高中物理粵教版5第四章原子核 章末綜合測評第1章

章末綜合測評(一)(時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分，在每小題給出的5個(gè)選項(xiàng)有3項(xiàng)符合題目要求．選對1個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分，選對3個(gè)得6分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分．)1．水平拋出在空中飛行的物體，不考慮空氣阻力，則()A．在相等的時(shí)間間隔內(nèi)動(dòng)量的變化相同B．在任何時(shí)間內(nèi)，動(dòng)量變化的方向都是豎直向下C．在任何時(shí)間內(nèi)，動(dòng)量對時(shí)間的變化率恒定D．在剛拋出物體的瞬間，動(dòng)量對時(shí)間的變化率為零E．在剛拋出物體的瞬間，動(dòng)量對時(shí)間的變化率最大【解析】做平拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受重力作用，由動(dòng)量定理得Δp＝mg·Δt，因?yàn)樵谙嗟鹊臅r(shí)間內(nèi)動(dòng)量的變化量Δp相同，即大小相等，方向都是豎直向下的，從而動(dòng)量的變化率恒定，故選項(xiàng)A、B、C正確，D、E錯(cuò)誤．【答案】ABC2．如圖1所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車上AB部分是半徑為R的四分之一光滑圓弧，BC部分是粗糙的水平面．今把質(zhì)量為m的小物體從A點(diǎn)由靜止釋放，小物體與BC部分間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最終小物體與小車相對靜止于B、C之間的D點(diǎn)，則B、D間的距離x隨各量變化的情況是()【導(dǎo)學(xué)號：78220235】圖1A．其他量不變，R越大x越大B．其他量不變，μ越大x越小C．其他量不變，m越大x越大D．其他量不變，M越大x越大E．其他量不變，x與m、M均無關(guān)【解析】小車和小物體組成的系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒且為零，所以當(dāng)小車和小物體相對靜止時(shí)，系統(tǒng)水平方向的總動(dòng)量仍為零，則小車和小物體相對于水平面也靜止，由能量守恒得μmgx＝mgR，x＝R/μ，選項(xiàng)A、B、E正確．【答案】ABE3．下列說法中正確的是()A．根據(jù)F＝eq\f(Δp,Δt)可把牛頓第二定律表述為：物體動(dòng)量的變化率等于它受的合外力B．力與力的作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量，它反映了力的作用對時(shí)間的累積效應(yīng)，是一個(gè)標(biāo)量C．動(dòng)量定理的物理實(shí)質(zhì)與牛頓第二定律是相同的，但有時(shí)用起來更方便D．易碎品運(yùn)輸時(shí)要用柔軟材料包裝，船舷常常懸掛舊輪胎，都是為了延長作用時(shí)間以減小作用力E．玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因?yàn)槭艿降臎_量太大【解析】A選項(xiàng)是牛頓第二定律的一種表達(dá)方式；沖量是矢量，B錯(cuò)；F＝eq\f(Δp,Δt)是牛頓第二定律的最初表達(dá)方式，實(shí)質(zhì)是一樣的，C對；柔軟材料起緩沖作用，延長作用時(shí)間，D對；由動(dòng)量定理知E錯(cuò)．【答案】ACD4．如圖2甲所示，在光滑水平面上的兩小球發(fā)生正碰，小球的質(zhì)量分別為m1和m2.圖乙為它們碰撞前后的x-t(位移—時(shí)間)圖象．已知m1＝kg.由此可以判斷()【導(dǎo)學(xué)號：78220236】圖2A．碰前m2靜止，m1向右運(yùn)動(dòng)B．碰后m2和m1都向右運(yùn)動(dòng)C．m2＝kgD．碰撞過程中系統(tǒng)損失了J的機(jī)械能E．碰撞過程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒【解析】分析題圖乙可知，碰前：m2處在位移為8m的位置靜止，m1位移均勻增大，速度v1＝eq\f(8,2)m/s＝4m/s，方向向右；碰后：v1′＝eq\f(0－8,6－2)m/s＝－2m/s，v2′＝eq\f(16－8,6－2)m/s＝2m/s，碰撞過程中動(dòng)量守恒：m1v1＝m1v1′＋m2v2′得：m2＝kg，碰撞損失的機(jī)械能：ΔEk＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)m1v1′2＋\f(1,2)m2v2′2))＝0，故正確答案應(yīng)選A、C、E.【答案】ACE5．如圖3所示，甲、乙兩車的質(zhì)量均為M，靜置在光滑的水平面上，兩車相距為L.乙車上站立著一個(gè)質(zhì)量為m的人，他通過一條輕繩拉甲車，甲、乙兩車最后相接觸，以下說法正確的是()圖3A．甲、乙兩車運(yùn)動(dòng)中速度之比為eq\f(M＋m,M)B．甲、乙兩車運(yùn)動(dòng)中速度之比為eq\f(M,M＋m)C．甲車移動(dòng)的距離為eq\f(M＋m,2M＋m)LD．乙車移動(dòng)的距離為eq\f(M,2M＋m)LE．乙車移動(dòng)的距離為eq\f(M,M＋2m)L【解析】本題類似人船模型．甲、乙、人看成一系統(tǒng)，則水平方向動(dòng)量守恒，甲、乙兩車運(yùn)動(dòng)中速度之比等于質(zhì)量的反比，即為eq\f(M＋m,M)，A正確，B錯(cuò)誤；Mx甲＝(M＋m)x乙，x甲＋x乙＝L，解得C、D正確，E錯(cuò)誤．【答案】ACD二、非選擇題(本題共5小題，共70分．按題目要求作答．)6．(10分)如圖4所示為“探究碰撞中的不變量”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．已知a、b小球的質(zhì)量分別為ma、mb，半徑分別為ra、rb，圖中P點(diǎn)為單獨(dú)釋放a球的平均落點(diǎn)，M、N是a、b小球碰撞后落點(diǎn)的平均位置．圖4(1)本實(shí)驗(yàn)必須滿足的條件是________．A．斜槽軌道必須是光滑的B．斜槽軌道末端的切線水平C．入射小球每次都從斜槽上的同一位置無初速度釋放D．入射球與被碰球滿足ma＝mb，ra＝rb(2)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需要測量OP間的距離x1，則還需要測量的物理量有______、________(用相應(yīng)的文字和字母表示)．(3)如果動(dòng)量守恒，須滿足的關(guān)系式是________(用測量物理量的字母表示)．【答案】(1)BC(2)測量OM的距離x2測量ON的距離x3(3)max1＝max2＋mbx3(寫成maOP＝maOM＋mbON也可以)7．(12分)如圖5所示，在實(shí)驗(yàn)室用兩端帶有豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和有固定擋板的質(zhì)量都是M的滑塊A和B做“探究碰撞中的守恒量”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖5Ⅰ.把兩滑塊A和B緊貼在一起，在A上放質(zhì)量為m的砝碼，置于導(dǎo)軌上，用電動(dòng)卡銷卡住A和B，在A和B的固定擋板間放入一輕彈簧，使彈簧處于水平方向上的壓縮狀態(tài)；Ⅱ.按下電鈕使電動(dòng)卡銷放開，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)記錄兩滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)間的電子計(jì)時(shí)器，當(dāng)A和B與固定擋板C和D碰撞同時(shí)，電子計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表，記下A至C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1，B至D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2；Ⅲ.重復(fù)幾次，取t1和t2的平均值．(1)在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意________；(2)應(yīng)測量的數(shù)據(jù)還有________；(3)只要關(guān)系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和.【導(dǎo)學(xué)號：78220237】【解析】(1)導(dǎo)軌水平才能讓滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)．(2)需測出A左端、B右端到擋板C、D的距離x1、x2由計(jì)時(shí)器計(jì)下A、B到兩板的時(shí)間t1、t2算出兩滑塊A、B彈開的速度v1＝eq\f(x1,t1)，v2＝eq\f(x2,t2).(3)由動(dòng)量守恒知(m＋M)v1－Mv2＝0即：(m＋M)eq\f(x1,t1)＝eq\f(Mx2,t2).【答案】(1)使氣墊導(dǎo)軌水平(2)滑塊A的左端到擋板C的距離x1和滑塊B的右端到擋板D的距離x2(3)(M＋m)eq\f(x1,t1)＝eq\f(Mx2,t2)8．(16分)如圖6所示，光滑平臺上有兩個(gè)剛性小球A和B，質(zhì)量分別為2m和3m，小球A以速度v0向右運(yùn)動(dòng)并與靜止的小球B發(fā)生碰撞(碰撞過程不損失機(jī)械能)，小球B飛出平臺后經(jīng)時(shí)間t剛好掉入裝有沙子向左運(yùn)動(dòng)的小車中，小車與沙子的總質(zhì)量為m，速度為2v0，小車行駛的路面近似看做是光滑的，求：圖6(1)碰撞后小球A和小球B的速度；(2)小球B掉入小車后的速度．【解析】(1)設(shè)A球與B球碰撞后速度分別為v1、v2，并取方向向右為正，光滑平臺，兩小球?yàn)閺椥孕∏?，碰撞過程遵循動(dòng)量和機(jī)械能守恒，所以有mAv0＝mAv1＋mBv2有eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mAveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mBveq\o\al(2,2)由①②解得v1＝eq\f(mA－mBv0,mA＋mB)＝－eq\f(1,5)v0v2＝eq\f(2mAv0,mA＋mB)＝eq\f(4,5)v0碰后A球向左，B球向右．(2)B球掉入沙車的過程中系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，有mBv2＋m車v3＝(mB＋m車)v3′且v3＝－2v0得v′3＝eq\f(1,10)v0.【答案】(1)－eq\f(1,5)v0，碰后A球向左；eq\f(4,5)v0，B球向右(2)eq\f(1,10)v0，方向向右9．(16分)如圖7所示，小球A質(zhì)量為m，系在細(xì)線的一端，線的另一端固定在O點(diǎn)，O點(diǎn)到水平面的距離為h.物塊B質(zhì)量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O點(diǎn)正下方，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)拉動(dòng)小球使線水平伸直，小球由靜止開始釋放，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與物塊發(fā)生正碰(碰撞時(shí)間極短)，反彈后上升至最高點(diǎn)時(shí)到水平面的距離為eq\f(h,16).小球與物塊均視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求碰撞過程物塊獲得的沖量及物塊在地面上滑行的距離.【導(dǎo)學(xué)號：78220238】圖7【解析】設(shè)小球的質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊相撞前的速度大小為v1，取小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的重力勢能為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)解得：v1＝eq\r(2gh)設(shè)碰撞后小球反彈的速度大小為v1′，同理有mgeq\f(h,16)＝eq\f(1,2)mv1′2解得：v1′＝eq\r(\f(gh,8))設(shè)碰撞后物塊的速度大小為v2，取水平向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律有mv1＝－mv1′＋5mv2解得：v2＝eq\r(\f(gh,8))由動(dòng)量定理可得，碰撞過程滑塊獲得的沖量為：I＝5mv2＝eq\f(5,4)meq\r(2gh)物塊在水平面上滑行所受摩擦力的大小為F＝5μmg設(shè)物塊在水平面上滑動(dòng)的距離為s，由動(dòng)能定理有－Fs＝0－eq\f(1,2)×5mveq\o\al(2,2)解得：s＝eq\f(h,16μ).【答案】eq\f(5,4)meq\r(2gh)eq\f(h,16μ)10．(16分)如圖8所示，一長木板位于光滑水平面上，長木板的左端固定一擋板，木板和擋板的總質(zhì)量為M＝kg，木板的長度為L＝m．在木板右端有一小物塊，其質(zhì)量m＝kg，小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝，它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)令小物塊以初速度v0沿木板向左滑動(dòng)，重力加速度g取10m/s2.(1)若小物塊剛好能運(yùn)動(dòng)到左端擋板處，求v0的大?。?2)若初速度v0＝3m/s，小物塊與擋板相撞后，恰好能回到右端而不脫離木板，求碰撞過程中損失的機(jī)械能.【導(dǎo)學(xué)號：78220239】圖8【解析】(1)設(shè)木板和物塊最后共同的速度為v，由動(dòng)量守恒定律mv0＝(m＋M)v ①對木板和物塊系統(tǒng)，由功能關(guān)系μmgL＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)(M＋m)v2 ②由①②兩式解得：v0＝eq\r(\f(2μgLM＋m,M))＝eq\r(\f(2××10××3＋1,3))