内容正文:
高中物理 测试
一、单选题
1. 质量为的玩具小车,速度由向左的变为向右的,取向左为正方向,则小车的动能变化量和动量变化量分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】小车的初速度为,末速度为,小车的动能变化量
动量变化量
故选C。
2. 如图所示,质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下,沿水平面向右匀速运动,已知重力加速度大小为g,下列关于物体在时间t内所受力的冲量正确的是( )
A. 拉力F的冲量大小为Ft
B. 拉力F的冲量大小为
C. 摩擦力的冲量大小为Ft
D. 重力的冲量大小为0
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由冲量的定义知,拉力F的冲量大小为
故A正确,B错误;
C.由平衡条件可得摩擦力的大小
则摩擦力的冲量大小为
故C错误;
D.由冲量的定义可知,重力的冲量大小为
故D错误。
故选A。
3. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 减少了碰撞前后司机的冲量
B. 增加了司机单位面积的受力大小
C. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
【答案】D
【解析】
【详解】AC.有无安全气囊司机初动量和末动量均相同,动量的改变量也相同,不能减少碰撞前后司机受到的冲量,AC错误;
B.安全气囊充气后,受力面积增大,故减小了司机单位面积的受力大小,B错误;
D.安全气囊充气后面积增大,司机的受力面积也增大,在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲延长了作用时间,D正确;
故选D。
4. 如图,光滑的水平地面上有一辆质量为m、长L=1m的平板车,车上有一个质量也为m的人,开始时人和车都静止,空气阻力忽略不计。当人从左向右行走的过程中,下列说法正确的是( )
A. 由于人与车之间有摩擦力,故系统动量不守恒
B. 人和车组成的系统机械能守恒
C. 当人从车的左端行走到右端,车运动的位移大小为0.5m
D. 人在车上行走,若人突然停止运动,则车由于惯性要过一会儿才停止运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.对人与车构成的系统进行受力分析,系统所受外力的合力为0,而摩擦力是系统的内力,因此系统动量守恒,A错误;
B.由于开始时人和车都静止,行走时,系统动能增加,则系统机械能增大,B错误;
C.根据动量守恒定律的位移表达式有
又
解得
C正确;
D.系统动量守恒,则
解得
可知,人与车的速度大小始终相等,即人在车上行走,若人突然停止运动,则车也将立即停止运动,D错误。
故选C。
5. 两个摆长分别为和的单摆,做小角度的振动,它们的振动图像分别如图中的1和2所示,可知为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知
根据单摆的周期公式
可得
故选D。
6. 如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距。套在杆上的小球从中点以初速度向右运动,小球将做周期为的往复运动,则( )
A. 小球做简谐运动
B. 小球动能的变化周期为
C. 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为
D. 小球的初速度为时,其运动周期为
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体做简谐运动的条件是它在运动中所受回复力与位移成正比,且方向总是指向平衡位置,可知小球在杆中点到接触弹簧过程,所受合力为零,此过程做匀速直线运动,故小球不是做简谐运动,A错误;
BC.假设杆中点为,小球向右压缩弹簧至最大压缩量时的位置为,小球向左压缩弹簧至最大压缩量时的位置为,可知小球做周期为的往复运动过程为
根据对称性可知小球从与,这两个过程的动能变化完全一致,两根弹簧的总弹性势能的变化完全一致,故小球动能的变化周期为,两根弹簧的总弹性势能的变化周期为,B正确,C错误;
D.小球的初速度为时,可知小球在匀速阶段的时间变为原来的倍,接触弹簧过程,根据弹簧振子周期公式
可知接触弹簧过程所用时间与速度无关,即接触弹簧过程时间保持不变,故小球的初速度为时,其运动周期应小于,D错误;
故选B。
7. 如图所示为实验室中一单摆的共振曲线,由共振曲线可知( )
A. 则该单摆的摆长约为
B. 若增大摆长,共振曲线的峰值向右偏移
C. 若增大摆球的质量,共振曲线的峰值向右偏移
D. 若在月球上做实验,共振曲线的峰值向左偏移
【答案】D
【解析】
【详解】A.单摆的固有频率为0.5Hz,则周期T=2s,根据
可得该单摆的摆长约为
选项A错误;
B.若增大摆长,周期变大,固有频率减小,则共振曲线的峰值向左偏移,选项B错误;
C.若增大摆球的质量,固有频率不变,则共振曲线的峰值不移动,选项C错误;
D.若在月球上做实验,重力加速度g变小,则周期变大,固有频率变小,则共振曲线的峰值向左偏移,选项D正确。
故选D。
8. 如图所示,A、B是水平放置的平行板电容器的两块极板,下极板B接地,直流电源电动势E恒定,内阻不计将开关S闭合,电路稳定后,一带电油滴位于两板中央的M点且恰好处于静止状态,现将A板向上平移一小段距离,则( )
A. 电容器的带电量将增大
B. 在A板上移过程中,电阻R中有向左的电流
C. 带电油滴将沿竖直方向向上运动
D. M点电势将降低
【答案】D
【解析】
【详解】AB.将A板向上平移一小段距离,板间距离d增大。由
可知电容器的电容变小,又
电压U不变。因此电容器带电量减小,电容器放电,回路中有顺时针方向的电流电阻R中有向右的电流。选项AB错误;
C.根据电容器内部电场强度
可知,d增大,场强减小,油滴受到向上的电场力减小,将向下运动,选项C错误;
D.A、B两板间的电场强度E减小,由
可知,M点电势降低。选项D正确。
故选D。
9. 如图所示,带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若只受电场力,则下列判断中正确的是( )
A. 若粒子是从A到B,则粒子带正电;若粒子是从B到A,则粒子带负电
B. 带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
C. 若粒子是从B运动到A,则其速度减小
D. 粒子从B运动到A,机械能守恒
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.根据做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧可知与电场线的方向相反,所以不论粒子是从A运动到B,还是从B运动到A,粒子必带负电,故A错误;
B.若粒子是从A运动到B,电场力做负功,则电势能增加,则粒子在A点的电势能小于B点的电势能,选项B正确;
C.从B到A过程中电场力与速度方向成锐角,即做正功,动能增大,速度增大,故C错误;
D.粒子从B运动到A,电场力做正功,则机械能增加,故D错误。
故选B。
10. 空间中一静电场的电场强度E在x轴上分布情况如图所示,其中图像关于E轴对称,x轴上的A、B两点关于原点O对称。一电子仅在电场力的作用下从静止开始,由A点沿轴运动到B点。下列说法正确的是( )
A. x轴上的电场强度方向沿x轴正方向
B. A、B两点的电势相等
C. 电子从A点运动到B点的过程中,电子的加速度先增大后减小
D. 电子从A点运动到B点的过程中,其所受电场力先做负功再做正功
【答案】C
【解析】
【详解】A.电子仅在电场力的作用下从静止开始,由A点沿轴运动到B点,说明电子所受电场力沿x轴正方向,而电子带负电,则x轴上的电场强度方向沿x轴负方向,A错误;
B.沿电场线电势降低,电场线由B指向A,则A点电势低于B点电势,B错误;
C.根据
由图知,电子从A点运动到B点的过程中电场强度先增大后减小,所以电子的加速度先增大后减小,C正确;
D.电子从A点运动到B点的过程中,电场强度方向沿x轴负方向,故电场力一直做正功,D错误。
故选C。
11. 如图所示,水平放置的充电平行金属板相距为d,其间形成匀强电场,一带正电的油滴从下极板左边缘射入,并沿直线从上极板右边缘射出,油滴质量为m,带电荷量为q,现仅将上极板上移少许,其他条件保持不变,重力加速度为g,则下列分析正确的是( )
A. 上移后油滴的运动轨迹是曲线
B. 上移后电场强度大小小于,方向竖直向上
C. 上移后下极板和上极板之间的电势差为
D. 上移后油滴穿越两板之间的电场时电势能减少了
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.由于油滴沿直线在极板间运动,可知油滴一定做匀速直线运动,可得
则电场强度大小为
根据公式
可得
则当上极板向上移动时,E不变,方向竖直向上,仍有
所以油滴的运动轨迹仍然是直线,AB错误;
C.综上分析,由于E不变,根据,当上极板向上移动少许,d变大,所以U变大,两极板间的电势差不再是,C错误;
D.当上极板向上移动少许,E不变,所以油滴射出电场时的位置也不变,重力做的负功为,则电场力做的正功为,根据功能关系可知,油滴的电势能减少了,D正确。
故选D。
12. 如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,P是平衡位置为处的质点,Q是平衡位置为处的质点,图乙为质点Q的振动图象,则( )
A. 时,质点Q的加速度达到正向最大
B. 时,质点P的运动方向沿y轴正方向
C. 从到,该波沿x轴正方向传播了6m
D. 从到,质点P通过的路程为30cm
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图乙可知时,质点Q位于波谷,加速度达到正向最大,故A正确;
B.由图乙可知时,质点Q向下振动,根据同侧法,简谐横波沿轴负方向传播,则时,质点P向上振动,由图乙可知波的周期为,时,即又经历,质点P位于平衡位置与波峰之间,且向平衡位置运动,运动方向沿y轴负方向,故B错误;
C.由图甲可知波长为,波速为
从到,该波沿x轴负方向传播了
故C错误;
D.从到,经历了,时,位于平衡位置或最大位移处的质点通过的路程为
故质点P通过的路程不是30cm,故D错误。
故选A。
二、解答题
13. 如图所示,半径为R的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定在水平地面上,下端与水平地面在P点相切,一个质量为m的物块B(可视为质点)静止在水平地面上,左端固定有水平轻弹簧,Q点为弹簧处于原长时的左端点,P、Q间的距离为R,PQ段地面粗糙、动摩擦因数为μ=0.25,Q点右侧水平地面光滑,现使质量为2m的物块A(可视为质点)从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑,重力加速度为g。求:
(1)物块A沿圆弧轨道滑至P点时对轨道的压力大小;
(2)弹簧被压缩的最大弹性势能(未超过弹性限度)。
【答案】(1)6mg;(2)
【解析】
【详解】(1)物块A从静止沿圆弧轨道滑至P点,设物块A在P点的速度大小为,由机械能守恒定律有
在最低点轨道对物块的支持力大小为,由牛顿第二定律有
联立解得
由牛顿第三定律可知在P点物块对轨道的压力大小为6mg。
(2)设物块A与弹簧接触前瞬间的速度大小为,由动能定理有
解得
当物块A、物块B具有共同速度v时,弹簧的弹性势能最大,由动量守恒定律有
根据能量守恒
联立解得
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高中物理 测试
一、单选题
1. 质量为的玩具小车,速度由向左的变为向右的,取向左为正方向,则小车的动能变化量和动量变化量分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
2. 如图所示,质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下,沿水平面向右匀速运动,已知重力加速度大小为g,下列关于物体在时间t内所受力的冲量正确的是( )
A. 拉力F的冲量大小为Ft
B. 拉力F的冲量大小为
C. 摩擦力的冲量大小为Ft
D. 重力的冲量大小为0
3. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 减少了碰撞前后司机的冲量
B. 增加了司机单位面积的受力大小
C. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
4. 如图,光滑的水平地面上有一辆质量为m、长L=1m的平板车,车上有一个质量也为m的人,开始时人和车都静止,空气阻力忽略不计。当人从左向右行走的过程中,下列说法正确的是( )
A. 由于人与车之间有摩擦力,故系统动量不守恒
B. 人和车组成的系统机械能守恒
C. 当人从车的左端行走到右端,车运动的位移大小为0.5m
D. 人在车上行走,若人突然停止运动,则车由于惯性要过一会儿才停止运动
5. 两个摆长分别为和的单摆,做小角度的振动,它们的振动图像分别如图中的1和2所示,可知为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距。套在杆上的小球从中点以初速度向右运动,小球将做周期为的往复运动,则( )
A. 小球做简谐运动
B. 小球动能的变化周期为
C. 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为
D. 小球的初速度为时,其运动周期为
7. 如图所示为实验室中一单摆的共振曲线,由共振曲线可知( )
A. 则该单摆的摆长约为
B. 若增大摆长,共振曲线的峰值向右偏移
C. 若增大摆球的质量,共振曲线的峰值向右偏移
D. 若在月球上做实验,共振曲线的峰值向左偏移
8. 如图所示,A、B是水平放置的平行板电容器的两块极板,下极板B接地,直流电源电动势E恒定,内阻不计将开关S闭合,电路稳定后,一带电油滴位于两板中央的M点且恰好处于静止状态,现将A板向上平移一小段距离,则( )
A. 电容器的带电量将增大
B. 在A板上移过程中,电阻R中有向左的电流
C. 带电油滴将沿竖直方向向上运动
D. M点电势将降低
9. 如图所示,带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示。若只受电场力,则下列判断中正确的是( )
A. 若粒子是从A到B,则粒子带正电;若粒子是从B到A,则粒子带负电
B. 带电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
C. 若粒子是从B运动到A,则其速度减小
D. 粒子从B运动到A,机械能守恒
10. 空间中一静电场的电场强度E在x轴上分布情况如图所示,其中图像关于E轴对称,x轴上的A、B两点关于原点O对称。一电子仅在电场力的作用下从静止开始,由A点沿轴运动到B点。下列说法正确的是( )
A. x轴上的电场强度方向沿x轴正方向
B. A、B两点的电势相等
C. 电子从A点运动到B点的过程中,电子的加速度先增大后减小
D. 电子从A点运动到B点的过程中,其所受电场力先做负功再做正功
11. 如图所示,水平放置的充电平行金属板相距为d,其间形成匀强电场,一带正电的油滴从下极板左边缘射入,并沿直线从上极板右边缘射出,油滴质量为m,带电荷量为q,现仅将上极板上移少许,其他条件保持不变,重力加速度为g,则下列分析正确的是( )
A. 上移后油滴的运动轨迹是曲线
B. 上移后电场强度大小小于,方向竖直向上
C. 上移后下极板和上极板之间的电势差为
D. 上移后油滴穿越两板之间的电场时电势能减少了
12. 如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,P是平衡位置为处的质点,Q是平衡位置为处的质点,图乙为质点Q的振动图象,则( )
A. 时,质点Q的加速度达到正向最大
B. 时,质点P的运动方向沿y轴正方向
C. 从到,该波沿x轴正方向传播了6m
D. 从到,质点P通过的路程为30cm
二、解答题
13. 如图所示,半径为R的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定在水平地面上,下端与水平地面在P点相切,一个质量为m的物块B(可视为质点)静止在水平地面上,左端固定有水平轻弹簧,Q点为弹簧处于原长时的左端点,P、Q间的距离为R,PQ段地面粗糙、动摩擦因数为μ=0.25,Q点右侧水平地面光滑,现使质量为2m的物块A(可视为质点)从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑,重力加速度为g。求:
(1)物块A沿圆弧轨道滑至P点时对轨道的压力大小;
(2)弹簧被压缩的最大弹性势能(未超过弹性限度)。
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