学年高二物理下学期章节同步检测.docx
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学年高二物理下学期章节同步检测
章末检测(第1章)
(时间:
90分钟 满分:
100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)
图1
1.小车上装有一桶水,静止在光滑水平地面上,如图1所示,桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门,分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出),要使小车向前运动,可采用的方法是( )
A.打开阀门S1
B.打开阀门S2
C.打开阀门S3
D.打开阀门S4
答案 B
2.下列说法中正确的是( )
A.作用在物体上的合外力越大,物体动量的变化就越快
B.作用在物体上的合外力的冲量越大,物体动量的变化就越快
C.作用在物体上的冲量恒定时,物体的动量保持不变
D.动量的变化一定,延长物体间的相互作用时间,可以减小物体间的相互作用力
答案 AD
解析 由动量定理,物体合外力冲量越大,动量的变化量越大,冲量恒定时,动量的变化量恒定,故B、C错.动量的变化率反映合外力的大小,合外力越大,动量的变化率越大,即动量的变化越快,因此A正确.动量的变化一定,延长作用时间,可减小物体间的相互作用力,故D对.
图2
3.如图2所示,装有炮弹的火炮总质量为m1,炮弹的质量为m2,炮弹射出炮口时对地的速率为v0,若炮管与水平地面的夹角为θ,则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)( )
A.
v0B.
C.
D.
答案 C
解析 炮弹和火炮组成的系统水平方向动量守恒,0=m2v0cosθ-(m1-m2)v得v=
,故选项C正确.
4.两辆汽车的质量分别为m1和m2,已知m1>m2,沿水平方向同方向行驶且具有相等的动能,则此时两辆汽车动量p1和p2的大小关系是( )
A.p1等于p2B.p1小于p2
C.p1大于p2D.无法比较
答案 C
解析 由Ek=
mv2=
得p=
,因为m1>m2,所以p1>p2,故选项C正确.
5.光滑水平面上放有两个小车,车上各固定一个磁铁,由于磁力的作用,两车由静止相向运动,在运动过程中( )
A.两车的动量相同
B.两车的总动量始终为零
C.两车的总动量增大
D.在相等的时间内,两车动量改变的大小相等
答案 BD
解析 动量是矢量,动量相同时既含大小相等又含方向相同.因两车动量守恒,所以两车动量改变量大小相等、方向相反,总的改变量为零,故选项B、D正确.
图3
6.如图3所示,甲、乙两车的质量均为M,静置在光滑的水平面上,两车相距为L.乙车上站立着一个质量为m的人,他通过一条轻绳拉甲车,甲、乙两车最后相接触,以下说法正确的是( )
A.甲、乙两车运动中速度之比为
B.甲、乙两车运动中速度之比为
C.甲车移动的距离为
L
D.乙车移动的距离为
L
答案 ACD
解析 本题类似人船模型.甲、乙、人看成一系统,则水平方向动量守恒,甲、乙两车运动中速度之比等于质量的反比
,A正确,B错误;Ms甲=(M+m)s乙,s甲+s乙=L,解得C、D正确.
7.放在光滑水平面上的物体A和B之间用一轻质弹簧相连,一颗水平飞来的子弹沿着AB连线击中A,并留在其中,若A和B及子弹的质量分别为mA和mB及m,子弹击中A之前的速度为v0,则( )
A.A物体的最大速度为
B.B物体的最大速度为
C.两物体速度相同时其速度为
D.条件不足,无法计算
答案 AC
图4
8.在光滑的水平桌面上静置着长为L的方木块M,今有A、B两颗子弹沿同一水平线分别以速度vA、vB从M的两侧同时射入木块.A、B在木块中嵌入的深度分别为dA、dB,且dA>dB,dA+dBA.速度vA>vB
B.A的动能大于B的动能
C.A的动量大小大于B的动量大小
D.A的动量大小等于B的动量大小
答案 ABD
解析 由动量守恒可知D项正确.因为木块一直静止,所以A、B两子弹对木块的作用力等大,即木块对A、B两子弹的作用力等大,又A、B在木块中嵌入深度dA>dB,则由动能定理可知B项正确.根据Ek=
可知A项正确.
9.如图5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)图像.已知m1=0.1kg.由此可以判断( )
图5
A.碰前m2静止,m1向右运动
B.碰后m2和m1都向右运动
C.m2=0.3kg
D.碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能
答案 AC
解析 选向右为正方向,分析题图可知,碰前m2处在位移为8m的位置静止,m1位移均匀增大,速度v1=
m/s=4m/s向右,故选项A正确.碰撞以后:
v1′=
=-2m/s向左,v2=
m/s=2m/s向右,故选项B错误.动量守恒:
m1v1=m1v1′+m2v2得:
m2=0.3kg,故选项C正确.碰撞损失的机械能:
ΔEk=
m1v
-(
m1v1′2+
m2v
)=0,故选项D错误,正确答案应选A、C.
图6
10.图6为两物体A、B在没有其他外力作用时相互作用前后的v-t图像,则由图像可知( )
A.A、B的质量之比为5∶3
B.A、B作用前后总动量守恒
C.A、B作用前后总动量不守恒
D.A、B间相互作用力相同
答案 AB
解析 A、B两物体发生碰撞,没有其他外力作用,A、B组成的系统总动量守恒,故选项B正确,选项C错误.由动量守恒定律得mAΔvA=-mBΔvB,
=-
=-
=5∶3,故选项A正确.A、B之间相互作用力大小相等、方向相反,因而A、B间相互作用力不同.故选项D错误.
二、实验题(本题共10分)
11.某同学用图7甲所示装置结合频闪照片来探究碰撞中的不变量.经过多次实验,该同学猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和是不变的.
图7
步骤1:
用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB,并且保证mA>mB;
步骤2:
安装好实验装置,使斜槽的末端所在的平面保持水平;
步骤3:
先不在斜槽的末端放小球B,让小球A从斜槽上某位置P由静止开始释放,小球离开斜槽后,用频闪照相记录下小球A两个时刻的位置(如图乙所示);
步骤4:
将小球B放在斜槽的末端,让小球A从位置P处由静止开始释放,使它们碰撞,用频闪照相记录下两个小球在离开斜槽后两个时刻的位置(如图丙所示);
步骤5:
直接测量需要的物理量,根据测量得到的数据,验证自己的猜想.
请回答:
(1)在步骤5中,该同学需要在照片中直接测量的物理量有________;(选填“s0、h0、sA、hA、sB、hB”)
(2)用实验中测量的物理量来表示该同学的猜想结果:
_
_______________________________________________________________________.
答案
(1)s0、sA、sB
(2)mAs0=mAsA+mBsB
解析 频闪照相相邻曝光时间相等,测出s0、sA、sB,就可以知道它们碰撞前后水平方向的速度.该同学的猜想可表示为
=
+
,化简得mAs0=mAsA+mBsB.
三、计算题(本题共4小题,共50分)
图8
12.(8分)如图8所示,质量为m的木块和质量为M的铁块用细线系在一起,浸没在水中,以速度v0匀速下降,剪断细线后经过一段时间,木块的速度大小为v0,方向竖直向上,此时木块还未浮出水面,铁块还未沉到水底,求此时铁块下沉的速度为多大.
答案
解析 剪断细线后,木块还未浮出水面、铁块还未沉到水底前,系统受到的重力和浮力均不变,合外力仍为零,故系统的动量守恒.
取竖直向下为正方向,列出系统动量守恒的方程为
(M+m)v0=MvM+(-mv0).
解得此时铁块下沉的速度为vM=
=
.
图9
13.(12分)如图9所示,在距小车的一端高h的支架上固定着一个半径为R的
圆弧光滑导轨,一质量为m=0.2kg的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下,离开圆弧后刚好从车的另一端擦过落到水平地面,车的质量M=2kg,车身长L=0.22m,车与水平地面间摩擦不计,图中h=0.20m,重力加速度g=10m/s2,求R.
答案 0.055m
解析 物体从圆弧的顶端无摩擦地滑到圆弧底端的过程中,在水平方向上没有外力作用.
设物体滑到圆弧的底端时车的速度为v1,物体的速度为v2,对物体与车,由动量守恒及机械能守恒得
0=Mv1-mv2
mgR=
Mv
+
mv
物体滑到圆弧底端后车向右做匀速直线运动,物体向左做平抛运动,所以有h=
gt2
L=(v1+v2)t
由以上各式代入数据解得
R=0.055m.
图10
14.(14分)如图10所示,一质量为M的平板车B放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m(1)A、B最后的速度大小和方向;
(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车向右运动的位移大小.
答案
(1)
v0,方向向右
(2)
v
解析
(1)A不会滑离B,表示A、B最终具有相同的速度,设此速度为v,A和B的初速度大小为v0,选取向右为正方向,根据动量守恒定律可得
Mv0-mv0=(M+m)v
解得v=
v0,方向向右
(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,木块速度为零,设此时平板车速度为v′,由动量守恒定律得
Mv0-mv0=Mv′
设这一过程平板车向右运动的位移大小为s,则对平板车由动能定理知
μmgs=
Mv
-
Mv′2
解得s=
v
即从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车向右运动的位移大小为s=
v
.
15.(16分)(2014·天津·10)如图11所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量mA=4kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计.可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量mB=2kg.现对A施加一个水平向右的恒力F=10N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6s,二者的速度达到vt=2m/s.求:
图11
(1)A开始运动时加速度a的大小;
(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;
(3)A的上表面长度l.
答案
(1)2.5m/s2
(2)1m/s (3)0.45m
解析
(1)以A为研究对象,由牛顿第二定律有
F=mAa①
代入数据解得a=2.5m/s2②
(2)对A、B碰撞后共同运动t=0.6s的过程,由动量定理得
Ft=(mA+mB)vt-(mA+mB)v③
代入数据解得
v=1m/s④
(3)设A、B发生碰撞前,A的速度为vA,对A、B发生碰撞的过程,由动量守恒定律有
mAvA=(mA+mB)v⑤
A从开始运动到与B发生碰撞前,由动能定理有
Fl=
mAv
⑥
由④⑤⑥式,代入数据解得
l=0.45m⑦