河北省唐山市开滦第二中学2020学年高二物理下学期期中试题(含解析)
山开滦二中2020~2020学年第二学期期中考试
高二物理试卷
说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,全卷共100分,答题时间:90分钟。
第I卷 选择题(共50分)
一、单项选择题:(本大题包括5小题,每小题4分,共20分)
1.关于力的冲量,下列说法正确的是( )
A. 力越大,力的冲量就越大
B. 作用在物体上的力大,力的冲量不一定大
C. 静置于地面的物体受水平推力F的作用,经时间t物体仍静止,则此推力的冲量为零
D. F1与作用时间t1的乘积F1t1在数值上等于F2与作用时间t2的乘积F2t2,则这两个冲量相同
【答案】B
【解析】
【详解】A、B项:由冲量定义可知,力越大,力的冲量不一定越大,还与时间有关,故A错误,B正确;
C项:静置于地面物体受水平推力F的作用,经时间t物体仍静止,则此推力的冲量为Ft,故C错误;
D项:冲量是矢量,大小相等,若方向不同,则这两个冲量不相同,故D错误。
故选:B。
2.关于系统动量守恒的条件,下列说法中正确的是( )
A. 只要系统内存在摩擦力,系统的动量就不可能守恒
B. 只要系统中有一个物体具有加速度,系统的动量就不守恒
C. 只要系统所受的合外力为零,系统的动量就守恒
D. 系统中所有物体的加速度都为零时,系统的总动量不一定守恒
【答案】C
【解析】
只要系统内存在摩擦力,若系统受外力为零,则系统动量同样可能守恒,选项A错误; 只要系统中有一个物体具有加速度,但系统受到的合外力为零,则系统的动量也可能守恒,选项B错误; 只要系统所受的外力的矢量之和为零,系统的动量就守恒,选项C正确; 系统中所有物体的加速度都为零时,则系统受到的合外力一定为零,则系统的总动量一定守恒,选项D错误;故选C.
3.两辆质量相同的小车,置于光滑的水平面上,有一人静止在小车A上,两车静止,如图所示.当这个人从A车跳到B车上,接着又从B车跳回A车并与A车保持相对静止, 则A车的速率( )
A. 等于零
B. 小于B车的速率
C. 大于B车的速率
D. 等于B车的速率
【答案】B
【解析】
试题分析:分析系统受力情况可知,系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,规定水平向右为正方向,由系统动量守恒可得:O=(MA+m)VA-MBVB,MA+M>MB故VA
/=)
③实验时,小球的落点分别如图2的M、N、P点,则在误差范围内,满足下列______式,能验证碰撞中的动量守恒定律。
A.m1⋅OP=m1⋅OM+m2⋅ON
Bm1⋅OM=m1⋅OP+m2⋅ON
C.m1⋅ON=m1⋅OM+m2⋅OP
D.m1⋅OP=m1⋅ON+m2⋅OM
【答案】 (1). BCD (2). 大于 (3). A
【解析】
【详解】①A项:验证动量守恒定律实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度,只要离开轨道后做平抛运动,对斜槽是否光滑没有要求,故A错误;
B项:要保证每次小球做平抛运动,则轨道的末端必须是水平的,故B正确;
C项:要保证碰撞前的速度相同,所以入射小球每次要从同一高度由静止下滑,故C正确;
D项:要保证碰撞后都做平抛运动,所以碰撞的瞬间,入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线水增,故D正确。
故选:BCD。
②为防止碰后入射球被反弹,入射球质量要大于被碰球质量,即;
③两球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间相等,
如果碰撞过程中动量守恒,则有: ,两边同时乘以时间t得:
即为:
故选:A。
13.某同学设想用如图甲所示的装置,研究两个完全相同的小球碰撞时有无机械能损失,设想如下:小球A用不可伸长的轻质细绳悬于O点,当A摆到O点正下方的C点时恰好与桌面接触但无压力,现将A球从Q点由静止释放,到达C点时刚好与静置于桌面P点、与A完全相同的小球B碰撞,B平抛落至地面。该同学测得Q到桌面的高度H、桌面到地面的高度h及B平抛的水平位移L.
(1)若用游标卡尺测小球的直径d如图乙所示,则d=__________cm;
(2)测量小球下降的高度时,应该以球所在位置Q时___________(选填“球的下边沿”或“球心”)到桌面的距离为小球下降的高度H;
(3)实验中改变H,多测几次H和L的数值,得到如图丙所示的图线,如果两球碰撞过程中有机械能损失,则该图线的斜率k________(选填“大于”、“等于”或“小于”)4h.
【答案】 (1). 1.450 (2). 球的下边沿 (3). 小于
【解析】
【详解】(1) 游标卡尺的读数为:;
(2)由题可知,测量小球下降的高度时,应该以球所在位置Q时的下边沿到桌面的距离为H;
(3)小球A下落过程中,根据机械能守恒定律可得:
两球相碰时,由于两球相同,所以碰后交换速度,故B球速度为v;;
小球B碰后做平抛运动,由
水平位移
联立解得:
如果碰撞中有能量损失,则碰后B速度小于v,所以图象斜率将小于4h。
四、计算题(14题8分,15题分,16题分,共44分)
14.如图所示,在光滑水平面上有两个木块A、B,木块B静止,且其上表面左端放置着一小物块C。已知mA=mB=0.2kg,mC=0.1kg,现使木块A以初速度v=2m/s沿水平方向向右滑动,木块A与B相碰后具有共同速度(但不粘连),C与A、B间均有摩擦。求:
(1)木块A与B相碰瞬间木块A的速度及小物块C的速度大小;
(2)若木块A足够长,小物块C的最终速度。
【答案】(1)vA=1m/s;小物块C的速度为0(2)m/s
【解析】
【详解】(1)木块A与B相碰瞬间小物块C的速度为0,木块A、B的速度相同,则由动量守恒定律得:mAv=(mA+mB)vA,
解得vA=1m/s。
(2)C滑上A后,摩擦力使C加速、使A减速,直至A、C具有共同速度,以A、C为系统,由动量守恒定律得mAvA=(mA+mC)vC,
解得vC=m/s。
15.如图所示,用不可伸长的细线悬挂一质量为M=1kg的小木块,木块处于静止状态。现有一质量为m=0.01kg的子弹以初速度v0=300m/s自左方水平地射穿木块,木块上升的最大高度h=0.2m,求:
(1)子弹射出木块时,子弹的速度v的大小;
(2)若子弹射穿木块的时间为△t=0.001s,子弹对木块的平均作用力F大小为多少?
【答案】①100m/s ②2000N
【解析】
【详解】①设子弹射穿木块获得速度为
木块上摆过程,只有重力做功,其机械能守恒,由机械能守恒定律得:
子弹射穿木块过程系统的动量守恒,以水平向右为正方向,由动量守恒定律得:
联立并代入数据解得:、
②以木块为研究对象,由动量定理可得:
代入数据解得:
16.如图,长木板B的质量为m2=1.0kg,静止放在粗糙的水平地面上,质量为m3=1.0kg的物块C(可视为质点)放在长木板的最右端。一个质量为m1=2.0kg的物块A从距离长木板B左侧L=5m处,以速度v0=11m/s向着长木板运动。一段时间后物块A与长木板B发生弹性正碰(时间极短),之后三者发生相对运动,整个过程物块C始终在长木板上。已知物块A及长木板与地面间的动摩擦因数均为μ1=0.4,物块C
与长木板间的动摩擦因数μ2=0.2,物块C与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,求:
(1)碰后瞬间物块A和长木板B的速度大小和方向;
(2)整个过程中,物块C相对于长木板B的位移大小;
(3)最终,物块A离长木板B左侧的距离。
【答案】(1) ,方向向右 方向向右(2) (3)
【解析】
【详解】(1)设物块A与木板B碰前的速度为
由动能定理得:。解得:
A与B发生完全弹性碰撞,假设碰撞后瞬间的速度分别为、
由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
联立解得:,方向向右 方向向右
(2)之后B减速运动,C加速运动,BC达到共同速度之前,由牛顿运动定律
对木板B有: 对物块C:
设从碰撞后到两者达到共同速度经历的时间为,
解得:,此过程C相对B滑动位移
经分析,此后,B、C将继续有相对运动,C相对于B向右滑行
对木板B有: 解得:
对物块C: 解得:
所以第二段的相对位移为
所以整个过程C相对B的位移
(3)整个过程B的位移
A与B碰撞后,A做减速运动的加速度也为,位移
物块A离长木板B左侧的最终距离为