内蒙古乌兰察布市北京八中乌兰察布分校2019-2020学年高一下学期期末考试物理试题

乌兰察布分校20192020学年第二学期教学质量调研高一年级物理试题（命题人：张鹏审核人：李孝分值100分时间90分钟）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。2.将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将答题卡交回。一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v0，则()A.小木块和木箱最终都将静止B.小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动【答案】B【解析】【详解】系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，由于系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向右运动．故B正确，ACD错误．2.质量为M的火箭原来以速度大小在太空中飞行，现在突然向后喷出一股质量为m的气体，喷出气体相对火箭的速度的大小为u，则喷出后火箭的速率为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】以火箭和喷出的气体为研究对象，以火箭飞行的方向为正方向，由动量守恒定律得解得故选A。3.如图所示，质量为的小球以速度水平抛出，恰好与倾角为的斜面垂直相碰，其弹回速度的方向与碰前相反，大小与抛出时的速度大小相等，则小球与斜面碰撞过程中受到的冲量大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】小球在碰撞斜面前做平抛运动设碰撞斜面时小球速度为，由几何关系得，碰撞过程中，小球速度由变为反向的，以反弹的速度方向为正方向，由动量定理可得，小球与斜面碰撞过程受到的冲量大小，故选项C正确，A、B、D错误．4.如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．从图中可知()A.Ek与ν成正比B.入射光频率必须大于或等于极限频率νc时，才能产生光电效应C.对同一种金属而言，Ek仅与ν有关DEk与入射光强度成正比【答案】BC【解析】【详解】A．根据最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系图线知，图线不过原点，所以不是成正比关系．故A错误．B．由图线知，入射光的频率大于或等于极限频率时，最大初动能大于等于零，才能发生光电效应，故B正确．C．根据光电效应方程知，Ekm=hvW0，同一种金属，逸出功相同，则最大初动能仅与v有关，故C正确．D．最大初动能与入射光的强度无关，故D错误．故选BC．5.氢原子的能级图如图所示。用氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光照射逸出功为6.34eV的金属铂，下列说法正确的是（）A.产生的光电子的最大初动能为6.41eVB.产生的光电子的最大初动能为12.75eVC.氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光不能使金属铂发生光电效应D.氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射的光也能使金属铂发生光电效应【答案】A【解析】【详解】AB．从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量为产生的光电子的最大初动能为故A正确B错误；C．氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光子能量为10.2eV，能使金属铂发生光电效应，故C错误；D．氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量小于逸出功，故不能发生光电效应，故D错误。故选A。6.放在粗糙水平地面上质量为0.8kg的物体受到水平拉力的作用，在0~6s内其速度与时间的关系图像和该拉力的功率与时间的关系图像分别如图甲、乙所示，下列说法中正确的是（）A.0~6s内拉力做的功为120J B.物体在0~2s内所受的拉力为4NC.物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为0.5 D.合外力在0~6s内做的功与0~2s内做的功相等【答案】D【解析】【详解】A．0~6s内拉力做的功为P－t图线下所围的面积W＝140JA错误；B．在0~2s内拉力恒定不变，在2s末，拉力的功率为60W，而运动速度为10m/s，根据可得拉力大小F＝6NB错误；C．在2s~6s内物体匀速运动，因此由滑动摩擦力公式f＝μN得μ＝0.25C错误；D．由于在2s~6s内物体匀速运动，合外力做功为0，因此合外力在0~6s内做的功与0~2s内做的功相等，D正确。故选D。7.如图所示，是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底的连接处都是一段与相切的圆弧，为水平的，其距离，盆边缘的高度为．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底面与小物块间的动摩擦因数为．小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为（）．A.0.50m B.0.25m C.0.10m【答案】D【解析】【分析】小物块滑动过程中，重力做功和摩擦阻力做功，全过程应用动能定理可进行求解。【详解】由小物块从A点出发到最后停下来，设小物块在BC面上运动的总路程为S，整个过程用动能定理有：所以小物块在BC面上运动的总路程为而d=0.5m，刚好3个来回，所以最终停在B点，即距离B点为0m。故选D。【点睛】本题对全过程应用动能定理，关键要抓住滑动摩擦力做功与总路程的关系。8.如图所示为一水平传送带，以5m/s的速率顺时针运转，AB间距为4m．现将1kg的小块经放在传送带的左端，小物块与传送带间的动摩擦因数＝0.5，重力加速度取10m/s2．小物块从传送带左端运动到右端的过程中A.小物块一直做匀加速运动B.传送带对小物块做功为20JC.摩擦产生的热量为12.5JD.电动机由于传送小物块多消耗的电能为12.5J【答案】C【解析】【详解】A.小物块先做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为：a==μg=5m/s2，物块速度增加至与皮带速度相同时所用时间为：；匀加速直线运动的位移为：，然后物块相对传送带静止一起做匀速直线运动．故A错误．B.小物块运动到皮带右端时速度为v=5m/s，根据动能定理得：传送带对小物块做功W=mv2=×1×52=12.5J，故B错误．C.物块匀加速运动过程，传送带的位移为：x带=vt=5×1m=5m；物块相对于传送带运动的位移大小为：△x=x带x1=5m-2.5m=2.5m；则摩擦产生的热量为Q=μmg△x=12.5J，故CD.电动机由于传送小物块多消耗的电能等于物块增加的动能和摩擦产生的热量之和，为E多=mv2+Q=25J，故D错误．二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）9.如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是，B球的速度是，不久A、B两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是（）A.， B.，C.， D.，【答案】BC【解析】【详解】以下计算过程均是无量纲的数值计算单位已统一设每个球的质量均为m，碰前系统总动量碰前的总动能A．碰撞后A的速度仍大于B的速度，故A不可能实现；B．碰后总动量，总动能，动量守恒，机械能不增加，故B可能实现；C．碰后总动量，总动能，动量守恒，机械能不增加，故C可能实现；D．碰后总动量，总动能，动量不守恒，机械能增加，违反能量守恒定律，故D不可能实现。故选BC。10.如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方A位置处有一个小球，小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。关于小球下落阶段，下列说法中正确的是（）A.在B位置小球动能最大B.在C位置小球动能最大C.从A→C位置小球重力势能的减少量小于小球动能的增加量D.从A→D位置小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量【答案】BD【解析】【详解】AB．在C位置小球所受弹力大小等于重力，合力等于零，加速度等于零，此时速度达到最大值，所以在C位置小球动能最大，故A错误，B正确；C．从A→C位置小球减少的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，所以小球重力势能的减少量大于小球动能的增加量，故C错误；D．由于小球在D点的速度为零，由能量的转化与守恒可知，从A→D位置小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确。故选BD。11.如图所示，相同质量的三个物块同时由静止开始，分别沿着底边长度相同而倾角不同的固定斜面a、b、c由顶端滑到底端，则下列叙述正确的是（）A.若物块与斜面间的动摩擦因数相同，则三个物块损失的机械能相同B.若斜面光滑，则三个物块一定同时运动到斜面底端C.若斜面光滑，则在斜面c上运动物块一定最后到达斜面底端D.若物块到达底端时的动能相同，则物块与斜面c之间的动摩擦因数最大【答案】AD【解析】【详解】A．物块损失的机械能等于克服摩擦力做的功，设斜面与水平面的夹角为，底边长为，则下滑过程克服摩擦力做功所以若物块与斜面间的动摩擦因数相同，则三个物块损失的机械能相同，故A正确；D．根据动能定理即解得所以若物块到达底端时的动能相同，则物块与斜面c之间的动摩擦因数最大，故D正确；BC．若斜面光滑，则a=gsinθ根据位移时间公式有解得c斜面倾斜角度未知，所以在斜面c上运动的物块不一定最后到达斜面底端，故BC错误。故选AD。12.用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图所示．现有一质量为m的子弹自左方水平射向木块，并停留在木块中，子弹初速度为v0，则下列判断正确的是（）A.从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能守恒B.子弹射入木块瞬间系统动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块共同速度为C.忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能一定小于子弹射入木块前的动能D.子弹和木块一起上升的最大高度为【答案】BCD【解析】【详解】A、从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段：子弹射入木块的瞬间系统动量守恒，但机械能不守恒，有部分机械能转化为系统内能，之后子弹在木块中与木块一起上升，该过程只有重力做功，机械能守恒但总能量小于子弹射入木块前的动能，故A错误，C正确；B、规定向右为正方向，由子弹射入木块瞬间系统动量守恒可得：mv0＝（m+M）v′，所以子弹射入木块后的共同速度为：v′，故B正确；D、之后子弹和木块一起上升，该阶段机械能守恒（M+m）v2＝（M+m）gh，可得上升的最大高度为，故D正确．三、实验题（本大题共1小题，共12.0分）13.如图所示，某同学制作了一个弹簧弹射装置，轻弹簧两端各放一个金属小球（小球与弹簧不连接），压缩弹簧并锁定，该系统放在内壁光滑的金属管中（管径略大于两球直径），金属管水平固定在离地面一定高度处，解除弹簧锁定，两小球向相反方向弹射，射出管时均已脱离弹簧，现要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能，并探究弹射过程遵循的规律，实验小组配有足够的基本测量工具，重力加速度大小取g，按下述步骤进行实验：①用天平测出小球P和Q的质量分别为m1、m2；②用刻度尺测出管口离地面的高度h；③解除锁定记录两球在水平地面上的落点N、M；根据该同学的实验，回答下列问题：（1）除上述测量外，要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能，还需要测量的物理量是（）A．弹簧的压缩量ΔxB．P、Q两球落地点M、N到对应管口的水平距离x1、x2C．金属管的长度LD．两球从弹出到落地的时间t1、t2（2）根据测量物理量可得弹性势能的表达式EP=_____________________________________．（3）如果满足关系式_______________________，则说明弹射过程中轻弹簧和两金属球组成的系统动量守恒．（用测得的物理量符号表示）【答案】(1).B；(2).；(3).；【解析】【详解】（1）由题意可知，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，则由EP＝mv2即可求得弹性势能；故应测量小球的质量m以及通过光电门的速度v，为了测量小球的速度，需要知道做平抛运动的水平位移，即需测量P、Q两球落地点M、N到对应管口的水平距离x1、x2；压缩量、金属管的长度以及时间和小球的直径均不需要测量；故B正确，ACD错误．故选B；

（2）由（1）可知：由h＝gt2可得平抛运动的时间为：t=，根据水平方向上的匀速直线运动规律可知：v1＝，v2＝，即为：（3）根据动量守恒定律可知，两球碰前动量为零，碰后方向向反，设向左为正，则有：0=m1v1m2v2

再根据水平方向x=vt可得：m1x1=m2x2【点睛】本题考查动量守恒定律的验证以及弹性势能的计算，要注意通过题意明确实验原理，能根据机械能守恒定律以及动量守恒定律分析对应的实验规律及误差情况．四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）14.一质量为M=2kg的铁锤从距地面h=3.2m处自由下落，恰好落在地面上的一个质量为m=6kg的木桩上，随即与木桩一起向下运动，经时间t=0.1s停止运动．求木桩向下运动时受到地面的平均阻力大小。（铁锤的横截面小于木桩的横截面，木桩露出地面部分的长度忽略不计）。【答案】【解析】【详解】M下落，机械能守恒，M、m碰撞，动量守恒Mv=（M+m）v′v′=2m/s木桩向下运动，由动量定理（规定向下为正方向）[（M+m）gf]△t=0（M+m）v′f=240N15.如图所示，在足够长的光滑水平轨道上静止放置三个小物块A、B、C，质量分别为mA=4kg，mB=2kg，mc=1kg；其中A、B用一轻弹簧连接，B、C之间夹有少许塑胶炸药，C的右边有一个弹性挡板．现引爆塑胶炸药，炸药爆炸后B以3m/s的速度向左运动，B、C分开后，C恰好在A、B之间的弹簧第一次恢复到原长时追上B，并与B碰撞后粘在一起．已知炸药爆炸的时间、C、B碰撞的时间很短，可以忽略不计，小物块C与弹性挡板碰撞过程没有能量损失，求：(1)炸药爆炸产生的能量；(2)C、B碰撞后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能．【答案】(1)(2)【解析】取水平向左为正方向．（1）设炸药爆炸后B、C速度分别为、，爆炸产生能量为E，爆炸过