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题型:填空题
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填空题 · 4 分

如图,质量为kg的木板放在光滑水平面上,一质量为kg的物块放在木板上,它们之间有摩擦,木板足够长,开始时两者都以m/s的初速度向相反方向运动,当木板的速度为m/s时,物块的速度大小为        m/s,木板和物块最终的共同速度大小为        m/s。

正确答案

0.8 ; 2

解析


知识点

动量守恒定律
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题型: 单选题
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单选题 · 4 分

如图,在光滑绝缘水平面上有两个带电量分别为+q、-2q的小球,由静止开始释放两球,

则两球相互靠近的过程中,对两球组成的系统(   )

A合外力逐渐增大

B总动量逐渐增大

C机械能逐渐增大

D电势能逐渐增大

正确答案

C

解析

知识点

动量守恒定律动能定理的应用功能关系电势能和电势
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

一质量M=0.8kg的小物块,用长l=0.8m的细绳悬挂在天花板上,处于静止状态。一质量m=0.2kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向物块,并与物块粘在一起,小球与物块相互作用时间极短可以忽略。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2

求:

(1)小球粘在物块上的瞬间,小球和物块共同速度的大小;

(2)小球和物块摆动过程中,细绳拉力的最大值;

(3)小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度。

正确答案

见解析。

解析

(1)因为小球与物块相互作用时间极短,所以小球和物块组成的系统动量守恒。

(2)小球和物块将以v开始运动时,轻绳受到的拉力最大,设最大拉力为F,

F=15N

(3)小球和物块将以v为初速度向右摆动,摆动过程中只有重力做功,所以机械能守恒;设它们所能达到的最大高度为h,根据机械能守恒定律:

h=0.2m

知识点

向心力动量守恒定律动能定理的应用
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题型:填空题
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填空题 · 4 分

在光滑的水平面上有A、B两辆质量均为m的小车,保持静止状态,A车上站着一个质量为m/2的人,当人从A车跳到B车上,并与B车保持相对静止,则A车与B车速度大小之比等于________,A车与B车动量大小之比等于________。

正确答案

3∶2;1∶1。

解析


知识点

动量守恒定律
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

17. 实验观察到,静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生β衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。则(      )

A轨迹 1 是电子的,磁场方向垂直纸面向外

B轨迹 2 是电子的,磁场方向垂直纸面向外

C轨迹 1 是新核的,磁场方向垂直纸面向里

D轨迹 2 是新核的,磁场方向垂直纸面向里

正确答案

D

解析

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知识点

动量守恒定律带电粒子在匀强磁场中的运动
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

36.如图18所示,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径R=0.5m,物块A以v0=6m/s的速度滑入圆轨道,滑过最高点Q,再沿圆轨道滑出后,与直轨道上P处静止的物块B碰撞,碰后粘在一起运动,P点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段长度都为L=0.1m,物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ=0.1,A、B的质量均为m=1kg(重力加速度g取10m/s2;A、B视为质点,碰撞时间极短)。

(1)求A滑过Q点时的速度大小v和受到的弹力大小F;

(2)若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上,求k的数值;

(3)求碰后AB滑至第n个(n<k)光滑段上的速度vn与n的关系式。

正确答案

(1)v=4m/s,F=22N;

(2)k=45;vnm/s(其中n=1、2、3、…、44)

解析

知识点

向心力动量守恒定律动能定理的应用
1
题型:简答题
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简答题 · 18 分

如图所示,质量M=1.5kg的小车静止于光滑水平面上并紧靠固定在水平面上的桌子右边,其上表面与水平桌面相平,小车的左端放有一质量为0.5kg的滑块Q,水平放置的轻弹簧左端固定,质量为0.5kg的小物块P置于光滑桌面上的A点并与弹簧的右端接触,此时弹簧处于原长,现用水平向左的推力F将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内),推力做功WF=4J,撤去F后,P沿桌面滑到小车左端并与Q发生弹性碰撞,最后Q恰好没从小车上滑下,已知Q与小车表面间动摩擦因数μ=0.1,(g=10m/s2)求:

(1)P刚要与Q碰撞前的速度是多少?

(2)Q刚在小车上滑行时的初速度v0是多少?

(3)为保证Q不从小车上滑下,小车

的长度至少为多少?

正确答案

见解析。

解析

(1)推力F通过P压缩弹簧做功,根据功能关系有:

  ①  (1分)

当弹簧完全推开物块P时,有: ②  (2分)

由①②式联立解得:  (1分)

(2)P、Q之间发生弹性碰撞,设碰撞后Q的速度为,P的速度为,由动量守恒和能量守恒得:

③  (2分)

 ④ (2分)

由③④式解得  (1分)

(3)设滑块Q在小车上滑行一段时间后两者的共同速度为u,由动量守恒可得:

 ⑤(4分)

根据能量守恒,系统产生的摩擦热:

 ⑥(4分)

联立⑤⑥解得:(1分)

(3)解法二:滑块Q在小车上滑行,做匀减速运动,由牛顿运动定律及运动学知识可得:

  ⑤(2分)

小车开始做初速度为零的匀加速运动 ⑥ (2分)

小车与滑块达到相同速度所用的时间为t,有 ⑦ (2分)

小车的长度为L,由运动学知识可得:  ⑧(2分)

由⑤⑥⑦⑧式联立解得:L=6(m)(1分)

知识点

牛顿运动定律的综合应用动量守恒定律
1
题型:简答题
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简答题 · 20 分

如图,光滑水平面上固定着一对竖直放置的平行金属板G和H。在金属板G右壁固定一个可视为质点的小球C,其质量为 MC=0.01kg、带电量为q=+1×10-5C。G、H两板间距离为d=10cm,板H下方开有能让小球C自由通过的小洞。质量分别为MA=0.01kg和MB=0.02kg的不带电绝缘小球A、B用一轻质弹簧连接,并用细线栓连使弹簧处于压缩状态,静放在H板右侧的光滑水平面上,如图(a)所示。现将细线烧断,小球A、B在弹簧作用下做来回往复运动(A球不会进入G、H两板间)。以向右为速度的正方向,从烧断细线断开后的某时刻开始计时,得到A球的速度—时间图象如图(b)所示。

(1)求在时刻小球B的速度,并在图(b)中大致画出B球的速度—时间图象;

(2)若G、H板间是电场强度为E=8×104V/m的匀强电场,在某时刻将小球C释放,则小球C离开电场时的速度为多大?若小球C以离开电场时的速度向右匀速运动,它将遇到小球A,并与之结合在一起运动,试求弹簧的最大弹性势能的范围。

正确答案

见解析。

解析

(1)对于小球A、B与轻质弹簧组成的系统,当烧断细线后动量守恒,有

                                       

                         

时,有                         

时,有 = –m/s= –2m/s               

时,有               

小球B的速度—时间图象如答图3所示。                       

(2)当金属板间加有匀强电场时,电场力对小球做功,小球获得初动能并离开金属板。

由动能定理,有 

得     = 4m/s                                       

因水平方向A、B、C三小球系统不受外力,故系统动量守恒。

由此可得,不论A、C两球何时何处相碰,三球的共同速度是一个定值,即三球速度相同时的总动能是一定值。

由MCvC=(MA+MB+MC)v , 解得v=1m/s                      

当三球速度相同时弹簧的弹性势能最大。

当A球在运动过程中速度为4m/s且与C球同向时,跟C球相碰,系统损失能量最小(为0),此情况下三球在运动过程中弹簧具有的最大弹性势能设为E1

       

当A球在运动过程中速度为4m/s与C球反向时,跟C球相碰,系统损失能量最大,此情况下三球运动的过程中弹簧具有的最大弹性势能设为E2

由MCvC–MAvA=(MA + MC)v3    解得v3 =0                      

E2(MA+MC)v32MBvB2(MA+MB+MC)v2=0.02J      

由上可得:弹簧具有的最大弹性势能的可能值在0.02J ~ 0.18J的范围内。

知识点

动量守恒定律能量守恒定律与能源带电粒子在匀强电场中的运动
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)如图所示是研究光电效应的实验装置,某同学进行了如下操作:

①用频率为ν1的光照射光电管,此时电流表中有电流。调节滑动变阻器,将触头P向          端滑动(选填“a”或“b”),使微安表示数恰好变为零,记下电压表示数U1

②用频率为ν2的光照射光电管,重复①中的步骤,记下电压表示数U2

已知电子的电量为e,由上述实验可知,普朗克常量h=          (用上述已知量和测量量表示)。

(2)(9分)如图所示,光滑的水平面上静止着半径相同的三个小球A、B、C,其中小球A、C的质量分别为mA=m、mC=4m。现使A以初速沿B、C的连线方向向B运动,求B球的质量M为何值时,才能使C球碰撞后的速度最大?(已知A、B、C之间的碰撞均为弹性碰撞)

正确答案

(1)a (3分)     (3分)

(2)解:

以碰撞前A球的速度方向为正,A球与B球发生弹性碰撞,设碰撞后的速度分别为,由能量守恒定律和动量守恒定律,得

                  1分

                        1分

解得                   1分

B球与C球发生弹性碰撞,设碰撞后的速度分别为,由能量守恒定律和动量守恒定律,得

                     1分

解得                   1分

故C球碰撞后的速度

由数学关系解得时,C球碰撞后的速度最大。           2分

解析


知识点

动量守恒定律弹性碰撞和非弹性碰撞光电效应爱因斯坦光电效应方程
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

9.(1)如图所示,在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板,A球在水平面上静止放置,B球向左运动与A球发生正碰,B球碰撞前、后的速率之比为3:1,A球垂直撞向挡板,碰后原速率返回,两球刚好不发生第二次碰撞,AB两球的质量之比为__________,AB碰撞前、后两球总动能之比为_______________

(2)某同学利用单摆测量重力加速度

①为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是__________

A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球

B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线

C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动

D.摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大

②如图所示,在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1m的单摆,实验时,由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆周期;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离,用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g=____________

(3)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约为4.5V,内电阻约为1Ω)的电动势和内电阻,除了待测电池组,电建,导线外,还有下列器材供选用;

A.电流表:量程0.6A,内电阻约为1Ω

B.电流表:量程3A,内电阻约为0.2Ω

C.电压表:量程3V,内电阻约为30kΩ

D.电压表:量程6V,内电阻约为60kΩ

E.滑动变阻器:0-1000Ω,额定电流0.5A

F.滑动变阻器:0-20Ω,额定电流2A

①为了使测量结果尽量准确,电流表应选用_______,电压表选用_______,滑动变阻器选用_______(均填仪器的字母代号)

②右图为正确选择仪器后,连好的部分电路,为了使测量误差尽量小,还需要在电路中用导线将_______和_______相连、_______和_______相连、_______和_______相连(均填仪器上接线柱的字母代号)

③实验时发现电流表坏了,于是不再使用电流表,剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器,重新连接电路,仍能完成实验,实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U;用图像法处理采集到数据,为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线,则可以_______为纵坐标,以_______为横坐标

正确答案

(1)4:1   9:5

(2)①BC   ②

(3)① A  D   F  ②ad   cg   fh

  ③ R

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

动量守恒定律用单摆测定重力加速度测定电源的电动势和内阻
下一知识点 : 弹性碰撞和非弹性碰撞
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