高中物理选修3-5经典例题
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人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全套含模块综合测试题,共5套阶段验收评估(一) 动量守恒定律(时间:50分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
1~5小题只有一个选项符合题目要求,6~8小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 1.做平抛运动的物体,在相等的时间内,物体动量的变化量()A.始终相同B.只有大小相同C.只有方向相同D.以上说法均不正确解析:选A做平抛运动的物体,只受重力作用,重力是恒力,其在相等时间内的冲量始终相等,根据动量定理,在相等的时间内,物体动量的变化量始终相同。
2.下列情形中,满足动量守恒的是()A.铁锤打击放在铁砧上的铁块,打击过程中,铁锤和铁块的总动量B.子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块过程中,子弹和木块的总动量C.子弹水平穿过墙壁的过程中,子弹和墙壁的总动量D.棒击垒球的过程中,棒和垒球的总动量解析:选B铁锤打击放在铁砧上的铁块时,铁砧对铁块的支持力大于系统重力,合外力不为零;子弹水平穿过墙壁时,地面对墙壁有水平作用力,合外力不为零;棒击垒球时,手对棒有作用力,合外力不为零;只有子弹水平穿过放在光滑水平面上的木块时,系统所受合外力为零,所以选项B正确。
3.如图1所示,光滑圆槽的质量为M,静止在光滑的水平面上,其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处,如将细线烧断,小球滑到另一边的最高点时,圆槽的速度为()图1A.0 B.向左C.向右D.无法确定解析:选A小球和圆槽组成的系统在水平方向上不受外力,故系统在水平方向上动量守恒,细线被烧断的瞬间,系统在水平方向的总动量为零,又知小球到达最高点时,小球与圆槽水平方向有共同速度,设为v′,设小球质量为m,由动量守恒定律有0=(M+m)v′,所以v′=0,故A正确。
4.在光滑的水平面上有a、b两球,其质量分别为m a、m b,两球在t时刻发生正碰,两球在碰撞前后的速度图像如图2所示,下列关系正确的是( )图2A .m a >m bB .m a <m bC .m a =m bD .无法判断解析:选B 由v t 图像可知,两球碰撞前a 球运动,b 球静止,碰后a 球反弹,b 球沿a 球原来的运动方向运动,由动量守恒定律得m a v a =-m a v a ′+m b v b ′,解得m a m b =v b ′v a +v a ′<1,故有m a <m b ,选项B 正确。
高中物理选修3—5综合测试题一、 选择题1.天然放射现象的发现揭示了:( )A .原子不可再分.B .原子的核式结构.C .原子核还可再分.D .原子核由质子和中子组成. 2.下列说法正确的是( )A .太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应B .利用卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小C .玻尔理论是依据α粒子散射实验分析得出的D .氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小, 原子势能增大,总能量增大3.如图所示,用一束光照射光电管时,电流表A 中有一定读数,下列措施中有可能使电流表的示数增大的是( )A 增大入射光的频率B 增大入射光的强度C 滑片P 向右移动D 滑片P 向左移动 4、质量为m 的物体,在水平面上以加速度a 从静止开始运动,所受阻力是f ,经过时间t ,它的速度为V,在此过程中物体所受合外力的冲量是( )A.(ma+f )V/aB.mvC.matD.(ma-f )V/a5.用光子能量为E 的光束照射容器中的氢气,氢原子吸收光子后,能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子,且ν1<ν2<ν3.入射光束中光子的能量应是 ( ) A .hv 1 C .h(v 2+v 3) B .h(v 1+ν2) D .h(v 1+v 2+v 3)6.如图6—2—4所示,质量为m 的A 小球以水平速度u 与静止的光滑水平面上质量为3m 的 小球B 正碰后,A 球的速率变为原来的一半,则碰后B 球的速度是(以u 方向为正方向)( )A .B .u -C . D7.一个氢原子处于第3能级时,外面射来了一个波长为6.63×10-7m 的光子,下列说法正确的是A.氢原子不吸收这个光子,光子穿过氢原子B.氢原子被电离,电离后电子的动能是0.36evC.氢原子被电离,电离后电子动能为零D.氢原子吸收光子,但不电离8.放射性元素镭放射出α、β、γ三种射线.如果让它们处于匀强磁场中,则三种粒子在磁场中的轨迹正确的 [ ]9.如图所示,A 、B 两物体质量之比m A ︰m B =3︰2,原来静止在平板小车C 上,A 、B 间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当弹簧突然释放后,则( )A .若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数相同,A 、B 组成系统的动量守恒 B .若A 、B 与平板车上表面间的动摩擦因数不同,A 、B 、C 组成系统的动量不守恒 C .若A 、B 所受的摩擦力大小相等,A 、B 、C 组成系统的动量守恒D .若A 、B 所受的摩擦力大小不相等,A 、B 、C 组成系统的动量守恒 10.如图8—3—2所示,在光滑水平面上,有一质量为M =3 kg 的薄板和质量为m =1 kg 的物都以v =4 m /s 的初速度朝相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,当薄板的速度为2.4 m /s 时,物块的运动情况是( ) A.做加速运动 B .做减速运动C .做匀速运动D .以上运动都可能 二、填空题11.如图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。
动量守恒定律测试题(选修3-5)一、单选题: 本大题共10小题, 从第1小题到第10小题每题4.0分 小计40.0分; 共计40.0分。
1、一只猴子用绳子拉着一块与其等质量的石块, 在光滑水平面上运动(如图), 开始时猴子和石块都静止, 然后猴子以相对于绳子的速度u 拉石块, 则石块的速度为 [ ] A.B.uC.u 23D.2u2、如图所示,一个平板小车放在光滑水平面上,平板车上有一立柱,立柱顶端用细线栓一个小球使小球偏离竖直方向一个角度后由静止释放.释放后小球将和立柱发生多次碰撞,在二者相互作用的运动过程中,小车在水平面上[ ]A .一定向右运动B .一定向左运动C .一定保持静止D .可能向右运动,也可能向左运动 3、在光滑的水平面上有两个静止的小车,车上各站着一名运动员,两车(含运动员)总质量均为M .乙车上的人把原来在车上质量为m 的篮球沿水平方向以速度v 抛出,被甲车上的人接住.则甲、乙两车最终速度大小之间的关系是[ ]A .B .C .D .视M 、m 和v 的大小而定4、A 物体在光滑的水平地面上运动,与静止在同一水平面的B 物体相碰,碰后A 继续沿原方向运动,但速度减为原来的一半,已知A 、B 两物体质量的比是2:1,则碰后两物体的动量之比是[ ] A .1:1 B .1:2 C .1:4 D .2:15、甲乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是p 甲=5kg ·m/s ,p 乙=7kg ·m/s ,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球动量变为10kg ·m/s ,则二球质量m 甲与m 乙的可能关系是[ ] A .m 乙=m 甲 B .m 乙=2m 甲 C .m 乙=4m 甲D .m 乙=6m 甲6、甲、乙两只船相向而行, 甲船总质量m甲=1000kg, 乙船总质量m乙= 500kg. 当两船靠近时, 各把m0=50kg的物体移到另一只船上, 结果甲船停止运动, 乙船以8.5m/s的速度按原方向前进. 不计水的阻力, 则甲、乙两船原来的速度大小分别是 [ ]A. 0.5m/s, 9.0m/sB. 1.0m/s, 9.5m/sC. 1.5m/s, 95m/sD. 0.5m/s, 9.5m/s7、总质量为M的小车, 沿水平光滑地面以速度v匀速运动, 某时刻从车上竖直上抛一个质量为m的物体, 则车子的速度[ ]A.不变B.vC.vD.无法确定8、质量为3m的机车, 其速度为v0, 在与质量为2m的静止车厢碰撞后挂接在一起运动, 其运动速度应为 [ ]A.v0B.v0C.v0D.v09、质量为3m的小车,运动速度为,与质量为2m的静止小车碰撞后连在一起运动,则碰撞后两车的总动量为[ ]B.A.C.D.10、如图所示, 小球m用长为L的细绳系着做圆锥摆运动, 小球m由A点摆至B点的过程中, 下述结论正确的是 [ ]A.动量守恒B.动量不守恒, 且△mv= mv BC.动量不守恒, 且△mv= mv AD.动量不守恒, 且△mv= mv B+ mv A= 2mv二、填空题:本大题共3小题,从第11小题到第13小题每题4.0分小计12.0分;共计12.0分。
第十六章 动量守恒定律一、冲量和动量(一)知识要点1.动量:按定义,物体的质量和速度的乘积叫做动量:p =mv⑴动量是描述物体运动状态的一个状态量,它与时刻相对应。
⑵动量是矢量,它的方向和速度的方向相同。
2.冲量:按定义,力和力的作用时间的乘积叫做冲量:I =Ft⑴冲量是描述力的时间积累效应的物理量,是过程量,它与时间相对应。
⑵冲量是矢量,它的方向由力的方向决定(不能说和力的方向相同)。
如果力的方向在作用时间内保持不变,那么冲量的方向就和力的方向相同。
⑶高中阶段只要求会用I=Ft 计算恒力的冲量。
对于变力的冲量,高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求。
⑷要注意的是:冲量和功不同。
恒力在一段时间内可能不作功,但一定有冲量。
(二)例题分析例1:质量为m 的小球由高为H 的光滑斜面顶端无初速滑到底端过程中,重力、弹力、合力的冲量各是多大? 解:力的作用时间都是g H g H t 2sin 1sin 22αα==,力的大小依次是mg 、mg cos α和mg sin α,所以它们的冲量依次是: gH m I gH m I gH m I N G 2,tan 2,sin 2===合αα 特别要注意,该过程中弹力虽然不做功,但对物体有冲量。
例2:一个质量是0.2kg 的钢球,以2m/s 的速度水平向右运动,碰到一块竖硬的大理石后被弹回,沿着同一直线以2m/s 的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?解:取水平向右的方向为正方向,碰撞前钢球的速度v =2m/s ,碰撞前钢球的动量为P=mv =0.2×2kg ·m/s=0.4kg·m/s。
碰撞后钢球的速度为v ′=0.2m/s ,碰撞后钢球的动量为 p ′=m v ′=-0.2×2kg ·m/s=-0.4kg·m/s。
△p= p ′-P =-0.4kg·m/s -0.4kg·m/s =-0.8kg·m/s ,且动量变化的方向向左。
人教版高中物理选修3-5测试题全套及答案第十六章 学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.如图所示,一个质量为0.18kg 的垒球,以25m/s 的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45m/s ,设球棒与垒球的作用时间为0.01s 。
下列说法正确的是( A )A . 球棒对垒球的平均作用力大小为1260NB .球棒对垒球的平均作用力大小为360NC .球棒对垒球做的功为238.5JD .球棒对垒球做的功为36J解析:设球棒对垒球的平均作用力为F ,由动量定理得F -·t =m (v t -v 0),取v t =45m /s ,则v 0=-25m/s ,代入上式,得F -=1260N ,由动能定理得W =12m v 2t -12m v 20=126J ,选项A 正确。
2.如图所示,光滑水平面上有一小车,小车上有一物体,用一细线将物体系于小车的A 端,物体与小车A 端之间有一压缩的弹簧,某时刻线断了,物体沿车滑动到B 端粘在B 端的油泥上。
则下述说法中正确的是( B )①若物体滑动中不受摩擦力,则全过程机械能守恒 ②若物体滑动中有摩擦力,则全过程系统动量守恒 ③小车的最终速度与断线前相同 ④全过程系统的机械能不守恒A .①②③B .②③④C .①③④D .①②③④解析:取小车、物体和弹簧为一个系统,则系统水平方向不受外力(若有摩擦,则物体与小车间的摩擦力为内力),故全过程系统动量守恒,小车的最终速度与断线前相同。
但由于物体粘在B 端的油泥上,即物体与小车发生完全非弹性碰撞,有机械能损失,故全过程机械能不守恒。
一、解答题1.太阳的能量来自下述反应:四个质子聚变成一个α粒子,同时发射两个正电子和两个没有质量的中微子。
已知氢气燃烧时与氧气化合成水,每形成一个水分子释放的能量为6.2eV 。
若想产生相当于太阳上1kg 的氢核聚变成α粒子所释放的能量,需燃烧多少千克氢气?α粒子质量 4.0026u a m =,质子质量p 1.00783u m =,电子质量45.4810ue m -=⨯(u 为原子质量单位)。
解析:62.0810kg ⨯根据题目所给的信息可得太阳的聚变反应为1411024H He 2e →+可见1kg 氢核可发生聚变的次数n 为p14n m =由爱因斯坦的质能方程,可知每发生一次聚变所释放的能量E ∆为()22p e a 42E mc m m m c ∆=∆=--1kg 氢核聚变可产生的能量E 聚为2p p(42)4e a m m m c E E n m --==∆聚而燃烧氢气的化学方程式为222 2H O 2H O +可见每形成1个水分子需燃烧1个氢分子,而每生成1个水分子所释放的能量E 燃为19196.2 1.6109.9210(J)E --=⨯⨯=⨯燃那么要得到E 聚的能量(即1kg 的氢核聚变成α粒子所释放的能量)需燃烧的氢分子个数N 为p e 2p (42)4a m m m E N c E m E ⨯--==聚燃燃解得6p e 2() 2.0810kg m N m m =+=⨯氢2.某些建筑材料可产生放射性气体一一氡,氡可以发生α或β衰变,如果人长期生活在氢浓度过高的环境中,氢经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量的射线,从而危害人体健康。
原来静止的氡核(33386Rn )发生一次α衰变生成新核钋(O P ),并放出一个能量为00.05MeV E =的γ光子。
已知放出的α粒子动能为0.05MeV E α=;忽略放出光子的动量,但考虑其能量2lu=931.5MeV/c 。
(1)写出衰变的核反应方程; (2)求新核钋(0P )的动能;(3)衰变过程中总的质量亏损为多少?(保留三位有效数字)解析:(1)22221848684O 2Rn P +He+γ→;(2)00.0835MeV P E =;(3)0.00011 m u ∆=(1)衰变的核反应方程22221848684O 2Rn P +He+γ→(2)忽略放出光子动量,根据动量守恒定律得:0P αP P =即新核动量大小与α粒子动量大小相等,又根据2k 2p E m= 可求出新核0P 动能为0P α4218E E =得0P 0.00092MeV E =(3)由题意0P 0a E E E E ∆=++根据2E mc ∆=∆得0.00011 m u ∆=3.一个中子(10n )和一个质子(11H )结合成氘核时要放出2.22MeV 的能量,这些能量以γ光子的形式辐射出来。
【物理选修3-5】1.(5分)(2013山西省长治期末)下列关于近代物理知识的描述中,正确的是A.当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出,则改用紫光照射也一定会有电子逸出B.处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时,能发出3种频率的光子C.衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D.在147N+42He →178O+X 核反应中,X 是质子,这个反应过程叫α衰变2.(6分)(2013贵州六校联考)如图甲是氢原子的能级图,对于一群处于n =4的氢原子,下列说法中正确的是 (填入正确选项前的字母,选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A .这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁B .这群氢原子能够发出6种不同频率的光C .这群氢原子发出的光子中,能量最大为10.2 eVD .如果发出的光中子有两种能使某金属产生光电效应,其中一种一定是由n =3能级跃迁到 n =1能级发出的E .从n = 4能级跃迁到n =3能级发出的光的波长最长 【答案】(1)BDE【解析】 解决本题的关键掌握发生光电效应的条件,以及知道能级间跃迁时,哪个能级间跃迁发出的光子能量最大,哪个能级间跃迁发出的光子能量最小.处于n=4激发态的大量氢原子跃迁时,最多发出的光子种4 -0.85 ∞E n /eVn 0 -1.51 -3.4-13.6 3 215 -0.54 第35题图甲数为24C =6,发出光的能量越小,频率越低,波长越长。
3(5分)(2013黑龙江哈尔滨名校质检)氢原子能级图如图所示,大量氢原子由n=5的能级状态向基态跃迁,其中由n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光子恰好能使金属发生光电效应,则A .跃迁过程中可放出20种光子B .跃迁过程中可放出10种光子C .跃迁产生的光子中,共有2种能使该金属发生光电效应D .跃迁产生的光子中,共有6种能使该金属发生光电效应4(6分)(2013河南名校质检)下列说法正确的是 , A 、β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 B 、光电效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性C 、原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子;原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子,已知λ1>λ2。
一、选择题1.下列有关原子、原子核的说法中正确的是()A.天然放射现象说明原子核内部有电子B.卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子C.平均结合能越大,原子核中的核子结合得越牢固,原子核越稳定D.放射性元素的半衰期与外界压强和温度有关,与原子的化学状态无关C解析:CA.天然放射现象说明了原子核具有复杂的结构,不能说明原子核内有电子,放射现象中放出的电子是由中子转化为质子同时产生一个电子放出的,A错误;B.卢瑟福用α粒子散射实验得出了原子核式结构模型,查德威克发现了中子,B错误;C.比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,C正确;D.原子核的衰变是由原子核内部因素决定的,与外界环境无关,D错误。
故选C。
2.下列关于原子和原子核的说法正确的是()A.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出了原子核是由质子和中子组成的B.23892U(铀)衰变为23491Pa(镤)要经过1次α衰变和2次β衰变C.质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D.β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流C解析:CA.卢瑟福通过对α粒子散射实验揭示了原子的核式结构,并不是提出来了原子核是由质子和中子组成的,故A错误;B.经过1次α衰变和1次β衰变,则质量数减小4,而质子减小1,因此23892U(铀)衰变为23491Pa(镤)要经过1次α衰变和1次β衰变,故B错误;C.中子与质子结合成氘核的过程中能释放能量,故C正确;D.β衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子,故D错误。
故选C。
3.下列说法中正确的是()A.机械波和光有波动性,实物粒子不具有波动性B.用弧光灯发出紫外线照射锌板并发生光电效应后,锌板带正电C.由于核聚变需要很高的环境温度,21H和31H发生聚变过程中是需要从外界吸收能量的D.构成物体的质量是守恒不变的B解析:BA.机械波和光有波动性,实物粒子也有波动性,只不过波长很小,不易观察,故选项A错误;B.锌板发生光电效应后,电子减少,锌板带正电,故选项B正确;C.21H 和31H 发生聚变过程中,质量亏损,向外释放能量,故选项C 错误; D.当物体发生高速运动后,物体的质量会变大,故选项D 错误。
高中物理选修3-5综合测试题及答案1.原子核式结构理论认为,原子的中心有原子核,包括带正电的质子和不带电的中子;原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里;带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转。
2.符合物理学史的叙述有:XXX通过研究阴极射线实验,发现了电子和质子的存在;XXX通过对α粒子散射实验现象的分析,证实了原子是可以再分的;XXX根据氢原子光谱分析,总结出了氢原子光谱可见光区波长公式。
3.根据玻尔理论,氢原子辐射出一个光子后,电子绕核旋转的半径增大。
4.原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要发出波长为λ1-λ2的光子。
5.照射氢原子的单色光的光子能量为 12.09eV。
6.氢原子的发射光谱不是连续光谱,而是只发出特定频率的光,说明氢原子能级是分立的,光谱的频率与氢原子能级的能量差有关。
7.正确的说法是,先放开右手,后放开左手,两车的总动量向右。
8.水平推力F1和F2合成的力的大小为√(F1²+F2²)。
1.分别作用于水平面上的同一物体,分别作用一段时间后撤去,使物体都从静止开始运动到最后停下。
如果物体在两种情况下的总位移相等,且F1>F2,则F2的冲量大。
2.在任何相等的时间内,物体动量变化相等的是匀速圆周运动。
3.在光滑水平面上有一质量为m的物体,在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下运动,物体动量的变化量等于Ftcosθ。
4.质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上。
其中,弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接,弹簧与挡板P的质量均不计;滑块M以初速度V向右运动,它与挡板P碰撞(不粘连)后开始压缩弹簧,最后,滑块N以速度V向右运动。
在此过程中,M的速度为V/2时,弹簧的长度最长。
5.一质量为m=2kg的可以看作质点的物体,受到一个变力的作用,从静止开始做变加速直线运动,其加速度随时间的变化关系如图,则该物体4.0s末的动量大小为40kg.m/s。
6.关于原子核的衰变,下列说法中正确的是用任何方法都不能改变原子核的半衰期。
一、填空题1.1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置,第一次完成了原子核的人工转变,并由此发现________.图中A为放射源发出的________粒子,B为________气.银箔的作用是________.质子氮吸收粒子解析:质子α氮吸收α粒子[1][2][3][4]卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子,因此图中的A为放射源发出的α粒子,B为氮气;银箔的作用是刚好阻挡α粒子打到荧光屏,不能阻挡其它粒子的穿过,即吸收α粒子。
2.若核反应堆发生泄漏,铯137(13755Cs)对环境的影响最大,其半衰期约为30年。
(1)请写出铯137(13755Cs)发生β衰变的核反应方程___________[已知53号元素是碘(I),56号元素是钡(Ba)];(2)泄漏出的铯137约要到公元___________年才会有87.5%的原子核发生衰变。
Cs→Ba+e2016解析:13755Cs→13756B a+01-e 2016(1)[1]发生β衰变的核反应方程为13755Cs→13756Ba+01e-。
(2)[2]由半衰期公式N余=N0×1()2tT知,经历了3个半衰期,即90年,剩余18的原子核没衰变,所以要到公元2106年才会有87.5%的原子核发生衰变。
3.用紫外线照射连有验电器的锌板,发现验电器中金属张开,此时金属箔上带________电;将验电器与锌板断开,并用天然放射线的照射,发现验电器中金属箔合拢,其原因是放射线具有________作用。
正电离解析:正电离[1]用紫外线照射连有验电器的锌板,发现验电器中金属张开,这是因为锌板发生了光电效应,有光电子从锌板飞出,锌板失去电子带正电。
所以此时金属箔上带正电。
[2]用天然放射线的照射,发现验电器中金属箔合拢,其原因是放射线具有电离作用,照射验电器的放射线会同时照射其周围的空气,使空气电离,变成导体。
从而使验电器上的电荷发生转移、中和。
选修3-5动量计算题专练1.质量为M的楔形物块上有圆弧轨道,静止在水平面上,质量为m的小球以速度v1向物块运动,不计一切摩擦,圆弧小于90°且足够长,求小球能上升到的最大高度H 和物块的最终速度v?2.设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为d,求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离?3.质量为m的人站在质量为M,长为L的静止小船的右端,小船的左端靠在岸边,当他向左走到船的左端时,船左端离岸多远?4.总质量为M的火箭模型从飞机上释放时的速度为v0,速度方向水平。
火箭向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气后,火箭本身的速度变为多大?5.抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s,这时忽然炸成两块,其中大块质量300g仍按原方向飞行,其速度测得为50m/s,另一小块质量为200g,求它的速度的大小和方向?6 .如图所示,AB为一光滑水平横杆,杆上套一质量为M的小圆环,环上系一长为L质量不计的细绳,绳的另一端拴一质量为m的小球,现将绳拉直,且与AB平行,由静止释放小球,则当线绳与A B 成θ角时,圆环移动的距离是多少?7.如图所示,一质量为M的平板车B放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M,A、B间动摩擦因数为μ,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使A开始向左运动,B开始向右运动,最后A不会滑离B,求:(1)A、B最后的速度大小和方向(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车向右运动的位移大小8.两块厚度相同的木块A和B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为m A=0.5kg,m B=0.3kg,它们的下底面光滑,上表面粗糙;另有一质量m C=0.1kg的滑块C(可视为质点),以v c=25m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图所示,由于摩擦,滑块最后停在木块B上,B和C的共同速度为3.0m/s,求:(1)木块A的最终速度v A(2)滑块C离开A时的速度v c’9.如图所示,A B C是光滑轨道,其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆.一质量为M的小木块放在轨道水平部分,木块被水平飞来的质量为m的子弹射中,并滞留在木块中.若被击中的木块沿轨道能滑到最高点C,已知木块对C点的压力大小为(M+m)g,求:子弹射入木块前瞬间速度的大小?10.如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A、B、C,质量分别为m A=1kg,m B=1kg,m C=2kg,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,A的左边有一个弹性挡板(小木块和弹性挡板碰撞过程没有能量损失)。
人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全册课时跟踪检测(一) 动量和动量定理1.(多选)下列说法正确的是( )A .运动物体的动量的方向总是与它的运动方向相同B .作用于物体上的合外力的冲量不为0,则物体的动量一定发生变化C .作用于物体上的合外力的冲量不为0,则物体的动能一定发生变化D .物体所受合外力的冲量方向总是与物体的动量方向相同解析:选AB 动量的方向总与速度即运动方向相同,故A 对;合外力的冲量不为零,由动量定理I合=Δp ,可知动量的变化量Δp 一定不为零,即动量一定变化,但动能不一定变化,有可能动量的大小不变,方向变化,故B 对,C 错;I合的方向一定与动量变化量的方向相同,但不一定与动量的方向相同,故D 错。
2.篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。
接球时,两手随球迅速收缩至胸前。
这样做可以( ) A .减小球对手的冲量 B .减小球对手的冲击力 C .减小球的动量变化量 D .减小球的动能变化量解析:选B 由动量定理Ft =Δp 知,接球时两手随球迅速收缩至胸前,延长了手与球接触的时间,从而减小了球的动量变化率,减小了球对手的冲击力,选项B 正确。
3.(多选)古时有“守株待兔”的寓言,设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。
若兔子与树桩发生碰撞,作用时间为0.2 s ,则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是( )图1A .1 m/sB .1.5 m/sC .2 m/sD .2.5 m/s解析:选CD 根据题意建立模型,设兔子与树桩的撞击力为F ,兔子撞击树桩后速度为零,根据动量定理有-Ft =0-m v ,所以v =Ft m =mgtm=gt =10×0.2 m/s =2 m/s 。
4.质量为1 kg 的物体做直线运动,其速度图像如图2所示。
则物体在前10 s 内和后10 s 内所受外力的冲量分别是( )图2A .10 N·s,10 N·sB .10 N·s ,-10 N·sC .0,10 N·sD .0,-10 N·s解析:选D 由图像可知,在前10 s 内初、末状态的动量相等,p 1=p 2=5 kg·m/s ,由动量定理知I 1=0;在后10 s 内p 3=-5 kg·m/s ,I 2=p 3-p 2=-10 N·s ,故选D 。
动量习题1.(10分)两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间距为l .导轨上面横放着两根导体棒PQ 和MN ,构成矩形回路.导体棒PQ 的质量为m 、MN 的质量为2m ,两者的电阻皆为R ,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B .设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时,棒MN 静止在导轨上,PQ 棒以大小为v 0的初速度从导轨左端开始运动,如图所示.忽略回路的电流对磁场产生的影响.(1)求PQ 棒刚开始运动时,回路产生的电流大小.(2)若棒MN 在导轨上的速度大小为40v 时,PQ 棒的速度是多大. 2.如图所示,导体棒ab 质量为0.10kg ,用绝缘细线悬挂后,恰好与宽度为50cm 的光滑水平导轨良好接触,导轨上还放有质量为0.20kg 的另一导体棒cd ,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。
将ab 棒向右拉起0.80m 高,无初速释放,当ab 棒第一次经过平衡位置向左摆起的瞬间,cd 棒获得的速度是0.50m/s 。
在ab 棒第一次经过平衡位置的过程中,通过cd 棒的电荷量为1C 。
空气阻力不计,重力加速度g 取10m/s 2,求:(1)ab 棒向左摆起的最大高度;(2)匀强磁场的磁感应强度;(3)此过程中回路产生的焦耳热3(19分)水平固定的光滑U 型金属框架宽为L ,足够长,其上放一质量为m 的金属棒ab ,左端连接有一阻值为R 的电阻(金属框架、金属棒及导线的电阻均可忽略不计),整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B .现给棒一个初速度v 0,使棒始终垂直框架并沿框架运动.则(1)金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中,求通过电阻R 的电量和电阻R 中产生的热量.(2)金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中,求棒通过的位移.(3)如果将U 型金属框架左端的电阻R 换为一电容为C 的电容器,其他条件不变,如题25图所示.求金属棒从开始运动到达稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量(不计电路向外辐射的能量). QN 0vMl P B4.在如图所示的水平导轨上(摩擦、电阻忽略不计),有竖直向下的匀强磁场,磁感强度B,导轨左端的间距为L1=4l0,右端间距为l2=l0。
一、选择题1.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中,由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹,两圆半径之比为1∶16,则以下说法正确的是( )A .该原子核发生了α衰变B .反冲核沿小圆做逆时针方向运动C .原静止的原子核的原子序数为17D .沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同 2.下列说法中不正确的是( )A .23411120H+H He+n →是聚变B .235114094192054380U+n Xe+Sr+2n →是裂变C .226222498962Ra Rn+He →是α衰变D .242401112-1Na Mg+e →是裂变3.关于天然放射性,下列说法正确的是( ) A .所有元素都可能发生衰变B .α、β和γ三种射线,γ射线的穿透力最强C .放射性元素的半衰期与外界的温度有关D .放射性元素与别的元素形成化合物时就没有放射性 4.下列说法正确的是( )A .23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B .衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C .查德威克发现了中子,并第一次实现了人工合成放射性同位素D .汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子,并准确测出了电子的电荷量5.一个中子与一个质子发生核反应,生成一个氘核,该反应放出的能量为Q 1,两个氘核发生核反应生成一个氦核,氘核聚变反应方程是22311120H H He n +→+。
该反应放出的能量为Q 2,聚变反应中生成氦核的比结合能( ) A .123Q Q + B .123Q Q - C .1223Q Q + D .2123Q Q + 6.下列说法正确的是A .原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的B .铀核(23892 U )衰变为铅核(20882 Pb )的过程中,要经过8次α衰变和6次β衰变C .一个氢原子从量子数n =3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子D .一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能是因为这束光的强度太小 7.静止的氡核弱22286Rn 放出α粒子后变成钋核21884Po ,α粒子动能为k E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能,真空中的光速为c ,则该反应中的质量亏损为 A .24218k E c α⋅ B .0 C .2222218k E cα⋅ D .2218222k E cα⋅ 8.如图是核子平均质量与原子序数Z 的关系图象,下列说法中错误的是( )A .卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B .天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒,其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C .图中原子核D 和E 聚变成原子核F 要吸收能量 D .图中原子核A 裂变成原子核B 和C 要放出核能9.在核反应方程41417278He+N O+X →中,X 表示的是A .质子B .中子C .电子D .α粒子10.下列叙述中正确的是A .牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力常量B .奥斯特发现了电流的磁效应,总结出了电磁感应定律C .美国科学家密立根通过油滴实验,测定出电子的荷质比D .卢瑟福发现了质子,查德威克发现了中子,质子和中子统称为核子11.在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14,它所放射的粒子与反冲核X 的径迹是两个相切的圆.圆的直径比为7∶1,碳14的衰变方程是( )A .14410624C He X →+ B .14115606C e X -→+C .14014617C e X -→+D .14212615C H X →+12.研究表明,中子(10n )发生β衰变后转化成质子和电子,同时放出质量可视为零的反中微子e ν。
物理选修3-5动量典型例题【例1】质量为0.1kg 的小球,以10m /s 的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上,而后以7m /s 的速度被反向弹回,设撞击的时间为0.01s ,并取撞击前钢球速度的方向为正方向,则钢球受到的平均作用力为( ). A .30N B .-30N C .170N D .-170N【例2】质量为m 的钢球自高处落下,以速率1v 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短离地的速率为2v ,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为( ).A .向下,12()m v v -B .向下,12()m v v +C .向上,12()m v v -D .向上,12()m v v +【例3】质量为2m 的物体A ,以一定的速度沿光滑水平面运动,与一静止的物体B 碰撞后粘为一体继续运动,它们共同的速度为碰撞前A 的速度的2/3,则物体B 的质量为( ). A .m B .2m C .3mD .23m【例4】一个不稳定的原子核,质量为M ,处于静止状态,当它以速度0v 释放一个质量为m 的粒子后,则原子核剩余部分的速度为( ).A .0mv M m -B .0mv M - C .0m v M m -- D .0mv M m -+【例5】带有光滑圆弧轨道、质量为M 的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示.一质量为m 的小球以速度v 0水平冲上滑车,当小球上滑再返回并脱离滑车时,有①小球一定水平向左做平抛运动 ②小球可能水平向左做平抛运动 ③小球可能做自由落体运动 ④小球一定水平向右做平抛运动 以上说法正确的是( ) A.① B .②③ C.④ D.每种说法都不对【例6】质量为m 的物体静止在足够大的水平面上,物体与桌面的动摩擦因数为μ,有一水平恒力作用于物体上,并使之加速前进,经1t 秒后去掉此恒力,求物体运动的总时间t .【例7】将质量为0.10kg 的小球从离地面20m 高处竖直向上抛出,抛出时的初速度为15m /s ,当小球落地时,求: (1)小球的动量;(2)小球从抛出至落地过程中的动量增量;(3)小球从抛出至落地过程中受到的重力的冲量.【例8】气球质量为200kg ,载有质量为50kg 的人,静止在空中距地面20m 高的地方,气球下方悬根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则这根绳长至少为多少米?(不计人的高度)【例9】质量为M 的一列火车在平直的轨道上匀速行驶,速度为v 0.已知列车各部分所受的阻力都等于它们的重力的k 倍.某时刻列车后部质量为m 的一段脱钩,司机未能发现,仍以原牵引力带动列车前进.求①当脱离部分的速度减为v0/2时,前面部分的速度.②当后面部分停止后多长时间,前面部分的速度达到2 v0.【例10】总质量为150M=kg的载人小船,以速度2v=m/s在平静的湖面上匀速前进,若船内质量50m=kg的人,相对船以速度5u=m/s水平向后跳入水中,求人离船后船的速度是多大?【例11】:甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车质量之和30M=kg,乙和他的冰车质量之和也是30M=kg,游戏时甲推着一个质量15m=kg的箱子以大小为02v=m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面而来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处,乙迅速抓住,若不计冰面摩擦,求甲至少要以多大速度(相对地)将箱子推出,才能避免与乙相撞?【例12】载人气球原静止于离地高h的高空,气球质量为M,人的质量为m,如图所示,若人沿绳梯下落至地面,则绳梯至少为多长?【例13】如图所示,倾角为θ,长为L的斜面置于光滑水平面上,已知斜面质量为M,今有一质量为m的滑块从斜面上端由静止开始沿斜面下滑,滑块到底端时,斜面后退的距离有多大?【例14】如图所示,质量为21m=kg的滑块静止于光滑的水平面上,一质量150m=g的小球,以1100v=/m s的速率碰到滑块后又以180v'=/m s的速率被弹回,求滑块获得的速度是多少?【例15】如图所示,一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上,物体A被水平速度为0v的子弹击中,子弹嵌在其中,已知A的质量是B的质量的34,子弹的质量是B的质量的14.求:(1)A物体获得的最大速度;(2)弹簧压缩量最大时B物体的速度.【例16】一导弹离地面的高度为h,正在水平飞行,在某一时刻的速度为v时,突然爆炸成质量相同的A、B两块,A、B同时落地,两落地点相距42/v h g,两落地点在同一水平面且与爆炸前速度在同一竖直平面内,不计空气阻力,则爆炸后A、B两块的速度分别是多少?【例17】如图所示,质量均为M的小车A、B,B车上挂有质量为M/4的金属球C,C球相对B车静止,其悬线长0.4m,若两车以相同的速率1.8m/s在光滑的水平面上相向运动,相碰后连在一起(碰撞时间很短),则C球摆到最高点时的速度多大?7.【例18】如图13所示,在光滑的水平面上有一长为L的木板B,上表面粗糙,在其左端有一光滑的1/4圆弧槽C,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B、C静止在水平面上。
最新人教版高中物理选修3-5测试题全套及答案解析第16章动量守恒定律章末综合测评(一)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,在每小题给出的4个选项屮,第1〜5题只有一个选项符合要求,第6〜8题有多个选项符合要求.全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分・)1.下列说法中正确的是()A・根据F遷可把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它受的合外力B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律是不同的D.玻璃杯掉在水泥地上易碎,是因为受到的冲量太大【解析】A选项是牛顿第二定律的一种表达方式;冲量是矢量,B错;尸=牛是牛顿第二定律的最初表达方式,实质是一样的,C错;玻璃杯掉在水泥地上易碎,是因为玻璃杯与水泥地的作用时间短,并不是所受冲量太大,D错误.【答案】A2.如图1所示,两木块/、〃用轻质弹簧连在一起,置于光滑的水平而上.一颗子弹水平射入木块并留在其中.在子弹打中木块/及弹簧被压缩的整个过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是()图1A.动量守恒、机械能守恒B.动量守恒、机械能不守恒C.动量不守恒、机械能守恒D.动量、机械能都不守恒【解析】子弹击中木块/及弹簧被压缩的整个过程,系统不受外力作用,外力冲量为0,系统动量守恒.但是子弹击中木块/过程,有摩擦力做功,部分机械能转化为内能,所以机械能不守恒,B正确.【答案】B3. 将静置在地面上,质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空,在极短吋间内以相对地面 的速度%竖直向下喷出质量为加的炽热气体•忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气 结束时火箭模型获得的速度大小是()//7【解析】 根据动量守恒定律mv ()=(M —m )v 9得。
=耐_〃畀°,选项D 正确.【答案】D4. 如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变, 这就是动量守恒定律.若一个系统动量守恒时,贝% )A. 此系统内每个物体所受的合力一定都为零B. 此系统内每个物体的动量大小不可能都增加C ・此系统的机械能一定守恒D.此系统的机械能可能增加【解析】 若一个系统动量守恒,则整个系统所受的合力为零,但是此系统内每个物体 所受的合力不一定都为零,A 错误.此系统内每个物体的动量大小可能会都增加,但是方向 变化,总动量不变这是有可能的,B 错误.因系统合外力为零,但是除重力以外的其他力做 功不一定为零,故机械能不一定守恒,系统的机械能可能增加,也可能减小,C 错误,D 正 确.【答案】D5. 如图2所示,质量为M 的小车静止在光滑的水平面上,小车上力3部分是半径为2? 的四分之一光滑圆弧,BC 部分是粗糙的水平面.今把质量为加的小物体从/点由静止释放,小物体与BC 部分间的动摩擦因数为〃,最终小物体与小车相对静止于3、C 之间的D 点,则B 、D 间的距离x 随各量变化的情况是() A. 其他量不变,7?越大x 越大 A.A图2B.其他量不变,〃越大x越大C.其他量不变,加越大x越大D.其他量不变,M越大x越大【解析】小车和小物体组成的系统水平方向的动量守恒且为零,所以当小车和小物体相对静止时,系统水平方向的总动量仍为零,则小车和小物体相对于水平面也静止,由能量守恒得[imgx=mgR, x=Rlp,选项A正确,B、C、D错误.【答案】A6.水平抛出在空中飞行的物体,不考虑空气阻力,贝9()A.在相等的时间间隔内动量的变化相同B.在任何时间内,动量变化的方向都是竖肓向下C.在任何时间内,动量对时间的变化率恒定D.在刚抛出物体的瞬间,动量对时间的变化率为零【解析】做平抛运动的物体仅受重力作用,由动量定理得\p=mgM,因为在相等的时间内动量的变化量y相同,即大小相等,方向都是竖直向下的,从而动量的变化率恒定,故选项A、B、C正确,D错误.【答案】ABC7.如图3所示,三个小球的质量均为加,B、C两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,力球以速度%沿B、C两球球心的连线向B球运动,碰后/、B两球粘在一起.对力、B、C及弹簧组成的系统,下列说法正确的是()A.机械能守恒,动量守恒B.机械能不守恒,动量守恒C.三球速度和等后,将一起做匀速运动D.三球速度相等后,速度仍将变化【解析】因水平面光滑,故系统的动量守恒,A. B两球碰撞过程中机械能有损失,A 错误,B正确;三球速度相等时,弹簧形变量最大,弹力最大,故三球速度仍将发生变化,C 错误,D 正确.【答案】BD8.如图4所示,甲、乙两车的质量均为M,静置在光滑的水平面上,两车相距为厶•乙车上站立着一个质量为加的人,他通过一条轻绳拉甲车,甲、乙两车最后相接触,以下说法正确的是()A. 甲、乙两车运动屮速度Z 比为〒一B. 甲、乙两车运动中速度之比为十〃2D.乙车移动的距离为莎匚J【解析】 本题类似人船模型.甲、乙、人看成一系统,则水平方向动量守恒,甲、乙 +兀乙=L,解得C 、D 正确.【答案】 ACD二、非选择题(本题共5小题,共52分.按题目要求作答.)9. (8分)如图5所示为“探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图.已知a 、b 小球的质 量分别为〃场、叫,半径分别为心、图中P 点为单独释放a 球的平均落点,M 、N 是a 、b 小球碰撞后落点的平均位置.0 M P N图5(1) 木实验必须满足的条件是 _______ ・A. 斜槽轨道必须是光滑的B. 斜槽轨道末端的切线水平C. 入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放D. 入射球与被碰球满足m a = m h , r a = r h(2) 为了验证动量守恒定律,需要测量"间的距离X],则还需要测量的物理量有 ___________ _______ (用相应的文字和字母表示).(3) 如果动量守恒,须满足的关系式是 _______ (用测量物理量的字母表示).【答案】(1)BC(2) 测量OM 的距离X2测量ON 的距离C.甲车移动的距离为 M+加 2A/+ 詁两车运动中速度之比等于质量的反比,即为 M , A 正确,B 错误;Mr 甲= (M+加)x 乙,x 甲(3)m a x\ — m a X2+写成m a OP=m a OM+ mhON也可以)10.(10分)如图6所示,在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块昇和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验,实验步骤如下:cn f图6[.把两滑块/和B紧贴在一起,在/上放质量为加的祛码,置于导轨上,用电动卡销卡住/和仪在力和B的I古I定挡板间放入一轻弹簧,使弹簧处于水平方向上的压缩状态;II .按下电钮使电动卡销放开,同吋启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器,当/和B与固定挡板C和D碰撞同时,电子计时器自动停表,记下力至C的运动时间小B至D的运动时间£2;III.重复几次,取“和『2的平均值.(1)在调整气垫导轨时应注意_______ ;(2)应测量的数据还有_______ ;(3)只要关系式_______ 成立,即可得出碰撞中守恒的量是〃"的欠量和.【解析】(1)导轨水平才能让滑块做匀速运动.(2)需测出力左端、B右端到挡板C、Q的距离xi、%2由计时器计下/、B到两板的时间“、t2算出两滑块/、〃弹开的速度。
物理选修3-5动量典型例题
【例1】质量为0.1kg 的小球,以10m /s 的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上,而后以7m /s 的速度被反向弹回,设撞击的时间为0.01s ,并取撞击前钢球速度的方向为正方向,则钢球受到的平均作用力为( ). A .30N B .-30N C .170N D .-170N
【例2】质量为m 的钢球自高处落下,以速率v 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短离地的速率为2v ,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为( ).
A .向下,12()m v v -
B .向下,12()m v v +
C .向上,12()m v v -
D .向上,12()m v v +
【例3】质量为2m 的物体A ,以一定的速度沿光滑水平面运动,与一静止的物体B 碰撞后粘为一体继续运动,它们共同的速度为碰撞前A 的速度的2/3,则物体B 的质量为( ). A .m B .2m C .3m
D .
2
3
m
【例4】一个不稳定的原子核,质量为M ,处于静止状态,当它以速度0v 释
放一个质量为m 的粒子后,则原子核剩余部分的速度为( ).
A .0
m
v M m -
B .
m
v M -
C .0m v M m --
D .0
m
v M m -
+
【例5】带有光滑圆弧轨道、质量为M 的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示.一质量为m 的小球以速度v 0水平冲上滑车,当小球上滑再返回并脱离滑车时,有①小球一定水平向左做
平抛运动 ②小球可能水平向左做平抛运动 ③小球可能做自由落体运动 ④小球一定水平向右做平抛运动 以上说法正确的是( ) A.① B .②③ C.④ D.每种说法都不对
【例6】质量为m 的物体静止在足够大的水平面上,物体与桌面的动摩擦因数为μ,有一水平恒力作用于物体上,并使之加速前进,经1t 秒后去掉此恒力,求物体运动的总时间t .
【例7】将质量为0.10kg 的小球从离地面20m 高处竖直向上抛出,抛出时
的初速度为15m /s ,当小球落地时,求: (1)小球的动量;
(2)小球从抛出至落地过程中的动量增量; (3)小球从抛出至落地过程中受到的重力的冲量.
【例8】气球质量为200kg ,载有质量为50kg 的人,静止在空中距地面20m 高的地方,气球下方悬根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则这根绳长至少为多少米?(不计人的高度)
【例9】质量为M的一列火车在平直的轨道上匀速行驶,速度为v0.已知列车各部分所受的阻力都等于它们的重力的k倍.某时刻列车后部质量为m的一段脱钩,司机未能发现,仍以原牵引力带动列车前进.求
①当脱离部分的速度减为v0/2时,前面部分的速度.
②当后面部分停止后多长时间,前面部分的速度达到2 v0.
【例10】总质量为
150
M=kg的载人小船,以速度2
v=m/s在平静的
湖面上匀速前进,若船内质量
50
m=kg的人,相对船以速度5
u=m/s
水平向后跳入水中,求人离船后船的速度是多大?
【例11】:甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车质
量之和
30
M=kg,乙和他的冰车质量之和也是30
M=kg,游戏时甲
推着一个质量
15
m=kg的箱子以大小为02
v=
m/s的速度滑行,乙以
同样大小的速度迎面而来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处,乙迅速抓住,若不计冰面摩擦,求甲至少要以多大速度(相对地)将箱子推出,才能避免与乙相撞?【例12】载人气球原静止于离地高h的高空,气球质量
为M,人的质量为m,如图所示,若人沿绳梯下落至地面,
则绳梯至少为多长?
【例13】如图所示,倾角为θ,长为L的斜
面置于光滑水平面上,已知斜面质量为M,今
有一质量为m的滑块从斜面上端由静止开始
沿斜面下滑,滑块到底端时,斜面后退的距离
有多大?
【例14】如图所示,质量为21
m=kg
的滑块静止于光滑的水平面上,一质量
1
50
m=g的小球,以1100
v=/
m s的速率碰到滑块后又以1
80
v'=/
m s的速率被弹回,求滑块获得的速度是多少?
【例15】如图所示,一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上,物体A 被水平速度为0v的子弹击中,子弹嵌在其
中,已知A的质量是B的质量的34,子弹的质量是B的质量的1
4.求:(1)
A物体获得的最大速度;
(2)弹簧压缩量最大时B物体的速度.
【例16】一导弹离地面的高度为h,正在水平飞行,在某一时刻的速度为v 时,突然爆炸成质量相同的A、B两块,A、B同时落地,两落地点相距42/
v h g
,两落地点在同一水平面且与爆炸前速度在同一竖直平面内,不计空气阻力,则爆炸后A、B两块的速度分别是多少?
【例17】如图所示,质量均为M的小车A、B,B车上挂有质量为M /4的金属球C,C球相对B车静止,其悬线长0.4m,若两车以相同的速率1.8m/s在光滑的水平面上相向运动,相碰后连在一起(碰撞时间很短),则C球摆到最高点时的速度多大?7.【例18】如图13所示,在光滑的
水平面上有一长为L的木板B,上
表面粗糙,在其左端有一光滑的
1/4圆弧槽C,与长木板接触但不
相连,圆弧槽的下端与木板上表面
相平,B、C静止在水平面上。
现有滑块A以初速V0从右端滑上B,并以1/2 V0滑离B,确好能到达C的最高点。
A、B、C的质量均为m,试求:(1)木板B上表面的动摩擦因素μ;(2)1/4圆弧槽C的半径R;
(3)当A滑离C时,C的速度。
【例19】如图所示,质量为m=1kg的
滑块,以υ0=5m/s的水平初速度滑上静止
在光滑水平面的平板小车,若小车质量M=
4kg,平板小车长L=3.6m,滑块在平板小车上滑移1s后相对小车静止.求:
(1)滑块与平板小车之间的滑动摩擦系数μ;
(2)若要滑块不滑离小车,滑块的初速度不能超过多少?(g取9.8m/s2)(10分)
图
A
V
B
C
【例20】如图所示,两个质量均为4m的
小球A和B由轻弹簧连接,置于光滑水平面
上.一颗质量为m子弹,以水平速度v0射入A
球,并在极短时间内嵌在其中.求:在运动过程中
(1)什么时候弹簧的弹性势能最大,最大值是多少?
(2)A球的最小速度和B球的最大速度.
【例21】如图所示,质量为M的小船长L,静止于
水面,质量为m的人从船左端走到船右端,不计水
对船的运动阻力,则这过程中船将移动多远?
【例22】质量为2t的汽车在平直公路上由静止开始运动,若保持牵引力恒定,则在30s内速度增大到15m/s,这时汽车刚好达到额定功率,然后保持额定输出功率不变,再运动15s达到最大速度20m/s,求:
(1)汽车的额定功率;
(2)汽车运动过程中受到的阻力;
(3)汽车在45s共前进多少路程。
【例23】如图,AB是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道,下端B与水平直轨道相切。
一个小物块自A点由静止开始沿轨道下滑,已知轨道半径为R=0.2m,小物块的质量为m=0.1kg,小物块与水平面间的动摩擦因数µ=0.5,取g=10m/s2。
求:
(1)小物块在B点时受圆弧轨道的支持力
(2)小物块在水平面上滑动的最大距离
【例24】总质量为M的火箭模型从飞机上释放时的速度为v0,速度方向水平。
火箭向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气后,火箭本身的速度变为多大?
【例25】抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s,这时忽然炸成两块,
其中大块质量300g仍按原方向飞行,其速度测得为50m/s,另一小块质量为200g,求它的速度的大小和方向。