1、- 1 -太原五中 20182019 学年度第一学期阶段性检测高 二 物 理 （理）一、选择题（1-8 单选，每小题 3 分，9-12 多选，每小题 4 分：漏选 2 分，多选错选 0 分。共 40 分）1.如图所示，质量为 m、半径为 b 的小球，放在半径为 a、质量为 3m 的大空心球内。大球开始静止在光滑的水平面上，当小球从图示位置无初速度地沿大球内壁滚到最低点时，大球移动的距离是（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】设小球滑到最低点所用的时间为 t，大球的位移大小为 x，小球发生的水平位移大小为 a-b-x，取水平向左方向为正方向则根据水平方向平均动量守恒得： 即： , 解得
2、： ,故选 D2.一宇宙飞船以 v=1.0104 m/s 的速度进入密度为 =2.010-7 kg/m3的微陨石流中，如果飞船在垂直于运动方向的最大截面积为 S=5m2，且认为微陨石与飞船碰撞后都附着在飞船上。为使飞船的速度保持不变，飞船的牵引力应为( )A. 100 N B. 200 N C. 50 N D. 150 N【答案】A【解析】选在时间t 内与飞船碰撞的微陨石为研究对象，其质量应等于底面积为 S，高为 vt 的直柱体内微陨石尘的质量，即 m=Svt，初动量为 0，末动量为 mv设飞船对微陨石的作用力为 F，由动量定理得：Ft=mv-0, 则 F= =sv 2=2.010-75（1.
3、010 4） 2=102N；根据牛顿第三定律可知，微陨石对飞船的撞击力大小也等于 100N飞船要保持原速度匀速飞行，助推器增大的推力应为 100N；故选 A.点睛：本题主要考查了动量定理及根据牛顿第三定律的直接应用，要注意正确选择研究对象，- 2 -做好受力分析才能正确求解3.如图所示，真空中的绝缘水平面上 C 点左侧的区域水平面光滑且空间存在水平向右的匀强电场，C 点的右侧水平面粗糙。现从左边区域的某点由静止释放带正电绝缘小球 A，球 A 经加速后与置于 C 点的不带电的绝缘球 B 发生碰撞，碰撞时间极短，且碰撞中系统无机械能损失，碰撞后 B 球的速率为碰前 A 球速率的一半，且两球均停在
4、C 点右侧粗糙水平面上的同一点，A、B 两球材料相同均可视为质点，则 A、B 两球的质量之比（ ）A. 1:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 1:4【答案】C【解析】设 A 球碰前速度为 v0，则碰后 B 的速度为 v0，由动量守恒定律： ；由动能定理，对 A： ;对 B: ；联立解得： （ 舍掉） ，m A:mB=1:3，故选 C.4.如图所示,人站在小车上，不断用铁锤敲击小车的一端。下列各种说法哪些是正确的( )如果地面水平、坚硬光滑，则小车将在原地附近做往复运动 如果地面的阻力较大，则小车有可能断断续续地水平向右运动 因为敲打时，铁锤跟小车间的相互作用力属于内力，小车不可能发生运动
5、小车能否运动，取决于小车跟铁锤的质量之比，跟其他因素无关- 3 -A. B. 只有 C. 只有 D. 只有【答案】A【解析】【详解】如果地面水平且坚硬光滑，据铁锤下摆过程中系统水平方向动量守恒可以判断小车向左移动；敲击后铁锤弹起上摆时，小车向右运动，即小车做往复运动故正确.如果地面的阻力足够大，小车可能不运动；如果阻力不太大，而铁锤打击力较大，致使小车水平方向受合外力向右，小车就有可能断断续续地水平向右运动故正确.由可知，在铁锤不断用铁锤敲击小车的一端过程中，小车可以运动，故错误；小车能否运动，取决于地面是否光滑与对锤子敲击小车时作用力的大小，与小车跟铁锤的质量之比无关，故错误，故正确，即 A
6、 正确；故选：A【点睛】本题以动量守恒定律和动量定理为知识依托，考查对物理过程的分析能力和产生结果的推理判断能力5.带有 光滑圆弧轨道，质量为 M 的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示一质量为 m 的小球以速度 v0水平冲上滑车，当小球上行再返回并脱离滑车时，以下说法正确的是（ ）A. 小球一定水平向左做平抛运动 B. 小球可能水平向左做平抛运动C. 小球不可能做自由落体运动 D. 小球不可能水平向右做平抛运动【答案】B【解析】试题分析：小球滑上滑车，又返回，到离开滑车的整个过程，相当于小球与滑车发生弹性碰撞的过程选取小球运动的方向为正方向，由动量守恒定律得：mv 0=mv1+Mv2由机械能守
7、恒得：整理得：如果 mM，小球离开滑车向左做平抛运动；如果 m=M，小球离开小车的速度是 0，小球将做- 4 -自由落体运动；如果 mM，小球离开小车向右做平抛运动故 A 错误，BCD 正确故选BCD。考点：动量守恒定律；机械能守恒【名师点睛】解决本题的关键知道小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒会根据动量守恒定律进行分析，然后从能量守恒的角度列出方程可联立求解速度.6.两个等量电荷形成的电场中，以两电荷连线中点为坐标原点，某一方向为 x 轴，x 轴上的电场强度 E 的大小与 x 的变化关系如图甲、乙所示，下列判断正确的是（ ） A. 若以两电荷连线为 x 轴，则图甲是两个等量异种电荷形成
8、的电场B. 若以两电荷连线中垂线为 x 轴，则图甲是两个等量异种电荷形成的电场C. 若以两电荷连线为 x 轴，则图乙是两个等量同种电荷形成的电场D. 若以两电荷连线中垂线为 x 轴，则图甲是两个等量同种电荷形成的电场【答案】B【解析】【详解】A、由电场叠加可知，两个等量异种电荷形成的电场，若以两电荷连线为 x 轴，在两电荷连线中点的场强不为零，连线中点场强在两电荷连线上为最小，故 A 错误.B、两个等量异种电荷形成的电场，若以两电荷连线中垂线为 x 轴，在中垂线上连线中点处场强最大，而从连线中点沿中垂线向两边一直减少，但在中垂线上场强的方向都相同，与连线平行指向负电荷，故 B 正确.C、两个等
9、量同种电荷形成的电场，以两电荷连线中点为坐标原点，以两电荷连线为 x 轴，在两电荷连线中点处场强为零，从连线中点向两边场强越来越大，故 C 错误.D、两个等量同种电荷形成的电场，以两电荷连线中点为坐标原点，以两电荷连线中垂线为x 轴，在两电荷连线中垂线上从连线中点向两边场强先增大后减小，而且方向相反，故 D 错误.故选：B.【点睛】对正负点电荷的电场，等量异种电荷形成的电场，等量同种电荷形成的电场的电场分布的对称性要熟记在心.- 5 -7. 如图所示，点电荷 Q 固定，虚线是带电量为 q 的微粒的运动轨迹，微粒的重力不计，a、b 是轨迹上的两个点，b 离 Q 较近，下列判断正确的是A. Q 一
10、定是带正电荷，q 一定是带负电荷B. 不管 Q 带什么性质的电荷，a 点的场强一定比 b 点的小C. 微粒通过 a、b 两点时，加速度方向都是指向 QD. 微粒通过 a 时的速率比通过 b 时的速率大【答案】BC【解析】试题分析：从运动的轨迹上看，两个电荷一定带异种电荷，可能 Q 带负，q 带正，A 错误；由于 b 点距离 Q 边，根据 可知 a 点的场强一定比 b 点的小，B 正确；a 只受 Q 给的电场力，加速度方向与受电场力的方向相同，因此 C 正确；从 a 向 b 运动，电场力做正功，动能增加，速度增大，b 点的速度比 A 点的速度大，D 错误。考点：带电粒子在电场中的运动8.均匀带电
11、的球壳在球内空间任意一点产生的场强为零如图所示，在半球面 AB 上均匀分布正电荷，总电荷量为 q，球面半径为 R， CD 为通过半球顶点与球心 O 的轴线，在轴线上有M、 N 两点， OM=ON=R/2已知 M 点的场强大小为 E，则 N 点的场强大小为（ ）A. -E B. C. -E D. E【答案】D- 6 -【解析】【详解】根据题意，把另外一半的球面补充完整，则整个球面带电量将为 2q,由均匀带电的球壳在球内空间任意一点产生的场强为零知，整个球面在 M 点产生的场强为零，已知 M 点的场强为 E，则右半部分在 M 的场强大小也为 E，方向与 E 相反，根据对称性，左半部分在 N点的场强
12、和右半部分在 M 的场强大小相等，也为 E.故 A、B、C 错误，D 正确.故选：D.【点睛】本题考查电场强度和割补法的应用.9.如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为 m1和 m2的两物块 A、B 相连接并静止在光滑的水平地面上.现使 A 以 3 m/s 的速度向 B 运动压缩弹簧，速度图象如图乙，则有( )A. 在 t1、t 3时刻两物块达到共同速度 1 m/s，且弹簧都是处于压缩状态B. 从 t3到 t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长C. 两物体的质量之比为 m1m 2=12D. 在 t2时刻 A 与 B 的动能之比 Ek1E k2=18【答案】CD【解析】【详解】A、由图可知 t1、t
13、3时刻两物块达到共同速度 1m/s，且此时系统动能最小，根据系统机械能守恒可知，此时弹性势能最大，t 1时刻弹簧处于压缩状态，而 t3时刻处于伸长状态，故 A 错误.B、结合图象弄清两物块的运动过程，开始时 m1逐渐减速，m 2逐渐加速，弹簧被压缩，t 1时刻二者速度相同，系统动能最小，势能最大，弹簧被压缩最厉害，然后弹簧逐渐恢复原长，m2依然加速，m 1先减速为零，然后反向加速，t 2时刻，弹簧恢复原长状态，由于此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两木块均减速，在 t3时刻，二木块速度相等，系统动能最小，弹簧最长，因此从 t3到 t4过程中弹簧由伸长状态恢复原长，故 B 错误.C、
14、根据动量守恒定律，t=0 时刻和 t=t1时刻系统总动量相等，有：m1v1=（m 1+m2）v 2其中：v 1=3m/s，v 2=1m/s，解得：m 1：m 2=1：2,- 7 -故 C 正确.D、在 t2时刻 A 的速度为 vA=-1m/s，B 的速度为 vB=2m/s，根据 m1：m 2=1：2，求出Ek1：E k2=1：8，故 D 正确故选：CD10.如图所示，一块足够长的木板，放在光滑的水平面上，在木板上自左向右放着序号是1、2、3、19 的 19 个木块，所有木块的质量均为 m，与木板间的动摩擦因数都相同。开始时，木板静止不动，第 1、2、3、19 号木块的初速度分别是 v0、2v
15、0、3v 0、19v 0，方向都向右，木板的质量与所有的木块的总质量相同，最终所有木块与木板以共同的速度匀速运动.设木块之间均无相互碰撞，木板足够长，则( )A. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为 5v0B. 所有木块与木板一起匀速运动的速度为 9.5v0C. 第 1 号木块与木板刚好相对静止时的速度为D. 每个木块在与木板刚好相对静止时的速度为其最小值【答案】ACD【解析】【分析】物体组成的系统，所受合外力为零，系统的动量守恒，根据动量守恒定律求出最终一起匀速运动的共同速度，根据动量守恒定律和动量定理研究，可求出刚相对静止时的速度【详解】A、设所有木块与木板一起匀速运动的速度为 v，系统受
16、合外力为零，根据动量守恒定律得：mv 0+2mv0+3mv0+19mv0=2 19mv，解得：v=5v 0，故 A 正确，B 错误.C、设木块与木板之间的动摩擦因数为 ，经过 t 时间第 1 号物块与木板刚好相对静止，共同速度为 v1，根据动量定理得对第一个木块：-mgt=m（v 1-v0）对木板：19mgt=19mv 1联立解得：v 1= v0，故 C 正确.D、第 1 号物块到达速度 v1= v0之后，又会随木板做加速运动所以 v0就是第 1 号物块的最- 8 -小速度同理可得，第 k 号（k 19）物块的最小速度就是它与木板相对静止瞬间的速度故 D 正确.故选：A、C、D.11.一个绝缘
17、细线上端固定，下端拴一带电量大小为 q 的小球，处于如图所示的水平向右场强为 E 的匀强电场中。开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在 A 点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过 60角时，小球到达 B 点且速度恰好为零，则下列说法正确的是（ ）A. 小球带正电B. 小球的重力大小为C. 小球在 B 处绳子拉力的大小为 qED. 小球在 B 处绳子拉力的大小为 2qE【答案】AC【解析】【详解】A、对小球受力分析知，小球从 A 到 B 克服电场力做功，小球带正电，故 A 正确.B、小球在 A 到 B 间摆动，由对称性可知，B 处绳子的拉力与 A 处相等：T A=TB在 A 处由水平方向平
18、衡有：T A=qE在 B 处小球受力如图，沿绳子方向合力为零有：T B=qE +mg解得小球重力：mg= qE，故 B 错误.- 9 -C、由上分析知，小球在 B 处绳子拉力的大小 TB= TA=qE，故 D 错误，C 正确.故选：A、C.12.在光滑水平面上有相距 d 的两个点电荷 A、B，它们的质量分别为 m 和 2m，让其由静止开始运动，初始时刻 A 的加速度为 a，经过一段时间后，B 的加速度也为 a，速度为 v，则下列说法正确的是（ ）A. A、B 两球带异种电荷B. 当 B 球的加速度为 a 时，A、B 间的距离为C. 当 B 球的加速度为 a 时，A 的速度为 2vD. 两球相遇
19、时 B 发生的位移为【答案】ACD【解析】【详解】A、质量不等两点电荷在库仑引力的作用下运动，初始时刻 A 的加速度为 a，经过一段时间后，B 的加速度也为 a，说明经过一段时间后 A 的加速度应为 2a，两点电荷应该相互靠近，相互吸引，A、B 两球带异种电荷，故 A 正确.B、设 A 电荷电量为 q，B 电荷电量为 Q，当 A 的加速度为 a 时，AB 间的库仑力为 =ma当 B 的加速度为 a 时，AB 间的库仑力为 =2ma，可得：l= d，故 B 错误.C、设 B 的加速度为 a 时，速度为 v，此时 A 的速度为 v，由系统动量守恒有：0=mv-2mv，可得 v=2v，故 C 正确.
20、D、由系统动量守恒可知，每时每刻 A 的速度都是 B 的 2 倍，相距 d 的两个点电荷 A、B 相遇时 B 发生的位移应为 ，故 D 正确.故选：A、C、D.【点睛】由加速度判断两点电荷为异种电荷，由库仑定律和牛顿第二定律可得 AB 间距离，由系统动量守恒判断速度和位移.二、实验题 （共 13 分）13.如图为实验室中验证动量守恒定律的实验装置示意图 。- 10 -（1）若入射小球质量为 m1，半径为 r1；被碰小球质量为 m2，半径为 r2，为保证一维碰撞和避免碰后反弹则应满足（ ）A. m1 m2 r1 r2 B. m1 m2 r1 m2 r1= r2 D. m1 m2，故选：C.(2)
21、提供的测量工具中必需的是 A、C.直尺是为了测量落点的平均位置到重锤线下 O 点的水平距离，天平是测小球的质量.故选：A、C.(3)由于 m1 m2，碰后入射小球的速度小于被碰小球的速度，所以 M 点为碰后入射小球 m1落点的平均位置，N 点为被碰小球 m2落点的平均位置.由于碰后两小球下落的时间相同，水平方向的位移就代表了水平速度的大小，故有：m 1 OP =m1 OM+m2 ON答案为：(1)C；(2)AC；(3)碰后入射小球；(4)被碰小球；(5)m 1 OP=m1 OM+m2 ON14.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装
22、置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差- 11 -(1)下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨空腔内通入压缩空气；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与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；使滑块 1 挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块 2 放在气垫导轨的中间；先_，然后_，让滑块带动纸带一起
23、运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图乙所示；测得滑块 1 的质量 310 g，滑块 2(包括橡皮泥)的质量为 205 g.完善实验步骤的内容(2)已知打点计时器每隔 0.02 s 打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_kgm/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为_kgm/s(保留三位有效数字)(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_【答案】 (1). 接通打点计时器的电源； (2). 放开滑块； (3). 0.620； (4). 0.618； (5). 纸带与打点计时器限位孔有摩擦；【解析】解：（1）使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的
24、电源，后释放滑块 1；（2）放开滑块 1 后，滑块 1 做匀速运动，跟滑块 2 发生碰撞后跟 2 一起做匀速运动，根据纸带的数据得：碰撞前滑块 1 的动量为： ，滑块 2 的动量为零，所以碰撞前的总动量为碰撞后滑块 1、2 速度相等，所以碰撞后总动量为：- 12 -（3）说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器的限位孔之间有摩擦。三、计算题（共 47 分）15. 如图所示，相距为 2d 的 A 和 B 两点上固定着等量异种的两个点电荷，电荷量分别为+Q和Q在 AB 连线的中垂线上取一点 P，垂足为 O，PAO=求：（1）P 点的场强的大小和方向；（2） 为何值时，P 点的场强
25、最大，其最大值是多少？【答案】 方向向右 ，方向向右【解析】试题分析：（1）根据点电荷的电场强度公式，结合几何关系，即可求解；（2）根据矢量法则，结合三角函数，即可求解；（3）根据表达式，即可求解解：（1）负电荷在 P 点产生电场强度大小为：E= ，且 r= ；解得：E= ；方向由 PB；如图所示，P 点电场强度是正、负电荷在 P 点产生电场强度的矢量和，由图可知，E P=2Ecos= ，方向向右- 13 -（2）由上式表明，当 =0 时，得：E PMAX= ，方向向右答：（1）P 点的场强的大小 ，方向向右；（2） 为 0 时，P 点的场强最大，其最大值是 【点评】考查点电荷电场强度公式的应
26、用，并掌握矢量性法则，注意几何关系与三角函数的运用16.如图所示，在倾角 =45的斜面上，有一质量为 5 kg 的物体由静止沿斜面滑下，物体与斜面间的动摩擦因数 =0.2，斜面高为 2m.求物体从顶端到底端过程物体所受摩擦力的冲量.斜面对物体作用力的冲量大小.(取 g=10 m/s2）【答案】 （1）5 N ；方向沿斜面向上（2）5 N【解析】【详解】 （1）由牛顿第二定律得：mgsin45-umgcos45=mah= a ,解得 t=1s摩擦力的冲量：I 1=ft=umgtcos45=5 N ，方向沿斜面向上（2）斜面对物体作用力为 N 和 f 的合力 FF= = =5 N斜面对物体作用力的
27、冲量大小：I 2=Ft=5 N17.一物体由静止开始在空中竖直向上的外力作用下匀加速上升 t 时间，后外力大小不变而方向突变为竖直向下又作用 t 时间. （重力加速度为 g）求：经 2t 时间物体的速度.【答案】-2gt 方向向下【解析】【详解】全过程动量定理，规定向上为正方向：- 14 -Ft-Ft-mg2t=mv-0经 2t 时间物体的速度：V=-2gt，方向向下.【点睛】对一些复杂的过程采取整体分析或者全过程分析会使问题简化.18. 如图所示，质量为 M、长为 l 的长方形木板 B 放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为 m 的小木块 A，mM。现以地面为参照系给 A 和 B 以大小相
28、等、方向相反的初速度（如图） ，使 A 开始向左运动，B 开始向右运动，但最后 A 刚好没有滑离 B 板。以地面为参照系，（1）若已知 A 和 B 的初速度大小为 v0，求它们最后的速度的大小和方向（2）若初速度的大小未知，求小木块 A 向左运动到达的最远处（从地面上看）离出发点的距离【答案】 （1） ，方向向右（2）【解析】略19.如图在光滑的水平面上有一个小车 B 右端固定一沙箱，箱上连接一水平弹簧. 小车和沙箱的总质量为 M=2kg. 车上在沙箱左侧距离 s=1m 的位置上放有一质量为 m=1kg 小物体 A，A随小车以速度 v0=10m/s 向右做匀速直线运动. 仅在沙面上空的空间存在
29、水平向右的匀强电场，场强 E=2103V/m . 距离沙面 H=5m 高处有一质量 m0=2kg 的带正电 q=110-2C 的小球以v0=10m/s 的速度水平向左抛出，最终落入沙箱中. 已知 A 与 B 的摩擦系数为 =0.1.小球与沙箱的作用时间极短且忽略弹簧的长度. g=10m/s 2求：（1）小球落入沙箱前的速度大小.（2）小球开始下落时与小车右端的水平距离.- 15 -（3）小车前进过程中，弹簧具有的最大弹性势能.【答案】 （1）10m/s（2）15m（3）9J【解析】【详解】 （1）设小球落入沙箱前的速度大小为 v,小球水平方向受向右的电场力 qE，做匀减速运动，竖直方向受重力.竖直方向：H= g ，解得 t=1s，,V y=gt=10m/s水平方向：qE=m 0a，解得 a=10m/ ，V x=v0-at=0，即小球经过 1s 下落到沙箱时水平速度恰好为 0，所以小球落入沙箱前的速度：v=V y=10m/s（2）小球开始下落时与小车右端的水平距离：X=v 0t+ at2=15m（3）小球落入沙箱，小球和沙箱水平方向动量守恒有：Mv 0=(M+m)v1之后 A 与车共速有：mv 0+(M+m)v1=(M+m+m0)v2解得：v 2=6m/s根据能量守恒： mv02+ (M+m)v12- (M+m+m0)v22=Epmax+umgsEpmax=9J
