題目列表(包括答案和解析)
某同學設計了一個打點計時器驗證動量守恒定律的實驗.在小車A的前端和小車B的后端貼有粘扣,在木板的右端固定打點計時器,小車A后連一長紙帶,木板下墊有小木塊,用來平衡摩擦力.反復移動小木塊位置,直到小車的木板上向下運動時可以保持勻速直線運動狀態.現使小車A、B分別靜止在木板的右端和中間,如圖中(a)所示,給小車A一個瞬時沖量,使小車A與靜止的小車B相碰粘合成一體,并繼續作勻速直線運動.已知打點計時器電源頻率為50 Hz,若得到一條打點紙帶且計數點之間的間隔如圖中(b)所示,A點為運動起點,則應選________段來計算小車A碰撞前的速度,應選________段來計算兩車碰撞后的速度.若測得小車A的質量mA=0.4 kg,小車B的質量mB=0.2 kg,由以上數據可得小車A、B碰撞前的總動量為________kg·m/s;碰撞后的總動量為________kg·m/s;得到的結論是________.(計算結果保留三位有效數字)
如圖所示,在距水平地面高的水平桌面一端的邊緣放置一個質量
的木塊
,桌面的另一端有一塊質量
的木塊
以初速度
開始向著木塊
滑動,經過時間
與
發生碰撞,碰后兩木塊都落到地面上。木塊
離開桌面后落到地面上的
點。設兩木塊均可以看作質點,它們的碰撞時間極短,且已知
點距桌面邊緣的水平距離
,木塊A與桌面間的動摩擦因數
,重力加速度取
。求:
(1)兩木塊碰撞前瞬間,木塊的速度大。
(2)木塊離開桌面時的速度大;
(3)碰撞過程中損失的機械能。
如圖所示,在距水平地面高的水平桌面一端的邊緣放置一個質量
的木塊
,桌面的另一端有一塊質量
的木塊
以初速度
開始向著木塊
滑動,經過時間
與
發生碰撞,碰后兩木塊都落到地面上。木塊
離開桌面后落到地面上的
點。設兩木塊均可以看作質點,它們的碰撞時間極短,且已知
點距桌面邊緣的水平距離
,木塊A與桌面間的動摩擦因數
,重力加速度取
。求:
(1)兩木塊碰撞前瞬間,木塊的速度大;
(2)木塊離開桌面時的速度大小;
(3)碰撞過程中損失的機械能。
一.單項選擇題(本題共10小題,每小題3分,共30分)。
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
A
D
C
B
B
B
A
D
二.多項選擇題(本題共6小題,每小題3分,共18分。每小題給出的四個選項中,有一個或多個選項正確。全部選對的得3分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)。
題號
11
12
13
14
15
16
答案
AD
BD
AD
ABC
AD
BCD
第Ⅱ卷
(實驗題、計算題,共7題,共72分)
三.實驗題(18分)
(1)0.730;8.0(8也給分);。(前兩空分別為2分,第三空4分)
(2)l1、l3;l1/l3 (每空2分)
(3)①乙;② 9.4;③紙帶和打點計時器間的摩擦阻力、空氣阻力。 (每空2分)
四.計算題:本題共6小題,共54分。解答應有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的,答案中必須寫出數值和單位。
18.(8分)分析和解:
(2) 因為金屬塊勻速運動,所以
………………(2分)
…………(2分)
(2)撤去拉力后a==μg ……… (1分)
a=
金屬塊在桌面上滑行的最大距離s = ………(1分)
=
s=
19.(8分)分析和解:(1)導體棒、金屬導軌和直流電源構成閉合電路,根據閉合電路歐姆定律有:
I==
(2)導體棒受到的安培力:
F安=BIL=0.30N…………(2分)
(3)導體棒所受重力沿斜面向下的分力F1= mg sin37º=0.24N
由于F1小于安培力,故導體棒受沿斜面向下的摩擦力f…………(1分)
根據共點力平衡條件
mg sin37º+f=F安…………(1分)
解得:f=0.06N …………(1分)
20.(8分)分析和解:(1)帶電粒子經過電場加速,進入偏轉磁場時速度為v,由動能定理
…………………①(1分)
進入磁場后帶電粒子做勻速圓周運動,軌道半徑為r
………………②(2分)
打到H點有 ………………………③(1分)
由①②③得
…………(1分)
(2)要保證所有粒子都不能打到MN邊界上,粒子在磁場中運動偏角小于90°,臨界狀態為90°,如圖所示,磁場區半徑
(2分)
所以磁場區域半徑滿足 。1分)
21.(10分)分析和解:(1)木塊A在桌面上受到滑動摩擦力作用做勻減速運動,根據牛頓第二定律,木塊A的加速度 =
設兩木塊碰撞前A的速度大小為v,根據運動學公式,得
=
(2)兩木塊離開桌面后均做平拋運動,設木塊B離開桌面時的速度大小為v2,在空中飛行的時間為t′。根據平拋運動規律有:,s=v2t′…………………(2分)
解得:
=
(3)設兩木塊碰撞后木塊A的速度大小為v1,根據動量守恒定律有:
…………………………………(1分)
解得:
=
設木塊A落到地面過程的水平位移為s′,根據平拋運動規律,得
=
則木塊A落到地面上的位置與D點之間的距離 =
22.(10分)分析和解:(1)設電子經電壓U1加速后的速度為v0,由動能定理
e U1=-0…………………………………………(2分)
解得 ………………………………..………(1分)
(2)電子以速度v0進入偏轉電場后,垂直于電場方向做勻速直線運動,沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動。設偏轉電場的電場強度為E,電子在偏轉電場中運動的時間為t,加速度為a,電子離開偏轉電場時的側移量為y。由牛頓第二定律和運動學公式
t=……………………………………………..……….(1分)
F=ma F=eE E=
a =……………………………………………(2分)
y=……………………………………………(1分)
解得 y=…………………………………………(1分)
(3)減小加速電壓U1;增大偏轉電壓U2;……
(本題的答案不唯一,只要措施合理,答出一項可得1分,答出兩項及以上可得2分。)
23(10分)分析和解:(1)設軌道半徑為R,由機械能守恒定律:
--------------------------①(2分)
在B點:-----------------------------②
(1分)
在A點:------------------------------③(1分)
由①②③式得:兩點的壓力差:------④(1分)
由圖象得:截距 ,得
---------------------------⑤(1分)
(2)由④式可知:因為圖線的斜率
所以……………………………………⑥(2分)
(3)在A點不脫離的條件為: ------------------------------⑦(1分)
由①⑥⑦三式和題中所給已知條件解得:--------------------------⑧(1分)
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