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文档简介
1、精选优质文档-倾情为你奉上比知识你海纳百川,比能力你无人能及,比心理你处变不惊,比信心你自信满满,比体力你精力充沛,综上所述,高考这场比赛你想不赢都难,祝高考好运,考试顺利。2016-2017学年河南省南阳市高二(下)期中物理试卷一、选择题(共12小题,每小题4分,满分48分,在每小题给出的四个选项中,1-8题只有一个选项正确,9-12题有多个选项正确,全部选对得4分,选不全的得2分,选错或不答得0分)1关于动量和冲量,下列说法正确的是()A动量的方向一定跟物体的速度方向相同,动量大的物体其速度也大B动能不变时,物体的动量也不变C物体受到的合外力的冲量方向与物体末动量的方向相同D物体受到的合外
2、力的冲量方向与物体动量增量方向相同2用光电管进行光电效应实验时()A任何频率的光入射,均会有光电流产生B遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的强度无关C入射光的频率变大,光电子的最大初动能不一定变大D当所加正向电压为0时,光电流也为03如图所示,物块m、斜劈M和水平支持面都是光滑的,控制m、M使其静止,m位于斜劈的顶端撤去控制,m在斜面上运动的过程中()AM、m组成的系统动量守恒Bm、M组成的系统在水平方向动量守恒Cm对M的冲量等于M的动量变化DM对m的支持力的冲量为零4关于天然放射现象,下列说法正确的是()A放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性B随着温度的升高,放射性元素的半衰
3、期会变短C射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流D射线是放射性元素的核外电子射出形成的5质量为M的热气球吊框中有一质量为m的人,共同静止在距离地面为h的高空中,现从气球上放下一根质量不计的软绳,人沿绳子安全滑到地面,在此过程中热气球上升了()A hB hC hDh6如图所示,在光滑水平面上叠放着A、B两个物体,mA=2kg,mB=1kg,速度的大小均为v0=8m/s,速度方向相反A板足够长,A、B之间有摩擦,当观察到B做加速运动时,A的速度大小可能为()A2 m/sB3 m/sC4 m/sD5 m/s7如图所示,两光滑且平行的固定水平杆位于同一竖直平面内,两静止小球m1、m2分别穿在两杆上,
4、两球间连接一个保持原长的竖直轻弹簧,现给小球m2一个水平向右的初速度v0如果两杆足够长,则在此后的运动过程中()Am1、m2组成的系统动量守恒Bm1、m2组成的系统机械能守恒C弹簧最长时,其弹性势能为m2v02D当m1速度达到最大时,m2速度最小8氢原子的能级图如图所示,下列说法中正确的是()A大量处于量子数n=4的能级的氢原子向低能级跃迁时,最多辐射12种不同频率的光B能量为13eV的光子照射处于基态的氢原子时,可以使原子跃迁到n=4的能级C能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子,可以使氢原子跃迁到n=2的能级D用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂不能发
5、生光电效应9下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是()A图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一B图乙:卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,发现了质子和中子C图丙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,成功地解释了氢原子光谱的成因D图丁:根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性10下列说法中正确的是()A康普顿效应表明光子只具有能量,不具有有动量B光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定C设质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3,两个质子和两个中子聚合成一个粒子,释放的能量是(m1+m2m3)c2D汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验,
6、发现阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷11关于原子核的结合能和比结合能,下列说法正确的是()A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能C比结合能越大,原子核越稳定D比结合能大的原子核结合或分解成比结合能小的原子核时释放核能12甲、乙两球在光滑的水平面上沿同一直线向同一方向运动,它们的动量分别为p甲=5kgm/s,p乙=9kgm/s,当甲追上乙发生碰撞后,乙球的动量变为12kgm/s,则甲、乙两球的质量比m甲:m乙可能是()A1:10B3:10C1:4D1:6二、填空题(本题包含3个小题,共15分,
7、把答案填在横线上)13在下列的核反应方程中,属于衰变的是,属于裂变的是,属于聚变的是(填正确答案标号)A UTh+He B H+HHe+nC U+nXe+Sr+2n D N+HeO+H14按照玻尔的原子理论,氢原子中的电子离原子核越近,氢原子的能量 (选填“越大”或“越小”)已知氢原子的基态能量为E1(E10),基态氢原子中的电子吸收一个频率为的光子被电离后,电子的动能为(普朗克常量为h)15用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律,实验装置示意如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹再把B球静置于水平槽前端
8、边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O的距离: =2.68cm, =8.62cm, =11.50cm,并知A、B两球的质量比为2:1,则未放B球时A球落地点是记录纸上的点,系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p的百分误差=%(结果保留一位有效数字)三、计算题(本小题共4个小题,共47分,解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)16质量为0.5kg的小球从h=2.45m的高空自由下落至水平地面,与地面作用0.2s后,再以5m/
9、s的速度反向弹回,求小球与地面的碰撞过程中对地面的平均作用力(不计空气阻力,g=10m/s2)17如图所示,木板A、B紧靠在一起,放在光滑水平面上,mA=5kg,mB=4kg,A、B上表面粗糙另有一个质量为1kg的物块C以初速度v0从A的左端向右滑动,最后C物块在木板B上与木板B一起以1.5m/s的速度运动,木板A最终的速度大小为vA=0.5m/s已知C与A、B间动摩擦因数均为=0.2,求:(1)物块C的初速度v0的大小;(2)物块C在木板B上滑行的距离18如图所示,光滑水平面上质量为m1的小球,以初速度v0冲向质量为m2的静止光滑圆弧面斜劈,圆弧小于90°且足够高求:(1)小球能上
10、升的最大高度;(2)斜劈的最大速度19如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA=6.0kg和mB=4.5kg用轻弹簧栓接,放在光滑的水平面上,物块B右侧与竖直墙相接触t=0时,另有一物块C以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块C的vt图象如图乙所示求:(1)物块C的质量mC;(2)B离开墙后弹簧具有的最大弹性势能EP;(3)在4s到12s的时间内墙壁对物块B弹力的冲量I的大小2016-2017学年河南省南阳市高二(下)期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题(共12小题,每小题4分,满分48分,在每小题给出的四个选项中,1-8题只有一个选项正确,9-12题
11、有多个选项正确,全部选对得4分,选不全的得2分,选错或不答得0分)1关于动量和冲量,下列说法正确的是()A动量的方向一定跟物体的速度方向相同,动量大的物体其速度也大B动能不变时,物体的动量也不变C物体受到的合外力的冲量方向与物体末动量的方向相同D物体受到的合外力的冲量方向与物体动量增量方向相同【考点】52:动量定理【分析】动量和冲量都是矢量,动量定理的内容是合外力的冲量等于物体动量的变化【解答】解:A、动量的方向一定跟物体的速度方向相同,但动量的大小由质量和速度二者决定,故A错误B、动能是标量,而动量是矢量,动能不变时,物体的动量不一定不变,例如匀速圆周运动,故B错误CD、根据动量定理可知,物
12、体受到的冲量方向与物体动量的变化量方向相同,与物体末动量的方向不一定相同,故C错误,D正确故选:D2用光电管进行光电效应实验时()A任何频率的光入射,均会有光电流产生B遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的强度无关C入射光的频率变大,光电子的最大初动能不一定变大D当所加正向电压为0时,光电流也为0【考点】IC:光电效应【分析】当入射光的频率大于金属的极限频率,会发生光电效应结合光电效应方程分析遏止电压与入射光频率的关系以及最大初动能与入射光频率的关系【解答】解:A、当入射光的频率大于金属的极限频率,才能发生光电效应,所以不是任何频率的光入射,都会有光电流,故A错误B、根据知,遏止电压的大
13、小与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,故B正确C、根据光电效应方程Ekm=hvW0知,入射光的频率变大,光电子的最大初动能变大,故C错误D、当所加正向电压为0,只要发生光电效应,光电流不为0,故D错误故选:B3如图所示,物块m、斜劈M和水平支持面都是光滑的,控制m、M使其静止,m位于斜劈的顶端撤去控制,m在斜面上运动的过程中()AM、m组成的系统动量守恒Bm、M组成的系统在水平方向动量守恒Cm对M的冲量等于M的动量变化DM对m的支持力的冲量为零【考点】53:动量守恒定律;52:动量定理【分析】动量守恒的条件是:系统所受的合外力为零根据系统受力情况,结合动量守恒的条件分析系统的动量是否守恒M
14、对m的支持力的冲量根据冲量的定义I=Ft分析【解答】解:A、撤去控制,m在斜面上运动的过程中,m有竖直向下的分加速度,整个系统处于失重状态,地面对M的支持力小于M、m的总重力,系统的合外力不为零,所以M、m组成的系统动量不守恒,故A错误;B、系统在水平方向所受的合外力为零,所以系统在水平方向动量守恒,故B正确;C、根据动量定理知:M的动量变化等于合外力的冲量,即等于m对M以及地面对M的合冲量,不等于m对M的冲量,故C错误D、根据冲量的定义I=Ft,知M对m的支持力不为零,作用时间也不为零,所以M对m的支持力的冲量不为零故D错误;故选:B4关于天然放射现象,下列说法正确的是()A放射性元素与别的
15、元素形成化合物时仍具有放射性B随着温度的升高,放射性元素的半衰期会变短C射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流D射线是放射性元素的核外电子射出形成的【考点】JA:原子核衰变及半衰期、衰变速度;J9:天然放射现象【分析】自然界中有些原子核是不稳定的,可以自发地发生衰变,衰变的快慢用半衰期表示,与元素的物理、化学状态无关;、三种射线中,射线和射线是带电粒子流,射线是电磁波;衰变的本质是原子核内的中子变为质子和电子【解答】解:A、放射性元素的放射性与核外电子无关,故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性,故A正确;B、放射性元素的半衰期由原子核决定,与外界的温度无关,故B错误;C、粒子是氦核
16、;粒子是原子核内的中子变为质子时放出的电子流,射线是高频的电磁波,故C错误;D、射线是原子核内的中子变为质子时放出的电子,故D错误;故选:A5质量为M的热气球吊框中有一质量为m的人,共同静止在距离地面为h的高空中,现从气球上放下一根质量不计的软绳,人沿绳子安全滑到地面,在此过程中热气球上升了()A hB hC hDh【考点】53:动量守恒定律【分析】人和气球动量守恒,当人不动时,气球也不动;当人向下运动时,气球向上运动,且变化情况一致,即加速均加速,减速均减速,匀速均匀速根据动量守恒列出等式求解【解答】解:人与气球组成的系统动量守恒,设人的速度v1,气球的速度v2,设运动时间为t,以人与气球组
17、成的系统为研究对象,以向下为正方向,由动量守恒得:mv1Mv2=0,得:,其中x人=h解得:x气=,故A正确,BCD错误,故选:A6如图所示,在光滑水平面上叠放着A、B两个物体,mA=2kg,mB=1kg,速度的大小均为v0=8m/s,速度方向相反A板足够长,A、B之间有摩擦,当观察到B做加速运动时,A的速度大小可能为()A2 m/sB3 m/sC4 m/sD5 m/s【考点】53:动量守恒定律;6B:功能关系【分析】根据系统的动量守恒,求出B速度减为0时A的速度,再求出B与A相对静止时的共同速度即可求解【解答】解:因摩擦力作用,A、B先必做减速运动,取水平向右为正方向,初动量总和为:mAv0
18、mBv0=2×8kgm/s1×8kgm/s=8 kgm/s,故必是B先减速为零,后反向加速,最后与A一起向右匀速运动整个过程中,A一直减速当B速度为零时,A速度为v1,由动量守恒定律有:mAv0mBv0=mAv1+0,代人数据解得:v1=4m/s,AB最终速度为v2,则:mAv0mBv0=(mA+mB)v2代人数据解得:v2=可见,B做加速运动时,A的速度范围是m/svA4m/s故B正确,ACD错误故选:B7如图所示,两光滑且平行的固定水平杆位于同一竖直平面内,两静止小球m1、m2分别穿在两杆上,两球间连接一个保持原长的竖直轻弹簧,现给小球m2一个水平向右的初速度v0如果两
19、杆足够长,则在此后的运动过程中()Am1、m2组成的系统动量守恒Bm1、m2组成的系统机械能守恒C弹簧最长时,其弹性势能为m2v02D当m1速度达到最大时,m2速度最小【考点】53:动量守恒定律;6B:功能关系【分析】分析两球的受力情况,根据合外力是否为零判断系统动量是否守恒对于弹簧、m1、m2组成的系统机械能守恒弹簧最长时,m1、m2的速度相同,根据系统的动量守恒和机械能守恒列式求弹簧的弹性势能【解答】解:A、由于两球竖直方向上受力平衡,水平方向所受的弹力的弹力大小相等,方向相反,所以两球组成的系统所受的合外力为零,系统的动量守恒,故A正确B、对于弹簧、m1、m2组成的系统,只有弹力做功,系
20、统的机械能守恒,由于弹性势能是变化的,所以m1、m2组成的系统机械能不守恒故B错误C、当两球的速度相等时,弹簧最长,弹簧的弹性势能最大,以向右为正方向,由动量守恒定律得:m2v0=(m1+m2)v,解得:v=;由系统的机械能守恒得: m2v02=(m1+m2)v2+EP,解得:EP=,故C错误D、若m1m2,当弹簧伸长时,m1一直在加速,当弹簧再次恢复原长时m1速度达到最大弹簧伸长时m2先减速后,速度减至零向左加速,最小速度为零所以m1速度达到最大时,m2速度不是最小,故D错误故选:A8氢原子的能级图如图所示,下列说法中正确的是()A大量处于量子数n=4的能级的氢原子向低能级跃迁时,最多辐射1
21、2种不同频率的光B能量为13eV的光子照射处于基态的氢原子时,可以使原子跃迁到n=4的能级C能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子,可以使氢原子跃迁到n=2的能级D用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂不能发生光电效应【考点】IC:光电效应;J4:氢原子的能级公式和跃迁【分析】根据数学组合公式得出大量处于量子数n=4的能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射不同频率的光子种数;当吸收的光子能量等于两能级间的能级差,才可以被吸收发生跃迁,但是用电子撞击,能量可以被部分吸收发生跃迁当入射光的频率大于金属的极限频率,会发生光电效应,结合辐射的光子能量与逸出功大小判断能否发
22、生光电效应【解答】解:A、根据=6知,大量处于量子数n=4的能级的氢原子向低能级跃迁时,最多辐射6不同频率的光,故A错误B、当吸收的光子能量等于两能级间的能级差,才能发生跃迁,n=1和n=4间的能级差为12.75eV,吸收13eV的光子能量,不能从n=1跃迁到n=4能级,故B错误C、n=1和n=2间的能级差为10.2eV,由于用电子撞击基态的氢原子,部分电子动能被吸收,则用能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子,可以使氢原子跃迁到n=2的能级,故C正确D、n=1和n=2间的能级差为10.2eV,则从n=2跃迁到n=1能级辐射的光子能量为10.2eV,大于金属铂的逸出功,能使金属铂发生光电效应
23、,故D错误故选:C9下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是()A图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一B图乙:卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,发现了质子和中子C图丙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,成功地解释了氢原子光谱的成因D图丁:根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性【考点】J4:氢原子的能级公式和跃迁;J1:粒子散射实验【分析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念;玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的;卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型;根据电子束通过铝箔后的衍射图样,说明电子
24、具有波动性【解答】解:A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一,故A正确B、卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型,故B错误C、玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的,故C正确D、根据电子束通过铝箔后的衍射图样,说明电子具有波动性,故D错误故选:AC10下列说法中正确的是()A康普顿效应表明光子只具有能量,不具有有动量B光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定C设质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3,两个质子和两个中子聚合成一个粒子,释放的能量是(m1+m2m3)c2D汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验
25、,发现阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷【考点】JI:爱因斯坦质能方程;IG:物质波【分析】光是概率波;康普顿效应表明光子不仅具有能量还具有动量;求出核反应过程中的质量亏损,然后由质能方程求出核反应释放的能量;汤姆逊通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验发现了阴极射线是由带负电的粒子组成,并测出了该粒子的比荷【解答】解:A、康普顿效应表明光子不仅具有能量还具有动量,故A错误B、光子在空间各点出现的可能性的大小(概率),可以用波动的规律来描述,从这个意义上说光是一种波,故B正确C、质子和中子结合成一个粒子,需要两个质子和两个中子,质量亏损m=2m1+2m2m3,由质能方程可知,
26、释放的能量E=mc2=(2m1+2m2m3)c2,故C错误D、汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成,并测出了该粒子的比荷,故D正确故选:BD11关于原子核的结合能和比结合能,下列说法正确的是()A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能C比结合能越大,原子核越稳定D比结合能大的原子核结合或分解成比结合能小的原子核时释放核能【考点】JE:原子核的结合能【分析】比结合能:原子核结合能对其中所有核子的平均值,亦即若把原子核全部拆成自由核子,平均对每个核子所要添加的能量用于表示原
27、子核结合松紧程度 结合能:两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量自由原子结合为分子时放出的能量叫做化学结合能,分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能【解答】解:A、原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量,故A正确;B、根据质能方程可知,自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,故B错误;C、比结合能的大小反映原子核的稳定程度,比结合能越大,原子核越稳定,故C正确;D、比结合能小的原子核结合或分解成比结合能大的原子核时释放核能,故D错误故选:AC12甲、乙两球在光滑的水平面上沿同一直线向同一方向运动,它们的动量分别为p甲=5kgm/s,p
28、乙=9kgm/s,当甲追上乙发生碰撞后,乙球的动量变为12kgm/s,则甲、乙两球的质量比m甲:m乙可能是()A1:10B3:10C1:4D1:6【考点】53:动量守恒定律【分析】当甲球追上乙球时发生碰撞,遵守动量守恒,符合实际运动情况,由动量守恒定律和碰撞过程总动能不增加列式求解【解答】解:碰撞过程动量守恒,有:,P甲=5kgm/s,P乙=9kgm/s, =12kgm/s,解得: =5kgm/s,两球的动量方向都与原来方向相同,碰前:,解得:碰后:,解得:碰撞过程能量守恒: +解得: 综合可知:,故A错误,BCD正确;故选:BCD二、填空题(本题包含3个小题,共15分,把答案填在横线上)13
29、在下列的核反应方程中,属于衰变的是A,属于裂变的是C,属于聚变的是B(填正确答案标号)A UTh+He B H+HHe+nC U+nXe+Sr+2n D N+HeO+H【考点】JJ:裂变反应和聚变反应【分析】衰变生成的是电子,衰变生成的是粒子;裂变是重核裂变成轻核,聚变是轻核生成重核由此分析即可【解答】解:根据质量数守恒和核电荷数守恒可知:A产生的是粒子,故A为衰变;聚变是轻核生成重核,属于聚变的是B;裂变是重核裂变成轻核,属于裂变的是C,核反应方程: N+HeO+H为粒子轰击氮核的核反应,为人工核反应方程故答案为:A,C,B14按照玻尔的原子理论,氢原子中的电子离原子核越近,氢原子的能量越小
30、 (选填“越大”或“越小”)已知氢原子的基态能量为E1(E10),基态氢原子中的电子吸收一个频率为的光子被电离后,电子的动能为h+E1(普朗克常量为h)【考点】J3:玻尔模型和氢原子的能级结构【分析】轨道半径越大,能级越高,能量越大当吸收的能量等于氢原子基态能量时,电子发生电离,根据能量守恒求出电子电离后的动能【解答】解:根据玻尔理论可知,氢原子中的电子离原子核越近,氢原子的能量越小;氢原子中的电子从离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道,会放出能量氢原子的基态能量为E1(E10),则发生电离,基态氢原子的电离能为E1根据能量守恒得:E1+h=Ek,解得电离后电子的动能大小为:Ek=E1+
31、h故答案为:越小,h+E115用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律,实验装置示意如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹再把B球静置于水平槽前端边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O的距离: =2.68cm, =8.62cm, =11.50cm,并知A、B两球的质量比为2:1,则未放B球时A球落地点是记录纸上的P点,系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p的百分误差=2%(结果保留一位有效数字)【考点】ME:验证动量
32、守恒定律【分析】(1)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;(2)小球离开水平槽后做平抛运动,它们下落的高度相同,在空中的运动时间相同,由于小球在水平方向上做匀速直线运动,小球运动时间相同,因此小球的水平位移与小球的初速度成正比,计算时可以用小球的水平位移表示小球的初速度;根据题目所给实验数据,求出实验的百分误差【解答】解:(1)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P点是没有碰时A球的落地点,N是碰后B的落地点,M是碰后A的落地点;(2)系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p的百分误
33、=2%;故答案为P; 2三、计算题(本小题共4个小题,共47分,解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)16质量为0.5kg的小球从h=2.45m的高空自由下落至水平地面,与地面作用0.2s后,再以5m/s的速度反向弹回,求小球与地面的碰撞过程中对地面的平均作用力(不计空气阻力,g=10m/s2)【考点】52:动量定理【分析】由机械能守恒定律可求得小球落地和反弹时的速度,再由动量定理可求得地面对小球的平均冲力F,最后由牛顿第三定律说明即可【解答】解:小球自由下落过程中,由机械能守恒定律可知:mgh=mv12;解得:
34、v1=m/s,同理,回弹过程的速度为5m/s,方向竖直向上,设向下为正,则对碰撞过程由动量定理可知:mgtFt=mvmv代入数据解得:F=35N由牛顿第三定律小球对地面的平均作用力大小为35N,方向竖直向下答:小球与地面的碰撞过程中对地面的平均作用力为35N17如图所示,木板A、B紧靠在一起,放在光滑水平面上,mA=5kg,mB=4kg,A、B上表面粗糙另有一个质量为1kg的物块C以初速度v0从A的左端向右滑动,最后C物块在木板B上与木板B一起以1.5m/s的速度运动,木板A最终的速度大小为vA=0.5m/s已知C与A、B间动摩擦因数均为=0.2,求:(1)物块C的初速度v0的大小;(2)物块
35、C在木板B上滑行的距离【考点】53:动量守恒定律;8G:能量守恒定律【分析】(1)C与A、B组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出C的初速度;(2)C滑上B后与A分离,C、B系统动量守恒,C在B上滑动过程,再结合能量守恒定律求解【解答】解:(1)以A、B、C三个物块组成的系统为研究对象,当C在A、B上滑动时,A、B、C三个物块间存在相互作用,但在水平方向不存在其他外力作用,因此系统的动量守恒由动量守恒定律有mCv0=mAvA+(mB+mC)vB解得:v0=10m/s (2)C滑上B后与A分离,C、B系统在水平方向动量守恒C离开A时C的速度为v1,B与A的速度同为 vA,以B、C为系统,由动量守恒定律有mCv1+mBvA=(mB+mC)vBv1=5.5m/s 对C在B上滑动过程,由能量转化与守恒定律有:代值解得:L=5m答:(1)物块C的初速度v0的大小为10m/s;(2)物块C在木板B上滑行的距离为5m18如图所示,光滑水平面上质量为m1的小球,以初速度v0冲向质量为m2的静止光滑圆弧面斜劈,圆弧小于90°且足够高求:(1)小球能上升的最大高度;(2)斜劈的最大速度【考点】53:动量守恒定律;6B:功能关系【分析】(1)小球上升到最
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