物理卷·2018届江西省上饶市横峰中学高二下学期第四次周练物理试卷 （解析版）

物理卷·2018届江西省上饶市横峰中学高二下学期第四次周练物理试卷 （解析版）

‎2016-2017学年江西省上饶市横峰中学高二（下）第四次周练物理试卷 ‎　‎ 一、选择每题8分（1-3题为单选，4-6题为多选）‎ ‎1．如图所示，在跨过一光滑定轮的轻绳两端分别挂着质量为m1、m2的两个物体，已知m2＞m1．若m2以加速度a向下加速运动时，阻力不计，则（　　）‎ A．m1、m2的总机械能不守恒 B．m2的机械能守恒 C．m1、m2的总机械能守恒、动量也守恒 D．m1、m2的总机械能守恒、动量不守恒 ‎2．高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚刚产生作用前人下落的距离为h（可视为自由落体运动）．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为（　　）‎ A． +mg B．﹣mg C． +mg D．﹣mg ‎3．在如图中，长木板M放在光滑水平面上，木块m放在木板左端，当木板与木块同时以速率V0沿相反方向运动到木板与木块有共同速度的过程中，木板对木块的摩擦力做功的情况是（设M＞m）（　　）‎ A．一直做负功 B．一直做正功 C．先做正功、后做负功 D．先做负功、后做正功 ‎4．质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用，力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（　　）‎ A．3t0时刻的瞬时功率为 B．3t0时刻的瞬时功率为 C．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 D．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 ‎5．如图所示，一水平传送带以速度v匀速运动，将质量为m的小工件轻轻放到水平传送带上，工件在传送带上滑动一段时间后与传送带保持相对静止，在上述过程中（　　）‎ A．工件对传送带做功为﹣mv2‎ B．传送带与工件间摩擦产生热量为mv2‎ C．传送带因为传送工件需要多做的功为mv2‎ D．传送带对工件做的功为mv2‎ ‎6．如图所示，两水平线间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度为B，磁场高度为h，竖直平面内有质量为m，电阻为R的等边三角形线框，线框高为2h，该线框从如图所示位置由静止下落，已知A刚出磁场时所受的安培力等于线框的重力，则从A出磁场到CD边进磁场前的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A．线框中有顺时针方向的感应电流 B．A出磁场瞬间，线框中感应电动势的大小为 C．A出磁场瞬间，线框下落的速度为 D．全过程中产生的焦耳热为mgh ‎　‎ 二、解答题（共3小题，满分52分）‎ ‎7．如图所示，光滑水平面上有一长木板，板长为L=1m，板上右端放一质量为m=1kg的物块，物块与长木板间的动摩擦因数为μ=0.4，长木板的质量为M=2kg，重力加速度g=10m/s2，现在长木板的右端施加一平向右的拉力．‎ ‎（1）要使物体与长木板不发生相对滑动，求拉力F的最大值；‎ ‎（2）要使物体2s内从长木板上滑下，求拉力F的最小值．‎ ‎8．如图所示，质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=15m，现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/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=0.5，取g=10m/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．‎ ‎9．一辆车箱长为L=2m的汽车，在平直的公路上以V0=36km/h的速度匀速行驶，车箱后挡板处放有一小木块，与车箱的动摩擦因数为μ=0.2，若汽车以大小为a=6m/s2的加速度刹车，求：（设木块对刹车没有影响，g取10m/s2）‎ ‎（1）汽车从刹车到停止所用的时间？‎ ‎（2）开始刹车后2s内，汽车的位移是多大？‎ ‎（3）如果相对车箱而言，木块与车箱挡板碰撞时都以碰前的速率反弹．则从刹车起，木块经多长时间最终停下？‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年江西省上饶市横峰中学高二（下）第四次周练物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择每题8分（1-3题为单选，4-6题为多选）‎ ‎1．如图所示，在跨过一光滑定轮的轻绳两端分别挂着质量为m1、m2的两个物体，已知m2＞m1．若m2以加速度a向下加速运动时，阻力不计，则（　　）‎ A．m1、m2的总机械能不守恒 B．m2的机械能守恒 C．m1、m2的总机械能守恒、动量也守恒 D．m1、m2的总机械能守恒、动量不守恒 ‎【考点】动量守恒定律；牛顿第二定律；动量定理；机械能守恒定律．‎ ‎【分析】选取两个物体找出的系统为研究的对象，由于空气阻力不计，所以在m1m2运动的过程中要只受到重力和滑轮的向上的作用力，只有重力做功，故系统的机械能守恒．‎ ‎【解答】解：选取两个物体找出的系统为研究的对象，在m1m2运动的过程中要只受到重力和滑轮的向上的作用力，由于m2＞m1．而且m2以加速度a向下加速运动所以系统受到的合力不为0，所以整个过程中系统的动量不守恒；在运动的过程中由于只有重力对系统做功，所以系统的机械能守恒．故选项D正确，选项ABC错误．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎2．高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚刚产生作用前人下落的距离为h（可视为自由落体运动）．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为（　　）‎ A． +mg B．﹣mg C． +mg D．﹣mg ‎【考点】动量定理．‎ ‎【分析】先根据h=求解自由落体运动的时间；然后对运动全程根据动量定理列式求解平均拉力．‎ ‎【解答】解：对自由落体运动，有：‎ h=‎ 解得：‎ 规定向下为正方向，对运动的全程，根据动量定理，有：‎ mg（t1+t）﹣Ft=0 ‎ 解得：‎ F=+mg 故选：A ‎　‎ ‎3．在如图中，长木板M放在光滑水平面上，木块m放在木板左端，当木板与木块同时以速率V0沿相反方向运动到木板与木块有共同速度的过程中，木板对木块的摩擦力做功的情况是（设M＞m）（　　）‎ A．一直做负功 B．一直做正功 C．先做正功、后做负功 D．先做负功、后做正功 ‎【考点】动量守恒定律；摩擦力的判断与计算．‎ ‎【分析】分析两物体的运动情况，明确力及位移的方向；再由动量守恒及力和运动的关系，确定最终状态；由功的公式求和各力做功情况．‎ ‎【解答】解：两物体均受到摩擦力的作用，且摩擦力的方向阻碍二者的相对运动，故两物体开始时均做减速运动，木板对木块的摩擦力向左，摩擦力做负功；‎ 因M＞m，由动量守恒定律可知，最后整体的速度向左，故m一定先减速到零后再反向向左加速，故摩擦力对m做正功；‎ 当达到相同速度后，二者相对静止，不受摩擦力，故摩擦力不做功；‎ 故摩擦力的做功情况为，摩擦力先做正功，再做负功；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎4．质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用，力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（　　）‎ A．3t0时刻的瞬时功率为 B．3t0时刻的瞬时功率为 C．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 D．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 ‎【考点】功率、平均功率和瞬时功率．‎ ‎【分析】F﹣t图象的面积表示冲量，由动量定理求出3t0时刻的速度，通过瞬时功率的公式求出瞬时功率的大小．‎ 通过动能定理求出水平力做的功，通过水平力做功求出平均功率的大小．‎ ‎【解答】解：AB、根据I=Ft知，在图示的图象中，图象所围成的面积表示冲量，3t0内的总冲量为5F0t0，由动量定理知：‎ ‎5F0t0=mv0，‎ 解得3t0时刻的速度为：v=‎ ‎3t0时刻的瞬时功率为：P=3F0v=，故A正确，B错误；‎ CD、根据动能定理知在t=0到t=3t0这段时间内，水平力做的功为：W==，故平均功率为： ==，故CD错误；‎ 故选：A ‎　‎ ‎5．如图所示，一水平传送带以速度v匀速运动，将质量为m的小工件轻轻放到水平传送带上，工件在传送带上滑动一段时间后与传送带保持相对静止，在上述过程中（　　）‎ A．工件对传送带做功为﹣mv2‎ B．传送带与工件间摩擦产生热量为mv2‎ C．传送带因为传送工件需要多做的功为mv2‎ D．传送带对工件做的功为mv2‎ ‎【考点】功能关系．‎ ‎【分析】物体在传送带上运动时，物体和传送带要发生相对滑动，根据牛顿第二定律和运动学公式求得传送带的位移，即可求得工件对传送带做功．根据相对位移求摩擦生热．电动机多做的功一部分转化成了物体的动能另一部分就是增加了相同的内能．传送带对工件做的功由动能定理求．‎ ‎【解答】解：A、根据牛顿第二定律知道工件的加速度为：a==μg，‎ 工件的速度由零增大到v用时为：t==；‎ 该时间内传送带的位移为：x=vt=‎ ‎；所以工件对传送带做功为：Wf=﹣fx=﹣μmg•=﹣mv2，故A错误；‎ B、传送带与工件间相对位移大小为：△x=vt﹣==，摩擦产生热量为：Q=μmg△x=μmg•=mv2，故B正确；‎ C、传送带因为传送工件需要多做的功为：W=Q+mv2=mv2，故C正确；‎ D、在运动的过程中只有摩擦力对工件做功，由动能定理可知，摩擦力对工件做的功等于工件动能的变化，即为mv2，故D正确；‎ 故选：BCD ‎　‎ ‎6．如图所示，两水平线间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度为B，磁场高度为h，竖直平面内有质量为m，电阻为R的等边三角形线框，线框高为2h，该线框从如图所示位置由静止下落，已知A刚出磁场时所受的安培力等于线框的重力，则从A出磁场到CD边进磁场前的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A．线框中有顺时针方向的感应电流 B．A出磁场瞬间，线框中感应电动势的大小为 C．A出磁场瞬间，线框下落的速度为 D．全过程中产生的焦耳热为mgh ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律．‎ ‎【分析】根据楞次定律判断出感应电流的方向；线框匀速进入磁场，重力与安培力平衡，根据平衡条件、安培力公式、切割公式、欧姆定律列式求解；‎ 线框匀速进入磁场过程，动能不变，重力势能减少，内能增加．‎ ‎【解答】‎ 解：A、磁场的方向向里，线框进入磁场的过程中向里的磁场增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向外，由安培定则可知，感应电流的方向为逆时针方向．故A错误；‎ B、A刚出磁场时线框的有效切割长度是：，‎ A刚出磁场时所受的安培力等于线框的重力，则：mg=BIL；‎ ‎；E=BLv；所以： =，E=．故B正确；‎ C、A刚刚进入磁场时，，由于A刚出磁场时所受的安培力才等于线框的重力，所以A点出磁场之前线框一直做加速运动，则A出磁场瞬间，线框下落的速度一定大于．故C错误；‎ D、当线框在A出磁场后，设任意位置如图，则线框的有效切割长度是图中粗线的部分：‎ ‎，与线框的位置无关，始终是L，所以从A出磁场到CD边进磁场前的过程中，线框受到的安培力始终等于重力，线框做匀速直线运动，重力势能转化为内能，所以全过程中产生的焦耳热等于减小的重力势能，为mgh．故D正确．‎ 故选：BD ‎　‎ 二、解答题（共3小题，满分52分）‎ ‎7．如图所示，光滑水平面上有一长木板，板长为L=1m，板上右端放一质量为m=1kg的物块，物块与长木板间的动摩擦因数为μ=0.4，长木板的质量为M=2kg，重力加速度g=10m/s2，现在长木板的右端施加一平向右的拉力．‎ ‎（1）要使物体与长木板不发生相对滑动，求拉力F的最大值；‎ ‎（2）要使物体2s内从长木板上滑下，求拉力F的最小值．‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．‎ ‎【分析】（1）当物块与长木板刚好要发生相对滑动时，施加的拉力最大，对物块根据牛顿第二定律求出加速度，对整体求出拉力的最大值；‎ ‎（2）对物块和木板根据牛顿第二定律求出各自加速度，由运动学公式表示出物块和木板的位移，当拉力最小时，物块与木板的相对位移等于板长；‎ ‎【解答】解：（1）当物块与长木板刚好要发生相对滑动时，施加的拉力最大，对物块μmg=ma 解得：‎ 对整体有：F=（M+m）a=（2+1）×4N=12N 求得拉力的最大值为：F=12N ‎（2）设物块刚好经过2s从长木板上滑下，则物块滑动的加速度为：‎ 长木板的加速度为： =‎ ‎2s内物块的位移为：‎ 长木板运动的位移为：‎ 代入数据有：‎ 解得：F′=13N 答：（1）要使物体与长木板不发生相对滑动，拉力F的最大值12N；‎ ‎（2）要使物体2s内从长木板上滑下，拉力F的最小值13N ‎　‎ ‎8．如图所示，质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=15m，现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/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=0.5，取g=10m/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．‎ ‎【考点】动量守恒定律；功能关系．‎ ‎【分析】（1）物块滑上小车后受到小车的向左的滑动摩擦力而做匀减速运动，小车受到物块向右的滑动摩擦力而匀加速运动，当两者速度相等时，相对静止一起做匀速运动．对物块和小车组成的系统，满足动量守恒的条件：合外力为零，运用动量守恒求得共同速度，再对小车运用动量定理求解出时间t．‎ ‎（2）要使物块恰好不从小车右端滑出，滑块滑到小车的最右端，两者速度相同，根据动量守恒定律和功能关系结合求解速度v0′．‎ ‎【解答】解：（1）设物块与小车的共同速度为v，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有：‎ ‎ m2v0=（m1+m2）v…①‎ 设物块与车面间的滑动摩擦力为F，对物块应用动量定理有：‎ ‎﹣Ft=m2v﹣m2v0 …②‎ 其中F=μm2g…③‎ 联立以三式解得：‎ 代入数据得：t=s=0.24s…④‎ ‎（2）要使物块恰好不从车厢滑出，须物块滑到车面右端时与小车有共同的速度v′，则有：‎ ‎ m2v′0=（m1+m2）v′…⑤‎ 由功能关系有：‎ ‎…⑥‎ 代入数据解得：v′=5m/s 故要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车的速度v0′不能超过5m/s．‎ 答：（1）物块在车面上滑行的时间t为0.24s． ‎ ‎（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5m/s．‎ ‎　‎ ‎9．一辆车箱长为L=2m的汽车，在平直的公路上以V0=36km/h的速度匀速行驶，车箱后挡板处放有一小木块，与车箱的动摩擦因数为μ=0.2，若汽车以大小为a=6m/s2的加速度刹车，求：（设木块对刹车没有影响，g取10m/s2）‎ ‎（1）汽车从刹车到停止所用的时间？‎ ‎（2）开始刹车后2s内，汽车的位移是多大？‎ ‎（3）如果相对车箱而言，木块与车箱挡板碰撞时都以碰前的速率反弹．则从刹车起，木块经多长时间最终停下？‎ ‎【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与位移的关系．‎ ‎【分析】（1）根据速度时间公式即可求得汽车从刹车到停止所用的时间；‎ ‎（2）先判断2s内汽车是否已经停止运动，再根据运动学基本公式求解；‎ ‎（3）根据牛顿第二定律求出木块的加速度，分析木块和汽车的运动情况，根据运动学基本公式求解．‎ ‎【解答】解：v0=36km/h=10m/s ‎（1）从刹车起汽车停下所用时间：t0===1.67s ‎（2）2秒内汽车已经停止，所以汽车的位移为：s0==8.33m ‎（3）设从刹车起木块经时间t1后与前挡板相碰．‎ 木块向前运动受滑动摩擦力，由牛顿第二定律得 μmg=ma1‎ a1=μg=2m/s2‎ 碰前木块的位移：s1=v0t1﹣a1t12‎ 碰前车的位移：s2=v0t1﹣at12‎ 另有s1﹣s2=L 解得t1=1s ‎ 碰前木块速度：v1=v0﹣a1t1=10﹣2×1 m/s=8m/s 碰前汽车速度：v2=v0﹣at1=10﹣6×1 m/s=4m/s 相对汽车，木块碰前速度为4m/s，碰后以4m/s的速度反弹．‎ 相对地，碰后木块速度为0，在车厢摩擦力作用下将向前作匀加速直线运动，加速度大小仍为a1=2 m/s2．‎ 设又经时间t2木块的速度与汽车相等，则 木块速度：v1′=a1t2‎ 汽车速度：v2′=v2﹣at2‎ 因为v1′=v2′‎ 所以t2=0.5s ‎ v1′=v2′=1m/s 此时木块与前挡板距离为：L′=（v2t2﹣at22）﹣a1t22=1m 木块再经时间t3停下，则： =0.5s 木块再通过的位移为S3=v1′t3=0.25m＜L′=1m不会与前板再碰．‎ 而汽车再经时间t4=（t0﹣t1﹣t2）=0.17s停止运动，汽车先于木块停止运动．‎ 木块运动的总时间：t=t1+t2+t3=2s ‎ 答：（1）汽车从刹车到停止所用的时间为1.67s；‎ ‎（2）开始刹车后2s内，汽车的位移为8.33m；‎ ‎（3）从刹车起，木块经2s最终停下．‎