2024-2025學(xué)年高中物理章末綜合測(cè)評(píng)1含解析新人教版選修3-5

PAGE9-章末綜合測(cè)評(píng)(一)(時(shí)間：90分鐘分值：100分)一、選擇題(本題包括10小題，每小題4分，共40分，第1～6題只有一項(xiàng)符合題目要求，第7～10題有多項(xiàng)符合題目要求，全都選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1．如圖所示，“天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪，是天津市的地標(biāo)之一．摩天輪懸掛透亮座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．下列敘述正確的是()A．摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，乘客的機(jī)械能保持不變B．在最高點(diǎn)時(shí)，乘客重力大于座椅對(duì)他的支持力C．摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，乘客重力的沖量為零D．摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變[解析]摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，乘客的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能不斷改變，故乘客的機(jī)械能不斷改變，A錯(cuò)．乘客在最高點(diǎn)時(shí)，具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)，B對(duì)．依據(jù)I＝Ft知，重力的沖量不為0，C錯(cuò)．依據(jù)P＝mgvcosθ，θ為力方向與速度方向之間的夾角，摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，θ不斷改變，重力的瞬時(shí)功率不斷改變，D錯(cuò)．[答案]B2.如圖所示，兩木塊A、B用輕質(zhì)彈簧連在一起，置于光滑的水平面上．一顆子彈水平射入木塊A，并留在其中．在子彈打中木塊A及彈簧被壓縮的整個(gè)過程中，對(duì)子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法中正確的是()A．動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒B．動(dòng)量守恒、機(jī)械能不守恒C．動(dòng)量不守恒、機(jī)械能守恒D．動(dòng)量、機(jī)械能都不守恒[解析]子彈擊中木塊A及彈簧被壓縮的整個(gè)過程，系統(tǒng)不受外力作用，外力沖量為0，系統(tǒng)動(dòng)量守恒．但是子彈擊中木塊A過程，有摩擦力做功，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能不守恒，B正確．[答案]B3．將靜置在地面上，質(zhì)量為M(含燃料)的火箭模型點(diǎn)火升空，在極短時(shí)間內(nèi)以相對(duì)地面的速度v0豎直向下噴出質(zhì)量為m的炙熱氣體．忽視噴氣過程重力和空氣阻力的影響，則噴氣結(jié)束時(shí)火箭模型獲得的速度大小是()A．eq\f(m,M)v0B．eq\f(M,m)v0C．eq\f(M,M－m)v0D．eq\f(m,M－m)v0[解析]依據(jù)動(dòng)量守恒定律mv0＝(M－m)v，得v＝eq\f(m,M－m)v0，選項(xiàng)D正確．[答案]D4．假如一個(gè)系統(tǒng)不受外力，或者所受外力的矢量和為零，這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變，這就是動(dòng)量守恒定律．若一個(gè)系統(tǒng)動(dòng)量守恒時(shí)，則()A．此系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合力肯定都為零B．此系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體的動(dòng)量大小不行能都增加C．此系統(tǒng)的機(jī)械能肯定守恒D．此系統(tǒng)的機(jī)械能可能增加[解析]若一個(gè)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則整個(gè)系統(tǒng)所受的合力為零，但是此系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合力不肯定都為零，A錯(cuò)誤．此系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體的動(dòng)量大小可能會(huì)都增加，但是方向改變，總動(dòng)量不變是有可能的，B錯(cuò)誤．因系統(tǒng)合外力為零，但是除重力以外的其他力做功不肯定為零，故機(jī)械能不肯定守恒，系統(tǒng)的機(jī)械能可能增加，也可能減小，C錯(cuò)誤，D正確．[答案]D5．如圖所示，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(duì)靜止于B、C之間的D點(diǎn)，則B、D間的距離x隨各量改變的狀況是()A．其他量不變，R越大x越大B．其他量不變，μ越大x越大C．其他量不變，m越大x越大D．其他量不變，M越大x越大[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(duì)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(duì)于水平面也靜止，由能量守恒得μmgx＝mgR，x＝R/μ，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤．[答案]A6．在光滑的水平面上，有a、b兩球，其質(zhì)量分別為ma、mb，兩球在t0時(shí)刻發(fā)生正碰，并且在碰撞過程中無(wú)機(jī)械能損失，兩球在碰撞前后的速度圖象如圖所示，下列關(guān)系正確的是()A．ma>mb B．ma<mbC．ma＝mb D．無(wú)法推斷[解析]由題圖知a球以初速度與原來靜止的b球碰撞，碰后a球反彈，且速度小于a球的初速度大小，依據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律有mava＝mav′a＋mbv′b和eq\f(1,2)mveq\o\al(2,a)＝eq\f(1,2)mav′eq\o\al(2,a)＋eq\f(1,2)mbv′eq\o\al(2,b)，可得v′a＝eq\f(ma－mb,ma＋mb)va，v′b＝eq\f(2ma,ma＋mb)va，因v′a<0，所以ma<mb，選項(xiàng)B正確．[答案]B7．下列措施中有利于增加火箭的飛行速度的是()A．使噴出的氣體速度增大B．使噴出的氣體溫度更高C．使噴出的氣體質(zhì)量更大D．使噴出的氣體密度更小[解析]增大反沖作用力有利于增加火箭的飛行速度，僅增大噴出氣體的速度或質(zhì)量可以增大反沖作用力，僅使噴出的氣體溫度更高或密度更小不能增大反沖作用力，選項(xiàng)AC正確，選項(xiàng)BD錯(cuò)誤．[答案]AC8．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)量的改變相同B．在任何時(shí)間內(nèi)，動(dòng)量改變的方向都是豎直向下C．在任何時(shí)間內(nèi)，動(dòng)量對(duì)時(shí)間的改變率恒定D．在剛拋出物體的瞬間，動(dòng)量對(duì)時(shí)間的改變率為零[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)量的改變量Δp相同，即大小相等，方向都是豎直向下的，從而動(dòng)量的改變率恒定，故選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤．[答案]ABC9.如圖所示，三個(gè)小球的質(zhì)量均為m，B、C兩球用輕彈簧連接后放在光滑的水平面上，A球以速度v0沿B、C兩球球心的連線向B球運(yùn)動(dòng)，碰后A、B兩球粘在一起．對(duì)A、B、C及彈簧組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是()A．機(jī)械能守恒，動(dòng)量守恒B．機(jī)械能不守恒，動(dòng)量守恒C．三球速度相等后，將一起做勻速運(yùn)動(dòng)D．三球速度相等后，速度仍將改變[解析]因水平面光滑，故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，A、B兩球碰撞過程中機(jī)械能有損失，A錯(cuò)誤，B正確；三球速度相等時(shí)，彈簧形變量最大，彈力最大，故三球速度仍將發(fā)生改變，C錯(cuò)誤，D正確．[答案]BD10.如圖所示，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(zhǎng).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、乙兩車最終相接觸，以下說法正確的是()A．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)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．[答案]ACD二、非選擇題(本題共6小題，共60分．按題目要求作答．)11．(8分)如圖所示為“探究碰撞中的不變量”的試驗(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．(1)本試驗(yàn)必需滿意的條件是________．A．斜槽軌道必需是光滑的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(wú)初速度釋放D．入射球與被碰球滿意ma＝mb，ra＝rb(2)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，須要測(cè)量OP間的距離x1，則還須要測(cè)量的物理量有________、________(用相應(yīng)的文字和字母表示)．(3)假如動(dòng)量守恒，須滿意的關(guān)系式是________(用測(cè)量物理量的字母表示)．[解析](1)“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的試驗(yàn)中，是通過平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的，只要求離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)斜槽是否光滑沒有要求，A項(xiàng)錯(cuò)誤；要保證每次小球都做平拋運(yùn)動(dòng)，則軌道的末端必需水平，B項(xiàng)正確；要保證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下，C項(xiàng)正確；為了保證小球碰撞為對(duì)心正碰，且碰后不反彈，要求ma>mb，ra＝rb，D項(xiàng)錯(cuò)誤．(2)要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即驗(yàn)證：mav1＝mav2＋mbv3，小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t相等，上式兩邊同時(shí)乘以t得：mav1t＝mav2t＋mbv3t，得：max1＝max2＋mbx3，因此試驗(yàn)須要測(cè)量：OP間的距離x1，OM間的距離x2，ON間的距離x3.(3)依據(jù)第(2)問可知需驗(yàn)證max1＝max2＋mbx3，即maOP＝maOM＋mbON.[答案](1)BC(2)測(cè)量OM的距離x2測(cè)量ON的距離x3(3)max1＝max2＋mbx3(寫成maOP＝maOM＋mbON也可以)12．(8分)如圖所示，在試驗(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”的試驗(yàn)，試驗(yàn)步驟如下：Ⅰ.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碰撞的同時(shí)，電子計(jì)時(shí)器自動(dòng)停表，登記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)留意________；(2)應(yīng)測(cè)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．[解析](1)導(dǎo)軌水平才能讓滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)．(2)需測(cè)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)13．(8分)在光滑的水平面上，質(zhì)量為2m的小球A以速率v0向右運(yùn)動(dòng)．在小球的前方O點(diǎn)處有一質(zhì)量為m的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．小球A與小球B發(fā)生正碰后均向右運(yùn)動(dòng)．小球B被在Q點(diǎn)處的墻壁彈回后與小球A在P點(diǎn)相遇，PQ＝1.5PO.假設(shè)小球與墻壁之間的碰撞沒有能量損失，求：(1)兩球在O點(diǎn)碰后速度的大?。?2)求兩球在O點(diǎn)碰撞的能量損失．[解析](1)由碰撞過程中動(dòng)量守恒得2mv0＝2mv1＋mv2由題意可知：OP＝v1tOQ＋PQ＝v2t解得v1＝eq\f(1,3)v0，v2＝eq\f(4,3)v0.(2)兩球在O點(diǎn)碰撞前后系統(tǒng)的機(jī)械能之差ΔE＝eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,0)－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2mv\o\al(2,1)＋\f(1,2)×mv\o\al(2,2)))代入(1)的結(jié)果得ΔE＝0.[答案](1)v1＝eq\f(1,3)v0，v2＝eq\f(4,3)v0(2)014．(12分)汽車A在水平冰雪路面上行駛．駕駛員發(fā)覺其正前方停有汽車B，馬上實(shí)行制動(dòng)措施，但仍舊撞上了汽車B.兩車碰撞時(shí)和兩車都完全停止后的位置如圖所示，碰撞后B車向前滑動(dòng)了4.5m，A車向前滑動(dòng)了2.0m．已知A和B的質(zhì)量分別為2.0×103kg和1.5×103kg，兩車與該冰雪路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10，兩車碰撞時(shí)間極短，在碰撞后車輪均沒有滾動(dòng)，重力加速度大小g＝10m/s2.求(1)碰撞后的瞬間B車速度的大??；(2)碰撞前的瞬間A車速度的大?。甗解析](1)設(shè)B車的質(zhì)量為mB，碰后加速度大小為aB.依據(jù)牛頓其次定律有μmBg＝mBaB ①式中μ是汽車與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．設(shè)碰撞后瞬間B車速度的大小為v′B，碰撞后滑行的距離為sB.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v′eq\o\al(2,B)＝2aBsB ②聯(lián)立①②式并利用題給數(shù)據(jù)得v′B＝3.0m/s ③(2)設(shè)A車的質(zhì)量為mA，碰后加速度大小為aA.依據(jù)牛頓其次定律有μmAg＝mAaA ④設(shè)碰撞后瞬間A車速度的大小為v′A，碰撞后滑行的距離為sA.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v′eq\o\al(2,A)＝2aAsA ⑤設(shè)碰撞前的瞬間A車速度的大小為vA.兩車在碰撞過程中動(dòng)量守恒，有mAvA＝mAv′A＋mBv′B ⑥聯(lián)立③④⑤⑥式并利用題給數(shù)據(jù)得vA≈4.3m/s ⑦[答案](1)3.0m/s(2)4.3m/s15．(12分)如圖所示，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，小球由靜止起先釋放，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．[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(shì)能為零，依據(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－e