湖南省湖南师范大学附属中学2018届高三上学期摸底考试物理试题(含解析)
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湖南师大附中2018届高三摸底考试物理
一、选择题
1.如图所示,质量为M的木块位于光滑水平面上,在木块与墙之间用轻弹簧连接,木块静止在A位置.现有一质量为m的子弹以水平速度υ0射向木块并嵌入其中,则当木块回到A位置时的速度υ以及在此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为()
A. υ=,I=0
B. υ=,I=2mυ0
C. υ=,I=
D. υ=,I=2mυ0
【答案】B
【解析】
【分析】
子弹射入木块过程,由于时间极短,子弹与木块间的内力远大于系统外力,故可由动量守恒定律列式求解,子弹和木块的共同速度;然后系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动,后做加速运动,回到A位置时速度大小不变,根据动量定理可求得此过程中墙对弹簧的冲量I的大小.
【详解】子弹射入木块过程,由于时间极短,子弹与木块间的内力远大于系统外力,由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v,解得:;子弹和木块系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动,后做加速运动,回到A位
置时速度大小不变,即当木块回到A位置时的速度大小;子弹和木块弹簧组成的系统受到的合力即可墙对弹簧的作用力,根据动量定理得:I=-(M+m)v-mv0=-2mv0,所以墙对弹簧的冲量I的大小为2mv0,故
选B。
2.如图所示,A、B两物体质量分别为m A、m B,且m A>m B,置于光滑水平面上,相距较远.将两个大小均为F 的力,同时分别作用在A、B上经过相同距离后,撤去两个力,两物体发生碰撞并粘在一起后将()
A. 停止运动
B. 向左运动
C. 向右运动
D. 运动方向不能确定
【答案】B
【解析】
【详解】力F大小相等,
由牛顿第二定律可知,两物体的加速度有:
由运动学公式得:,
因为,所以
根据冲量I的定义可知,
由动量定理可知,
则撤去外力后,,方向水平向右,方向水平向左,所以,两物体碰前系统总动量向左。
因为碰撞的过程中动量守恒,由动量守恒定律可知,碰后总动量向左,故ACD错误,B正确。
故本题选B。
【点睛】利用运动学公式和冲量的定义,结合动量守恒定律来分析,只要知道碰撞前后的状态即可,不需要分析过程,但要注意动量守恒定律的条件。
3.如图所示,质量均为M=0.4 kg的两长平板小车A和B开始时紧靠在一起都静止于光滑水平面上.小物块(可看成质点)m=0.2 kg以初速度v=9 m/s从最左端滑上小车A的上表面,最后停在小车B最右端时速度为v2=2 m/s,最后A的速度v1为( )
A. 1.5 m/s
B. 2 m/s
C. 1 m/s
D. 0.5 m/s
【答案】A
【解析】
【详解】三物体整体分析,以小物块的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv=(m+M)v2+Mv1,代入数据解得:v1=1.5m/s;故选A.
【点睛】本意主要考查了运动过程中动量守恒定律的应用,要掌握动量守恒的条件,能正确判断动量是否守
恒,注意选择不同的系统和过程.
4.某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变,该元素的半衰期为( )
A. 11.4天
B. 7.6天
C. 3.8天
D. 2.85天
【答案】D
【解析】
【详解】有的原子核发生了衰变,则剩余的质量为原来的;根据半衰期公式:,可得:,所以t=4T=11.4天,T=2.85天.故A,B,C错误,D正确;故选D.
【点睛】本题考查了有关半衰期的运算,学生要明确剩余质量和衰变前的质量关系并会进行有关运算,即公
式的应用,明确半衰期的含义.
5.在甲地用竖直向上的拉力使质量为m1的物体竖直向上加速运动,其加速度a1随不同的拉力而变化的图线如图所示;在乙地用竖直向上的拉力使质量为m2的物体竖直向上加速运动,其加速度a2随不同的拉力而变化的图线如图所示;甲、乙两地的重力加速度分别为g1、g2,由图象知( )
A. m1<m2,g1<g2
B. m1<m2,g1>g2
C. m1>m2,g1 D. m1<m2,g1=g2 【答案】C 【解析】 【详解】由牛顿第二定律得F-mg=ma,所以,结合图象可知m1>m2,g1 【点睛】本题考查牛顿第二定律的基本运用,知道a-F图线的斜率和截距表示的物理意义. 6.如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B 两球在同一直线上向右运动.两球质量关系为m B=2m A,规定向右为正方向,A、B 两球的动量均为6 kg·m/s,运动中两球发生碰撞,碰撞后A 球的动量变化量为-4 kg·m/s,则( ) A. 左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5,碰撞过程机械能有损失 B. 左方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5,碰撞过程机械能无损失 C. 右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5,碰撞过程机械能有损失 D. 右方是A球,碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶5,碰撞过程机械能无损失 【答案】B 【解析】 【详解】规定向右为正方向,碰撞后A球的动量变化量是负值,A所受的冲量为负值,即向左,所以左方是A球.设A物体的质量为m,碰撞前A的速度为2v;那么B物体的质量为2m,速度为v.碰撞后A球的动量变 化量为-4kg•m/s,则碰后A物体的动量变成了2kg•m/s,速度变为,B物体动量变成了10kg•m/s,速度变 为,碰撞后A、B两球速度大小之比为2:5.碰撞前后两物体的相对速度大小相等,因此是弹性碰撞,无机械能损失;故A,C,D错误,B正确.故选B. 【点睛】碰撞过程中动量守恒,同时要遵循能量守恒定律,由于动量是矢量,具有方向性,在讨论动量守恒时必须注意到其方向性.为此首先规定一个正方向,然后在此基础上进行研究. 7.如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球发生正碰,小球的质量分别为和,图乙为它们碰前后的s-t 图像,已知=0.1kg,由此可以判断 A. 碰前静止,向右运动 B. 碰后和都向右运动 C. 由动量守恒可以算出=0.3kg