内蒙古集宁一中（西校区）2019-2020学年高一下学期期末考试物理试卷 Word版含答案 18页

集宁一中榆树湾校区2019-2020学年第二学期末考试 一、单选题(共30分)‎ ‎1．(本题5分)若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的27层（层高3 m）坠下，与停放在地面上汽车的天窗碰撞时间约为2 m s．该鸡蛋对天窗产生的冲击力约为 A．1×104 N B．1×103 N C．1×102 N D．10 N ‎2．(本题5分)下列说法正确的是（ ）‎ A．物体速度变化越大，则加速度越大 B．物体动量发生变化，则物体的动能一定变化 C．合外力对系统做功为零，则系统的动量一定守恒 D．系统所受合外力为零，则系统的动量一定守恒 ‎3．(本题5分)如图所示，在光滑水平面上，有A、B两个小球沿同一直线向右运动，若取向右为正方向，两球的动量分别是pA＝5.0 kg·m/s，pB＝7.0 kg·m/s.已知二者发生正碰，则碰后两球动量的增量ΔpA和ΔpB可能是(　　)‎ A．ΔpA＝－3.0 kg·m/s；ΔpB＝3.0 kg·m/s B．ΔpA＝3.0 kg·m/s；ΔpB＝3.0 kg·m/s C．ΔpA＝3.0 kg·m/s；ΔpB＝－3.0 kg·m/s D．ΔpA＝－10 kg·m/s；ΔpB＝10 kg·m/s ‎4．(本题5分)如图甲所示，一块长度为L、质量为m的木块静止在光滑水平面上．一颗质量也为m的子弹以水平速度v0射入木块．当子弹刚射穿木块时，木块向前移动的距离为s(图乙)‎ ‎．设子弹穿过木块的过程中受到的阻力恒定不变，子弹可视为质点．则子弹穿过木块的时间为 A． B． C． D．‎ ‎5．(本题5分)如图所示，大气球质量为100kg，载有质量为50kg的人（可以把人看做质点），静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为 A．20m B．30m C．40m D．50m ‎6．(本题5分)如图所示，小球以大小为v0的初速度由A端向右运动，到B端时的速度减小为vB；若以同样大小的初速度由B端向左运动，到A端时的速度减小为vA。已知小球运动过程中始终未离开该粗糙轨道，D为AB中点。以下说法正确的是（　　　）‎ A．vA>vB B．vA=vB C．vA”或“<”）。‎ ‎（2）实验中，不容易直接测定小球碰撞前后的速度。但是，可以通过仅测量______(填选项前的符号)，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．小球做平抛运动的水平位移 ‎（3）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是________。‎ A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端必须水平 C．B球每次的落点一定是重合的 D．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动 ‎（4）已知A、B两个小球的质量m1、m2，三个落点位置与O点距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式________，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。‎ 评卷人 得分 四、解答题(共46分)‎ ‎13．(本题14分)光滑水平轨道上有三个木块 A、B、C，质量分别为mA‎=3m、‎mB‎=mC=m ‎，开始时B、C 均静止，A 以初速度v0向右运动，A 与 B 碰撞后分开，B 又与 C 发生碰撞并粘在一起， 此后A 与B 间的距离保持不变．求：‎ ‎（1）B 与C 碰撞前B 的速度大小。‎ ‎（2）整个过程中系统机械能的减少量。‎ ‎14．(本题16分)A、B两物体在光滑的水平面上相向运动，其中物体A的质量为，两物体发生碰撞前后的运动图象如图所示，求：‎ ‎(1)碰前A物体速度的大小和方向；‎ ‎(2)B物体的质量；‎ ‎(3)碰撞过程中产生的热量。‎ ‎15．(本题16分)如图所示，CDE为光滑的轨道，其中ED段是水平的，CD段是竖直平面内的半圆，与ED相切于D点，且半径R=0.5m。质量m=0.2kg的小球B静止在水平轨道上，另一质量M=0.2kg的小球A前端装有一轻质弹簧，以速度v0向左运动并与小球B发生相互作用。小球A、B均可视为质点，若小球B与弹簧分离后滑上半圆轨道，并恰好能过最高点C，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度g=10m/s2，求：‎ ‎（1）小球B与弹簧分离时的速度vB多大；‎ ‎（2）小球A的速度v0多大；‎ ‎（3）弹簧最大的弹性势能EP是多少？‎ 参考答案 ‎1．B【详解】每层楼高约为3m，鸡蛋下落的总高度h=（27-1）×3m=78m；自由下落时间 ，与地面的碰撞时间约为t2=2ms=0.002s，全过程根据动量定理可得：mg（t1+t2）-Ft2=0，解得冲击力F=987N≈103N．‎ ‎2．D【解析】试题分析：A、加速度是反映速度变化快慢的物理量，速度变化大，加速度不一定大．故A错误；‎ B、若动量发生变化可能是速度的方向发生了变化而大小没发生变化，动能不一定变化，故B错误；‎ C、系统所不受外力或外力的冲量为零，系统动量守恒，合外力对系统做功为零，冲量不一定为零，故C错误；‎ D、系统所受的合外力为零，系统动量守恒，故D正确；故选：D。‎ 考点：加速度、动量和动能、动量守恒定律 ‎3．A【解析】根据碰撞过程动量守恒定律，如果△pA=-3kg•m/s、△pB=3kg•m/s，所以碰后两球的动量分别为p′A=2kg•m/s、p′B=10kg•m/s，根据碰撞过程总动能可能不增加，是可能发生的，故A正确．两球碰撞过程，系统的动量守恒，两球动量变化量应大小相等，方向相反，若△PA=3kg•m/s，△PB=-3kg•m/s，违反了动量守恒定律，不可能，故B错误．根据碰撞过程动量守恒定律，如果△pA=3kg•m/s、△pB=-3kg•m/s，所以碰后两球的动量分别为p′A=8kg•m/s、p′B=4kg•m/s，由题，碰撞后，两球的动量方向都与原来方向相同，A的动量不可能沿原方向增大，与实际运动不符，故C错误．如果△pA=-10kg•m/s、△pB=10kg•m/s，所以碰后两球的动量分别为p′A=-5kg•m/s、p′B=17kg•m/s，可以看出，碰撞后A的动能不变，而B的动能增大，违反了能量守恒定律，不可能．故D错误．故选A．‎ 点睛：对于碰撞过程要遵守三大规律：1、是动量守恒定律；2、总动能不增加；3、符合物体的实际运动情况．‎ ‎4．D ‎【详解】子弹穿过木块过程，对子弹和木块的系统，外力之和为零动量守恒，有：，‎ 设子弹穿过木块的过程所受阻力为f，对子弹由动能定理：，由动量定理：，‎ 对木块由动能定理：，由动量定理：，‎ 联立解得：；故选D.‎ ‎5．B ‎【详解】‎ 人与气球组成的系统动量守恒，设人的速度v1，气球的速度v2，设运动时间为t，以人与气球组成的系统为研究对象，以向下为正方向，由动量守恒得：m1v1-m2v2=0，则，解得：‎ 则绳子长度：‎ L=s球+s人=10m+20m=30m 即绳子至少长30m长。‎ ‎6．A ‎【详解】‎ 小球向右通过凹槽C时的速率比向左通过凹槽C时的速率大，根据牛顿第二定律有 可知，对应的弹力FNA一定大，滑动摩擦力也大，克服阻力做的功多；又小球向右通过凸起D时的速率比向左通过凸起D时的速率小，根据牛顿第二定律有 可知，对应的弹力FNB一定大，滑动摩擦力也大，克服阻力做的功多，所以小球向右运动全过程克服阻力做功多，动能损失多，末动能小，即vA>vB，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎7．CD ‎【详解】‎ A．汽车过凸桥最高点时，加速度的方向向下，处于失重状态，选项A错误；‎ B．小球受到重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力。如图 由牛顿第二定律得 解得角速度 可知保持圆锥摆的高度不变，则角速度不变，选项B错误；‎ C．小球靠重力和支持力的合力提供向心力，重力不变，根据平行四边形定则知，支持力相等，向心力相等，但半径不等，所以角速度大小不等，选项C正确；‎ D．火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，选项D正确。‎ 故选CD。‎ ‎8．ACD ‎【详解】‎ A．卫星在轨道B上由P向Q运动时，离地球越来越远，万有引力做负功，卫星的动能越来越小，即速度越来越小，故A正确；‎ B．卫星在轨道A和C上分别做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力 解得，轨道C离地球距离远，故卫星在轨道C上经过Q点的速率小于在轨道A上经过P点的速率，故B错误；‎ C．万有引力产生加速度，在同一点，万有引力是相同的，产生的加速度相同，即卫星在轨道B上经过P点的加速度与在轨道A上经过P点的加速度是相等的，故C正确；‎ D．根据万有引力公式 ‎，可知卫星在Q点时的引力小于经过P点时受到的地球引力，故D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎9．BC ‎【详解】‎ A．药品下落过程中还有空气阻力做功，机械能不守恒，故A错误；‎ BCD．药品在下落过程中，由运动学公式可得 药品落地的动能为 联立解得 根据动能定理 重力做功为 解得 由功能关系可知，机械能减少了24J。故BC正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎10．BC ‎【详解】‎ ABC．由题可知汽车所受阻力 前4s内的加速度为 前4s内汽车做匀加速运动，由牛顿第二定律可得 解得 汽车在4s时达到额定功率，其额定功率为 当汽车受力平衡时速度最大，其最大速度为 故A错误，B、C正确；‎ D．前4s内的位移为 汽车在前4s内牵引力做的功为 故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎11．A F 0.86 0.81 由于空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力做功 ‎ ‎【详解】‎ ‎（1）[1][2]实验中验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量重物和夹子的质量，故A不必要;重物下落的时间可以通过打点计时器打出的纸带得出，不需要秒表测出，故F不必要;‎ ‎①[3]从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量 ‎△Ep=mgh=0.5×9.8×0.1760J≈0.86J ‎②[4]B点的瞬时速度 从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量 ‎△Ep=mgh=0.5×9.8×0.1760J≈0.86J 打B点的动能 EkB＝mvB2＝×0.5×1.82=0.81J ‎(2)[5] 由于空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力做功 ‎12．＞ C B ‎ ‎【详解】‎ ‎(1)[1]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 ‎(2)[2]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水平速度大小，故需要测量水平射程，AB错误，C正确；‎ 故选C；‎ ‎(3)[3]实验中，斜槽轨道不一定需要光滑，但是斜槽轨道末端必须水平，保证小球做平抛运动，实验中，复写纸和白纸位置不可以移动，B球每次的落点不一定是重合的，ACD错误，B正确。‎ 故选B；‎ ‎(4)[4]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。‎ ‎13．(1) ‎6‎‎5‎v‎0‎ (2) ‎‎3‎‎5‎mv‎0‎‎2‎ ‎【详解】‎ ‎(1)设A与B相碰后，A的速度为vA、B的速度为vB，B与C相碰后粘在一起的速度为v 对A碰B的过程，由动量守恒得：‎mAv‎0‎‎+0=mAvA+‎mBvB 对B碰C的过程，由动量守恒得：‎mBvB‎+0=(mB+mC)v 此后A 与B 间的距离保持不变，则vA‎=v 联立解得：vA‎=v=‎‎3‎‎5‎v‎0‎、‎vB‎=‎‎6‎‎5‎v‎0‎ ‎(2)整个过程中系统机械能的减少量E=‎1‎‎2‎×3mv‎0‎‎2‎−‎1‎‎2‎×5m×‎(‎3‎‎5‎v‎0‎)‎‎2‎=‎3‎‎5‎mv‎0‎‎2‎ ‎14．(1)2m/s，方向沿x轴负方向；(2)6kg；(3)30J ‎【详解】‎ ‎(1)由图象知，碰前物体A的速度为 解得 方向沿x轴负方向。‎ ‎(2)取物体B运动的方向为正方向，由动量守恒定律和图象得 ‎-‎ 解得 ‎(3)由能量守恒定律可得 解得 ‎15．（1）vB=5m/s；（2）v0=5m/s；（3）EP=1.25J ‎【详解】‎ ‎（1）设小球B恰好过C点时速度为vC，则有 ‎①‎ ‎②‎ 联立①②解得：vB=5m/s ‎（2）小球B与弹簧分离前后，小球A、B及弹簧系统：由动量守恒定律及能量守恒定律有 ‎③‎ ‎④‎ 联立③④解得：v0=5m/s ‎（3）小球A、B及弹簧系统：当A、B两者速度相同时，弹簧有最大弹性势能Ep，设共同速度为v，由动量守恒定律及能量守恒定律有 ‎⑤‎ ‎⑥‎ 联立⑤⑥解得：EP=1.25J