安徽省定远县育才学校2020-2021学年高二物理1月份周测试题.doc

安徽省定远县育才学校2020-2021学年高二物理1月份周测试题

安徽省定远县育才学校2020-2021学年高二物理1月份周测试题

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14

安徽省定远县育才学校2020-2021学年高二物理1月份周测试题（1.18）
一、单选题（(本大题共8小题，共32分)）
1. 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的木块以初速度水平地滑至车的上表面，若车足够长，则
A. 木块的最终速度为
B. 由于车上表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒
C. 车上表面越粗糙，木块减少的动量越多
D. 车上表面越粗糙，小车获得的动量越多
2. 一只爆竹竖直升空后，在高为h处达到最高点并发生爆炸，分为质量不同的两块，两块质量之比为，其中质量小的一块获得大小为v的水平速度，重力加速度为g，不计空气阻力，则两块爆竹落地后相距
A. B. C. D.
3. 如图所示，在光滑水平面上静止着一倾角为，质量为M的斜面体B，现有一质量为m的物体A以初速度沿斜面上滑，若A刚好可到达B的顶端，且A、B具有共同速度，若不计A、B间的摩擦，则A到达顶端时速度的大小为
A. B. C. D.
4. 如图所示，质量为M的车厢静止在光滑的水平面上，车厢内有一质量为m的滑块，以初速度在车厢地板上向右运动，与车厢两壁发生若干次碰撞，最后相对车厢静止，则车厢的最终速度是    
A. 0 B. ，方向水平向右
C. ，方向水平向右 D. ，方向水平向右
5. 如图所示，小车与木箱紧挨着静置于光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是
A. 木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
B. 小车与木箱组成的系统动量守恒
C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D. 男孩和木箱组成的系统动量守恒
6. 质量为m的子弹，以水平速度射入静止在光滑水平面上质量为M的木块，并留在其中。在子弹进入木块过程中，下列说法正确的是
A. 子弹动能减少量等于木块动能增加量
B. 子弹动量减少量等于木块动量增加量
C. 子弹动能减少量等于子弹和木块内能增加量
D. 子弹对木块的冲量大于木块对子弹的冲量
7. 某实验小组发射自制水火箭，火箭外壳重，发射瞬间将壳内质量为的水相对地面以的速度瞬间喷出，已知重力加速度，空气阻力忽略不计，火箭能够上升的最大高度为
A. B. C. D.
8. 质量分别为、的小球在一直线上发生弹性碰撞，它们在碰撞前后的位移时间图象如图所示，若，的质量等于
A. B. C. D.
二、多选题（(本大题共4小题，共14分)）
9. 一辆小车静止在光滑的水平面上，小车立柱上固定一条长为拴有小球的细绳，小球由和悬点在同一水平面上的A点静止释放，如图所示，不计一切阻力，下面说法中正确的是（ ）
A. 小球的机械能守恒，动量不守恒 B. 小球的机械能不守恒，动量也不守恒
C. 球和小车的总机械能守恒，总动量不守恒 D. 球和小车的总机械能不守恒，总动量守恒
10. 右端带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上，如图所示．一质量为m的小球以速度水平冲上小车，关于小球此后的运动情况，以下说法正确的是
A. 小球可能离开小车水平向右做平抛运动
B. 小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车
C. 小球不可能离开小车水平向左做平抛运动
D. 小球可能离开小车做自由落体运动
11. 如图甲所示，质量为M的木板静止在光滑水平面上，一个质量为m的小滑块以初速度从木板的左端向右滑上木板，滑块和木板的水平速度随时间变化的图象如图乙所示，整个过程中因摩擦损失的机械能为小滑块初动能的，图中、为已知量，重力加速度大小为g，则下列判断正确的是
A. 木板的长度一定为 B. 滑块与木板间的动摩擦因数为
C. 滑块与木板共速时速度大小为 D. 滑块质量是木板质量的2倍
12. 如图所示，A、B两物体的质量不相等，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的水平轻质弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑．当弹簧突然释放后，A、B被弹开、B始终不滑出平板车，则有
A. A、B系统动量守恒 B. A、B、C组成的系统动量守恒
C. A、B及弹簧组成的系统机械能守恒 D. A、B、C及弹簧整个系统机械能不守恒
三、实验题（(本大题共2小题，共18分)）
13. 利用气垫导轨和光电门进行“探究碰撞中的不变量”这一实验，气垫导轨的左侧与一倾斜轨道平滑连接，滑块在水平气垫导轨上运动时可忽略阻力。让滑块A在左侧倾斜轨道的P点由静止释放，然后与静止在光电门C和光电门D之间的滑块B发生碰撞，如图所示。

实验中滑块B备有甲乙两种：其中甲种滑块左端装有弹性圈，乙种滑块左端装有橡皮泥，与滑块A碰撞后会粘在一起。若要求碰撞时动能损失最大，则应选用______种滑块填“甲”或“乙”，若要求碰撞时动能损失最小，则应选用______种滑块填“甲”或“乙”；
某同学选取左端装有橡皮泥的滑块B进行实验，两滑块的质量分别为和，滑块A从P点释放后，通过光电门C的时间为，与滑块B粘在一起后通过光电门D的时间为，则在误差允许的范围内，只需验证等式______成立即说明碰撞过程中和系统动量守恒；
在上一问的某次实验中，滑块通过光电门C和光电门D的时间分别为和，那么滑块A和滑块B的质量之比为：______。
14. 两同学用如题甲所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

甲同学测量所得入射球A的质量为，被碰撞小球B的质量为，题14图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上同一位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛水平射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式______时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式______时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。
乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为；然后将木条平移到图乙中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为和，测得与、、各点的高度差分别为、、。若所测物理量满足表达式______时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒。
四、计算题（(本大题共3小题，共38分)）
15. 如图所示，用不可伸长的轻绳将质量为2 m的物块a悬挂在O点，轻绳长为2 l，初始时处于水平拉直状态。现将物块可视为质点由静止释放，当物块a下摆至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块b发生正碰碰撞时间极短，碰撞后b滑行的最大距离为4 l。已知b的质量为m，b与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求：
与b碰前瞬间，a对轻绳的拉力大小；
碰后物块a上升的最大高度。
16. 如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为的子弹击中，子弹嵌在其中打击时间极短，并随物体A一起作用轻质弹簧，已知物体A的质量是，B的质量是，子弹的质量是求：
物体获得的最大速度
求此过程中损失的机械能与弹簧最大弹性势能之比
17. 如图所示，AB是半径的光滑圆弧轨道，半径OB竖直，光滑水平地面上紧靠B点静置一质量的小车，其上表面与B点等高。现将一质量的小滑块从A点由静止释放，经B点滑上小车，最后与小车达到共同速度。已知滑块与小车之间的动摩擦因数。重力加速度g取求：
滑块刚滑至B点时，圆弧对滑块的支持力大小；
滑块与小车最后的共同速度；
为使滑块不从小车上滑下，小车至少多长。

答案解析
1.A
【解析】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错误。故选A。
2.D
【解析】
【分析】本题主要考查动量守恒定律，根据两块爆竹爆炸时水平方向动量守恒求出大块爆竹获得的速度，然后根据平抛运动求出时间和水平位移，从而得到两块爆竹落地后相距的距离．
【解答】设其中一块质量为m，另一块质量为爆炸过程系统水平方向动量守恒，以速度v的方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得 ；设两块爆竹落地用的时间为t，则有：  ，得 ，落地点两者间的距离为：，联立各式解得： ，故D正确．
3.B
【解析】因为物体A具有竖直方向的加速度，故系统在竖直方向受到向下的重力和水平面提供的向上的作用力，且此方向合力不为零，故此方向的动量不守恒；
但水平面光滑，故系统在水平方向动量守恒，A到达顶端时，A和斜面体只有水平方向的速度，即，
所以。故选B。
4.C

【解析】选滑块与小车组成的系统为研究对象，规定向右为正方向，由水平方向动量守恒得：，所以有：，方向水平向右，与同向，故C正确，ABD错误。
故选C。
5.C

【解析】【解析】男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守恒木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量大小相等、方向相反，A项错误，C项正确。小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，B、D两项错误。
6.B

【解析】子弹克服阻力做的功一部分是转化为内能，一部分给了木块，故机械能不守恒，子弹动能减少量等于子弹和木块内能增加量以及木块增加的动能之和，选项A、C错误；水平面光滑，则系统在水平方向的动量守恒，由动量守恒定律可知，子弹动量减少量等于木块动量增加量，选项B正确；系统在水平方向的动量守恒，所以子弹对木块的冲量大小等于木块对子弹的冲量，选项D错误。
故选B．
7.C
【解析】取喷出的水的速度方向为正方向，对火箭外壳及喷出的质量为的水组成的系统，由动量守恒得：，
解得，喷出水后，火箭做竖直上抛运动，由，解得火箭能够上升的最大高度为，故C正确，ABD错误。故选C。
8.B

【解析】碰撞前是静止的，的速度为：
碰后的速度：
的速度：
根据动量守恒定律有：
代入得：
解得：
故选：B。
根据图象斜率求出碰撞前后各球的速度，根据碰撞过程中动量守恒即可求解；
本题主要考查了动量守恒定律得应用，关键要掌握位移图象的斜率等于速度进行分析．
9.BC
【解析】小球由静止释放过程中，小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，故系统只在在水平方向动量守恒，而小球水平方向和竖直方向受力都不为零，动量不守恒，又小球运动过程中，绳子拉力对小球做功，小球机械能也不守恒，故A错误，B正确；
小球与小车系统在整个过程中只有重力做功，系统机械能守恒；由于系统水平方向不受外力，系统在水平方向动量守恒但总动量并不守恒，故C正确D错误。故选BC。
10.AD
【解析】解：小球从圆弧轨道上端抛出后，由于水平方向小球和车的速度相同，所以小球仍会落回到小车上；小球落回到小车后，相对小车向左滑动，然后从左边离开小车：如果小球对地面的速度向左，则小球离开小车水平向左做平抛运动；如果小球对地面的速度为零，则小球离开小车后做自由落体运动；如果小球对地面的速度向右，则小球离开小车水平向右做平抛运动。故AD正确，BC错误。故选：AD。
11.BC
【解析】A、令两者共速时速度为v，因木板的长度至少等于达到共速时两物体间的相对位移，所以有：，故A错误；
B、由能量守恒定律得：，解得：，故B正确；
CD、滑块与木板组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，，故C正确，D错误；
故选：BC。
12.BD
【解析】A.由于A、B两物体的质量不相等，A、B所受的摩擦力大小不等，所以A、B组成的系统合外力不为零，动量不守恒，故A错误；
B.地面光滑，A、B、C系统受到的合外力为零，则系统动量守恒，故B正确；
C.对A、B及弹簧组成的系统，由于克服摩擦力做功，所以系统机械能不守恒，故C错误；
D.对A、B、C及弹簧整个系统机械能不守恒，由于克服摩擦力做功，所以系统机械能不守恒，故D正确。故选BD。
13.乙  甲   1：2
【解析】两物体发生完全弹性碰撞时系统损失的机械能最大，两物体发生弹性碰撞时，碰撞过程损失的机械能最小，选用滑块乙时发生完全非弹性碰撞，此时碰撞损失的动能最大；选用滑块甲时发生弹性碰撞，碰撞过程损失的机械能最小。
设滑块的宽度为d，滑块A碰撞前的速度为：
碰撞后滑块的速度为：，
如果碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律的得：

整理得：；
系统动量守恒时满足：，已知：和，则：：：2；
故答案为：乙；甲； ； ：2。
两物体发生完全弹性碰撞时系统损失的机械能最大，两物体发生弹性碰撞时，碰撞过程损失的机械能最小。
根据题意求出滑块经过光电门时的速度，然后根据动量守恒定律分析答题。
根据实验数据应用动量守恒定律可以求出滑块质量之比。
碰撞分弹性碰撞与非弹性碰撞两种，两物体发生完全弹性碰撞时系统损失的机械能最大，两物体发生弹性碰撞时，碰撞过程损失的机械能最小；根据实验原理应用动量守恒定律即可解题。
14.   
【解析】小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，
它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，
若两球相碰前后的动量守恒，则，又，，
整理得：，
若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，由机械能守恒定律得：，
将，，代入得：。
小球做平抛运动，在竖直方向上：，平抛运动时间：，
设轨道末端到木条的水平位置为x，小球做平抛运动的初速度：
，，，
如果碰撞过程动量守恒，则：，
整理可得：
故答案为：，；；

15.解：对于a下摆的过程，根据机械能守恒有：

a在到达最低点时根据牛顿第二定律有：

联立解得：，
根据牛顿第三定律可知，a对轻绳的拉力大小为6mg；
对于a、b碰撞过程，取水平向左为正方向，根据动量守恒定律得
 12碰后，对于物块a由最低点上升到最大高度的过程中，根据机械能守恒有：

碰撞后b滑行过程，根据动能定理得

联立解得：。
答：与b碰前瞬间，a对轻绳的拉力大小为6mg；
碰后物块a上升的最大高度。
16.解：子弹与木块作用过程中，由动量守恒定律得：
解得：
弹丸停留在木块中一起压缩弹簧与作用过程中动量守恒，机械能守恒，则得：
损失的机械能
根据动量守恒定律  
由机械能守恒定律 
联立得到，弹簧最大弹性势能
解得
此过程中损失的机械能与弹簧最大弹性势能之比为198。
17.滑块由A至B，由机械能守恒定律得： 
经B点时，由牛顿第二定律得： 
由解得支持力：   
滑块滑上小车后，对滑块与小车组成的系统，
由动量守恒定律得 
由解得共同速度   
滑块滑上小车后，对滑块与小车组成的系统，由能量守恒定律得 
由解得  ，即小车至少长