陕西省西安高中2018-2019学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

陕西省西安高中2018-2019学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）一、选择题（本大题共12小題，每小题4分，共48分其中912题为多选题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.a、b二分子的距离等于分子直径的10倍，若将b分子向a分子靠近，直到不能再靠近的过程中，关于分子力做功及分子势能的变化说法正确的是（）a. 分子力始终对b做正功，分子势能不断减小b. b分子始终克服分子力做功，分子势能不断增大c. 分子力先对b做功，而后b克服分子力做功，分子势能先减小后增大d. b分子先克服分子力做功，而后分子力对b做功，分子势能先增大后减小【答案】c【解析】【分析】分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大【详解】将b分子从分子直径10倍处向a分子靠近，分子力先表现引力，引力做正功，分子势能减小，当r小于时，分子力表现为斥力，分子力又做负功，分子势能增加，c正确【点睛】决本题的关键掌握分子力的特点，以及分子力做功与分子势能的关系，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大2.一定质量的理想气体的状态发生变化，经历了图示abca的循环过程，则（ ）a. 气体在状态c和状态a的内能相等b. 从状态c变化到状态a的过程中，气体一定放热c. 从状态b变化到状态c的过程中，气体一定吸热d. 从状态b变化到状态c的过程中，气体分子平均动能减小【答案】d【解析】【详解】气体在状态c和状态a的体积相等，压强不等，那么温度也不等，所以内能也不等，故a错误从状态c变化到状态a的过程中，体积不变，压强增大，温度增大，内能增大，根据热力学第一定律的表达式u=q+w，气体一定吸热，故b错误从状态b变化到状态c的过程中，压强不变，体积减小，温度减小，内能减小，根据热力学第一定律的表达式u=q+w，气体一定放热，故c错误从状态b变化到状态c的过程中，压强不变，体积减小，温度减小，气体分子平均动能减小故d正确3.一粒钢球从某高度处由静止自由下落，然后陷入泥潭某一深度，若钢球在空中下落时间为t，陷入泥潭中的时间为t，且tt21，则钢球所受重力g与泥潭对钢球的平均阻力ff之比等于（）a. 13b. 11c. 21d. 31【答案】a【解析】钢球下落过程中，小球受重力及阻力作用；则由动量定理可得，g(t+t)-ft=0；因t:t=2:1；故；故选a.【点睛】本题考查动量定理的应用，要注意全程进行分析，由时间之比即可求得力之比4.甲、乙两物体分别在恒力、的作用下，沿同一直线运动，它们的动量随时间变化的关系如图所示，设甲在时间内所受的冲量为，乙在时间内所受的冲量为，则、，、的大小关系是a. ，b. ，c. ，d. ，【答案】a【解析】【详解】由图象可知，甲乙两物体动量变化量的大小相等，根据动量定理知，冲量的大小相等，即，根据知，冲量的大小相等，作用时间长的力较小，可知故a正确，bcd错误故选a【点睛】根据图象，结合初末状态的动量比较动量变化量的大小，从而结合动量定理得出冲量的大小关系以及力的大小关系5.如图所示，在光滑水平面上，有一质量为m3kg的薄板和质量m1kg的物块，都以4m/s的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，当薄板的速度为2.7m/s时，物块的运动情况是（）a. 做减速运动b. 做加速运动c. 做匀速运动d. 以上运动都有可能【答案】a【解析】【详解】开始阶段，m向左减速，m向右减速，根据系统的动量守恒定律得：当m的速度为零时，设此时m的速度为v1规定向右为正方向，根据动量守恒定律得：（m-m）v=mv1代入解得：v1=2.67m/s2.7m/s，所以当m的速度为2.7m/s时，m处于向左减速过程中a. 做减速运动，与结论相符，选项a正确；b. 做加速运动，与结论不相符，选项b错误；c. 做匀速运动，与结论不相符，选项c错误；d. 以上运动都有可能，与结论不相符，选项d错误；6.如图所示，木块a和b质量均为2kg，置于光滑水平面上，b与一轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在竖直挡板上，当a以4m/s速度向b撞击时，由于有橡皮泥而使a、b粘在一起运动，那么弹簧被压缩到最短时，具有的弹性势能大小为（ ）a. 4jb. 8jc. 16jd. 32j【答案】b【解析】a撞击b过程中系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mva=（m+m）v，解得：v=2m/s；弹簧压缩最短时，a、b的速度为零，a、b压缩弹簧过程，由能量守恒定律得：ep=（m+m）v2，解得：ep=8j；故选b.7.如图所示，质量为m、长为l的长木板放在光滑水平面上，一个质量也为m的物块(视为质点)以一定的初速度从左端冲上木板，如果长木板是固定的，物块恰好停在木板的右端，如果长木板不固定，则物块冲上木板后在木板上最多能滑行的距离为( )a. lb. c. d. 【答案】c【解析】【详解】设物块受到的滑动摩擦力为f，物块的初速度v0；如果长木板是固定的，物块恰好停在木板的右端，对小滑块的滑动过程运用动能定理：，如果长木板不固定，物块冲上木板后，物块向右减速的同时，木板要加速，最终两者一起做匀速运动，该过程系统受外力的合力为零，动量守恒，规定向右为正方向，根据系统动量守恒得：mv0=（m+m）v1，对系统运用能量守恒有：，联立解得：，故c正确，abd错误8.如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块p和q都可视为质点，质量相等q与水平轻弹簧相连，设q静止，p以某一初速度向q运动并与弹簧发生碰撞在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于()a. p的初动能b. p的初动能的c. p的初动能的d. p初动能的【答案】b【解析】在整个过程中，弹簧具有最大弹性势能时，p和q的速度相同根据动量守恒定律：mv0=2mv根据机械能守恒定律，有 故最大弹性势能等于p的初动能的故选d点睛：本题关键对两物体的受力情况和运动情况进行分析，得出p和q的速度相同时，弹簧最短，然后根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式求解9.竖直的玻璃管，封闭端在上，开口端在下，中间有一段水银，若把玻璃管稍倾斜一些，但保持温度不变，则（）a. 封闭在管内的气体压强增大b. 封闭在管内的气体体积增大c. 封闭在管内的气体体积减小d. 封闭在管内的气体体积不变【答案】ac【解析】【详解】设大气压为p0，水银柱高度为h，则封闭气体的压强：p=p0-h；玻璃管稍倾斜一些时，水银的有效高度减小，气体的压强增大，气体温度不变，气体发生等温变化，由玻意耳定律可知，气体压强增大时，气体体积减小；a. 封闭在管内的气体压强增大，与结论相符，选项a正确；b. 封闭在管内的气体体积增大，与结论不相符，选项b错误；c. 封闭在管内的气体体积减小，与结论相符，选项c正确；d. 封闭在管内的气体体积不变，与结论不相符，选项d错误；10.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较 ()a. 子弹对滑块做功一样多b. 子弹对滑块做的功不一样多c. 系统产生的热量一样多d. 系统产生的热量不一样多【答案】ac【解析】最终子弹都没有射出，则最终子弹与滑块的速度相等，根据动量守恒定律可知，两种情况下系统的末速度相同a、b项：子弹对滑块做的功等于滑块动能的变化量，滑块动能的变化量相同，则子弹对滑块做功一样多，故a正确，b错误；c、d项：根据能量守恒定律得，系统初状态的总动能相等，末状态总动能相等，则系统损失的能量，即产生的热量一样多，故c、d错误点晴：子弹射入滑块的过程，符合动量守恒，所以我们判断出最后它们的速度是相同的， 然后利用动能定理或能量守恒进行判断11.一定质量理想气体分别在t1、t2温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，t2对应的图线上a、b两点表示气体的两个状态，则a. 温度为t1时气体分子的平均动能比t2时大b. a到b的过程中，气体内能增加c. a到b的过程中，气体从外界吸收热量d. a到b的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少【答案】cd【解析】【详解】由图可知，当体积相同时，有，根据查理定律，可得，分子平均动能随温度升高而增大，a正确；对于理想气体，其内能仅由温度决定，a到b的过程是等温变化的过程，所以气体的温度不变，内能不变，b错误；a到b的过程中，气体体积增大，对外做功而内能不变，由热力学第一定律可知，气体一定从外界吸收热量，c正确；a到b的过程中，气体温度不变、压强减小，则气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少，d正确12.如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体a相连，a放在光滑水平面上，有一质量与a相同的物体b，从高水平面高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与a相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻b与a分开且沿原曲面上升下列说法正确的是（）a. 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghb. 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghc. b与a分开后能达到的最大高度为hd. b与a分开后能达到的最大高度不能计算【答案】bc【解析】【详解】ab.对b下滑过程，据机械能守恒定律可得：mgh=mv02则得b刚到达水平地面的速度为：b、a碰撞过程，根据动量守恒定律可得：mv0=2mv，得a与b碰撞后的共同速度为：v=v0所以弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为：epm=2mv2=mgh故a错误，b正确；cd.当弹簧再次恢复原长时，a与b将分开，b以v的速度沿斜面上滑，根据机械能守恒定律可得 mgh=mv2b能达到的最大高度为h=故c正确d错误二、实验题（每空2分，共8分）13.为了验证碰撞中的动贵守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选収了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：用天平测出两个小球的质量(分别为和，且）按照如图所示的那样，安装好实验装置将斜槽ab固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面连接在斜槽末端先不放小球m，让小球从斜槽顶端a处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置将小球放在斜槽末端边缘处，让小球从斜槽顶端a处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球在斜面上落点位置用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽木端点b的距离，图中d、e、f点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到b点的距离分别为 ld、le、lf(1)小球和发生碰撞后，的落点是图中的_点，的落点是图中的_点(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式_，则说明碰撞中动量守恒(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞【答案】 (1). d (2). f (3). (4). 【解析】【详解】(1)12 小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后m1球的落地点是d点，m2球的落地点是f点(2)3 碰撞前，小于m1落在图中的e点，设其水平初速度为v1小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中的d点，设其水平初速度为v1，m2的落点是图中的f点，设其水平初速度为v2 设斜面bc与水平面的倾角为，由平抛运动规律得 解得： 同理可解得所以只要满足 即则说明两球碰撞过程中动量守恒(3)4 若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失则要满足关系式 即三、计算题（本大题共4小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14.如图，体积为v、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4t0、压强为1.2p0的理想气体p0和t0分别为大气的压强和温度已知：气体内能u与温度t的关系为ut，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的求气缸内气体与大气达到平衡时的体积v1；在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量q.【答案】(1) (2) 【解析】由理想气体状态方程得 解得：v1=v 在活塞下降过程中，活塞对气体做功为w=p0（vv1） 活塞刚要下降时,由理想气体状态方程得 解得：t1=2t0； 在这一过程中，气体内能的变化量为u=（t0t1） 由热力学第一定律得，u=w+q 解得：q=p0v+t0 【此处有视频，请去附件查看】15.如图所示，带有光滑的半径为r的1/4圆弧轨道的滑块静止在光滑水平面上，滑块的质量为m，使一个质量为m的小球由静止从a处释放，当小球从b点水平飞出时，滑块的速度为多大？【答案】【解析】【详解】圆弧轨道与滑块组成的系统在水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：mv-mv=0对系统，由机械能守恒定律得：mgr=mv2+mv2解得：；16.甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏甲和他的冰车的质量共为m30kg，乙和他的冰车的质量也是30kg.游戏时，甲推着一个质量m15kg的箱子，和他一起以大小为的速度滑行，乙以同样大小的速度迎面滑来为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住若不计冰面的摩擦力，求：(1)甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出，才能避免他与乙相撞；(2)甲在推出时对箱子做了多少功【答案】(1)5.2 m/s，(2)172.8 j.【解析】试题分析：（i）甲推出箱子后，要想刚能避免相碰,要求乙抓住箱子后反向和甲的速度正好相等设箱子推出后其速度为v,甲孩的速度为,根据动量守恒可得设乙孩抓住箱子后其速度为,根据动量守恒可得刚好不相碰的条件要求联