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海南省海口市琼山区海南中学2016-2017学年高一(下)期末物理试卷(解析版)

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      2016-2017  学年海南省海口市琼山区海南中学高一(下)期末物理试卷
  

 一、单项选择题:(本题共            6 小题,每小题      4 分,共   24 分.在每小题给出的四个选项中,只有一项
是符合题目的要求的)

 1.卢瑟福通过对       α 粒子散射实验结果的分析,提出了原子内部存在(  )
 A.电子      B.中子       C.质子      D.原子核
 2.A、B  两球质量相等,A        球竖直上抛,B       球平抛,两球在运动中空气阻力不计,则下列说法中正确
的是(  )

 A.相同时间内,动量的变化大小相等,方向不同
 B.相同时间内,动量的变化大小相等,方向相同
 C.动量的变化率大小不等,方向相同
 D.动量的变化率大小相等,方向不同
 3.将一小球竖直向上抛出,小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略.a                                 为小球运动轨迹上的

 一点,小球上升和下降经过            a 点时的动能分别为        Ek1 和 Ek2.从抛出开始到小球第一次经过             a 点时重

 力所做的功为      W1,从抛出开始到小球第二次经过               a 点时重力所做的功为         W2.下列选项正确的是(  
 )

 A.Ek1=Ek2,W1=W2  B.Ek1>Ek2,W1=W2

 C.Ek1<Ek2,W1<W2     D.Ek1>Ek2,W1<W2

 4.在某次光电效应实验中,得到的遏止电压                   Uc 与入射光的频率       ν 的关系如图所示.若该直线的斜
 率和纵坐标截距分别为          k 和 b,电子电荷量的绝对值为           e,则普朗克常量        h 和所用材料的逸出功

 W0 可分别表示为(  )


 A.h=  ,W0=﹣      B.h=k,W0=﹣ebC.h=k,W0=﹣b     D.h=ek,W0=﹣eb

 5.如图所示,绕过光滑钉子            O 的细绳,两端分别拴有          A、B  两个小球,A      球的质量是     B 球的
 2 倍.现将两球从距地面高度为             h 处由静止释放.若细绳足够长,细绳的质量、空气的阻力均不
                         中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台
 计.则   B 球上升到距地面的最大高度为(  )


 A.h    B.   h C.   h D.   h
 6.如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物块以速度                                      v 从轨道下
 端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最

 大时,对应的轨道半径为(重力加速度为                  g)(  )


 A.     B.     C.     D.
  

 二、多项选择题:(本题共            4 小题,每小题      5 分,共   20 分.在每小题给出的四个选项中,有多个选
项是符合题目要求的.全部选对的,得                  5 分;选对但不全的,得          3 分;有选错的,得        0 分)
 7.下列说法正确的是(  )
 A.康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量
 B.爱因斯坦在光的粒子性的基础上,建立了光电效应方程
 C.德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长
 D.卢瑟福根据      α 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
 8.如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是:(  )


 A.甲图中,物体       A 将弹簧压缩的过程中,A          机械能不守恒
                         中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台
 B.乙图中,A     置于光滑水平面,物体           B 沿光滑斜面下滑,物体          B 机械能守恒
 C.丙图中,不计任何阻力时            A 加速下落,B     加速上升过程中,A、B          为系统的机械能守恒
 D.丁图中,在不计空气阻力的情况下,绳子不能伸缩,小球在竖直面内左右摆动,小球的机械能
 不守恒

 9.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应.对于这两个
 过程,下列四个物理过程中,一定不同的是(  )

 A.遏止电压        B.饱和光电流
 C.光电子的最大初动能             D.逸出功
 10.质量相等的      A、B  两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A                      球的动量是      7kg•m/s,
B 球的动量是      5kg•m/s,当  A 球追上   B 球发生碰撞,则碰撞后          A、B  两球的动量不可能值是(  )

 A.pA′=3 kg•m/s,pB′=9 kg•m/s

 B.pA′=﹣4 kg•m/s,pB′=17 kg•m/s

 C.pA′=﹣2kg•m/s,pB′=14kg•m/s

 D.pA′=6 kg•m/s,pB′=6 kg•m/s
  

 三、实验题(本题共         2 小题,第    11 题 5 分,第   12 题 6 分,共   11 分.把答案写在答题卷中指定的答
题处,不要写出演算过程)

 11.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度变化的关系,实验装置如图所示,实验主要
 过程如下:

 (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为                 W、2W、3W

 (2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度                      v1、v2、v3…;

 (3)作出    W﹣v 草图;

 (4)分析    W﹣v 图象,如果     W﹣v 图象是一条直线,表明          w∝v;如果不是直线,可考虑是否存在

 w∝v2、w∝v3   等关系.

 以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是                          
 A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为                   W、2W、3W,所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并
在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致,当用                       1 条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为
W,用    2 条、3  条…橡皮筋并在一起进行第            2 次、第   3 次…实验时,橡皮筋对小车做的功分别是
2W、3W.
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 B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜.
 C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带,纸带上打出的点,两端密、中间疏,出现这种情况的
 原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小.

 D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来
 进行计算.


 12.某同学用如图所示装置通过半径相同的                  A、B  两球的碰撞来验证动量守恒定律.实验时先使
A 球从斜槽上某一固定位置            G 由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上
 述操作   10 次,得到    10 个落点痕迹.再把        B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让                 A 球仍从位置
 G 由静止开始滚下,和         B 球碰撞后,A、B      球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作
 10 次,得到了如图所示的三个落地处.
 (1)请你叙述用什么方法找出落地点的平均位置                           .

 (2)已知:mA:mB=2:1,碰撞过程中动量守恒,则由图可以判断出                           Q 是          球的落地点,
 P′是      球的落地点.
 (3)用题中字母写出动量守恒定律的表达式                         .


  

 四、计算题:(本题共          4 小题,9+10+12+14=45   分.把解答写在答题卷中指定的答题处,要求写出
必要的文字说明、方程式和演算步骤)

 13.如图所示,物体        A 静止在光滑的水平面上,A           的左边固定有轻质弹簧,与             A 质量相同的物体
 B(质量都为     m)以速度     v 向 A 运动并与弹簧发生碰撞,A、B            始终沿同一直线运动,则弹簧的最大
 弹性势能是多少?
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 14.如图所示,光滑曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车上表面相平,质量为                                        m 的
 小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑上小车,使得小车在光滑水平面上滑动.已知小滑块

 从高为   H 的位置由静止开始滑下,最终停到小车上.若小车的质量为                          M.g  表示重力加速度,求:
 (1)滑块滑上小车后,小车达到的最大速度                   v
 (2)若滑块和车之间的动摩擦因数为                μ,则车的长度至少为多少?


 15.如图所示,ABC      为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC                 段水平,AB     段与  BC 段平滑连接.质量
 为 m 的小球从高为       h 处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道                  BC 段上质量为     km 的小球发生碰撞,
 碰撞前后两小球的运动方向处于同一水平线上.

 (1)若两小球碰撞后粘连在一起,求碰后它们的共同速度;
 (2)若两小球在碰撞过程中无机械能损失,为使两小球能发生第二次碰撞,求                                  k 应满足的条件.


 16.一置于桌面上质量为          M 的玩具炮,水平发射质量为             m 的炮弹.炮可在水平方向自由移动.当

 炮身上未放置其它重物时,炮弹可击中水平地面上的目标                         A;当炮身上固定一质量为            M0 的重物时,
 在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标                           B.炮口离水平地面的高度为             h.如果
两次发射时“火药”提供的机械能相等,求                  B、A 两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比.
  
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 2016-2017    学年海南省海口市琼山区海南中学高一(下)期末物理试卷

                                      参考答案与试题解析

  

 一、单项选择题:(本题共            6 小题,每小题      4 分,共   24 分.在每小题给出的四个选项中,只有一项
是符合题目的要求的)

 1.卢瑟福通过对       α 粒子散射实验结果的分析,提出了原子内部存在(  )
 A.电子      B.中子       C.质子      D.原子核
 【考点】J1:粒子散射实验.
 【分析】本题比较简单,只要正确理解                 a 粒子散射实验现象及其结论即可正确解答.
 【解答】解:a      粒子散射实验现象为:绝大多数              α 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但有少数
 α 粒子发生了较大的偏转,并有极少数                α 粒子的偏转超过       90°,有的甚至几乎达到         180°而被反弹回
来.卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型: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空间里绕着核旋转,故                         ABC 错误,D    正确.
 故选:D.
  

 2.A、B  两球质量相等,A        球竖直上抛,B       球平抛,两球在运动中空气阻力不计,则下列说法中正确
的是(  )

 A.相同时间内,动量的变化大小相等,方向不同
 B.相同时间内,动量的变化大小相等,方向相同
 C.动量的变化率大小不等,方向相同
 D.动量的变化率大小相等,方向不同
 【考点】52:动量定理.
 【分析】合外力的冲量等于动量的变化,根据动量定理分析答题,要注意:动量是矢量,既有大小
 又有方向.

 【解答】解:A、竖直上抛和平抛运动的物体均只受重力,则合力相等,根据动量定理,合力的冲量
 等于动量的变化量,相等时间内合力的冲量相等,则动量的变化量相同,即大小相等,方向相同,

 故 A 错误,B   正确.


 C、根据动量定理       F 合 t=△P,则动量的变化率                        =mg,可知动量变化率大小相等,方
 向相同,故     C、D  错误.
                        中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台
故选:B.
 

3.将一小球竖直向上抛出,小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略.a                                 为小球运动轨迹上的

一点,小球上升和下降经过            a 点时的动能分别为        Ek1 和 Ek2.从抛出开始到小球第一次经过             a 点时重

力所做的功为      W1,从抛出开始到小球第二次经过               a 点时重力所做的功为         W2.下列选项正确的是(  
)

A.Ek1=Ek2,W1=W2  B.Ek1>Ek2,W1=W2

C.Ek1<Ek2,W1<W2     D.Ek1>Ek2,W1<W2
【考点】66:动能定理的应用;62:功的计算.
【分析】根据上升或下降的高度比较重力做功的大小,对两次经过                             a 点的过程运用动能定理,比较
两次经过    a 点的动能大小.
【解答】解:从抛出开始到第一次经过                 a 点和抛出开始第二次经过           a 点,上升的高度相等,可知重

力做功相等,即       W1=W2.

对两次经过     a 点的过程运用动能定理得,﹣Wf=Ek2﹣Ek1,可知            Ek1>Ek2,故  B 正确,A、C、D      错误.

故选:B.
 

4.在某次光电效应实验中,得到的遏止电压                   Uc 与入射光的频率       ν 的关系如图所示.若该直线的斜
率和纵坐标截距分别为          k 和 b,电子电荷量的绝对值为           e,则普朗克常量        h 和所用材料的逸出功

W0 可分别表示为(  )


A.h=    ,W0=﹣    B.h=k,W0=﹣ebC.h=k,W0=﹣b     D.h=ek,W0=﹣eb

【考点】IC:光电效应.
【分析】根据光电效应方程,以及最大初动能与遏止电压的关系得出遏止电压与入射光频率的关系
式,结合图线的斜率和截距分析判断.

【解答】解:由题可知,将该直线反向延长,则交纵坐标与﹣b,如图:
                         中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台


 根据光电效应方程        Ekm=hv﹣W0,以及   Ekm=eUc

 得:                      ,

 图线的斜率为:k=
 解得普朗克常量为:h=ke;

 纵轴截距:﹣b=

 解得逸出功为:W0=﹣eb.故         ABC 错误,D   正确.

 故选:D
  

 5.如图所示,绕过光滑钉子            O 的细绳,两端分别拴有          A、B  两个小球,A      球的质量是     B 球的
 2 倍.现将两球从距地面高度为             h 处由静止释放.若细绳足够长,细绳的质量、空气的阻力均不
计.则    B 球上升到距地面的最大高度为(  )


 A.h    B.     h  C.     h   D.     h
 【考点】6C:机械能守恒定律.
 【分析】由机械能守恒可判定             B 的最大上升高度,从而得到离地最大高度.

 【解答】解:对系统由机械能守恒可得:2mgh﹣mgh=                     ×3mv2,

 对 B 在 A 落地之后:         mv2=mgh′,
                         中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

 联立解得:h′=       ,

 故 B 的离地最大高度为:H=h′+2h=            +2h=   h,故  C 正确,ABD    错误.
 故选:C.
  

 6.如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物块以速度                                      v 从轨道下
 端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最

 大时,对应的轨道半径为(重力加速度为                  g)(  )


 A.        B.         C.        D.

 【考点】6C:机械能守恒定律;4A:向心力.
 【分析】根据动能定理得出物块到达最高点的速度,结合高度求出平抛运动的时间,从而得出水平
 位移的表达式,结合表达式,运用二次函数求极值的方法得出距离最大时对应的轨道半径.

 【解答】解:设半圆的半径为             R,根据动能定理得:

                                          ,
 离开最高点做平抛运动,有:

 2R=          ,x=v′t,


 联立解得:x=                             =

 可知当   R=     时,水平位移最大,故           B 正确,ACD    错误.

 故选:B.
  

 二、多项选择题:(本题共            4 小题,每小题      5 分,共   20 分.在每小题给出的四个选项中,有多个选
项是符合题目要求的.全部选对的,得                  5 分;选对但不全的,得          3 分;有选错的,得        0 分)
 7.下列说法正确的是(  )
                        中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台
A.康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量
B.爱因斯坦在光的粒子性的基础上,建立了光电效应方程
C.德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长
D.卢瑟福根据      α 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
【考点】IC:光电效应.
【分析】康普顿效应表明光子有能量,也有动量;爱因斯坦建立了光电效应方程;依据德布罗意波

长公式   λ=   分析波长与动量的关系;卢瑟福通过分析                   α 粒子散射实验结果,建立了原子的核式结
构模型.

【解答】解:A、康普顿效应表明光子既具有能量,也具有动量.故                             A 错误.
B、爱因斯坦提出了光子假说,建立了光电效应方程,故                        B 正确.

C、依据德布罗意波长公式           λ=   分析知,微观粒子的动量越大,其对应的波长就越短,故                          C 错误.
D、卢瑟福根据      α 粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,故                     D 正确.
故选:BD
 

8.如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是:(  )


A.甲图中,物体       A 将弹簧压缩的过程中,A          机械能不守恒
B.乙图中,A     置于光滑水平面,物体           B 沿光滑斜面下滑,物体          B 机械能守恒
C.丙图中,不计任何阻力时            A 加速下落,B     加速上升过程中,A、B          为系统的机械能守恒
D.丁图中,在不计空气阻力的情况下,绳子不能伸缩,小球在竖直面内左右摆动,小球的机械能
不守恒

【考点】6C:机械能守恒定律.
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 【分析】当只有重力做功或弹簧的弹力做功时,物体的机械能守恒,根据机械能守恒的条件逐项进
 行分析判断.

 【解答】解:A、在物体          A 压缩弹簧的过程中,弹簧和物体              A 组成的系统,只有重力和弹力做功,
系统机械能守恒.对于           A,由于弹簧的弹性势能在增加,则                A 的机械能减小.故        A 正确.
 B、物块   B 沿 A 下滑的过程中,A       要向后退,A、B       组成的系统,只有重力做功,机械能守恒,由于
 A 的机械能增大,所以         B 的机械能不守恒,在减小.故             B 错误.
 C、对  A、B  组成的系统,不计空气阻力,只有重力做功,A、B                      组成的系统机械能守恒.故            C 正确.
 D、小球在做圆锥摆的过程中,重力势能和动能都不变,机械能守恒.故                               D 错误.
 故选:AC
  

 9.在光电效应实验中,用同一种单色光,先后照射锌和银的表面,都能发生光电效应.对于这两个
 过程,下列四个物理过程中,一定不同的是(  )

 A.遏止电压        B.饱和光电流
 C.光电子的最大初动能             D.逸出功
 【考点】IC:光电效应.

 【分析】同一束光的光子能量相同,不同的金属,逸出功不同,根据光电效应方程                                    Ekm=hv﹣W0 判断
 光电子最大初动能的大小.
 【解答】解:同一束光照射不同的金属,一定相同的是入射光的光子能量,不同的金属,逸出功不

 同,根据光电效应方程          Ekm=hv﹣W0 知,最大初动能不同,则遏止电压不同;同一束光照射,光中的
光子数目相等,所以饱和光电流是相同的.

 故选:ACD.
  

 10.质量相等的      A、B  两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A                      球的动量是      7kg•m/s,
B 球的动量是      5kg•m/s,当  A 球追上   B 球发生碰撞,则碰撞后          A、B  两球的动量不可能值是(  )

 A.pA′=3 kg•m/s,pB′=9 kg•m/s

 B.pA′=﹣4 kg•m/s,pB′=17 kg•m/s

 C.pA′=﹣2kg•m/s,pB′=14kg•m/s

 D.pA′=6 kg•m/s,pB′=6 kg•m/s
 【考点】53:动量守恒定律.
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 【分析】当     A 球追上   B 球时发生碰撞,系统遵守动量守恒.由动量守恒定律和碰撞过程总动能不增
加,结合速度关系进行选择.


 【解答】解:设       A、B  两球的质量均为       m.碰撞前总动能为           Ek=        +        =     +      =


 A、若  pA′=3 kg•m/s,pB′=9 kg•m/s,则有  pA′+pB′=pA+pB,遵守动量守恒定律.


 碰撞后总动能为        Ek′=       +         =     +      =     >Ek,违反了能量守恒定律,不可能,
 故 A 错误.

 B、若  pA′=﹣4 kg•m/s,pB′=17 kg•m/s,则有 pA′+pB′=pA+pB,遵守动量守恒定律.


 碰撞后总动能为         Ek′=        +         =     +        >Ek,违反了能量守恒定律,不可能,
 故 B 错误.

 C、若  pA′=﹣2kg•m/s,pB′=14kg•m/s,则有  pA′+pB′=pA+pB,遵守动量守恒定律.


 碰撞后总动能为         Ek′=        +         =     +        >Ek,违反了能量守恒定律,不可能,
 故 C 错误.

 D、若  pA′=6 kg•m/s,pB′=6 kg•m/s,则有  pA′+pB′=pA+pB,遵守动量守恒定律.


 碰撞后总动能为        Ek′=       +         =     +      =     <Ek,总动能不增加,是可能的,故
 D 正确.
 本题选不可能的,故选:ABC
  

 三、实验题(本题共         2 小题,第    11 题 5 分,第   12 题 6 分,共   11 分.把答案写在答题卷中指定的答
题处,不要写出演算过程)

 11.探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度变化的关系,实验装置如图所示,实验主要
 过程如下:

 (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为                 W、2W、3W

 (2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度                      v1、v2、v3…;
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 (3)作出    W﹣v 草图;

 (4)分析    W﹣v 图象,如果     W﹣v 图象是一条直线,表明          w∝v;如果不是直线,可考虑是否存在

 w∝v2、w∝v3   等关系.

 以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是 D 
 A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为                   W、2W、3W,所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并
在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致,当用                       1 条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为
W,用    2 条、3  条…橡皮筋并在一起进行第            2 次、第   3 次…实验时,橡皮筋对小车做的功分别是
2W、3W.
 B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜.
 C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带,纸带上打出的点,两端密、中间疏,出现这种情况的
 原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小.

 D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来
 进行计算.


 【考点】MJ:探究功与速度变化的关系.
 【分析】本实验采用比例法,设法让橡皮筋对小车做的功分别为                            W、2W、3W….所采用的方法是
 选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.
 小车运动中受到的阻力由重力的分力平衡.要测量最大速度,应该选用点迹恒定的部分;

 【解答】解:A、当橡皮筋伸长量按倍数增加时,功并不简单地按倍数增加,变力功一时无法确切测
 算.因此我们要设法回避求变力做功的具体数值,可以用一根橡皮筋做功记为                                  W,用两根橡皮筋做
 功记为   2W,用三根橡皮筋做功记为            3W…,从而回避了直接求功的困难;故                 A 正确.
 B、小车运动中会受到阻力,阻力做功无法测量,可采用补偿的方法:平衡摩擦力,这样橡皮筯对小
 车做的功等于外力小车做的总功,故                B 正确.
 C、纸带上打出的点,两端密、中间疏,小车先做加速运动,橡皮筯松驰后做减速运动,说明阻力没
 有被平衡掉,可能是没有使木板倾斜或倾角太小,故                       C 正确.
 D、本实验的目的是探究橡皮筯做的功与物体获得速度的关系.这个速度是指橡皮绳做功完毕时的
 速度,而不是整个过程的平均速度,故                 D 错误.
 本题选错误的;故选:D.
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 12.某同学用如图所示装置通过半径相同的                  A、B  两球的碰撞来验证动量守恒定律.实验时先使
A 球从斜槽上某一固定位置            G 由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上
 述操作   10 次,得到    10 个落点痕迹.再把        B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让                 A 球仍从位置
 G 由静止开始滚下,和         B 球碰撞后,A、B      球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作
 10 次,得到了如图所示的三个落地处.
 (1)请你叙述用什么方法找出落地点的平均位置 多做几次试验,用尽可能小的圆把所有的小球落
 点都圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置 .

 (2)已知:mA:mB=2:1,碰撞过程中动量守恒,则由图可以判断出                           Q 是 B 球的落地点,P′是 
 A 球的落地点.

 (3)用题中字母写出动量守恒定律的表达式 mAOP=mAOP′+mBOQ .


 【考点】ME:验证动量守恒定律.
 【分析】(1)用尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置
 (2)A  与  B 相撞后,B    的速度增大,A       的速度减小,都做平抛运动,竖直高度相同,所以水平方向,
 B 在 A 的前面;
 (3)为了验证碰撞前后动量守恒,即是验证碰撞前的动量等于碰撞后的动量即可.
 【解答】解:(1)多做几次试验,用尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面,其圆心就是小球
 落点的平均位置

 (2)A  与  B 相撞后,B    的速度增大,A       的速度减小,碰前碰后都做平抛运动,高度相同,落地时间
 相同,所以     Q 点是碰后    B 球的落地点,P′是碰后         A 的落地点,P     是碰前    A 的落地点;
 (3)根据两小球从同一高度开始下落,故下落的时间相同,根据动量守恒定律可得

 mAv0=mAv1+mBv2,故有   mAv0t=mAv1t+mBv2t,即 mAOP=mAOP′+mBOQ

 故答案为:(1)多做几次试验,用尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面,其圆心就是小球落

 点的平均位置;(2)B              A;   (3)mAOP=mAOP′+mBOQ
  
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 四、计算题:(本题共          4 小题,9+10+12+14=45   分.把解答写在答题卷中指定的答题处,要求写出
必要的文字说明、方程式和演算步骤)

 13.如图所示,物体        A 静止在光滑的水平面上,A           的左边固定有轻质弹簧,与             A 质量相同的物体
 B(质量都为     m)以速度     v 向 A 运动并与弹簧发生碰撞,A、B            始终沿同一直线运动,则弹簧的最大
 弹性势能是多少?


 【考点】53:动量守恒定律;6C:机械能守恒定律.
 【分析】两物体及弹簧组成的系统动量守恒,速度相等时弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒定律
 以及能量守恒定律列式求解.

 【解答】解:当       A 和 B 共速时,弹簧的弹性势能最大,设为                Ep,以向右为正,根据动量守恒定律得:


 mv=2mv 共,


                           2           2
 依能量守恒定律有:Ep=           mv  ﹣     2mv 共


               2
 解得:Ep=     mv

 答:弹簧的最大弹性势能是               mv2.
  

 14.如图所示,光滑曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车上表面相平,质量为                                        m 的
 小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑上小车,使得小车在光滑水平面上滑动.已知小滑块

 从高为   H 的位置由静止开始滑下,最终停到小车上.若小车的质量为                          M.g  表示重力加速度,求:
 (1)滑块滑上小车后,小车达到的最大速度                   v
 (2)若滑块和车之间的动摩擦因数为                μ,则车的长度至少为多少?


 【考点】53:动量守恒定律;65:动能定理.
 【分析】(1)根据机械能守恒定律求出滑块到达轨道底端时的速度大小.滑块滑上小车,当两者速
 度达到相同时,小车的速度最大,根据动量守恒定律求出小车的速度.

 (2)根据能量守恒定律求出系统产生的内能.根据摩擦力与相对路程的乘积等于产生的热量,求出
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车的最小长度.

                                                                          2
【解答】解:(1)滑块由高处运动到轨道底端,由机械能守恒定律得:mgH=                                  mv0 ,

解得:v0=           ,
滑块滑上平板车后,系统水平方向不受外力,动量守恒.小车最大速度为与滑块共速的速度.滑块
与小车组成的系统为研究对象,以滑块的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

mv0=(m+M)v,

解得:v=               ;
(2)由能的转化与守恒定律可知,系统产生的内能等于系统损失的机械能,由能量守恒定律得:

Q=mgH﹣   (M+m)v2=            ;

设小车的长度至少为         L,对系统,克服阻力做功转化为内能:Q=μmgL,

解得:L=                 ;

答:(1)滑块滑上小车后,小车达到的最大速度                     v 为             ;

(2)若滑块和车之间的动摩擦因数为                μ,则车的长度至少为                        .
 

15.如图所示,ABC      为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC                 段水平,AB     段与  BC 段平滑连接.质量
为 m 的小球从高为       h 处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道                  BC 段上质量为     km 的小球发生碰撞,
碰撞前后两小球的运动方向处于同一水平线上.

(1)若两小球碰撞后粘连在一起,求碰后它们的共同速度;
(2)若两小球在碰撞过程中无机械能损失,为使两小球能发生第二次碰撞,求                                  k 应满足的条件.


【考点】53:动量守恒定律;6C:机械能守恒定律.
【分析】(1)小球下滑过程中机械能守恒,由机械能守恒定律可以求出小球到达水平面的速度;两
球碰撞过程动量守恒,由动守恒定律可以求出两球的共同速度.

(2)分析出两球第二次碰撞的条件,应用动量守恒定律与机械能守恒定律分析答题.
【解答】解:(1)由机械能守恒定律得:

          2
mgh=   mv0
设向右为正方向,由动量守恒定律有:
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 mv0=(m+km)v

 v=

 (2)规定向右为正方向,由动量守恒定律:

 mv0=mv1+mv2                       

 得:

 根据机械能守恒:

 得:

 须满足:               >
 得:k>3

 (1)若两小球碰撞后粘连在一起,碰后它们的共同速度为                                  ;
 (2)若两小球在碰撞过程中无机械能损失,为使两小球能发生第二次碰撞,k                                 应满足的条件      k>3.
  

 16.一置于桌面上质量为          M 的玩具炮,水平发射质量为             m 的炮弹.炮可在水平方向自由移动.当

 炮身上未放置其它重物时,炮弹可击中水平地面上的目标                         A;当炮身上固定一质量为            M0 的重物时,
 在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标                           B.炮口离水平地面的高度为             h.如果
两次发射时“火药”提供的机械能相等,求                  B、A 两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比.
 【考点】53:动量守恒定律;6C:机械能守恒定律.
 【分析】发射炮弹过程中,炮与炮弹组成的系统动量守恒,系统的能量守恒,由动量守恒定律和能
 量守恒定律可以求出炮弹的速度;炮弹做平抛运动,由平抛运动知识可以求出水平位移之比.

 【解答】解:由动量守恒定律得:0=mv1﹣Mv2,

 由能量守恒定律得:                                    ,

 解得炮弹速度为                             ,

 炮弹射出后做平抛,在竖直方向上:                              ,

 在水平方向:X=v1t,

 解得目标    A 距炮口的水平距离为:
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同理,目标     B 距炮口的水平距离为:

解得:                                     ;


答:B、A   两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比为                                                      .
 
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2017   年  8 月   7 日
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