新疆乌鲁木齐市第四中学学年高二下学期期中考试物理试题解析版.docx
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新疆乌鲁木齐市第四中学学年高二下学期期中考试物理试题解析版
乌鲁木齐市第四中学2017-2018年度下学期期中考试
高二年级物理试题
一、选择题(共12小题,每小题4分,共48分,在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一个选项符合题目要求,第9~12小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,有选错或不答的得0分)
1.物理学中,把物体的质量m与速度v的乘积称为物体的动量,用字母p表示,即p=mv.关于动量的单位,下列各式正确的是( )
A.kg•m/s2B.N•sC.N•mD.N•m/s
【答案】B
【解析】A.根据动量的定义p=mv,m是物体的质量,单位为kg,v是物体运动的速度,单位为m/s,因此动量p的单位为kg⋅m/s,kg⋅m/s2是ma,根据牛顿第二定律可知表示力的单位N,A错误;
B.根据动量定理△p=Ft,F是力,单位为N,t是时间,单位为s,则动量的单位可以表示成N⋅s,B正确;
C.单位N⋅m,其中N是力F的单位,m是位移x的单位,故N⋅m表示的就是Fx,是功的单位,C错误;
D.单位N⋅m/s,其中N是力F的单位,m/s是速度v的单位,故N⋅m/s表示的是Fv,是功率的单位,D错误;
故选:
B.
2.如图所示,质量为M的人在远离任何星体的太空中,与他旁边的飞船相对静止.由于没有力的作用,他与飞船总保持相对静止的状态.这个人手中拿着一个质量为m的小物体,他以相对飞船为v的速度把小物体抛出,在抛出物体后他相对飞船的速度大小为( )
A.B.C.D.
【答案】A
点睛:
本题主要考查了动量守恒定律的直接应用,要求同学们能正确分析物体的受力情况,注意使用动量守恒定律解题时要规定正方向。
3.如图甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰。
小球的质量分别为m1和m2。
图乙为它们碰撞前后的s-t(位移时间)图象。
已知m1=0.1kg。
由此可以判断( )
A.碰前m2静止,m1向右运动
B.碰后m2和m1都向右运动
C.m2=0.2kg
D.碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能
【答案】A
【解析】A、由(位移时间)图象的斜率得到,碰前的位移不随时间而变化,处于静止。
向速度大小为:
,方向只有向右才能与相撞,故A正确;
B、由图读出,碰后的速度为正方向,说明向右运动,的速度为负方向,说明向左运动,故B错误;
C、由图乙所示图象可知:
,由图求出碰后和的速度分别为:
,,根据动量守恒定律得:
,代入解得,,故C错误;
D、碰撞过程中系统损失的机械能为:
,代入解得:
,故D错误。
点睛:
s-t(位移时间)图象的斜率等于速度,由数学知识求出碰撞前后两球的速度,分析碰撞前后两球的运动情况。
根据动量守恒定律求解两球质量关系,由能量守恒定律求出碰撞过程中系统损失的机械能。
4.质量为m1=2kg,m2=5kg的两静止小车压缩一条轻弹簧后放在光滑的水平面上,放手后把小车弹开.今测得m2受到的冲量是10N•s,则在此过程中,m1的动量的变化量是( )
A.2 kg•m/sB.-2 kg•m/sC.10 kg•m/sD.-10 kg•m/s
【答案】D
【解析】两物体受弹力大小相等方向相反,作用时间相同,所以m1受到的冲量是-10N·s,据动量定理,合外力的冲量等于物体的动量变化,所以m1的动量的变化量是-10N·s,即-10kg·m/s,D对。
5.如图所示,一个质量为0.18kg的垒球,以25m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01s。
下列说法正确的是( )
A.球棒对垒球的平均作用力大小为1260N
B.球棒对垒球的平均作用力大小为360N
C.球棒对垒球做的功为238.5J
D.球棒对垒球做的功为36J
【答案】A
【解析】根据动量定理:
F•t=mv 2 ﹣mv 1
得:
,符号表示力的方向与初速度的方向相反,A正确、B错误;
根据动能定理,球棒对垒球做的功:
,C错误、D错误。
故选:
A。
6.如图所示,光滑水平面上有一小车,小车上有一物体,用一细线将物体系于小车的A端,物体与小车A端之间有一压缩的弹簧,某时刻线断了,物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上。
则下述说法中正确的是( )
①若物体滑动中不受摩擦力,则全过程机械能守恒
②若物体滑动中有摩擦力,则全过程系统动量守恒
③小车的最终速度与断线前相同④全过程系统的机械能不守恒
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④
【答案】B
【解析】物块最后与B点黏在一起,是完全非弹性碰撞,一定有机械能损失,①错误;④正确;物体滑动中有摩擦力和无摩擦力,系统的合外力都为零,整个过程中系统动量守恒,②正确;因为动量守恒,所以最终速度与断线前相同,③正确;
故选B。
7.如图所示,甲、乙两人各站在静止小车的左右两端,当他俩同时相向行走时,发现小车向右运动.下列说法不正确的是(车与地面之间无摩擦)( )
A.乙的速度必定大于甲的速度
B.乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量
C.乙的动量必定大于甲的动量
D.甲、乙动量总和必定不为零
【答案】C
【解析】甲乙两人及小车组成的系统不受外力,系统动量守恒,根据动量守恒定律得:
;
A、小车向右运动,则说明甲与乙两人的总动量向左,说明乙的动量大于甲的动量,即两人的总动量不为零,但是由于不知两人的质量关系,故无法确定两人的速度大小关系,故A不正确,CD正确;
B、因小车的动量向右,说明小车受到的总冲量向右,而乙对小车的冲量向右,甲对小车的冲量向左,故乙对小车的冲量一定大于甲对小车的冲量,故B正确。
点睛:
本题主要考察了动量守恒定律的直接应用,注意速度的矢量性及动量定理的应用。
8.如图所示,两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上,有一个人静止站在A车上,两车静止,若这个人自A车跳到B车上,接着又跳回A车,静止于A车上,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:
设人的质量为m,小车的质量均为M,人来回跳跃后人与A车的速度为,B车的速度为,根据题意知,人车组成的系统水平方向动量守恒.有题意有:
,人来回跳跃后的总动量,由动量守恒得,其中负号表示v1、v2的方向相反,故小车A的速率小于小车B的速率,选项B正确。
考点:
考查了动量守恒定律的应用
9.质量为m的小球A,在光滑水平面上以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰后,A球的速率变为原来的,则B球碰后的速率可能是()
A.B.C.D.
【答案】AB
【解析】根据碰后A球的动能恰好变为原来的1/9得:
mv2=•mv02可得:
v=±v0;碰撞过程中AB动量守恒,则有:
mv0=mv+2mvB;解得:
vB=v0或vB=v0,故选AB.
10.质点所受的合外力F随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上,已知t=0时质点的速度为0,1s末速度为v1,2s末速度为v2,在第1s时间内力F对质点做的功为W1,第2s时间内力F对质点做的功为W2,关于质点的运动,下列说法正确的是( )
A.质点在1s末动能最B.质点在4s末离出发点最远
C.v2=2v1D.W2=4W1
【答案】BC
【解析】A、在时间内,质点的受力方向不变,加速度方向不变,一直做加速运动,时间内,质点受力方向与速度方向相反,做减速运动,根据对称性,末速度为零。
可知物体一直向前运动,末质点速度最大,动能最大,末离出发点最远,故B正确,A错误;
C、图象与坐标轴围成的面积表示合外力的冲量,则根据动量定理可知:
,,解得:
,故C正确;
根据动能定理得:
,,解得:
,故D错误。
点睛:
本题考查力与运动的关系,知道质点在时间内做加速运动,时间内做减速运动,两段时间内的运动具有对称性,知道合外力F随时间变化图象与标轴围成的面积表示合外力的冲量。
11.如图所示,质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连,放在光滑水平面上,A靠紧竖直墙。
用水平力F将B向左压,使弹簧被压缩一定长度,静止后弹簧储存的弹性势能为E。
这时突然撤去F,关于A、B和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是( )
A.撤去F后,系统动量守恒,机械能守恒
B.撤去F后,A离开竖直墙前,系统动量不守恒,机械能守恒
C.撤去F后,A离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为
D.撤去F后,A离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为E
【答案】BC
【解析】撤去F后,A离开竖直墙前,竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡,合力为零,而墙对A有向右的弹力,使系统的动量不守恒.这个过程中,只有弹簧的弹力对B做功,系统的机械能守恒.A离开竖直墙后,系统水平方向不受外力,竖直方向外力平衡,则系统的动量守恒,只有弹簧的弹力做功,机械能也守恒.故A错误,B正确.撤去F后,A离开竖直墙后,当两物体速度相同时,弹簧伸长最长或压缩最短,弹性势能最大.设两物体相同速度为v,A离开墙时,B的速度为v0.根据动量守恒和机械能守恒得:
2mv0=3mv,E=∙3mv2+EP
又;联立得到,弹簧的弹性势能最大值为.故D错误,C正确.故选BC.
12.如图所示,质量为M的小车置于光滑的水平面上,车的上表面粗糙,有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面,若车足够长,下列说法正确的是( )
A.木块的最终速度为
B.由于车表面粗糙,小车和木块所组成的系统动量不守恒
C.车表面越粗糙,木块减少的动量越多
D.小车获得的冲量与车表面的粗糙程度无关
【答案】AD
【解析】A、以小车和木块组成的系统为研究对象所受合外力为零,因此系统动量守恒,由于摩擦力的作用,m速度减小,M速度增大,m速度减小到最小时,M速度达最大,最后m、M以共同速度运动。
有:
,解得:
,故A正确,B错误;
C、根据A选项分析,木块减少的动量与车面粗糙程度无关,故C错误;
D、根据A选项分析,小车M获得动量与车面粗糙程度无关,故D正确。
点睛:
应用动量守恒定律时要清楚研究的对象和守恒条件,把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题。
二、填空题(每空2分,共16分)
13.如图所示,在橄榄球比赛中,一个质量为95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动,想穿越防守队员到底线触地得分。
就在他刚要到底线时,迎面撞上了对方两名质量均为75kg的队员,一个速度为2m/s,另一个为4m/s,然后他们就扭在了一起。
(1)他们碰撞后的共同速率是____(结果保留一位有效数字)。
(2)在框中标出碰撞后他们动量的方向,并说明这名前锋能否得分:
____。
【答案】
(1).0.1m/s
(2).能
【解析】以前锋速度方向为正方向,设撞后共同速度为v,碰撞过程动量守恒,根据动量守恒定律得:
m1v1-m2v2-m3v3=(m1+m2+m3)v,
解得:
;
所以他们碰撞后的共同速率为0.1m/s,方向与前锋方向相同,所以可以得分,如图所示.
14.一质量为1.0kg的小球静止在光滑水平面上,另一质量为0.5kg的小球以2m/s的速度和静止的小球发生碰撞,碰后以0.2m/s的速度被反弹,仍在原来的直线上运动,碰后两球的总动量是______kg·m/s,原来静止的小球获得的速度大小为______m/s.
【答案】
(1).1
(2).4m/s
...............
点睛:
本题是动量守恒定律的简单应用,要注意选取正方向,用正负号表示速度的方向。
15.质量为1kg的小球从离地面5m高处自由落下,碰地后反弹的高度为0.8m,碰地的时间
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