內蒙古烏蘭察布市北京八中烏蘭察布分校2019-2020學年高一下學期期末考試物理試題

烏蘭察布分校20192020學年第二學期教學質量調研高一年級物理試題（命題人：張鵬審核人：李孝分值100分時間90分鐘）注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、考號填寫在答題卡上。2.將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結束后，將答題卡交回。一、單選題（本大題共8小題，共32.0分）1.如圖所示，一個木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內粗糙的底板上放著一個小木塊．木箱和小木塊都具有一定的質量．現使木箱獲得一個向右的初速度v0，則()A.小木塊和木箱最終都將靜止B.小木塊最終將相對木箱靜止，二者一起向右運動C.小木塊在木箱內壁將始終來回往復碰撞，而木箱一直向右運動D.如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止，則二者將一起向左運動【答案】B【解析】【詳解】系統所受外力的合力為零，動量守恒，初狀態木箱有向右的動量，小木塊動量為零，故系統總動量向右，系統內部存在摩擦力，阻礙兩物體間的相對滑動，最終相對靜止，由于系統的總動量守恒，不管中間過程如何相互作用，根據動量守恒定律，最終兩物體以相同的速度一起向右運動．故B正確，ACD錯誤．2.質量為M的火箭原來以速度大小在太空中飛行，現在突然向后噴出一股質量為m的氣體，噴出氣體相對火箭的速度的大小為u，則噴出后火箭的速率為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】以火箭和噴出的氣體為研究對象，以火箭飛行的方向為正方向，由動量守恒定律得解得故選A。3.如圖所示，質量為的小球以速度水平拋出，恰好與傾角為的斜面垂直相碰，其彈回速度的方向與碰前相反，大小與拋出時的速度大小相等，則小球與斜面碰撞過程中受到的沖量大小為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】小球在碰撞斜面前做平拋運動設碰撞斜面時小球速度為，由幾何關系得，碰撞過程中，小球速度由變為反向的，以反彈的速度方向為正方向，由動量定理可得，小球與斜面碰撞過程受到的沖量大小，故選項C正確，A、B、D錯誤．4.如圖所示是光電效應中光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖象．從圖中可知()A.Ek與ν成正比B.入射光頻率必須大于或等于極限頻率νc時，才能產生光電效應C.對同一種金屬而言，Ek僅與ν有關DEk與入射光強度成正比【答案】BC【解析】【詳解】A．根據最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關系圖線知，圖線不過原點，所以不是成正比關系．故A錯誤．B．由圖線知，入射光的頻率大于或等于極限頻率時，最大初動能大于等于零，才能發生光電效應，故B正確．C．根據光電效應方程知，Ekm=hvW0，同一種金屬，逸出功相同，則最大初動能僅與v有關，故C正確．D．最大初動能與入射光的強度無關，故D錯誤．故選BC．5.氫原子的能級圖如圖所示。用氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級輻射的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，下列說法正確的是（）A.產生的光電子的最大初動能為6.41eVB.產生的光電子的最大初動能為12.75eVC.氫原子從n=2能級向n=1能級躍遷時輻射的光不能使金屬鉑發生光電效應D.氫原子從n=6能級向n=2能級躍遷時輻射的光也能使金屬鉑發生光電效應【答案】A【解析】【詳解】AB．從n=4能級躍遷到n=1能級輻射的光子能量為產生的光電子的最大初動能為故A正確B錯誤；C．氫原子從n=2能級向n=1能級躍遷時輻射的光子能量為10.2eV，能使金屬鉑發生光電效應，故C錯誤；D．氫原子從n=6能級向n=2能級躍遷時輻射的光子能量小于逸出功，故不能發生光電效應，故D錯誤。故選A。6.放在粗糙水平地面上質量為0.8kg的物體受到水平拉力的作用，在0~6s內其速度與時間的關系圖像和該拉力的功率與時間的關系圖像分別如圖甲、乙所示，下列說法中正確的是（）A.0~6s內拉力做的功為120J B.物體在0~2s內所受的拉力為4NC.物體與粗糙水平地面間的動摩擦因數為0.5 D.合外力在0~6s內做的功與0~2s內做的功相等【答案】D【解析】【詳解】A．0~6s內拉力做的功為P－t圖線下所圍的面積W＝140JA錯誤；B．在0~2s內拉力恒定不變，在2s末，拉力的功率為60W，而運動速度為10m/s，根據可得拉力大小F＝6NB錯誤；C．在2s~6s內物體勻速運動，因此由滑動摩擦力公式f＝μN得μ＝0.25C錯誤；D．由于在2s~6s內物體勻速運動，合外力做功為0，因此合外力在0~6s內做的功與0~2s內做的功相等，D正確。故選D。7.如圖所示，是一個盆式容器，盆內側壁與盆底的連接處都是一段與相切的圓弧，為水平的，其距離，盆邊緣的高度為．在A處放一個質量為m的小物塊并讓其從靜止出發下滑．已知盆內側壁是光滑的，而盆底面與小物塊間的動摩擦因數為．小物塊在盆內來回滑動，最后停下來，則停的地點到B的距離為（）．A.0.50m B.0.25m C.0.10m【答案】D【解析】【分析】小物塊滑動過程中，重力做功和摩擦阻力做功，全過程應用動能定理可進行求解。【詳解】由小物塊從A點出發到最后停下來，設小物塊在BC面上運動的總路程為S，整個過程用動能定理有：所以小物塊在BC面上運動的總路程為而d=0.5m，剛好3個來回，所以最終停在B點，即距離B點為0m。故選D。【點睛】本題對全過程應用動能定理，關鍵要抓住滑動摩擦力做功與總路程的關系。8.如圖所示為一水平傳送帶，以5m/s的速率順時針運轉，AB間距為4m．現將1kg的小塊經放在傳送帶的左端，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數＝0.5，重力加速度取10m/s2．小物塊從傳送帶左端運動到右端的過程中A.小物塊一直做勻加速運動B.傳送帶對小物塊做功為20JC.摩擦產生的熱量為12.5JD.電動機由于傳送小物塊多消耗的電能為12.5J【答案】C【解析】【詳解】A.小物塊先做初速度為零的勻加速直線運動，加速度為：a==μg=5m/s2，物塊速度增加至與皮帶速度相同時所用時間為：；勻加速直線運動的位移為：，然后物塊相對傳送帶靜止一起做勻速直線運動．故A錯誤．B.小物塊運動到皮帶右端時速度為v=5m/s，根據動能定理得：傳送帶對小物塊做功W=mv2=×1×52=12.5J，故B錯誤．C.物塊勻加速運動過程，傳送帶的位移為：x帶=vt=5×1m=5m；物塊相對于傳送帶運動的位移大小為：△x=x帶x1=5m-2.5m=2.5m；則摩擦產生的熱量為Q=μmg△x=12.5J，故CD.電動機由于傳送小物塊多消耗的電能等于物塊增加的動能和摩擦產生的熱量之和，為E多=mv2+Q=25J，故D錯誤．二、多選題（本大題共4小題，共16.0分）9.如圖所示，質量相等的A、B兩個球，原來在光滑水平面上沿同一直線相向做勻速直線運動，A球的速度是，B球的速度是，不久A、B兩球發生了對心碰撞。對于該碰撞之后的A、B兩球的速度可能值，某實驗小組的同學們做了很多種猜測，下面的猜測結果有可能實現的是（）A.， B.，C.， D.，【答案】BC【解析】【詳解】以下計算過程均是無量綱的數值計算單位已統一設每個球的質量均為m，碰前系統總動量碰前的總動能A．碰撞后A的速度仍大于B的速度，故A不可能實現；B．碰后總動量，總動能，動量守恒，機械能不增加，故B可能實現；C．碰后總動量，總動能，動量守恒，機械能不增加，故C可能實現；D．碰后總動量，總動能，動量不守恒，機械能增加，違反能量守恒定律，故D不可能實現。故選BC。10.如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上，其正上方A位置處有一個小球，小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零。關于小球下落階段，下列說法中正確的是（）A.在B位置小球動能最大B.在C位置小球動能最大C.從A→C位置小球重力勢能的減少量小于小球動能的增加量D.從A→D位置小球重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量【答案】BD【解析】【詳解】AB．在C位置小球所受彈力大小等于重力，合力等于零，加速度等于零，此時速度達到最大值，所以在C位置小球動能最大，故A錯誤，B正確；C．從A→C位置小球減少的重力勢能轉化為小球的動能和彈簧的彈性勢能，所以小球重力勢能的減少量大于小球動能的增加量，故C錯誤；D．由于小球在D點的速度為零，由能量的轉化與守恒可知，從A→D位置小球重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量，故D正確。故選BD。11.如圖所示，相同質量的三個物塊同時由靜止開始，分別沿著底邊長度相同而傾角不同的固定斜面a、b、c由頂端滑到底端，則下列敘述正確的是（）A.若物塊與斜面間的動摩擦因數相同，則三個物塊損失的機械能相同B.若斜面光滑，則三個物塊一定同時運動到斜面底端C.若斜面光滑，則在斜面c上運動物塊一定最后到達斜面底端D.若物塊到達底端時的動能相同，則物塊與斜面c之間的動摩擦因數最大【答案】AD【解析】【詳解】A．物塊損失的機械能等于克服摩擦力做的功，設斜面與水平面的夾角為，底邊長為，則下滑過程克服摩擦力做功所以若物塊與斜面間的動摩擦因數相同，則三個物塊損失的機械能相同，故A正確；D．根據動能定理即解得所以若物塊到達底端時的動能相同，則物塊與斜面c之間的動摩擦因數最大，故D正確；BC．若斜面光滑，則a=gsinθ根據位移時間公式有解得c斜面傾斜角度未知，所以在斜面c上運動的物塊不一定最后到達斜面底端，故BC錯誤。故選AD。12.用不可伸長的細線懸掛一質量為M的小木塊，木塊靜止，如圖所示．現有一質量為m的子彈自左方水平射向木塊，并停留在木塊中，子彈初速度為v0，則下列判斷正確的是（）A.從子彈射向木塊到一起上升到最高點的過程中系統的機械能守恒B.子彈射入木塊瞬間系統動量守恒，故子彈射入木塊瞬間子彈和木塊共同速度為C.忽略空氣阻力，子彈和木塊一起上升過程中系統機械能守恒，其機械能一定小于子彈射入木塊前的動能D.子彈和木塊一起上升的最大高度為【答案】BCD【解析】【詳解】A、從子彈射向木塊到一起運動到最高點的過程可以分為兩個階段：子彈射入木塊的瞬間系統動量守恒，但機械能不守恒，有部分機械能轉化為系統內能，之后子彈在木塊中與木塊一起上升，該過程只有重力做功，機械能守恒但總能量小于子彈射入木塊前的動能，故A錯誤，C正確；B、規定向右為正方向，由子彈射入木塊瞬間系統動量守恒可得：mv0＝（m+M）v′，所以子彈射入木塊后的共同速度為：v′，故B正確；D、之后子彈和木塊一起上升，該階段機械能守恒（M+m）v2＝（M+m）gh，可得上升的最大高度為，故D正確．三、實驗題（本大題共1小題，共12.0分）13.如圖所示，某同學制作了一個彈簧彈射裝置，輕彈簧兩端各放一個金屬小球（小球與彈簧不連接），壓縮彈簧并鎖定，該系統放在內壁光滑的金屬管中（管徑略大于兩球直徑），金屬管水平固定在離地面一定高度處，解除彈簧鎖定，兩小球向相反方向彈射，射出管時均已脫離彈簧，現要測定彈射裝置鎖定時具有的彈性勢能，并探究彈射過程遵循的規律，實驗小組配有足夠的基本測量工具，重力加速度大小取g，按下述步驟進行實驗：①用天平測出小球P和Q的質量分別為m1、m2；②用刻度尺測出管口離地面的高度h；③解除鎖定記錄兩球在水平地面上的落點N、M；根據該同學的實驗，回答下列問題：（1）除上述測量外，要測定彈射裝置鎖定時具有的彈性勢能，還需要測量的物理量是（）A．彈簧的壓縮量ΔxB．P、Q兩球落地點M、N到對應管口的水平距離x1、x2C．金屬管的長度LD．兩球從彈出到落地的時間t1、t2（2）根據測量物理量可得彈性勢能的表達式EP=_____________________________________．（3）如果滿足關系式_______________________，則說明彈射過程中輕彈簧和兩金屬球組成的系統動量守恒．（用測得的物理量符號表示）【答案】(1).B；(2).；(3).；【解析】【詳解】（1）由題意可知，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能，則由EP＝mv2即可求得彈性勢能；故應測量小球的質量m以及通過光電門的速度v，為了測量小球的速度，需要知道做平拋運動的水平位移，即需測量P、Q兩球落地點M、N到對應管口的水平距離x1、x2；壓縮量、金屬管的長度以及時間和小球的直徑均不需要測量；故B正確，ACD錯誤．故選B；

（2）由（1）可知：由h＝gt2可得平拋運動的時間為：t=，根據水平方向上的勻速直線運動規律可知：v1＝，v2＝，即為：（3）根據動量守恒定律可知，兩球碰前動量為零，碰后方向向反，設向左為正，則有：0=m1v1m2v2

再根據水平方向x=vt可得：m1x1=m2x2【點睛】本題考查動量守恒定律的驗證以及彈性勢能的計算，要注意通過題意明確實驗原理，能根據機械能守恒定律以及動量守恒定律分析對應的實驗規律及誤差情況．四、計算題（本大題共3小題，共40.0分）14.一質量為M=2kg的鐵錘從距地面h=3.2m處自由下落，恰好落在地面上的一個質量為m=6kg的木樁上，隨即與木樁一起向下運動，經時間t=0.1s停止運動．求木樁向下運動時受到地面的平均阻力大小。（鐵錘的橫截面小于木樁的橫截面，木樁露出地面部分的長度忽略不計）。【答案】【解析】【詳解】M下落，機械能守恒，M、m碰撞，動量守恒Mv=（M+m）v′v′=2m/s木樁向下運動，由動量定理（規定向下為正方向）[（M+m）gf]△t=0（M+m）v′f=240N15.如圖所示，在足夠長的光滑水平軌道上靜止放置三個小物塊A、B、C，質量分別為mA=4kg，mB=2kg，mc=1kg；其中A、B用一輕彈簧連接，B、C之間夾有少許塑膠炸藥，C的右邊有一個彈性擋板．現引爆塑膠炸藥，炸藥爆炸后B以3m/s的速度向左運動，B、C分開后，C恰好在A、B之間的彈簧第一次恢復到原長時追上B，并與B碰撞后粘在一起．已知炸藥爆炸的時間、C、B碰撞的時間很短，可以忽略不計，小物塊C與彈性擋板碰撞過程沒有能量損失，求：(1)炸藥爆炸產生的能量；(2)C、B碰撞后的運動過程中，彈簧的最大彈性勢能．【答案】(1)(2)【解析】取水平向左為正方向．（1）設炸藥爆炸后B、C速度分別為、，爆炸產生能量為E，爆炸過