2020高中物理 章末综合检测（一）（含解析）-5

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE13-学必求其心得，业必贵于专精章末综合检测(一）（时间60分钟，满分100分)一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分．其中1～5题为单项选择题，6~8题为多项选择题．）1．科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情景，他们使两个带正电的不同重粒子加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞．为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能,关键是设法使这两个重粒子在碰撞前的瞬间具有相同大小的()A．速率 B．质量C．动量 D．动能解析：尽可能减少碰后粒子的动能，才能尽可能增大内能，所以设法使这两个重粒子在碰撞前的瞬间合动量为零，即具有相同大小的动量．答案：C2．在不计空气阻力作用的条件下，下列说法中不正确的是（）A．自由下落的小球在空中运动的任意一段时间内，其增加的动能一定等于其减少的重力势能B．做平抛运动的小球在空中运动的任意相同的时间内，其速度的变化量一定相同C．做匀速圆周运动的小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零,合外力的冲量也一定为零D．单摆在一个周期内，合外力对摆球做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零解析:不计空气阻力，自由下落的小球，其所受合外力为重力，则小球在运动的过程中机械能守恒，其增加的动能一定等于其减小的重力势能，故A正确；做平抛运动的小球所受合外力为重力,加速度的大小与方向都不变，所以小球在空中运动的任意相同的时间内，其速度的变化量一定相同，故B正确；做匀速圆周运动的小球，其所受合外力的方向一定指向圆心，小球在任意一段时间内其合外力做的功一定为零，但由于速度的方向不断变化，所以速度的变化量不一定等于0，合外力的冲量也不一定为零，故C错误；经过一个周期，单摆的小球又回到初位置,所有的物理量都与开始时相等，所以单摆在一个周期内，合外力对摆球做的功一定为零，合外力的冲量也一定为零，故D正确．答案：C3。在女子短道速滑比赛中,观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则(）A．甲对乙的冲量与乙对甲的冲量相同B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功解析:冲量是矢量，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等、方向相反，选项A错误；甲、乙间相互作用力大小相等、方向相反，因此冲量等大反向，由动量定理可知，动量变化等大反向，选项B正确；甲、乙的动能变化量的大小等于甲、乙各自所受的合力做的功，两者各自所受的合力做功不一定相等，选项C错误；甲对乙与乙对甲的作用力等大反向,但沿作用力方向甲、乙的位移不一定相等，所以做功大小不一定相等，选项D错误．答案:B4．如图甲所示，物体A、B用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，A的质量为m,B的质量为M。当连接A、B的绳突然断开后,物体A上升经过某一位置时速度大小为v，这时物体B下落的速度大小为u，如图乙所示．不计空气阻力．在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为（）A．mv B．mv－MuC．mv＋Mu D．mv＋mu解析:该题涉及的物体较多，可先选B为研究对象．在B下落的这段时间t内，其动量向下增加Mu，B只受重力作用,由动量定理，重力的冲量为Mgt＝Mu，解得t＝eq\f（u,g)。在时间t内，A受两个力作用:重力mg,方向向下；弹簧的弹力，方向向上．因为弹簧的弹力是变力，所以要计算弹力的冲量只能应用动量定理来解决．以A为研究对象，其动量在时间t内向上增加mv，设弹力的冲量为I，由动量定理有I－mgt＝mv，解得I＝m（v＋u),故D正确．答案：D5.质量m＝100kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝40kg、m乙＝60kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3m/s的速度跃入水中，如图所示，则之后小船的速率和运动方向为()A．0。6m/s，向左 B．3m/s，向左C．0.6m/s，向右 D．3m/s，向右解析：以向左为正方向，根据动量守恒得0＝m甲v－m乙v＋mv′，代入数据解得v′＝0。6m/s，方向向左．答案:A6．如图甲所示，一质量为M的木板静止在光滑水平地面上，现有一质量为m的小滑块以一定初速度v0从木板的左端开始向木板的右端滑行，滑块和木板的水平速度大小随时间变化的情况如图乙所示，根据图象做出如下判断，其中正确的是（）A．滑块始终与木板存在相对运动B．滑块未能滑出木板C．滑块的质量m大于木板的质量MD．在t1时刻滑块从木板上滑出解析:由图象可直接得出A、D正确；由v。t图象的斜率表示加速度可知aM＞am，而M与m的相互作用力大小相等，因此m＞M，C正确．答案：ACD7.如图所示，在光滑水平面上质量分别为mA＝2kg、mB＝4kg，速率分别为vA＝5m/s、vB＝2m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动并发生对心碰撞，则（）A．它们碰撞后的总动量是18kg·m/s，方向水平向右B．它们碰撞后的总动量是2kg·m/s，方向水平向右C．它们碰撞后B小球向右运动D．它们碰撞后B小球可能向左运动解析：根据动量守恒定律，设向右为正,碰后它们的总动量p′＝p＝mAvA－mBvB＝2kg·m/s，选项A错误，选项B正确；因总动量向右，所以碰后B球一定向右运动，选项C正确,选项D错误．答案：BC8。如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B，木板表面光滑，左端固定一水平轻质弹簧．质量为2m的木块A以速度v0从木板的右端水平向左滑上木板B.在木块A与弹簧相互作用的过程中，下列说法正确的是（)A．弹簧压缩量最大时，B板运动速率最大B．B板的加速度先增大后减小C．弹簧给木块A的冲量大小为eq\f（2mv0，3）D．弹簧的最大弹性势能为eq\f（mv\o\al（2,0），3）解析：当木块与长木板速度相等时,弹簧的压缩量最大，此后弹簧要恢复原状，木板进一步加速，故A错误;弹簧压缩量先增加后减小，故B板的加速度先增大后减小,故B正确;当木块与长木板速度相等时，弹簧的压缩量最大，以v0的方向为正方向，有：2mv0＝（m＋2m)vEp＝eq\f（1，2)×2mveq\o\al(2，0)－eq\f（1,2）（2m＋m）v2②由①②解得Ep＝eq\f（1,3）mveq\o\al(2，0）,故D正确；从木块与木板作用至弹簧恢复原长时，有：2mv0＝2mv1＋mv2③根据机械能守恒定律，有eq\f（1，2)×2mveq\o\al（2，0）＝eq\f（1，2)×2mveq\o\al(2，1)＋eq\f（1，2）mveq\o\al(2,2）④解得v1＝eq\f（1,3)v0，v2＝eq\f（4，3)v0,对木块A,根据动量定理，有I＝2mv1－2mv0＝－eq\f(4,3）mv0（负号表示方向向右），故C错误．答案:BD二、非选择题（本题共4小题，共52分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)9．(12分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．（1）下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；⑥先________，然后________，让滑块带动纸带一起运动;⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带如图所示；⑧测得滑块1(包括撞针）的质量为310g，滑块2（包括橡皮泥)的质量为205g。试完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点．计算可知，两滑块相互作用前动量之和为________kg·m/s；两滑块相互作用以后动量之和为________kg·m/s.（结果保留三位有效数字)（3)试说明（2）问中两结果不完全相等的主要原因是_____________________________________________________________。解析：（2）作用前滑块1的速度v1＝eq\f(0。2,0.1)m/s＝2m/s，其动量为0.310×2kg·m/s＝0.620kg·m/s,作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v＝eq\f(0。168,0。14)m/s＝1.2m/s,其动量之和为(0。310＋0.205)×1。2kg·m/s＝0。618kg·m/s。(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦．答案：（1）接通打点计时器的电源放开滑块1(2）0。6200。618（3）见解析10．(10分)质量为1kg的物体在倾角为30°的固定光滑斜面顶端由静止释放,斜面高5m,则物体从斜面顶端滑到底端过程中重力的冲量大小为多少？物体的动量变化为多少？解析：物体受重力mg和支持力FN的作用．设物体到达斜面底端的速度为v.对物体由动能定理得mgh＝eq\f(1,2)mv2沿斜面方向由动量定理得mgtsin30°＝mv即IGsin30°＝mv代入数据解得IG＝20N·s物体的动量变化Δp＝mv－0＝10kg·m/s，方向沿斜面方向向下．答案：20N·s10kg·m/s，沿斜面方向向下11.（14分)如图所示，在光滑的水平面上有一质量为m、长度为L的小车,小车左端有一质量也是m且可视为质点的物块,车子的右端固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧（弹簧长度与车长相比可忽略),物块与小车间动摩擦因数为μ，整个系统处于静止状态．现在给物块一个水平向右的初速度v0,物块刚好能与小车右壁的轻弹簧接触，此时弹簧锁定瞬间解除，当物块再回到左端时，与小车相对静止．求：（1)物块的初速度v0的大小；(2)弹簧的弹性势能Ep。解析:（1）物块与轻弹簧刚好接触时的速度为v,由动量守恒定律得mv0＝2mv由能量关系得eq\f(1，2）mveq\o\al(2，0）－eq\f（1,2)（2m）v2＝μmgL解得v0＝2eq\r(μgL)（2）设物块最终速度为v1，由动量守恒定律得mv0＝2mv1由能量关系得eq\f(1，2）mveq\o\al（2，0)＋Ep－2μmgL＝eq\f（1,2)·2mveq\o\al（2,1)，解得Ep＝μmgL。答案：（1）2eq\r(μgL)（2)μmgL12．(16分）如图所示，可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上，一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生完全非弹性碰撞,B、C的上表面相平且B、C不粘连,A滑上C后恰好能到达C板的最右端，已知A、B、C质量均相等，木板C长为L,求：（1）A物体的最终速度大小；（2)A在木板C上滑行的时间．解析：（1)设A、B、C的质量为m，B、C碰撞过程中动量守恒，令B、C碰后的共同速度为v1,以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv0＝2mv1，解得v1＝eq\f（v0,2)B、C共速后A以v0的速度滑上C，A滑上C后,B、C脱离，A、C相互作用过程中动量守恒，设最终A、C的共同速度为v2,以向右为正方