球m1＝15 g，原来静止的被碰小球m2＝10 g，由实验测得它们在碰撞前后的xt图像如图所示，由图可知，入射小球碰撞前的m1v1是________，入射小球碰撞后的m1v1′是__________，被碰小球碰撞后的m2v2′是________。由此得出结论_____________。‎ ‎【答案】 (1). 0.015 kg·m/s (2). 0.007 5 kg·m/s (3). 0.007 5 kg·m/s (4). 碰撞中mv的矢量和是守恒的量 ‎【解析】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：p=m1v1=0.015kg•m/s，入射小球碰撞后的m1v1′=0.0075kg/s，被碰小球碰撞后的：m2v2=0.0075kg•m/s，碰后系统的总动量：p′=m1v1′+m2v2′=0.015kg•m/s．通过计算发现：两小球碰撞前后的动量相等，即：碰撞中mv的矢量和是守衡的量．‎ ‎【点睛】本题考查了实验数据分析，由图象求出小球的位移与对应的时间，应用速度公式与动量的计算公式即可正确解题．‎ 三、计算题（本大题共3小题，共40分。）‎ ‎14. 课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m3/s，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动2 s末火箭的速度可以达到多少？（已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是1.0×103 kg/m3.）‎ ‎【答案】4 m/s ‎【解析】试题分析：“水火箭”喷出水流做反冲运动．设火箭原来总质量为M，喷出水流的流量为Q，水的密度为ρ，喷出水流的速度为v，火箭的反冲速度为v′，‎ 由动量守恒定律得 火箭启动2 s末的速度为 v′＝＝m/s＝4 m/s 考点：动量守恒定律的应用 ‎............‎ ‎15. 如图所示，质量m1＝0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5 m，现有质量m2＝0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．（物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2）求：‎ ‎(1)物块在车面上滑行的时间t；‎ ‎(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少．‎ ‎【答案】(1)0.24 s　(2)5 m/s ‎【解析】（1）根据牛顿第二定律得，物块的加速度大小为：a2＝μg＝0.5×10m/s2＝5m/s2，‎ 小车的加速度大小为：，根据v0-a2t=a1t得则速度相等需经历的时间为：．‎ ‎（2）物块不从小车右端滑出的临界条件为物块滑到小车右端时恰好两者达到共同速度，设此速度为v，由水平方向动量守恒得：m2v0=（m1+m2）v…①‎ 根据能量守恒得：μm2gL＝ m2v0′2−(m1+m2)v2   ②‎ 代入数据，联立①②解得v0′=5m/s．‎ 点睛：本题考查了滑块模型，关键理清物体的运动规律，对于第二问，也可以抓住临界情况，结合动力学知识求解，但是没有运用动量守恒和能量守恒解决方便．‎ 视频 ‎16. 如图所示,光滑水平面上有一长木板,长木板的上表面也是水平光滑的,右端用细绳拴在墙上,左端上部固定一轻质弹簧。质量为m的铁球以某一初速度v0在木板的上表面上向左匀速运动。铁球与弹簧刚接触时绳子绷紧,小球的速度仍与初速度相同,弹簧被压缩后,铁球的速度逐渐减小,当速度减小到初速度的一半时,弹簧的弹性势能为E,此时细绳恰好被拉断(不考虑这一过程中的能量损失),此后木板开始向左运动。‎ ‎(1)铁球开始运动时的初速度是多少?‎ ‎(2)若木板的质量为M,木板开始运动后弹簧的弹性势能最大是多少?‎ ‎(3)为使木板获得的动能最大,木板的质量应为多大?‎ ‎【答案】(1)   (2) （3）m=4M ‎【解析】（1）球与弹簧组成的系统能量守恒，由能量守恒定律得：‎ 解得：v0＝；‎ ‎（2）球与木板组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得：mv0＝(m+M)v，‎ 由能量守恒定律得：E+m(v0)2＝(m+M)v2+Em 解得，弹簧的最大弹性势能：Em＝E；‎ ‎（3）对球与木板组成的系统，动量守恒：mv0＝Mv1‎ 能量守恒：E+m(v0)2＝Mv12‎ 解得木板质量：m=4M 点睛：此题中球与木板组成的系统动量守恒，当两者速度相等时，弹簧的压缩量最大，此时弹簧的弹性势能最大.‎