2021林州一中高二上学期开学考试（实验班）物理试题含答案

林州一中2019级高二火箭班上学期8月月考

物理试题

一、选择题(共12小题，1-8单选题，9-12多选题，每小题4分,共48分)                                       

1.某星球的半径为R，在其表面上方高度为aR的位置，以初速度v0水平抛出一个金属小球，水平射程为bR，a，b均为数值极小的常数，则这个星球的第一宇宙速度为(　　)

A．v0               B．v0                  C．v0                D．v0

2.在光滑水平地面上有两个相同的木块A、B，质量都为m.现B静止，A向B运动，发生正碰并粘合在一起运动．两木块组成的系统损失的机械能为ΔE.则碰前A球的速度等于(　　)

A．         B．           C． 2         D． 2

3.如图所示，方盒A静止在光滑的水平面，盒内有一小滑块B，盒的质量是滑块的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ.若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对于盒静止，则(　　)

A． 最终盒的速度大小是             

B． 最终盒的速度大小是

C． 滑块相对于盒运动的路程为     

D． 滑块相对于盒运动的路程为

4.如图所示，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始做自由下落和平抛运动．它们从开始到到达地面，下列说法正确的有(　　)

A． 它们同时到达地面                    B． 重力对它们的冲量相同

C． 它们的末动能相同                    D． 它们动量变化的大小相同

5.人的质量m＝60 kg，船的质量M＝240 kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5 m时，人恰好可以跃上岸．若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为多远？(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)(　　)

A． 1.5 m            B． 1.2 m         C． 1.34 m           D． 1.1 m

6.如图，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为Ff.经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端．以下判断正确的是(　　)

A． 此时物块的动能为F (s＋l )

B． 此时物块的动量为Ft

C． 这一过程中，物块和小车产生的内能为Ff

D． 这一过程中，物块和小车增加的机械能为F (l＋s )－Ffl

7.如图所示，不带电导体B在靠近带正电的导体A后，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是(　　)

A． 若用导线将Q接地，然后断开，再取走A，则导体B将带负电

B． 若用导线将Q接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电

C． 若用导线将Q接地，然后断开，再取走A，则导体B将不带电

D． 若用导线将P接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电

8.相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为＋4q和－q，如图所示，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是(　　)

A． －q，在A左侧距A为L处          B． －2q，在A左侧距A为处

C． ＋4q，在B右侧距B为L处         D． ＋2q，在B右侧距B为处

9.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处.现将环从A点由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是(　　)

A． 环到达B点时，重物上升的高度为

B． 环到达B点时，环与重物的速度大小相等

C． 环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能

D． 环能下降的最大高度为d

10.如图所示，质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上．其中弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接，弹簧与挡板的质量均不计，滑块M以初速度v0向右运动，它与挡板P碰撞后开始压缩弹簧，最后滑块N以速度v0向右运动．在此过程中(　　)

A．M的速度等于0时，弹簧的弹性势能最大

B．M与N具有相同的速度时，两滑块动能之和最小

C．M的速度为时，弹簧的长度最长

D．M的速度为时，弹簧的长度最短

11.如图所示，在光滑的水平面上放着一个上部为半圆形光滑槽的木块，开始时木块是静止的，把一个小球放到槽边从静止开始释放，关于两个物体的运动情况，下列说法正确的是(　　)

A． 当小球到达最低点时，木块有最大速率

B． 当小球的速率最大时，木块有最大速率

C． 当小球再次上升到最高点时，木块的速率为最大

D．当小球再次上升到最高点时，木块的速率为零

12.如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2，其中Q恰好静止不动，Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线．已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2，不计点电荷间的万有引力，下列说法正确的是(　　)

A．Q1、Q2的电荷量之比为       B．Q1、Q2的电荷量之比为()2

C．Q1、Q2的质量之比为()2          D．Q1、Q2的质量之比为

二 、实验题(共2小题 ,每空3分, 共15分)                                                                         

13.某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车、B打点计时器、C为弹簧测力计、P为小桶(内有沙子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度，以平衡摩擦力，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．

(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差Δv2＝v2－v，弹簧秤的读数为F，小车的质量为m，然后建立Δv2－x坐标系，通过描点法得到的图象是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为_______________．(填写表达式)

(2)若测出小车质量为0.4 kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为________ N.

(3) 本实验中是否必须满足小桶(含内部沙子)的质量远小于小车的质量______(填“是”或“否”)

14.如图所示，在验证动量守恒定律的实验中，将一个质量为m1的钢球A多次从斜槽轨道上端紧靠固定挡板处由静止释放，这个钢球经过斜槽轨道后由水平轨道飞出，在地面上落点的平均位置为P点．然后在水平轨道末端放置一个质量为m2的胶木球B(A、B两球的半径相等)，将A球仍然多次从斜槽轨道的同一位置由静止释放，和球B发生碰撞，碰后两球分别落到地面上，根据两球落在地面的痕迹确定两球各自的落地点的平均位置分别为M点和

N点．水平轨道末端重垂线指向地面的O点，测得OM＝x1，OP＝x2，ON＝x3.重力加速度为g.

(1)若测量出水平轨道到地面的高度为h，则与B两球相碰前的瞬间A球的速度v1＝________.

(2)在误差允许范围内，当m1、m2、x1、x2、x3满足关系式________时，就表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒．

三、计算题(共3小题，15、16每小题12分,17题13分，共37分)                                                                         

15.在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙．动摩擦因数为，滑块CD上表面是光滑的1/4圆弧，其始端D点切线水平且在木板AB上表面内，它们紧靠在一起，如图所示．一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度v0滑上木板AB,过B点时速度为v0 / 2，又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处，求：
 （1）物块滑到B处时木板的速度vAB；
 （2）木板的长度L；
 （3）滑块CD圆弧的半径R.

16.如图所示，光滑水平面上有三个滑块A、B、C，质量关系是mA＝mC＝m、mB＝. 开始时滑块B、C紧贴在一起，中间夹有少量炸药，处于静止状态，滑块A以速度v0正对B向右运动，在A未与B碰撞之前，引爆了B、C间的炸药爆炸后B与A迎面碰撞，最终A与B粘在一起，以速率v0向左运动．求：

（1）炸药的爆炸过程中炸药对C的冲量？

（2）炸药的化学能有多少转化为机械能？

17.一个弹珠游戏的简化模型如图所示。竖直安装在高H＝1  m的桌面上的“过山车”轨道模型，水平轨道OB粗糙，长为1  m，BD光滑；光滑圆轨道半径为R＝0. 4  m。一弹簧左端固定，右端自由伸长到A点，OA长为0.1  m。距桌子右边缘线DF为s＝1.6  m处有一高度h＝0.8  m的竖直挡板。现在A点由静止放置一个质量m＝1  kg的小物块，并用力缓慢向左把小物块推到O点，在这个过程中推力做功W＝22.4  J。已知小物块与轨道OB间的动摩擦因数μ＝0.4，重力加速度g取10  m/s2，不计空气阻力。求：

（1）小物块推到O点时，弹簧的弹性势能Ep；

（2）该小物块从O点静止释放后，运动到圆轨道最高点C时对轨道的压力大小；

（3）只改变小物块的质量，为了使从O点静止释放的小物块都能落在DF和挡板之间，小物块的质量m满足的条件。

林州一中2019级高二火箭班上学期8月月考

物理答案

1.【答案】A

【解析】设该星球表面重力加速度为g，小球落地时间为t，抛出的金属小球做平抛运动，根据平抛运动规律得aR＝gt2，bR＝v0t，联立以上两式解得g＝，第一宇宙速度即为该星球地表卫星线速度，根据地表卫星重力充当向心力得mg＝m，所以第一宇宙速度v＝＝＝v0，故选项A正确．

2.【答案】C

【解析】　设碰前A的速度为v0，两木块粘合在一起运动的速度相同，设为v，根据动量守恒定律得mv0＝2mv，根据题意，则有mv＝×2mv2＋ΔE，联立可得v0＝2.

3.【答案】C

【解析】设滑块的质量为m，则盒的质量为2m.对整个过程，

由动量守恒定律可得mv＝3mv共

解得v共＝

由能量守恒定律可知μmgx＝mv2－·3m·()2

解得x＝.故正确答案为C.

4.【答案】D

【解析】球b做自由落体运动，球c的竖直分运动是自由落体运动，故b、c两个球的运动时间相同且加速度均为g，为t＝；球a受重力和支持力，加速度为gsinθ<g，故a球运动时间长，A错误；由于重力相同，而重力的作用时间不同，故重力的冲量不同，B错误；初动能不全相同，而合力做功相同，根据动能定理，得末动能不全相同，C错误；b、c球合力相同，运动时间相同，故合力的冲量相同，根据动量定理，动量变化量也相同；a、b球机械能守恒，末速度相等，故末动量大小相等，初动量为零，故动量增加量的大小相等，D正确．

5.【答案】C

【解析】以人运动的方向为正方向，撤去缆绳，由动量守恒定律可知，0＝mv1－Mv2；由于两次人消耗的能量相等，故人跳起时的动能不变；则由功能关系可知：

mv＝mv＋Mv

解得：v1＝v0

故x1＝v1t＝x0＝×1.5 m≈1.34  m.

6.【答案】D

【解析】对物块，由动能定理得：Ek－0＝(F－Ff)(s＋l)，则得此时物块的动能为Ek＝(F－Ff)(s＋l)，A错误；对物块，由动量定理得：p＝(F－Ff)t，B错误；这一过程中，物块和小车产生的内能为Ffl，C错误；根据功能关系知，整个过程物块和小车增加的机械能为F(l＋s)－Ffl，D正确．

7.【答案】A

【解析】由静电感应知，P、Q出现等量异种电荷，无论P、Q哪一端接地，导体B与大地成为一个大导体，导体发生变化，导体上的电荷会立即重新分布，Q端的正电荷会在这个大导体的更远端，即大地显示出来，而P端的负电荷由于A的吸引继续留在P端，当取走A后，P端的负电荷就留在B上，所以B带负电，故选A.

8.【答案】C

【解析】　A、B、C三个电荷要平衡，必须三个电荷在一条直线上，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的引力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以C必须带正电，在B的右侧.设C所在位置与B的距离为r，则C所在位置与A的距离为L＋r，要能处于平衡状态，所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为Q.则有：＝k，解得r＝L.对点电荷A，其受力也平衡，则：k＝，解得：Q＝4q，即C带正电，电荷量为4q，在B的右侧距B为L处.

9.【答案】CD

【解析】环到达B点时，重物上升的高度h＝d－d＝(－1)d，A错误；环到达B点时，环沿绳方向的分速度与重物速度大小相等，故环的速度大于重物的速度，B错误；因为环与重物组成的系统机械能守恒，所以环减少的机械能等于重物增加的机械能，C正确；设环能下降的最大高度为H，此时环与重物的速度均为零，重物上升的高度为h′＝－d，由机械能守恒定律，得mgH＝2mg(－d)，解得H＝d，D正确.

10.【答案】BD

【解析】　M、N两滑块与弹簧、挡板组成的系统在整个过程中动量守恒，当M与N具有相同的速度时，弹簧弹性势能最大，系统动能损失最大，两滑块动能之和最小，A错误，B正确；M的速度为时，弹簧的压缩量最大，弹簧的长度最短，C错误，D正确．

11.【答案】ABD

【解析】小球和木块组成的系统在水平方向上动量守恒，初状态系统动量为零，当小球到达最低点时，小球有最大速率，所以木块也有最大速率；小球上升到最高点时，小球速率为零，木块的速率也为零．

12.【答案】BD

【解析】点电荷Q恰好静止不动，因此根据库仑定律，则有：＝所以Q1、Q2的电荷量之比为()2，故A错误，B正确；据牛顿第二定律得，对Q1、Q2：它们间的库仑引力提供向心力，则有：m1ω2r1＝m2ω2r2，所以Q1、Q2的质量之比为，故D正确，C错误．

13.【答案】(1)　(2)1　(3)否

【解析】根据v2－v＝2ax可以知道图象斜率表示2倍加速度大小，根据牛顿第二定律，亦表示，若小车质量为0.4 kg，结合图象可知：＝，F＝1  N，小车所受的合力可以知道其准确数值，不需要取近似值，所以对小桶质量和小车质量关系没有要求．

14.【答案】(1)x2　(2)m1x2＝m1x1＋m2x3

【解析】(1)A球碰前的落点为P点，根据平抛运动知识可得：

h＝gt2，x2＝v1t，

联立解得v1＝x2

(2)由第(1)问的方法可得，

A球碰后的速度为v2＝x1，

B球碰后的速度为v3＝x3.

根据动量守恒定律可得m1v1＝m1v2＋m2v3，

解得m1x2＝m1x1＋m2x3.

15.【答案】

(1） (2） (3）

解：(1）由点A到点B时，取向左为正．由动量守恒得：
     （2分）
 其中，得   （2分）
 (2）由点A到点B时，根据能量守恒得：
    （2分）
 得   （2分）
 (3）由点D到点C,滑块CD与物块P的动量守恒和机械能守恒，得：
    （1分）
    （1分）
 解得   （2分）

16.【答案】(1)mv0，向右 (2)mv02

【解析】(1)全过程，A、B、C组成的系统动量守恒

mAv0＝－(mA＋mB)v0＋mCvC

炸药对C的冲量：I＝mCvC－0

解得：I＝mv0，方向向右

(2)炸药爆炸过程，B和C组成的系统动量守恒

mCvC－mBvB＝0

据能量关系：ΔE＝mBvB2＋mCvC2

解得：ΔE＝mv02.

17.【答案】(1)22  J　(2)40  N　(3)kg≤m≤kg

【解析】(1)根据功能关系可知W＝μmgxOA＋Ep，

解得Ep＝22  J。

(2)小物块从O到C过程，由能量守恒定律得

Ep－μmgxOB－mg·2R＝mv，

小物块到C点时，有mg＋FN＝m，解得FN＝40  N。

由牛顿第三定律可知小物块对轨道的压力大小为40  N。

(3)①当小物块从O点恰好到达C点时，有

Ep－μm1gxOB－m1g·2R＝m1vC′2，m1g＝m1，解得m1＝kg。

②当小物块恰能够过挡板最高点时，有

Ep－μm2gxOB＝m2v，其中vD＝，

解得m2＝kg，

所以小物块的质量满足kg≤m≤kg。