- 动量定理
- 共34题
13.高水速切割是一种高科技工艺加工技术,为完成飞机制造工程中高难度的工艺加工而特制了一台高压水切割坐标机器人,该机器人的喷嘴直径为0.5mm,喷嘴射流速度为空气中音速的3倍,假设水流射到工件上后的速度变为零。已知空气中音速约为m/s,水的密度为1×103kg/m3,高速射流在工件上产生的压力约为( )
正确答案
解析
(在每小题给出的四个选项中,有一个选项或多个选项正确。全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
知识点
物理—选修3-5 (15分)
33.下列现象中,与原子核的内部变化无关的现象是 (填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
34.质量为M、长L的木板静止在光滑水平面上,上表面中心O左侧光滑,右侧粗糙.质量为m的金属滑块(可视为质点)在变力作用下从木板的左端点A由静止开始运动(时间t从金属滑块开始运动起计时),到达O点时突然撤去力F,此时金属滑块获得大小为
的速度,最终金属滑块刚好停留在木板的最右端。
求:
①滑块在木板左半段间滑行的时间;
②滑块与木板右半段间的动摩擦因数.
正确答案
解析
A、α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核,并没有涉及到核内部的变化,故A正确;
B、光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出,没有涉及到原子核的变化,故B正确;
C、天然放射现象是原子核内部发正生变化自发的放射出α粒子或电子,从而发生α衰变或β衰变,反应的过程中核内核子数,质子数,中子数发生变化,故C错误;
D、原子发光是原子跃迁形成的,即电子从高能级向低能级跃迁,释放的能量以光子形式辐射出去,没有涉及到原子核的变化,故D正确;
E、链式反应是重核裂变,热核反应是轻核的聚变,都涉及到原子核的变化,故E错误.
考查方向
粒子散射实验;天然放射现象;光电效应;重核的裂变;轻核的聚变
解题思路
天然放射现象是原子核内部自发的放射出α粒子或电子的现象;光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出;α粒子散射现象是用α粒子打到金箔上,受到原子核的库伦斥力而发生偏折的现象;原子发光是原子跃迁形成的,即电子从高能级向低能级跃迁而辐射能量的过程;热核反应是轻核的聚变,链式反应是重核裂变.
易错点
了解物理现象的本质,是解答本题的关键.
正确答案
①左半段间滑行的时间;
②滑块与木板右半段间的动摩擦因数是
解析
①由于木板静止在光滑水平面上,上表面中心O左侧光滑,右侧粗糙,在O点左边由于变力作用在m上,对m有:
即
解得:t=2s
②滑块与木板右半相互作用时,选向右为正方向,根据动量守恒定律得:
即
解得:
根据功能关系得:代入解得:
考查方向
动量定理;动量守恒定律;功能关系
解题思路
在O点左边,对m运用动量定理求出时间;在O点的右边系统动量守恒,求出达最右端的共同速度,由功能关系求出摩擦系数.
易错点
在O点左边由于变力作用在m上,则运用动量定理求时间要用平均力求解.
15.如图所示,在空中有一水平方向的匀强磁场区域,区域的上下边缘间距为,磁感应强度为
,有一宽度为
(
)、长度为
、回路总电阻为
、质量为
的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落,线圈的下边到达磁场的下边界的时候刚好作匀速运动并一直匀速穿出磁场区域,不计空气阻力,求:线圈穿过磁场区域所经历的时间
。
正确答案
(18分)
解析
设线圈匀速穿出磁场区域的速度为,此时有
得到
对线圈从开始到刚好完全进入磁场的过程,经历的时间设为,根据动量定理
,而
解得:
因为,所以接着线圈以
做匀加速直线运动,直到线圈的下边到达磁场的下边界为止,此过程经历的时间
,之后线圈以速度
匀速穿出磁场,经历的时间
,
故
考查方向
感生电动势、动生电动势;动量定理;匀变速直线运动规律的综合运用
解题思路
线圈穿越磁场区域经历了三段过程:进入磁场、完全在磁场里面和穿出磁场,分段求时间的表达式.
易错点
关键分析清楚物体的运动过程,在线圈从开始到刚好完全进入磁场的过程,线圈受到重力和安培力,运用动量定理列式,得到时间表达式;线圈完全在磁场里运动过程,做匀加速运动,由运动学公式得到时间表达式;匀速穿出磁场过程,由运动学公式得到时间表达式.联立即可求得总时间.
知识点
选考题三
29.关于近代物理,下列说法正确的是( )
30.如图所示,质量为M=50g的木块用长为L=lm的轻绳悬挂于O点,质量为m=l0g的子弹以速度v1=500m/s向左水平穿过木块后,速度变成v2=490m/s,该过程历时极短可忽略不计,之后木块在竖直面内摆起来,经时间t=0.6s摆到最高点,不计空气阻力,重力加速度为g=l0m/s2.
试求:
(1)子弹穿过木块过程中,木块所受冲量大小.
(2)子弹穿过木块的过程,系统增加的热量Q.
正确答案
解析
A、α射线是高速运动的氦核流,不是氦原子,故A错误;
B、在核反应中电荷数守恒、质量数守恒.核聚变反应方程,
表示中子,故B正确;
C、根据光电效应方程,知最大初动能与照射光的频率成线性关系,不是成正比,故C错误;
D、玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征.故D正确;
E、比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定放出能量,故E正确;
考查方向
玻尔模型和氢原子的能级结构;光电效应;裂变反应和聚变反应
解题思路
α射线是高速运动的氦核流;根据电荷数守恒、质量数守恒判断核聚变方程的正误;根据光电效应方程得出最大初动能与照射光频率的大小关系;玻尔将量子观念引入原子领域,能够很好解释氢原子光谱,但不能解释氦原子光谱特征.
易错点
理解爱因斯坦的光电效应方程,知道最大初动能与入射光频率的关系是解题的关键.
教师点评
本题考查了玻尔模型和氢原子的能级结构;光电效应;裂变反应和聚变反应,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与爱因斯坦质能方程等知识点交汇命题.
正确答案
(1)0.1kgm/s
(2)49.4J
解析
(1)子弹穿过木块的瞬间子弹和木块构成的系统动量守恒,假设子弹穿过木块后木块具有的瞬时速度为v,设向左为正方向:
则有:mv1=Mv+mv2
代入数据得:v=2m/s
木块所受的冲量:I=Mv-0=0.1kgm/s
(2)子弹穿过木块的瞬间子弹和木块构成的系统动量守恒,假设子弹穿过木块后木块具有的瞬时速度为v,设向左为正方向,则有:mv1=Mv+mv2
由能量守恒可知,系统损失的机械能等于系统增加的热量,即:
代入数据解得:Q=49.4J
考查方向
动量守恒定律;功能关系
解题思路
根据动量守恒求出子弹穿过木块后木块具有的瞬时速度,然后根据动量定理求出木块所受的冲量大小;根据动量守恒和能量守恒求出系统增加的热量Q.
易错点
关键理解子弹穿过木块的过程中的能量转化.
教师点评
本题考查了动量守恒定律,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与功能关系,能量守恒定律等知识点交汇命题.
5.从地面上方同一高度沿水平和竖直向上方向分别抛出两个等质量的小物体,抛出速度大小都是
为,不计空气阻力,对两个小物体以下说法正确的是
正确答案
解析
A、根据动能定理两物体落地时,速度大小相等,方向不同,故落地时速度不同,故A错误;
B、根据动能定理两物体落地时,速度大小相等,方向不同,重力做功的瞬时功率p=mgvsinθ,其中θ是落地时的速度与水平方向的夹角,故B错误;
C、高度相同,平抛时间短,根据动量定理I=mgt,故C错误
D、根据动量定理I=mgt=△P,所以两物体落地前动量变化率相等,故D正确.
考查方向
动量定理;功率、平均功率和瞬时功率
解题思路
根据动能定理比较落地时的动能大小,两物体落地时的方向不同;通过比较落地时竖直方向上的速度比较重力做功的瞬时功率,通过比较运动的时间比较重力冲量;动量定理求动量变化率.
易错点
理解瞬时功率公式p=mgvsinθ,竖直向上抛出的物体落地时速度方向竖直向下,与水平方向的夹角为900,而平抛的物体落地时的速度与水平方向的夹角小于900.
知识点
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