- 动量守恒定律
- 共299题
22.在水平放置的气垫导轨上,质量为0.4kg、速度为0.5m/s的滑块甲与质量为0.6kg、速度为0.1m/s的滑块乙迎面相撞,碰撞后滑块乙的速度大小变为0.2m/s,此时滑块甲的速度大小为_________________m/s,方向与它原来速度方向_________________。
正确答案
0.05,相同
解析
两滑块碰撞过程动量守恒,以两滑块组成的系统为研究对象,以甲的速度方向为正方向,碰撞后乙的速度变为0.2m/s,大于乙的初速度大小,说明乙碰撞后速度反向,由动量守恒定律得:m甲v甲﹣m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′,即:0.4×0.5﹣0.6×0.1=0.4×v甲′+0.6×0.2,解得:v甲′=0.05m/s,方向与原来方向相同。
考查方向
解题思路
两滑块碰撞过程动量守恒,由动量守恒定律可以求出碰后滑块的速度。
易错点
考查了动量守恒定律的应用,应用动量守恒定律即可正确解题,解题时要注意正方向的选择与滑块速度方向的判定。
知识点
22.一个质量为50kg的人,站立在静止于平静水面上的质量为400kg船上,现船上人以相对水面2m/s的水平速度跳向岸,不计水的阻力。则船以________m/s的速度后退,若该人竖直向上跳起,则人船系统动量不守恒的原因是:_____________________。
正确答案
0.25 在该过程中人船系统所受合外力不为零;
解析
由于不计水的阻力,人和船组成的系统水平方向动量守恒,以人前进方向为正,所以有:mv﹣MV=0,带入数据得V=0.25m/s,若人向上跳起,人船系统在竖直方向上合外力不为零,故其动量不守恒.
考查方向
解题思路
本题考查了动量守恒条件和动量守恒定律的应用,比较简单,直接利用动量守恒定律即可求解.
易错点
应用动量守恒公式时注意公式的矢量性,同时注意动量守恒的条件强调的是系统外力为零,系统内部物体之间的作用力不影响动量守恒
知识点
请从33~35题中选做一道。
33.【物理—选修3-3】
(1)下列说法正确的是( )(填正确答案标号,选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错一个扣3分,最低得分为0分 )
A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体
B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质
C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D.在合适的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以转化为晶体
E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变
(2)如图,一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,已知大活塞的质量为,横截面积为
,小活塞的质量为
,横截面积为
;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为
,气缸外大气压强为
,温度为
。初始时大活塞与大圆筒底部相距
,两活塞间封闭气体的温度为
,现气缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移,忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦,重力加速度
取
,求
(i)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度
(ii)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强
34.【物理—选修3-4】
(1)在双缝干涉实验中,分布用红色和绿色的激光照射同一双缝,在双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距与绿光的干涉条纹间距
相比
( )
(填“>”“<”或“=”)。若实验中红光的波长为
,双缝到屏幕的距离为
,测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为
,则双缝之间的距离为 ( )
。
(2)甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播,波速均为
,两列波在
时的波形曲线如图所示,求
(i)时,介质中偏离平衡位置位移为16
的所有质点的
坐标
(ii)从开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为
的质点的时间
35.【物理—选修3-5】
(1)在某次光电效应实验中,得到的遏制电压与入射光的频率
的关系如图所示,若该直线的斜率和截距分别为
和
,电子电荷量的绝对值为
,则普朗克常量可表示为( ),所用材料的逸出功可表示为( ) 。
(2)如图,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间。A的质量为,B、C的质量都为
,三者都处于静止状态,现使A以某一速度向右运动,求
和
之间满足什么条件才能使A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。
正确答案
33. (1)BCD
(2)(i)设初始时气体体积为,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为
,
温度为,由题给条件得
①
②
在活塞缓慢下移的过程中,用表示缸内气体的压力,由力的平衡条件得
③
故缸内气体的压强不变。由盖-吕萨克定律有
④
联立①②④式并代入题给数据得
=330K ⑤
(ii)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为。在此后与气缸外大气达到热平衡
的过程中,被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为,由查理定律,有
⑥
联立③⑤⑥式并代入题给数据得
5Pa ⑦
34.(1)> 0.300
(2)(i)t=0时,在x=50cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移16cm.
两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16cm。
从图线可以看出,甲,乙两列波长分别为
,
①
甲,乙两列波波峰的x坐标分别为
,
… ②
,
… ③
由①②③式得,介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的坐标为
,
,… ④
(ii)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为-16cm.t=0时,两波波谷间的x坐标之差为
⑤
式中,和
均为整数。将①式代入⑤式得
⑥
由于,
均为整数,相向传播的波谷间的距离最小为
⑦
从=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16cm的质点时间为
⑧
代入数值得
=0.1s ⑨
35.(1)
(2) A向右运动与C发生第一次碰撞,碰撞过程中,系统的动量守恒,机械能守恒。
设速度方向向右为正,开始时A的速度为,第一次碰撞后C的速度为
,A的速度为
。由动能守恒定律和机械能守恒定律得
①
②
联立①②式得
③
④
如果>M ,第一次碰撞后,A与C速度同向,且A的速度小于C的速度,不可能与B发生碰撞;如果
,第一次碰撞后,A停止,C以A碰撞前的速度向右运动,A不可能与B发生碰撞;所以只考虑
<
的情况。
第一次碰撞后,A反向运动与B发生碰撞。设与B发生碰撞后,A的速度为,B的速度为
,同样有
⑤
根据题意,要求A只与B,C各发生一次碰撞,应有
⑥
联立④⑤⑥式得
⑦
解得 ⑧
另一解舍去。所以,m和M应满足 的条件为
<M
解析
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知识点
请从33~35题中选做一道。
33. (1)关于扩散现象,下列说法正确的是( )(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)
A.温度越高,扩散进行得越快
B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
(2)如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上侧与大气相通,下端开口处开关K关闭,A侧空气柱的长度为l=10.0cm,B侧水银面比A
侧的高h=3.0cm,现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧的高度差
为h1=10.0cm时,将开关K关闭,已知大气压强P0=75.0cmHg。
(ⅰ)求放出部分水银后A侧空气柱的长度
(ⅱ)此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银达到同一高度,求注入水银在管内的长度
34.(1) 如图,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻 璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线,则( )(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)
A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度
B. 在真空中,a光的波长小于b光的波长
C. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a首先消失
E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
(2)平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向),P与Q的距离 为35cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1s,振幅A=5cm。当波传到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置,求:
(ⅰ)P、Q之间的距离
(ⅱ)从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过路程。
35. (1)实物粒子和光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现波动性的是( )。(填正确答案标号,选对1个给2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分0分)
A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样
B. β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C.人们利慢中子衍射来研究晶体的结构
D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
E.光电效应实验中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关
(2)滑块a、b沿水平面上同一条直线发生碰撞;碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。求:
(i)滑块a、b的质量之比;
(ii)整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。
正确答案
33.(1)ACD。选对1个给2分,选对2个给4份,选对3个给5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)
(2)(i)以cmHg为压强单位。设A侧空气柱长度=10.0cm时的压强为p;当两侧水银面的高度差为
=10.0cm时,空气柱的长度为
,压强为
。由玻意耳定律得
①
由力学平衡条件得
②
打开开关K放出水银的过程中,B侧水银面处的压强始终为,而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小,B、A两侧水银面的高度差也随之减小,直至B侧水银面低于A侧水银面
为止。由力学平衡条件有
③
联立①②③式,并代入题给数据得
=12.0cm ④
(ii)当A、B两侧的水银面达到同一高度时,设A侧空气柱的长度为,压强为
。
由玻意耳定律得
⑤
由力学平衡条件有
⑥
联立②⑤⑥式,并代入题给数据得
=10.4cm ⑦
设注入的水银在管内的长度,依题意得
⑧
联立④⑦⑧式,并代入题给数据得
=13.2cm ⑨
34.
(1)ABD
(2)(i)由题意,O、P两点间的距离与波长之间满足
①
波速与波长的关系为
②
在的时间间隔内,波传播的路程为
。由题意有
③
式中,PQ为P、Q间的距离。由①②③式和题给数据,得
PQ=133cm ④
(ii)Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动的时间为
⑤
波源从平衡位置开始运动,每经过,波源运动的路程为A。2题给条件得
⑥
故时间内,波源运动的路程为
⑦
35.
(1)ACD
(2)(i)设a、b的质量分别为、
,a、b碰撞前的速度为
、
。由题给图像得
①
②
a、 b发生完全非弹性碰撞,碰撞后两滑块的共同速度为。由题给图像得
③
由动量守恒定律得
④
联立①②③④式得
⑤
(ii)由能量守恒得,两滑块因碰撞而损失的机械能力
⑥
由图像可知,两滑块最后停止运动。由动能定理得,两滑块克服摩擦力所做的功为
⑦
联立⑥⑦式,并代入题给数据得
⑧
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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