2015-2016学年河北省衡水中学高二(下)期中物理试卷(解析版)

2015-2016学年河北省衡水中学高二（下）期中物理试卷一、选择题1．下列叙述不正确的是（）A．一切物体都在辐射电磁波B．微观粒子的能量是量子化的C．当波长趋于零时，辐射可以无穷大D．黑体辐射与材料种类和表面状况无关2．入射光照到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，下列说法正确的是（）A．逸出的光电子的最大初动能减少B．逸出的光电子的最大初动能不变C．单位时间里从金属表面逸出的光电子数目减少D．不发生光电效应3．在光电效应实验中，小君同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（）A．甲光的频率大于乙光的频率B．甲光的照射功率大于乙光的照射功率C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能4．下列关于力的冲量和动量的说法中，正确的是（）A．物体所受的合力为零，它的动量一定为零B．物体所受的合外力的做的功为零，它的动量变化一定为零C．物体所受的合外力的冲量为零，它的动量变化不一定为零D．物体所受的合外力不变，它的动量变化率不变5．一质量为m的铁锤，以速度v竖直打在木桩上，经过△t时间而停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（）A．mg△t B．C．+mg D．﹣mg6．质量为m的物块以初速v0沿倾角为θ的粗糙斜面冲上斜面，滑到B点速度为零，然后滑下回到A点．关于物块所受的冲量，下述说法中正确的是（）A．重力的冲量方向始终竖直向下B．物块上滑过程和下滑过程受到摩擦力冲量等值反向C．无论上滑过程还是下滑过程，物块所受支持力的冲量始终为零D．物块从冲上斜面到返回斜面底端的整个过程中合外力的冲量总和小于2mv07．如图所示，足够长的传送带以恒定的速率v1逆时针运动，一质量为m的物块以大小为v2的初速度从传送带的P点冲上传送带，从此时起到物块再次回到P点的过程中，下列说法正确的是（）A．合力对物块的冲量大小一定为2mv2B．合力对物块的冲量大小一定为2mv1C．合力对物块的冲量大小可能为零D．合外力对物块做的功可能为零8．（2014春•桃城区校级期末）如图所示，水平面上有两个木块，两木块的质量分别为m1、m2，且m2=2m1．开始两木块之间有一根用轻绳缚住的已压缩的轻弹簧，烧断细绳后，两木块分别向左、右运动．若两木块m1和m2与水平面间的动摩擦因数为μ1、μ2，且μ1=2μ2，则在弹簧伸长的过程中，两木块（）A．动量大小之比为1：1 B．速度大小之比为2：1C．通过的路程之比为2：1 D．通过的路程之比为1：19．如图所示，一只内壁光滑的半球形碗固定在小车上，小车放在光滑水平面上．在小车正前边的碗边A处无初速度释放一只质量为m的小球．则小球沿碗内壁下滑的过程中，下列说法正确的是（半球形碗的半径为R）（）A．小球、碗和车组成的系统机械能守恒B．小球的最大速度度等于C．小球、碗和车组成的系统动量守恒D．小球不能运动到碗左侧的碗边B点10．质量为m a=1kg，m b=2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移﹣时间图象如图所示，则可知碰撞属于（）A．弹性碰撞B．非弹性碰撞C．完全非弹性碰撞D．条件不足，不能判断11．质量为m的木块和质量为M（M＞m）的铁块用细线连接刚好能在水中某个位置悬浮静止不动，此时木块至水面距离为h，铁块至水底的距离为H （两物体均可视为质点）．突然细线断裂，忽略两物体运动中受到水的阻力，只考虑重力及浮力，若M、m同时分别到达水面水底，以M、m为系统，那么以下说法正确的是（）A．该过程中系统动量不守恒B．该过程中M、m均作匀速直线运动C．同时到达水面水底时，两物体速度大小相等D．系统满足MH=mh12．如图所示，质量m1=3kg、长度L=0.24m的小车静止在光滑的水平面上，现有质量m2=2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5，最后恰好不掉下小车且与小车保持相对静止．在这一过程中，取g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．系统最后共同运动的速度为1.2m/sB．小车获得的最大动能为0.96JC．系统损失的机械能为2.4JD．物块克服摩擦力做的功为4J13．如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h．今有一质量为m的小物块，沿光滑斜面下滑，当小物块从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是（）A．B．C．D．14．（2015•烟台二模）如图所示，光滑水平面上有一矩形长木板，木板左端放一小物块，已知木板质量大于物块质量，t=0时两者从图中位置以相同的水平速度v0向右运动，碰到右面的竖直挡板后木板以与原来等大反向的速度被反弹回来，运动过程中物块一直未离开木板，则关于物块运动的速度v随时间t变化的图象可能正确的是（）A．B．C．D．15．（2014春•包头校级期末）两个小球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，B球在前，A球在后，m A=1kg，m B=2kg，v A=6m/s，v B=3m/s，当A 球与B球发生碰撞后，A、B两球速度可能为（）A．v A=4m/s，v B=4m/s B．v A=2m/s，v B=5m/sC．v A=﹣4m/s，v B=6m/s D．v A=7m/s，v B=2.5m/s二、非选择题16．（9分）某同学用图1所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10次；然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次，回答下列问题：（1）在本实验中结合图1，验证动量守恒的验证式是下列选项中的．A．m a=m a+m bB．m a=m a+m bC．m a=m a+m b（2）经测定，m a=45.0g，m b=7.5g，请结合图2分析：碰撞前、后m a的动量分别为p1与p1′，则p1：p1′=（保留分式）．有同学认为，在该实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的水平距离增大．请你用已知的数据，分析和计算出被碰小球m b平抛运动水平距离的最大值为cm．17．（3分）用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒，图中MN是一个竖直放置的木板，木板上依次固定有白纸和复写纸，实验步骤如下：A、用天平测量小球A、B的质量分别为m1、m2；B、先不放小球B，让小球A从斜槽上某一位置由静止释放，撞到复写纸上的D点；C、在斜槽末端放置小球B，从B球球心等高处向竖直板作垂线BO，在白纸上描出O点位置；D、记小球A仍从槽面上同一位置由静止释放，碰撞后小球A、B分别撞到复写纸上的E、C两点；E、用刻度尺测量出OC、OD、OE的长度．（1）小球A、B质量关系为m1m2（填“=”、“＞”或“＜”）；（2）如果等式成立，则碰撞过程动量守恒；（3）请你写出一条减少实验误差的建议．18．（8分）（2016•安徽校级模拟）如图甲所示，物块A、B的质量分别是m A=4.0kg和m B=3.0kg．用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触．另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v﹣t图象如图乙所示．求：①物块C的质量？②B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E P？19．（8分）如图所示，光滑水平面上依次放置两个质量均为m的小物块A和C以及光滑曲面劈B，B的质量为M=3m，B的曲面下端与水平面相切，且劈B足够高．现让小物块C以水平速度v0向右运动，与A发生弹性碰撞，碰撞后小物块A又滑上劈B．求物块A在B上能够达到的最大高度．20．（10分）（2016•汕头校级三模）如图，A、B、C三个木块的质量均为m．置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B 分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v0．求弹簧释放的势能．21．（12分）（2015•佛山校级模拟）如图所示，在足够长的光滑水平地面上有一滑板，滑板AB部分为半径R=0.15m的圆弧，BC段水平，长度L=0.8m，滑板质量M=2.7kg，滑板左侧靠墙．滑块P1和P2（可视为质点）的质量都为m=0.9kg，滑块P1P2与BC面的动摩擦因数相同，开始时P1以V0=1m/s的初速度从A点沿弧面切线滑下，P2静止在滑板BC的中点．若P1与P2的碰撞为完全非弹性碰撞．g取10m/s2．求：（1）P1滑到圆弧最低点时，对凹形滑板的压力？（2）要使P1与P2不发生碰撞，滑块与BC面的动摩擦因数μ应满足什么条件？（3）若滑块与BC面的动摩擦因数μ=0.3，试通过计算判断P1与P2是否会从滑板上掉下？2015-2016学年河北省衡水中学高二（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题1．下列叙述不正确的是（）A．一切物体都在辐射电磁波B．微观粒子的能量是量子化的C．当波长趋于零时，辐射可以无穷大D．黑体辐射与材料种类和表面状况无关【考点】电磁波的发射、传播和接收【分析】热辐射是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象．温度较低时热辐射，主要以不可见的红外光进行辐射，能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．原子向外辐射光子后，能量减小，加速度增大．随着波长越短温度越高辐射越强；但波长小到一定程度时辐射能力减弱．【解答】解：A、自然界的任何物体都向外辐射红外线，温度越高，辐射电磁波的本领越强，故A正确；B、微观粒子的能量是量子化的；故B正确；C、根据黑体辐射理论可知，当波长趋于零时，辐射也趋于零；故C错误；实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关；故D错误；故选：AB．2．入射光照到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，下列说法正确的是（）A．逸出的光电子的最大初动能减少B．逸出的光电子的最大初动能不变C．单位时间里从金属表面逸出的光电子数目减少D．不发生光电效应【考点】爱因斯坦光电效应方程【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目．【解答】解：A、根据光电效应方程知，E KM=hγ﹣W0知，入射光的频率不变，则最大初动能不变．故A错误，B正确．C、光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，入射光的强度减弱，则从金属表面逸出的光电子数目减少．故C正确．D、入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应，故D错误；故选：BC．3．在光电效应实验中，小君同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（）A．甲光的频率大于乙光的频率B．甲光的照射功率大于乙光的照射功率C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能【考点】光电效应【分析】光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大．光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零．eU截==hγ﹣W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．从图象中看出，丙光对应的截止电压U截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大．【解答】解：A、根据eU截==hγ﹣W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误；B、由图可知，甲的饱和电流大于乙的饱和电流，而光的频率相等，所以甲光的照射功率大于乙光的照射功率，故B正确．C、同一金属，截止频率是相同的，故C错误．D、丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能．故D正确．故选：BD．4．下列关于力的冲量和动量的说法中，正确的是（）A．物体所受的合力为零，它的动量一定为零B．物体所受的合外力的做的功为零，它的动量变化一定为零C．物体所受的合外力的冲量为零，它的动量变化不一定为零D．物体所受的合外力不变，它的动量变化率不变【考点】动量定理；动量冲量【分析】冲量等于力与时间的乘积，是矢量，方向与力的方向相同．根据动量定理可分析动量、动量变化及冲量之间的关系．【解答】解：A、物体受到的合外力为零，则冲量为零，动量不会发生变化，但是它的动量不一定为零；故A错误；B、合外力做功为零动能不变，但合外力的冲量不一定为零，则动量的变化不一定为零；如匀速圆周运动，其合力做功为零，但其动量始终在变化；故B 错误；C、物体所受的合外力的冲量为零，则动量变化一定为零；故C错误；D、物体受到的合外力不变，则由动量定理可知，动量的变化率不变；故D正确；故选：D．5．一质量为m的铁锤，以速度v竖直打在木桩上，经过△t时间而停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（）A．mg△t B．C．+mg D．﹣mg【考点】动量定理【分析】由题意可知，铁锤的初末动量，由动量定理可求得其对木桩的平均冲力．【解答】解：对铁锤分析可知，其受重力与木桩的作用力；设向下为正方向，则有：（mg﹣F）t=0﹣mv得：F=mg+；由牛顿第三定律可知，铁锤对桩的平均冲力为：F=mg+；故选：C．6．质量为m的物块以初速v0沿倾角为θ的粗糙斜面冲上斜面，滑到B点速度为零，然后滑下回到A点．关于物块所受的冲量，下述说法中正确的是（）A．重力的冲量方向始终竖直向下B．物块上滑过程和下滑过程受到摩擦力冲量等值反向C．无论上滑过程还是下滑过程，物块所受支持力的冲量始终为零D．物块从冲上斜面到返回斜面底端的整个过程中合外力的冲量总和小于2mv0【考点】动量定理【分析】冲量是矢量，方向与力的方向相同，根据初末速度，结合动量定理判断合外力的冲量．【解答】解：A、重力的方向竖直向下，则重力的冲量方向始终竖直向下．故A正确．B、物体上滑过程和下滑过程的时间不同，则物块上滑过程和下滑过程摩擦力的冲量不等值．故B错误．C、上滑过程和下滑过程中，支持力的冲量不为零，故C错误．D、根据动能定理知，物体返回出发点的速度小于v0，根据动量定理知，I合=mv﹣（﹣mv0）＜2mv0，故D正确．故选：AD．7．如图所示，足够长的传送带以恒定的速率v1逆时针运动，一质量为m的物块以大小为v2的初速度从传送带的P点冲上传送带，从此时起到物块再次回到P点的过程中，下列说法正确的是（）A．合力对物块的冲量大小一定为2mv2B．合力对物块的冲量大小一定为2mv1C．合力对物块的冲量大小可能为零D．合外力对物块做的功可能为零【考点】动量定理；功的计算【分析】根据物块返回到P点的速度大小，结合动量定理求出合外力的冲量，根据动能定理得出合外力做功的大小．【解答】解：若v2＜v1，则物块返回到P点的速度大小为v2，根据动量定理知，合力的冲量为：I合=mv2﹣（﹣mv2）=2mv2，根据动能定理知，合力做功的大小为零．v2＞v1，则物块返回到P点的速度大小为v1，根据动量定理知，合力的冲量I合=mv1+mv2，根据动能定理得，合力做功为：W=．故D正确，A、B、C错误．故选：D．8．（2014春•桃城区校级期末）如图所示，水平面上有两个木块，两木块的质量分别为m1、m2，且m2=2m1．开始两木块之间有一根用轻绳缚住的已压缩的轻弹簧，烧断细绳后，两木块分别向左、右运动．若两木块m1和m2与水平面间的动摩擦因数为μ1、μ2，且μ1=2μ2，则在弹簧伸长的过程中，两木块（）A．动量大小之比为1：1 B．速度大小之比为2：1C．通过的路程之比为2：1 D．通过的路程之比为1：1【考点】动量守恒定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系【分析】系统所受合外力为零，系统动量守恒，根据动量守恒条件判断系统动量是否守恒，然后应用动量守恒定律分析答题．【解答】解：以两木块及弹簧为研究对象，绳断开后，弹簧将对两木块有推力作用，这可以看成是内力；水平面对两木块有方向相反的滑动摩擦力，且F1=μ1m1g，F2=μ2m2g，系统所受合外力F合=μ1m1g﹣μ2m2g=0，系统动量守恒；设弹簧伸长过程中某一时刻，两木块速度大小分别为v1、v2，以向右为正方向，由动量守恒定律得：﹣m1v1+m2v2=0，即m1v1=m2v2，A、两物体的动量大小之比为1：1，故A正确．B、两物体的速度大小之比：==，故B正确．C、弹簧伸长过程中，两木块的运动时间相等，任意时刻速度之比为2：1，则两木块通过的路程之比：===，故C正确，D错误．故选：ABC．9．如图所示，一只内壁光滑的半球形碗固定在小车上，小车放在光滑水平面上．在小车正前边的碗边A处无初速度释放一只质量为m的小球．则小球沿碗内壁下滑的过程中，下列说法正确的是（半球形碗的半径为R）（）A．小球、碗和车组成的系统机械能守恒B．小球的最大速度度等于C．小球、碗和车组成的系统动量守恒D．小球不能运动到碗左侧的碗边B点【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律【分析】小球下滑过程中，只有重力做功，系统的机械能守恒；系统水平方向不受外力，水平方向的动量守恒，根据两大守恒列式可求出小球第一次到达最低点的速度，即最大速度；根据两大守恒判断小球能否到达B点．【解答】解：A、由于没有摩擦，对于小球、碗和车组成的系统，只有重力对小球做功，系统的机械能守恒．故A正确．B、设小球滑到最低点时速度为v．假设小车不动，则由机械能守恒得：mgR=，v=．由于小球对碗有压力，小车获得动能，故小球的最大速度度小于．故B错误．C、小球运动过程，具有向心加速度，有竖直向上的分加速度，根据牛顿第二定律得知，系统的合外力不为零，故系统的动量不守恒．故C错误．C、小球从a到b过程中左侧墙壁对半球有弹力作用但弹力不做功，所以两物体组成的系统机械能守恒，但动量不守恒，故D错误．故选A10．质量为m a=1kg，m b=2kg的小球在光滑的水平面上发生碰撞，碰撞前后两球的位移﹣时间图象如图所示，则可知碰撞属于（）A．弹性碰撞B．非弹性碰撞C．完全非弹性碰撞D．条件不足，不能判断【考点】动量守恒定律【分析】根据x﹣t图象的斜率等于速度求出各个物体的速度，分别求出碰撞前后的总动量，即可判断动量是否守恒；根据碰撞前后机械能是否守恒判断是否为弹性碰撞即可．【解答】解：根据x﹣t图象可知：a球的初速度为：v a==3m/s，b球的初的速度为v b=0，碰撞后a球的速度为：v a′=﹣=﹣1m/s碰撞后b球的速度为：v b′==2m/s两球碰撞过程中，动能变化量为：△E k=m a v a2+0﹣m a v a′2=×1×32﹣×1×12﹣×2×22=0则知碰撞前后系统的总动能不变，此碰撞是弹性碰撞；故选：A．11．质量为m的木块和质量为M（M＞m）的铁块用细线连接刚好能在水中某个位置悬浮静止不动，此时木块至水面距离为h，铁块至水底的距离为H （两物体均可视为质点）．突然细线断裂，忽略两物体运动中受到水的阻力，只考虑重力及浮力，若M、m同时分别到达水面水底，以M、m为系统，那么以下说法正确的是（）A．该过程中系统动量不守恒B．该过程中M、m均作匀速直线运动C．同时到达水面水底时，两物体速度大小相等D．系统满足MH=mh【考点】动量守恒定律【分析】当系统所受合外力为零时，系统动量守恒，对系统进行受力分析，判断动量是否守恒，然后根据物体受力情况判断物体运动性质，应用动量守恒定律分析答题．【解答】解：A、以木块与铁块组成的系统为研究对象，开始系统静止，处于平衡状态，由平衡条件可知，系统所受合外力为零，不计水的阻力，细线断裂后系统所受合外力为零，系统动量守恒，故A错误；B、细线断裂后，木块m上浮，受到的合外力向上，不为零，木块向上做加速运动，铁块向下运动，所受合外力向下，向下做加速运动，故B错误；C、以木块与铁块组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以向上为正方向，由动量守恒定律得：mv﹣Mv′=0，则mv=Mv′，由于M＞m，则v′＜v，故C 错误；D、以木块与铁块组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以向上为正方向，由动量守恒定律得：mv﹣Mv′=0，则：m t﹣M t=0，解得：MH=mh，故D正确；故选：D．12．如图所示，质量m1=3kg、长度L=0.24m的小车静止在光滑的水平面上，现有质量m2=2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5，最后恰好不掉下小车且与小车保持相对静止．在这一过程中，取g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．系统最后共同运动的速度为1.2m/sB．小车获得的最大动能为0.96JC．系统损失的机械能为2.4JD．物块克服摩擦力做的功为4J【考点】动量守恒定律；功能关系；机械能守恒定律【分析】由于摩擦作用，滑块减速，平板小车加速，系统水平方向不受外力，总动量守恒，可求出相对静止时的共同速度；根据动能的计算公式即可求出小车的动能；系统动能减小转化为内能，根据能量守恒定律求内能．以物块为研究对象，由动能定理求物块克服摩擦力做的功．【解答】解：A、物块与小车组成的系统在水平方向满足动量守恒定律，选择向右为正方向，则由动量守恒得：m2v0=（m1+m2）v解得：v==0.8m/s．故A错误；B、小车获得的动能为：J．故B正确；C、根据能量守恒定律得系统损失的机械能为：Q=代入数据得：Q=2.4J．故C正确；D、对物块，由动能定理得：﹣W f=解得物块克服摩擦力做的功为：W f=3.36J．故D错误．故选：BC13．如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h．今有一质量为m的小物块，沿光滑斜面下滑，当小物块从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是（）A．B．C．D．【考点】动量守恒定律【分析】由于斜面体放在光滑地面上，则物体下滑的过程中，斜面后退；则由平均动量守恒可列式求解，注意两物体运动的水平位移之和等于斜面的长度．【解答】解：物体与斜面在水平方向上动量守恒，设物块的速度方向为正方向，则有：mv1﹣Mv2=0运动时间相等，则有：ms1﹣Ms2=0由题意可知，s1+s2=联立解得：s2=故选：C14．（2015•烟台二模）如图所示，光滑水平面上有一矩形长木板，木板左端放一小物块，已知木板质量大于物块质量，t=0时两者从图中位置以相同的水平速度v0向右运动，碰到右面的竖直挡板后木板以与原来等大反向的速度被反弹回来，运动过程中物块一直未离开木板，则关于物块运动的速度v随时间t变化的图象可能正确的是（）。