【3份试卷合集】北京市密云县2019-2020学年物理高一第二学期期末预测试题

匀加速直线运动到B点，AB间距s＝8m。已知物体与水平面间的动摩擦因数以μ＝0.6，重力加速度g取10m/s2。求

(1)物体在B点的速度大小; (2)从A到B拉力F的平均功率P。 【答案】（1）8m/s（2）400W 【解析】 【详解】

（1）对物体分析，从A到B，由动能定理得?F??mg?s?代入数据得v?8m/s

【或：对物体分析，由牛顿第二定律得F??mg?ma 根据匀变速运动规律有v2?2as 代入数据得v?8m/s】

（2）拉力F的平均功率P?Fv ② 根据匀变速运动规律有v?代入数据得P?400W

【或：从A到B，拉力对物体做功WF?Fs 根据匀变速运动规律有s?拉力F的平均功率P?12mv?0 ① 20?v ③ 212at 2W， t代入数据得P?400W】

20． (本题9分)如图所示，长为Ｌ＝2．52ｍ的木板ＡＢ静止、固定在水平面上，在ＡＢ的左端面有一质量为Ｍ＝2．48ｋｇ的小木块Ｃ（可视为质点），现有一质量为ｍ＝22ｇ的子弹以ｖ０＝75ｍ／ｓ的速度射 向小木块Ｃ并留在小木块中．已知小木块Ｃ与木板ＡＢ之间的动摩擦因数为μ＝2．2．（ｇ取22ｍ／ｓ２）

（2）求小木块Ｃ运动至ＡＢ右端面时的速度大小ｖ２．

（2）若将木板ＡＢ固定在以ｕ＝2．2ｍ／ｓ恒定速度向右运动的小车上（小车质量远大于小木块Ｃ的质

量），小木块Ｃ仍放在木板ＡＢ的Ａ端，子弹以ｖ０′＝76ｍ／ｓ的速度射向小木块Ｃ并留在小木块中，求小木块Ｃ运动至ＡＢ右端面的过程中小车向右运动的距离ｓ． 【答案】（2）22ｍ／ｓ．（2）2.28ｍ．

【解析】（2）用ｖ１表示子弹射入木块Ｃ后两者的共同速度，由于子弹射入木块Ｃ时间极短，系统动量守恒，有

ｍｖ０＝（ｍ＋Ｍ）ｖ１， ∴ｖ＝１ｍｖ０＝3m/s ，

ｍ＋Ｍ子弹和木块Ｃ在ＡＢ木板上滑动，由动能定理得：

11２２

（ｍ＋Ｍ）ｖ２－（ｍ＋Ｍ）ｖ１＝－μ（ｍ＋Ｍ）ｇＬ， 22解得ｖ２＝v1?2?gL＝22ｍ／ｓ．

（2）用ｖ′表示子弹射入木块Ｃ后两者的共同速度，由动量守恒定律，得 ｍｖ０′＋Ｍｕ＝（ｍ＋Ｍ）ｖ１′， 解得ｖ１′＝4ｍ／ｓ．

木块Ｃ及子弹在ＡＢ木板表面上做匀减速运动ａ＝μｇ．

设木块Ｃ和子弹滑至ＡＢ板右端的时间为ｔ，则木块Ｃ和子弹的位移ｓ１＝ｖ１′ｔ－

21ａｔ2， 2由于ｍ车≥（ｍ＋Ｍ），故小车及木块ＡＢ仍做匀速直线运动，小车及木板ＡＢ的位移 ｓ＝ｕｔ，

由图可知：ｓ１＝ｓ＋Ｌ，

联立以上四式并代入数据得：ｔ2－6ｔ＋2＝2，

解得：ｔ＝（3－22）ｓ，（ｔ＝（3＋22）ｓ不合题意舍去）， s=vt=（3-22）m=2.28m

点睛：本题考查了求木块的速度，分析清楚运动过程，应用动量守恒定律与动能定理即可正确解题，注意运动学基本公式在解题中的应用，难度适中.

21． (本题9分)细线下吊着一个质量为M的沙袋，构成一个单摆，摆长为L，一颗质量为m的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中，随沙袋一起摆动．已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是θ，求子弹射入沙袋前的速度． 【答案】【解析】 【详解】

设射入后子弹和沙袋的共同速度为v1，子弹和沙袋沿圆弧向上摆至最高点的过程，根据机械能守恒定律有

M?m2gL?1?cos?? m1(m?M)v12?(m?M)gL(1?cos?)， 2设子弹射入沙袋前的速度为v0，规定子弹的方向为正方向，根据动量守恒定律有：mv0=(m+M)v1， 解得v0=M?m2gL?1?cos?? m【点睛】

根据沙袋摆动时的最大摆角，结合机械能守恒定律求出射入后子弹和沙袋的共同速度；对子弹和沙袋组成的系统运用动量守恒，结合动量守恒定律求出子弹射入沙袋前的速度．

22． (本题9分)如图所示，有一竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，当滑块运动时，圆筒壁对滑块有阻力的作用，阻力的大小恒为f=mg（g为重力加速度）．在初始位置滑块静止，圆筒内壁对滑块的阻力为零，弹簧的长度为L．现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后物体与滑块粘在一起立刻向下运动，运动到最低点后又被弹回向上运动，滑动到发生碰撞位置时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力．求：

（1）物体与滑块碰后瞬间的速度大小； （2）物体与滑块相碰过程中损失的机械能；

（3）碰撞后，在滑块向下运动到最低点的过程中弹弹性势能的变化量． 【答案】（1）【解析】

试题分析：（1）设物体下落至与薄滑块碰撞前的速度为v0，在此过程中机械能守恒，依据机械能守恒定律有解得

1512gL （2）mgL (3)mgL 224设碰撞后共同速度为v，依据动量守恒定律有mv0＝2mv 解得

5分

（2）物体与薄滑块相碰过程中损失的机械能

?E?121mglmv0?2mv2?4分 222（3）设物体和滑块碰撞后下滑的最大距离为x，依据动能定理，对碰撞后物体与滑块一起向下运动到返回

初始位置的过程，有：

设在滑块向下运动的过程中，弹簧的弹力所做的功为W，依据动能定理，对碰撞后物体与滑块一起向下运动到最低点的过程，有解得：

，所以弹性势能增加

考点：本题考查动能定理的应用