1、2017 年湖北高考物理综合提升测试（六）本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，试卷满分为 100 分考试时间为 90 分钟第卷(选择题，共 40 分)一、选择题(本题共 10 小题，每题 4 分，共 40 分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)图 11如图 1 所示，质量分别为 m1、 m2的两个小球 A、 B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上突然加一水平向右的匀强电场后，两球 A、 B 将由静止开始运动对两小球 A、 B 和弹簧组成的系统，在以后的运动过程中，以下说法正确的是(设整个过程中不考虑电荷间
2、库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度)( )A系统机械能不断增加 B系统机械能守恒C系统动量不断增加 D系统动量守恒解析：对 A、 B 组成的系统，所受电场力为零，这样系统在水平方向上所受外力为零，系统的动量守恒；对 A、 B 及弹簧组成的系统，有动能、弹性势能、电势能三者的相互转化，故机械能不守恒答案：D2在下列几种现象中，所选系统动量守恒的有( )A原来静止在光滑水平面上的车，从水平方向跳上一个人，人车为一系统B运动员将铅球从肩窝开始加速推出，以运动员和铅球为一系统C从高空自由落下的重物落在静止于地面上的车厢中，以重物和车厢为一系统D光滑水平面上放一斜面，斜面也光滑，一个物体沿斜面滑下，以重物
3、和斜面为一系统解析：判断动量是否守恒的方法有两种：第一种，从动量守恒的条件判定，动量守恒定律成立的条件是系统受到的合外力为零，故分析系统受到的外力是关键第二种，从动量的定义判定B 选项叙述的系统，初动量为零，末动量不为零C 选项末动量为零而初动量不为零D 选项，在物体沿斜面下滑时，向下的动量增大等答案：A图 23如图 2 所示，小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为 m，原来静止在光滑的水平面上今有一个可以看作质点的小球，质量也为 m，以水平速度 v 从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下关于这个过程，下列说法正确的是( )A小球滑离小车时，小车又回到了原来
4、的位置B小球在滑上曲面的过程中，对小车压力的冲量大小是mv2C小球和小车作用前后，小车和小球的速度可能没有变化D车上曲面的竖直高度不会大于v24g解析：小球滑上曲面的过程，小车向右运动，小球滑下时，小车还会继续前进，故不会回到原位置，A 错由小球恰好到最高点，知道两者有共同速度，对于车、球组成的系统，由动量守恒定律列式为 mv2 mv，得共同速度 v .小车动量的变化为 ，显然，v2 mv2这个增加的动量是小球压力作用的结果，故 B 对对于 C，由于满足动量守恒定律，系统机械能又没有增加，所以是可能的，两曲面光滑时会出现这个情况由于小球原来的动能为 ，小球到最高点时系统的动能为 2m( )2
5、，所以系统动能减少了 ，如果mv22 12 v2 mv24 mv24曲面光滑，则减少的动能等于小球增加的重力势能，即 mgh，得 h .显然，这是最mv24 v24g大值，如果曲面粗糙，高度还要小些答案：BCD图 34如图 3 所示用轻弹簧相连的物块 A 和 B 放在光滑的水平面上，物块 A 紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物体 B 并留在其中在下列依次进行的四个过程中，由子弹、弹簧和 A、 B 物块组成的系统，动量不守恒但机械能守恒的是：子弹射入木块的过程； B 物块载着子弹一起向左运动的过程；弹簧推载着子弹的 B 物块向右运动，直到弹簧恢复原长的过程； B 物块因惯性继续向右运动，直到
6、弹簧伸长最大的过程( )A B C D解析：子弹射入木块过程系统无外力，所以动量守恒；由于有热产生，所以机械能不守恒； B 物块因惯性继续向右运动，直到弹簧伸长最大的过程动量守恒，机械能也守恒答案：B5动能相同的 A、 B 两球( mAmB)在光滑的水平面上相向运动，当两球相碰后，其中一球停止运动，则可判定( )A碰撞前 A 球的速度小于 B 球的速度B碰撞前 A 球的动量大于 B 球的动量C碰撞前后 A 球的动量变化大于 B 球的动量变化D碰撞后， A 球的速度一定为零， B 球朝反方向运动解析： A、 B 两球动能相同，且 mAmB，可得 vBvA，再由动量和动能关系可得 pApB；由动量
7、守恒得，碰撞前后 A 球的动量变化等于 B 球的动量变化，碰撞后， A 球的速度一定为零， B 球朝反方向运动，所以 A、B、D 对答案：ABD6两辆质量相同的小车，置于光滑的水平面上，有一人静止在小车 A 上，两车静止，如图 4 所示当这个人从 A 车跳到 B 车上，接着又从 B 车跳回 A 车并与 A 车保持相对静止，则 A 车的速率图 4( )A等于零B小于 B 车的速率C大于 B 车的速率D等于 B 车的速率解析：选 A 车、 B 车和人作为系统，两车均置于光滑的水平面上，在水平方向上无论人如何跳来跳去，系统均不受外力作用，故满足动量守恒定律设人的质量为 m， A 车和 B 车的质量均
8、为 M，最终两车速度分别为 vA和 vB.由动量守恒定律得 0( M m)vA MvB，则 ，即 vAvB.故选项 B 正确vAvB MM m答案：B图 57如图 5 所示，一沙袋用无弹性轻细绳悬于 O 点开始时沙袋处于静止，此后弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出第一次弹丸的速度为 v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为 30.当他们第 1 次返回图示位置时，第 2 粒弹丸以水平速度 v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为 30.若弹丸质量是沙袋质量的 倍，则以下结论中正确的是( )140A v1 v24142 B v1 v24183C v2 v1 D v1 v24241解析：根据摆动过
9、程中机械能守恒和两次击中沙袋摆动的角度相等可知，两次击中沙袋后的速度相同，设为 v，用 M 表示沙袋的质量， m 表示弹丸的质量，由动量守恒得：第一次： mv1( M m)v第二次： mv2( M m)v( M2 m)v可以解得 v1 v24183.答案：B图 68一轻质弹簧，上端悬挂于天花板上，下端系一质量为 M 的平板，处在平衡状态一质量为 m 的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为 h，如图 6 所示让环自由下落，撞击平板已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长( )A若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒B若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总机械能守恒C环撞击板后，板的新平
10、衡位置与 h 的大小无关D在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功解析：若环与板碰撞时间极短，则它们受到的重力和弹簧的弹力的冲量可忽略，而除了重力和弹簧的弹力以外，没有别的外力，所以可以认为环与板的总动量守恒，故 A 正确碰撞中只有完全弹性碰撞才是机械能守恒的，而题中环与板的碰撞是完全非弹性碰撞，所以碰撞时机械能不守恒，故 B 不正确板的新平衡位置是指弹簧对板的弹力与环和板的重力相平衡的位置，由弹簧的劲度系数和环与板的重力决定，与环的下落高度 h 无关，故C 正确碰后板和环一起下落的过程中，系统机械能守恒，减少的动能和减少的重力势能之和才等于克服弹簧弹力所做的功，故
11、 D 错误答案：AC图 79矩形滑块由不同材料的上下两层粘结在一起组成，将其放在光滑的水平面上，如图7 所示，质量为 m 的子弹以速度 v 水平射入滑块，若射击上层，则子弹刚好不穿出；若射击下层，整个子弹刚好嵌入，则上述两种情况相比较( )A两次子弹对滑块做的功一样多B两次滑块受的冲量一样大C子弹射入下层过程中克服阻力做功较少D子弹射入上层过程中系统产生的热量较多解析：由水平方向动量守恒可以知道，两种情况对应的末速度是一样的，系统动能的减少也是一样的，系统产生的热量也一样多，D 错误，由动能定理可知，子弹克服阻力做功相同，子弹对滑块做功相同，A 对 C 错，由动量定理可以分析，两次滑块所受冲量
12、一样大，B 也正确答案：AB10向空中发射一物体，不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为 a、 b 两块若质量较大的 a 块的速度方向仍沿原来的方向，则( )A b 的速度方向一定与原速度方向相反B从炸裂到落地这段时间里， a 飞行的水平距离一定比 b 的大C a、 b 一定同时到达地面D炸裂的过程中， a、 b 中受到的爆炸力的冲量大小一定相等解析：物体炸裂过程发生在物体沿水平方向运动时，由于物体沿水平方向不受外力，所以沿水平方向动量守恒，根据动量守恒定律有：( mA mB)v mAvA mBvB当 vA与原来速度 v 同向时， vB可能与 vA反向；另外一种情况是由 vA的
13、大小没有确定，题目只讲 a 的质量较大，但若 vA很小，则 mAvA还可能小于原动量( mA mB)v，这时 vB的方向会与 vA方向一致，即与原来方向相同，所以选项 A 错误a、 b 两块在水平飞行的同时，竖直方向做自由落体运动，即做平抛运动，落地时间由高度决定，所以选项 C 是正确的由于水平飞行距离 x vt， a、 b 两块炸裂后的速度vA、 vB不一定相等，而落地时间 t 又相等，所以水平飞行距离无法比较大小，所以选项 B错误根据牛顿第三定律， a、 b 所受爆炸力 FA FB，力的作用时间相等，所以冲量I Ft 的大小一定相等，所以选项 D 是正确的综合上述分析可知正确答案是 C、D
14、答案：CD第卷(非选择题，共 60 分)二、填空题(本题共 2 小题，每题 8 分，共 16 分)11(2009四川高考)气垫导轨(如图 8 甲)工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a 的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为 b.气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距
15、的 6 个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、 s2和 s3.若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为_、_，两滑块的总动量大小为_；碰撞后两滑块的总动量大小为_重复上述实验，多做几次若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证图 8解析：由图乙结合实际情况可以看出， s1和 s3是两物体相碰前打出的纸带， s2是相碰后打出的纸带所以碰撞前物体的速度分别为 v1 0.2 s1b， v2 0.2 s3b，碰s1t s15T s3t撞后两物体共同速度 v 0.2 s2b，所以碰前两物体动量分别为s2tp1 mv10.2 ab
16、s1， p2 mv20.2 abs3，总动量 p p1 p20.2 ab(s1 s3)；碰后总动量p2 mv0.4 abs2.答案：0.2 abs1 0.2 abs3 0.2 ab(s1 s3) 0.4 abs212气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦我们可以用带竖直挡板C 和 D 的气垫导轨以及滑块 A 和 B 来探究碰撞中的不变量，实验装置如图 9 所示(弹簧的长度忽略不计)，采用的实验步骤如下：图 9a用天平分别测出滑块 A、 B 的质量 mA、 mB.b调整气垫导轨，使导轨处于水平c在 A 和 B
17、 间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上d用刻度尺测出 A 的左端至 C 板的距离 L1.e按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块 A、 B 运动时间的计时器开始工作当A、 B 滑块分别碰撞 C、 D 挡板时停止计时，记下 A、 B 分别到达 C、 D 的运动时间 t1和 t2.(1)实验中还应测量的物理量是_(2)利用上述测量的实验数据，得出关系式_成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv 的矢量和，上式中算得的 A、 B 两滑块的动量大小并不完全相等，产生误差的原因是_解析：(1)本实验要测量滑块 B 的速度，由公式 v 可知，应先测出滑块 B 的位移和Lt发生该位移所用
18、的时间 t，而滑块 B 到达 D 端所用时间 t2已知，故只需测出 B 的右端至 D板的距离 L2.(2)碰前两物体均静止，即系统总动量为零则由动量守恒可知0 mA mBL1t1 L2t2即 mA mBL1t1 L2t2产生误差的原因有：测量距离、测量时间不准确；由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差答案：见解析三、计算题(本题共 4 小题，13、14 题各 10 分，15、16 题各 12 分，共 44 分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13如图 10 所示，在光滑的水平桌面上有一长为 L2 m 的木板 C，它的两端各有一块挡板， C 的质量为 mC5 kg，在
19、C 的中央并排放着两个可视为质点的滑块 A 与 B，其质量分别为 mA1 kg、 mB4 kg，开始时 A、 B、 C 均处于静止状态，并且 A、 B 间夹有少许炸药，炸药爆炸使得 A 以 vA6 m/s 的速度水平向左运动，不计一切摩擦，两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体，爆炸与碰撞时间不计，求：图 10(1)当两滑块都与挡板碰撞后，板 C 的速度多大？(2)从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止，板 C 的位移多大？方向如何？解析：炸药爆炸，滑块 A 与 B 分别获得向左和向右的速度，由动量守恒可知， A 的速度较大( A 的质量小)， A、 B 均做匀速运动， A 先与挡板相碰合成
20、一体(满足动量守恒)一起向左匀速运动，最终 B 也与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)，整个过程满足动量守恒(1)整个过程 A、 B、 C 系统动量守恒，有：0( mA mB mC)v，所以 v0.(2)炸药爆炸， A、 B 获得的速度大小分别为 vA、 vB.以向左为正方向，有：mAvA mBvB0，解得： vB1.5 m/s，方向向右然后 A 向左运动，与挡板相撞并合成一体，共同速度大小为 vAC，由动量守恒，有：mAvA( mA mC)vAC，解得： vAC1 m/s此过程持续的时间为： t1 sL2vA 16此后，设经过 t2时间 B 与挡板相撞并合成一体，则有： vACt2 vB(t1
21、 t2)，解得： t20.3 sL2所以，板 C 的总位移为： xC vACt20.3 m，方向向左答案：(1)0 (2)0.3 m 方向向左图 1114(2009辽宁/宁夏高考)两个质量分别为 M1和 M2的劈 A 和 B，高度相同，放在光滑水平面上 A 和 B 的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图 11 所示一质量为 m 的物块位于劈 A 的倾斜面上，距水平面的高度为 h.物块从静止开始滑下，然后又滑上劈 B.求物块在 B 上能够达到的最大高度解析：设物块到达劈 A 的底端时，物块和 A 的速度大小分别为 v 和 V，由机械能守恒和动量守恒得mgh mv2 M1V212 12M
22、1V mv设物块在劈 B 上达到的最大高度 h，此时物块和 B 的共同速度大小为 V，由机械能守恒和动量守恒得mgh (M2 m)V 2 mv212 12mv( M2 m)V联立式得h h.M1M2 M1 m M2 m答案： hM1M2 M1 m M2 m图 1215如图 12 所示，甲车质量 m1 m，在车上有质量为 M2 m 的人，甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高 h 处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量 m22 m的乙车正以 v0的速度迎面滑来，已知 h ，为了使两车不可能发生碰撞，当两车相距2v02g适当距离时，人从甲车跳上乙车，试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应
23、满足什么条件？不计地面和斜坡的摩擦，小车和人均可看作质点解析：设甲车(包括人)滑下斜坡后速度 v1，由机械能守恒定律得(m1 M)v12( m1 M)gh12得： v1 2 v02gh设人跳出甲车的水平速度(相对地面)为 v，在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后两车的速度分别为 v 1和 v 2，则人跳离甲车时：( M m1)v1 Mv m1v 1即(2 m m)v12 mv mv 1人跳上乙车时： Mv m2v0( M m2)v 2即(2 m2 m)v 22 mv2 mv0解得 v 16 v02 vv 2 v v012 12两车不可能发生碰撞的临界条件是： v
24、 1 v 2当 v 1 v 2时，由解得 v v0135当 v 1 v 2时，由解得 v v0113故 v 的取值范围为： v0 v v0.135 113答案： v0 v v0135 11316(2009广东高考)如图 13 所示，水平地面上静止放置着物块 B 和 C，相距 l1.0 m物块 A 以速度 v010 m/s 沿水平方向与 B 正碰碰撞后 A 和 B 牢固地粘在一起向右运动，并再与 C 发生正碰，碰后瞬间 C 的速度 v2.0 m/s.已知 A 和 B 的质量均为 m， C 的质量为 A 质量的 k 倍，物块与地面的动摩擦因数 0.45.(设碰撞时间很短， g 取 10 m/s2)
25、图 13(1)计算与 C 碰撞前瞬间 AB 的速度；(2)根据 AB 与 C 的碰撞过程分析 k 的取值范围，并讨论与 C 碰撞后 AB 的可能运动方向解析：设物块 A、 B 的质量分别为 mA和 mB， A 与 B 发生完全非弹性碰撞后的共同速度为 v1，取向右为速度正方向，由动量守恒定律mAv0( mA mB)v1v1 v05.0 m/smAmA mB设 AB 运动到 C 时的速度为 v2，由动能定理(mA mB)v22 (mA mB)v12 (mA mB)gl12 12v2 4.0 m/sv12 2 gl(2)设与 C 碰撞后 AB 的速度为 v3，碰撞过程中动量守恒，有( mA mB)v2( mA mB)v3 mCv碰撞过程中，应有碰撞前的动能大于或等于碰撞后的动能，即 (mA mB)v22 (mA mB)12 12v32 mCv212由式，得 v3 (4 k) m/s mA mB v2 mCvmA mB联立和式，得 0k6即：当 k6 时，碰撞为弹性碰撞；当 0k6 时，碰撞为非弹性碰撞碰撞后 AB 向右运动的速度不能大于 C 的速度由式，得 4 k2， k2
