模拟试题 市赛一等奖

2022年06月01日1287281143的高中物理组卷一．选择题（共17小题）1．如图所示，光滑水平面上有质量均为m的物块A和B，B上固定一轻质弹簧，B静止，A以速度v0水平向右运动，从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中（）A．A、B的动量变化量相同 B．A、B的动量变化率相同C．A、B系统的总动能保持不变 D．A、B系统的总动量保持不变2．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m（m＜M）的小球从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A．在以后的运动全过程中，小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C．全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒D．小球被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高h处3．在光滑的水平地面上放有一质量为M带光滑圆弧形槽的小车，一质量为m的小铁块以速度v沿水平槽口滑去，如图所示，若M=m，则铁块离开车时将（）A．向左平抛 B．向右平抛 C．自由落体 D．无法判断4．冲击摆是用来测量子弹速度的一种简单装置．如图所示，将一个质量很大的砂箱用轻绳悬挂起来，一颗子弹水平射入砂箱，砂箱发生摆动．若子弹射击砂箱时的速度为v，测得冲击摆的最大摆角为θ，砂箱上升的最大高度为h，则当子弹射击砂箱时的速度变为2v时，下列说法正确的是（）A．冲击摆的最大摆角将变为2θB．冲击摆的最大摆角的正切值将变为2tanθC．砂箱上升的最大高度将变为2hD．砂箱上升的最大高度将变为4h5．A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图为两球碰撞前后的位移图象，a、b分别为A、B两球碰前的位移图象，c为碰撞后两球共同运动的位移图象，若A球质量是m=2kg，则由图判断下列结论不正确的是（）A．碰撞前后A的动量变化为4kg•m/sB．碰撞时A对B所施冲量为﹣4N•sC．A、B碰撞前的总动量为3kg•m/sD．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J6．如图所示，在光滑水平面上放置一个质量为M的滑块，滑块的一侧是一个1/4弧形凹槽OAB，凹槽半径为R，A点切线水平．另有一个质量为m的小球以速度v0从A点冲上凹槽，重力加速度大小为g，不计摩擦．下列说法中正确的是（）A．当时，小球能到达B点B．如果小球的速度足够大，球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上C．当时，小球在弧形凹槽上运动的过程中，滑块的动能一直增大D．如果滑块固定，小球返回A点时对滑块的压力为7．质量均为m的物体A、B用轻弹簧相连静止放于光滑水平面上，另一质量也为m的物体C以v0向右运动，如果C、A碰后粘在一起，求以后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能为（）A．mv02 B．mv02 C．mv02 D．mv028．如图所示，一质量为M的光滑半圆形凹槽静止放在光滑水平面上，凹槽的半径为R，另一质量为m（M=2m）的小球（可视为质点）从凹槽的左侧最高点由静止释放，从开始到小球滑至凹槽最低点的过程中，下列说法中正确的是（）A．小球与凹槽组成的系统动量守恒B．小球与凹槽组成的系统机械能不守恒C．小球动量的改变量等于其重力的冲量D．凹槽向左移动的距离为R9．用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）A．a光的波长一定大于b光的波长B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大10．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管．若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是（）A． B． C． D．11．如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（）A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C．若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D．若换用波长为λ2（λ2＜λ0）的光照射阴极K时，电路中一定有光电流12．下列说法正确的是（）A．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性B．光电效应实验中，改用强光可以增大逸出光电子的最大初动能C．在一定的光照条件下，增大所加正向电压的值，可以增大饱和光电流D．实验时，若用光照射金属不能发生光电效应时，可以改用强光照射使实验成功13．在研究光电效应的实验中，两个实验小组用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应．则下列判断正确的是（）A．光电子的最大初动能相同B．饱和光电流一定不同C．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压UC不同D．分别用不同频率的光照射之后绘制UC﹣v图象的斜率可能不同14．如图是研究光电效应的实验装置，用一定频率的光照射阴极K，当滑片P处于图示位置时，电流表的示数不为零，为使电流表示数减小，下列办法可行的是（）A．将滑片P向右移动 B．减小入射光的强度C．换用电动势更大的电源 D．将电源的正、负极对调15．2022年5月9日，第六届亚欧光电展在新疆国际会展中心举行．关于光电效应现象．以下说法正确的是（）A．某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变B．紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线也一定可以使该金属发生光电效应C．在光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率无关D．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象16．如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压UC随入射光频率v变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断不正确的是（）A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同B．两个光电管的UC﹣v图象的斜率可能不同C．光电子的最大初动能不同D．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同17．某同学采用如图甲所示的装置研究光电效应现象，分别用a、b、c三束单色光照射图甲中的光电管的阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为Ua，则下列论述正确的是（）A．a、c两束光的光强相同B．a、c两束光的频率相同C．b光束光子的能量最小D．b光束的波长最长，遏止电压最大二．计算题（共13小题）18．如图所示，足够长的光滑水平导轨的间距为l，电阻不计，垂直轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置两根长度均为l的金属棒，a棒质量为m，电阻为R，b棒质量为2m，电阻为2R．现给a棒一个水平向右的初速度v0，求：（a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞）（1）b棒开始运动的方向：（2）当a棒的速度减为时，b棒刚好碰到了障碍物，经过很短时间t0速度减为零（不反弹）．求碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小：（3）b棒碰到障碍物后，a棒继续滑行的距离．19．如图所示，粗糙的水平轨道与光滑的半圆轨道BCD相切连接，BD为半圆轨道的竖直直径，且BD的长d=0.8m，一质量M=0.5kg的物体乙静止于A点，在A点左侧x1=2m处由一质量m=1kg的物体甲以v0=m/s的初速度向右运动，与乙发生弹性碰撞，碰撞后物体乙恰好能滑过D点，物体乙过D点后被拿走，不再落回水平轨道，已知物体甲与水平轨道间的动摩擦因数μ1=0.025，AB间的距离x2=5m，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）物体乙与水平轨道间的动摩擦因数μ2；（2）物体甲最终停止的位置到B点的距离x．20．如图所示，长为L，高为h，质量为m的小车停在光滑的水平地面上，有一质量为m的小物块（可视为质点），从光滑曲面上离车顶高度为h处由静止下滑，离开曲面后水平向右滑到小车上，最终物块滑离小车．已知重力加速度为g，物块与小车间的动摩擦因数μ=，求：（1）物块滑离小车时的速度v1；（2）物块从刚滑上小车到刚滑离小车的过程，小车向右运动的距离x．21．如图所示，一条不可伸长的轻绳长为R，一端悬于天花板上的O点，另一端系一质量为m的小球（可视为质点）．现有一个高为h，质量为M的平板车P，在其左端放有一个质量也为m的小物块Q（可视为质点），小物块Q正好处在悬点O的正下方，系统静止在光滑水平面地面上．今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时刚好与Q发生正碰，碰撞时间极短，且无能量损失．已知Q离开平板车时的速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为μ，M：m=4：1，重力加速度为g．求：（1）小物块Q离开平板车时速度为多大？（2）平板车P的长度为多少？（3）小物块Q落地时距小球的水平距离为多少？22．如图所示，光滑水平冰面上静止放置一倾角θ=30°的斜面体，斜面体右侧蹲在滑板上的小孩和其面前的木箱均静止于冰面上，某时刻小孩将木箱以v0=3m/s的速度水平向左推向斜面体，木箱平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度h=0.3m，已知斜面体的质量m1=40kg，小孩与滑板的总质量m2=30kg，木箱的质量m3=10kg，小孩与滑板始终无相对运动，取重力加速度g=10m/s2，求：（1）推出木箱后小孩获得的速度；（2）木箱与斜面体之间的动摩擦因数．23．如图所示，在光滑水平面上，人站在静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱以相对冰面6m/s的速度向右匀速运动，运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来被人接住后，再以相对冰面6m/s的速度向右推出．已知木箱的质量为10kg，人与车的总质量为60kg．求：（1）第一次推出木箱的过程，人对木箱的冲量大小；（2）人在一次接住与推出木箱的过程，木箱对人的冲量大小；（3）人推木箱多少次后，人接不到木箱．24．如图所示，在光滑的水平面上，停放着木球和载人小车，木球的质量为m，人和小车的总质量为M，且M=10m，人把木球以相对地面的速度v0推向竖直的墙壁，球与墙壁碰撞后又以原速度v0反弹，人接住球后再以相对地面的速度v0把木球推向墙壁，如此反复，求：（1）人推球多少次后，才接不到反弹回来的球；（2）整个过程中，人对系统所做的功（用m、v0表示）．25．如图所示，在平静的水面上漂浮着一块质量为M=150g的带有支架的木板，木板左边的支架上静静地蹲着两只质量各为m=50g的青蛙，支架高h=20cm，支架右方的水平木板长s=120cm．突然，其中有一只青蛙先向右水平地跳出，恰好进入水中，待第一只青蛙入水之后，另一只也向右水平地跳出，也恰好进入水中．试计算：（水的阻力忽略不计，取g=10m/s2．）（1）两只青蛙为了能直接跳入水中，它们相对地的跳出初速度至少各是多大？（2）在上述过程中，哪一只青蛙消耗的体能大一些？请用具体数值计算并比较大小．（结果保留两位有效数字）26．如图，两条磁性很强且完全相同的磁铁分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3m/s，乙车速度大小为2m/s，相向运动并在同一条直线上，（1）当乙车的速度为零时，甲车的速度是多少？（2）若两车不相碰，试求出两车距离最短时，乙车速度为多少？27．如图所示，质量为M的天车静止在光滑轨道上，下面用长为L的细绳悬挂着质量为m的沙箱，一颗质量为m0的子弹，以v0的水平速度射入沙箱，并留在其中，在以后运动过程中，求沙箱上升的最大高度．28．在光滑的水平面上有甲、乙两辆平板车紧靠在一起，两车质量相同，甲车上有一个质量为m的人，每辆车的质量为人质量的3倍，初始时甲、乙车和人都静止．人以初速度v0从甲车上跳起，落到乙车上后立即向甲车跳去，假设人的速度方向始终水平．整个过程时间很短．（i）人相对乙车以多大速度起跳时，才能落到甲车？（ii）若人能落到甲车上，求乙车对人的最小冲量．29．如图所示，宽为L=0.1m的MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接，M、P端连接定值电阻R，质量M=2kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上，在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场，B=1T．现有质量m=1kg的ab金属杆，电阻为Ro，Ro=R=1Ω，它以初速度v0=12m/s水平向右与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计其它电阻和摩擦，ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好，取g=10m/s2，求：（1）碰后瞬间cd绝缘杆的速度大小v2与ab金属杆速度大小v1；（2）碰后ab金属杆进入磁场瞬间受到的安培力大小Fab；（3）ab金属杆进入磁场运动全过程中，电路产生的焦耳热Q．30．如图所示，两辆质量均为M平板小车a、b成一直线排列，一个质量为m的小孩站在静止的车上，此时b车以速度v0向a车驶来，为避免两车相碰，小孩从a车跳到b车，之后相对b车保持静止，求他跳出时对地速度大小至少多大？

2022年06月01日1287281143的高中物理组卷参考答案与试题解析一．选择题（共17小题）1．（2022•青羊区校级模拟）如图所示，光滑水平面上有质量均为m的物块A和B，B上固定一轻质弹簧，B静止，A以速度v0水平向右运动，从A与弹簧接触至弹簧被压缩到最短的过程中（）A．A、B的动量变化量相同 B．A、B的动量变化率相同C．A、B系统的总动能保持不变 D．A、B系统的总动量保持不变【分析】两物块组成的系统合外力为零，系统的总动量守恒，两个物体所受的合外力大小相等、方向相反，应用动量定理、动量守恒定律分析答题．【解答】解：AD、两物体相互作用过程中系统的合外力为零，系统的总动量守恒，则A、B动量变化量大小相等、方向相反，所以动量变化量不同，故A错误，D正确；B、由动量定理Ft=△P可知，动量的变化率等于物体所受的合外力，A、B两物体所受的合外力大小相等、方向相反，所受的合外力不同，则动量的变化率不同，故B错误；C、A、B系统的总机械能不变，弹性势能在变化，则总动能在变化，故C错误；故选：D2．（2022•吉林三模）如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m（m＜M）的小球从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A．在以后的运动全过程中，小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功C．全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒D．小球被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高h处【分析】由动量守恒的条件可以判断动量是否守恒；由功的定义可确定小球和槽的作用力是否做功；由小球及槽的受力情况可知运动情况；由机械守恒及动量守恒可知小球能否回到最高点．【解答】解：A、在以后的运动全过程中，当小球与弹簧接触后，小球与槽组成的系统在水平方向所受合外力不为零，系统在水平方向动量不守恒，故A错误；B、下滑过程中，两物体都有水平方向的位移，而相互作用力是垂直于球面的，故作用力方向和位移方向不垂直，故相互作用力均要做功，故B错误；C、全过程小球和槽、弹簧所组成的系统只有重力与弹力做功，系统机械能守恒，小球与弹簧接触过程系统在水平方向所受合外力不为零，系统水平方向动量不守恒，故C错误；D、小球在槽上下滑过程系统水平方向不受力，系统水平方向动量守恒，球与槽分离时两者动量大小相等，由于m＜M，则小球的速度大小大于槽的速度大小，小球被弹簧反弹后的速度大小等于球与槽分离时的速度大小，小球被反弹后向左运动，由于球的速度大于槽的速度，球将追上槽并要槽上滑，在整个过程中只有重力与弹力做功系统机械能守恒，由于球与槽组成的系统总动量水平向左，球滑上槽的最高点时系统速度相等水平向左系统总动能不为零，由机械能守恒定律可知，小球上升的最大高度小于h，小球不能回到槽高h处，故D正确；故选：D3．（2022•沈阳一模）在光滑的水平地面上放有一质量为M带光滑圆弧形槽的小车，一质量为m的小铁块以速度v沿水平槽口滑去，如图所示，若M=m，则铁块离开车时将（）A．向左平抛 B．向右平抛 C．自由落体 D．无法判断【分析】系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律，求出铁块离开车时的速度，即可判断铁块的运动情况．【解答】解：小铁块和小车组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向的动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：mv=Mv车+mv铁系统的机械能守恒，由机械能守恒定律得：mv02=Mv车2+mv铁2解得铁块离开车时：v铁=0，v车=v所以铁块离开车时将做自由落体运动，故ABD错误，C正确．故选：C4．（2022•西城区一模）冲击摆是用来测量子弹速度的一种简单装置．如图所示，将一个质量很大的砂箱用轻绳悬挂起来，一颗子弹水平射入砂箱，砂箱发生摆动．若子弹射击砂箱时的速度为v，测得冲击摆的最大摆角为θ，砂箱上升的最大高度为h，则当子弹射击砂箱时的速度变为2v时，下列说法正确的是（）A．冲击摆的最大摆角将变为2θB．冲击摆的最大摆角的正切值将变为2tanθC．砂箱上升的最大高度将变为2hD．砂箱上升的最大高度将变为4h【分析】由机械能守恒定律可以求出共同速度；子弹击中摆锤过程中系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出子弹的初速度与冲击摆上升的高度、摆动的夹角之间的关系，然后依次分析即可．【解答】解：设子弹的质量为m，砂箱的质量为M，砂箱上升的最大高度为h，最大偏转角为θ，冲击摆的摆长为L；以子弹和砂箱作为整体，在子弹和砂箱一起升至最高点的过程中，由机械能守恒，由机械能守恒定律得：，解得：；在子弹射入砂箱的过程中，系统的动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv=（m+M）v共，解得：①A、冲击摆的最大偏转角满足：，由于不知道h与L之间的关系，所以不能判断出冲击摆的最大摆角是否将变为2θ．故A错误；B、由于不知道h与L之间的关系，所以不能判断出冲击摆的最大摆角的正切值是否将变为2tanθ．故B错误．CD、由公式①可知，当v增大为2v时，砂箱上升的最大高度将变为4h．故C错误，D正确；故选：D5．（2022•银川二模）A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图为两球碰撞前后的位移图象，a、b分别为A、B两球碰前的位移图象，c为碰撞后两球共同运动的位移图象，若A球质量是m=2kg，则由图判断下列结论不正确的是（）A．碰撞前后A的动量变化为4kg•m/sB．碰撞时A对B所施冲量为﹣4N•sC．A、B碰撞前的总动量为3kg•m/sD．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J【分析】在位移时间图象中，斜率表示物体的速度，由图象的斜率可求得碰撞前后两球的速度，根据动量定理及动量守恒定律进行分析解答．【解答】解：A、由x﹣t图象的斜率表示速度，可知，碰撞前有：vA===﹣3m/s，vB===2m/s．碰撞后有：vA′=vB′=v===﹣1m/s；则碰撞前后A的动量变化为：△PA=mvA′﹣mvA=2×（﹣1）﹣2×（﹣3）=4kg•m/s，故A正确．B、对A、B组成的系统，根据动量守恒定律知：碰撞前后B的动量变化为：△PB=﹣△PA=﹣4kg•m/s对B，由动量定理可知，碰撞时A对B所施冲量为：IB=△PB=﹣4kg•m/s=﹣4N•s．故B正确．C、由△PB=mB（vB′﹣vB），所以：mB===kg，则A与B碰撞前的总动量为：p总=mvA+mBvB=2×（﹣3）+×2=﹣kg•m/s，故C错误．D、碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能：△EK=mvA2+mBvB2﹣（m+mB）v2，代入数据解得：△EK=10J；故D正确．本题选不正确的，故选：C6．（2022•新课标Ⅲ卷二模）如图所示，在光滑水平面上放置一个质量为M的滑块，滑块的一侧是一个1/4弧形凹槽OAB，凹槽半径为R，A点切线水平．另有一个质量为m的小球以速度v0从A点冲上凹槽，重力加速度大小为g，不计摩擦．下列说法中正确的是（）A．当时，小球能到达B点B．如果小球的速度足够大，球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上C．当时，小球在弧形凹槽上运动的过程中，滑块的动能一直增大D．如果滑块固定，小球返回A点时对滑块的压力为【分析】先设小球刚好没跃出圆弧的B点，知小球上升到最高点时，小球与滑块水平方向速度相同，结合水平动量守恒和系统机械能守恒求出小球的初速度大小，比较A中给定的初速度即可分析A选项，小球和小车组成的系统，在水平方向上动量守恒，小球越过圆弧轨道后，在水平方向上与小车的速度相同，返回时仍然落回轨道，根据支持力对小球的做功情况分析小球机械能的变化情况，根据压力对滑块做功情况判断滑块动能的变化情况，根据牛顿第二定律求解小球回到A点时对滑块的压力．【解答】解：A、当小球刚好到达B点时，小球与滑块水平方向速度相同，设为v1，以小球的初速度方向为正方向，在水平方向上，由动量守恒定律得：mv0=（m+M）v1…①由机械能守恒定律得：mv02=（m+M）v12+mgR…②，代入数据解得：v0=＞，所以当v0=时，小球不能到达B点，故A错误；B、小球离开四分之一圆弧轨道时，在水平方向上与滑块M的速度相同，则球将从滑块的左侧离开滑块后返回时仍然回到滑块M上，不可能从滑块的左侧离开滑块，故B错误；C、小球在圆弧上运动的过程中，小球对滑块M的压力一直对滑块做正功，所以滑块动能一直增加，故C正确；D、若滑块固定，由机械能守恒知小球返回A点时的速度大小仍为v0，在B点，根据牛顿第二定律得：F﹣mg=m解得：F=mg+m，根据牛顿第三定律可知，小球返回B点时对滑块的压力为mg+m，故D错误．故选：C7．（2022春•砀山县校级期中）质量均为m的物体A、B用轻弹簧相连静止放于光滑水平面上，另一质量也为m的物体C以v0向右运动，如果C、A碰后粘在一起，求以后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能为（）A．mv02 B．mv02 C．mv02 D．mv02【分析】根据动量守恒求出AC粘在一起的速度，当A、B、C组成的系统速度相同，弹簧压缩量最大，根据动量守恒定律和能量守恒定律求出最大弹性势能．【解答】解：A与B碰撞的过程中动量守恒，有mv0=2mv1A与B碰后至弹簧压缩最短过程三物体系统动量守恒，根据动量守恒得2mv1=3mv2根据机械能守恒得，，联立解得．故选：B．8．（2022春•六安期中）如图所示，一质量为M的光滑半圆形凹槽静止放在光滑水平面上，凹槽的半径为R，另一质量为m（M=2m）的小球（可视为质点）从凹槽的左侧最高点由静止释放，从开始到小球滑至凹槽最低点的过程中，下列说法中正确的是（）A．小球与凹槽组成的系统动量守恒B．小球与凹槽组成的系统机械能不守恒C．小球动量的改变量等于其重力的冲量D．凹槽向左移动的距离为R【分析】小球和凹槽组成的系统在水平方向上动量守恒，结合动量守恒定律求出凹槽向左移动的距离．抓住系统只有重力做功得出系统机械能守恒．【解答】解：A、小球和凹槽组成的系统，在水平方向上动量守恒，竖直方向上合力不为零，动量不守恒．故A错误．B、小球和凹槽组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，故B错误．C、根据动量定理知，小球动量的变化量等于重力和弹力合力的冲量，故C错误．D、小球和凹槽组成的系统在水平方向上动量守恒，规定向右为正方向，根据动量守恒定律得，设凹槽向左运动的距离为x，则有：m（R﹣x）=2mx，解得x=，故D正确．故选：D．9．（2022•阳东县模拟）用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）A．a光的波长一定大于b光的波长B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大【分析】发生光电效应的条件：γ＞γ0，可知道A光、B光的频率大小．再通过电子的流向判断出电流的方向．【解答】解：A、用一定频率的A单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知γA＞γ0，a光的波长小于b光的波长，所以A错．B、发生光电效应的条件：γ＞γ0，增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转，B错误；C、发生光电效应时，电子从光电管左端运动到右端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表G的电流方向是c流向d，C错误；D、增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大．故D正确．故选D．10．（2022•西城区模拟）在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管．若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是（）A． B． C． D．【分析】光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大．光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零．eU截=mvm2=hγ﹣W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．【解答】解：光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大，由于入射光的频率没有变，故遏止电压相同，即图线与横轴的交点相同．由于a光的光强大于b光的光强，所以a的饱和电流大于b的饱和电流．故A故符合要求，故A正确、BCD错误．故选：A．11．（2022•泰安一模）如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（）A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C．若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D．若换用波长为λ2（λ2＜λ0）的光照射阴极K时，电路中一定有光电流【分析】当入射光的频率大于或等于金属的极限频率时可发生光电效应，光电流的大小与光照强度有关．【解答】解：A、光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，而电压增加不会改变光电子数目，则光电流也不会影响，故A错误；B、将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减小，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误；C、若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C错误；D、若换用波长为λ2（λ2＜λ0）的光的频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，故D正确；故选：D．12．（2022•江苏三模）下列说法正确的是（）A．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性B．光电效应实验中，改用强光可以增大逸出光电子的最大初动能C．在一定的光照条件下，增大所加正向电压的值，可以增大饱和光电流D．实验时，若用光照射金属不能发生光电效应时，可以改用强光照射使实验成功【分析】光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性；光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定；卢瑟福a粒子散射实验是研究提出了原子结构假说；半太阳辐射能量主要来自于太阳内部的聚变反应．【解答】解：A、为解释光电效应现象爱因斯坦提出了光子说，说明光具有粒子性；康普顿效应深入地揭示了光的粒子性，遵守能量守恒和动量守恒，它表明光子不仅具有能量而且具有动量．故A正确；B、根据光电效应方程可知，Ek=hγ﹣W；可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，还与金属的逸出功有关，与入射光的强度无关，故B错误；C、饱和光电流与入射光的强度有关，在一定的光照条件下，增大所加正向电压的值，不一定增大饱和光电流；故C错误；D、发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与光的确定无关．故D错误．故选：A13．（2022•衡阳三模）在研究光电效应的实验中，两个实验小组用相同频率的单色光，分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应．则下列判断正确的是（）A．光电子的最大初动能相同B．饱和光电流一定不同C．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压UC不同D．分别用不同频率的光照射之后绘制UC﹣v图象的斜率可能不同【分析】根据光电效应方程Ekm=hγ﹣W0和eUC=EKm得出遏止电压Uc与入射光频率v的关系式，分析遏止电压UC的关系以及光电子的最大初动能的关系．结合数学知识分析Uc﹣v图象的斜率关系．饱和光电流与入射光的强度有关．【解答】解：A、锌和银的逸出功不同，根据光电效应方程Ekm=hγ﹣W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同．故A错误；B、虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，则饱和光电流可能相同．故B错误；C、根据光电效应方程有Ekm=hγ﹣W0根据能量守恒定律得：eUC=EKm联立得：eUC=hv﹣W0即UC=，可知，入射光的频率相同，逸出功W0不同，则遏止电压UC也不同．故C正确．D、由UC=，可知，Uc﹣γ图象的斜率k==常数，所以两个光电管的Uc﹣v图象的斜率一定相同，故D错误．故选：C14．（2022•江苏二模）如图是研究光电效应的实验装置，用一定频率的光照射阴极K，当滑片P处于图示位置时，电流表的示数不为零，为使电流表示数减小，下列办法可行的是（）A．将滑片P向右移动 B．减小入射光的强度C．换用电动势更大的电源 D．将电源的正、负极对调【分析】光电管两端的电压为正向电压，电压的增大不会影响饱和电流大小，若是反向电压，则电压的变化，会影响饱和电流大小，同时依据光的强度影响光电流的大小，入射光的频率影响光电子的最大初动能，即可求解．【解答】解：A、若滑片P向右移动，导致正向电压增大，而光子的最大初动能不变，饱和光电流不会变，则光电流的大小不变．故A错误．B、若减小入射光的强度，导致光子数目减小，则电流表的示数会减小．故B正确．C、若换用电动势更大的电源，与滑片向右移动一样，饱和电流不变，则电流表示数不变．故C错误．D、若电源的正、负极对调，则光电管两端的电压为反向电压，若保持照射光的频率和强度不变，反向电压会阻碍光电子的移动，导致光电流可能会减小，但并一定会减小，故D错误．故选：B．15．（2022•新课标Ⅲ卷三模）2022年5月9日，第六届亚欧光电展在新疆国际会展中心举行．关于光电效应现象．以下说法正确的是（）A．某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变B．紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线也一定可以使该金属发生光电效应C．在光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率无关D．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象【分析】光电效应具有瞬时性，根据光电效应方程判断光电子的最大初动能与什么因素有关．光电效应是原子的核外电子吸收光子，成为自由电子的现象．【解答】解：A、根据光电效应方程Ekm=hv﹣W0，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变．故A正确．B、发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，紫外线的频率大于红外线的频率，所以紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线不一定可以使该金属发生光电效应．故B错误．C、根据光电效应方程：eU0=Ekm=hv﹣W0，可知在光电效应中，入射光的频率越大，则遏止电压越大．故C错误．D、根据光电效应的本质可知，光电效应是原子的核外电子吸收光子，成为自由电子的现象．故D错误．故选：A．16．（2022•新余一模）如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压UC随入射光频率v变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断不正确的是（）A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同B．两个光电管的UC﹣v图象的斜率可能不同C．光电子的最大初动能不同D．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同【分析】根据光电效应方程Ekm=hγ﹣W0和eUC=EKm得出遏止电压Uc与入射光频率v的关系式，分析遏止电压UC的关系以及光电子的最大初动能的关系．结合数学知识分析Uc﹣v图象的斜率关系．饱和光电流与入射光的强度有关．【解答】解：A、根据光电效应方程有Ekm=hγ﹣W0根据能量守恒定律得：eUC=EKm联立得：eUC=hv﹣W0即UC=﹣，可知，入射光的频率相同，逸出功W0不同，则遏止电压UC也不同．故A正确．B、由UC=﹣，可知，Uc﹣γ图象的斜率k==常数，所以两个光电管的Uc﹣v图象的斜率一定相同，故B错误．C、根据光电效应方程Ekm=hγ﹣W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同．故C正确．D、虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流也可能相同，故D正确．本题选择错误的，故选：B．17．（2022•南宁二模）某同学采用如图甲所示的装置研究光电效应现象，分别用a、b、c三束单色光照射图甲中的光电管的阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为Ua，则下列论述正确的是（）A．a、c两束光的光强相同B．a、c两束光的频率相同C．b光束光子的能量最小D．b光束的波长最长，遏止电压最大【分析】光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大．光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零．根据公式eU截=mvm2=hγ﹣W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．从图象中看出，b光对应的截止电压U截最大，所以b光的频率最高，b光的波长最短，b光对应的光电子最大初动能也最大．【解答】解：A、由图可知，a的饱和电流最大，因此a光束照射时单位时间内产生的光电子数量大，光强大，故A错误；B、C、D、当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，根据eU=hγ﹣W，入射光的频率越高，对应的遏止电压U越大．a光、c光的遏止电压相等，所以a光、c光的频率相等，而b光的频率大，能量大，且对应的波长最小，故B正确，C、D错误．故选：B二．计算题（共13小题）18．（2022•绍兴模拟）如图所示，足够长的光滑水平导轨的间距为l，电阻不计，垂直轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置两根长度均为l的金属棒，a棒质量为m，电阻为R，b棒质量为2m，电阻为2R．现给a棒一个水平向右的初速度v0，求：（a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞）（1）b棒开始运动的方向：（2）当a棒的速度减为时，b棒刚好碰到了障碍物，经过很短时间t0速度减为零（不反弹）．求碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小：（3）b棒碰到障碍物后，a棒继续滑行的距离．【分析】（1）根据右手定则得出回路中的电流方向，再根据左手定则得出b棒所受安培力的方向，确定b棒的运动方向．（2）对a、b棒运用动量守恒定律，求出a棒的速度减为时b棒的速度，根据动量定理求出碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小．（3）根据a棒的速度得出a棒所受的安培力，结合动量定理，运用积分思想求出b棒碰到障碍物后，a棒继续滑行的距离．【解答】解：（1）根据右手定则知，回路中产生逆时针的电流，根据左手定则知，b棒所受的安培力方向向右，可知b棒向右运动．（2）设b棒碰上障碍物瞬间的速度为v2，之前两棒组成的系统动量守恒，则，解得．b棒碰障碍物过程中，根据动量定理得，，而此时b棒受到的安培力FA=Bl解得F冲=﹣．（3）a棒单独向右滑行的过程中，当其速度为v时，所受的安培力大小为，极短时间△ti→0，a棒的速度由v变为v′，根据动量定理，有：﹣F安△ti=mv′﹣mv，代入后得，，把各式累加，得，a棒继续前进的距离x=∑△xi=∑vi△ti=．答：（1）b棒开始运动的方向向右；（2）碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小为﹣；（3）b棒碰到障碍物后，a棒继续滑行的距离为．19．（2022•江西模拟）如图所示，粗糙的水平轨道与光滑的半圆轨道BCD相切连接，BD为半圆轨道的竖直直径，且BD的长d=0.8m，一质量M=0.5kg的物体乙静止于A点，在A点左侧x1=2m处由一质量m=1kg的物体甲以v0=m/s的初速度向右运动，与乙发生弹性碰撞，碰撞后物体乙恰好能滑过D点，物体乙过D点后被拿走，不再落回水平轨道，已知物体甲与水平轨道间的动摩擦因数μ1=0.025，AB间的距离x2=5m，取重力加速度g=10m/s2．求：（1）物体乙与水平轨道间的动摩擦因数μ2；（2）物体甲最终停止的位置到B点的距离x．【分析】（1）物体乙恰好能滑过D点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律求出B通过D点时的速度．甲从开始位置运动到A处的过程，由动能定理列式，求得甲碰撞前的速度．对于甲乙碰撞过程，根据动量守恒定律和能量守恒定律列式，求得碰后两者的速度．再由乙从A到D的过程，运用动能定理可求得物体乙与水平轨道间的动摩擦因数μ2；（2）假设甲能运动到与圆轨道圆心等高的C处，由机械能守恒求出B点的速度满足的条件，从而判断出甲能否到达C处，再由动能定理求物体甲最终停止的位置到B点的距离x．【解答】解：（1）乙恰能通过D点，所以在D点乙的重力等于向心力，即有：Mg=M，其中r==0.4m解得：vD=2m/s乙在B点时速度满足：=Mgd+代入数据解得：vB=2m/s甲从开始运动至A点，由动能定理得：﹣μ1mgx1=﹣对于甲乙发生弹性碰撞的过程，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：mvA=mv甲+Mv乙．mvA2=mv甲2+Mv乙2．联立解得：v甲=2m/s，v乙=8m/s乙从A到B的过程，有：﹣μ2Mgx2=﹣代入数据解得：μ2=0.44（2）若甲能滑到与半圆轨道圆心等高处，在B点的速度满足：=mgr代入数据解得：v=2m/s＞v甲=2m/s，所以甲不可能滑到与半圆轨道圆心等高处，则有：0﹣mv甲2=﹣μ1mgs代入数据解得：s=8m所以物体甲最终停止的位置到B点的距离为：x=s﹣x2=8m﹣5m=3m答：（1）物体乙与水平轨道间的动摩擦因数μ2是0.44．（2）物体甲最终停止的位置到B点的距离x是3m．20．（2022•济源二模）如图所示，长为L，高为h，质量为m的小车停在光滑的水平地面上，有一质量为m的小物块（可视为质点），从光滑曲面上离车顶高度为h处由静止下滑，离开曲面后水平向右滑到小车上，最终物块滑离小车．已知重力加速度为g，物块与小车间的动摩擦因数μ=，求：（1）物块滑离小车时的速度v1；（2）物块从刚滑上小车到刚滑离小车的过程，小车向右运动的距离x．【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，二者沿水平方向的动量守恒，根据动量守恒定律和功能关系求出小车的速度．（2）根据动能定理即可求出小车的位移．【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=mv02，解得：v0=；滑块滑上平板车后，取滑块与小车组成的系统为研究对象，系统水平方向不受外力，动量守恒．以滑块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0=mv1+mv2，根据功能关系得：滑块滑离小车的条件是滑块的速度大于小车的速度，联立解得：，；（2）小车运动的过程中作用摩擦力对小车做功，由动能定理得：所以：x=答：（1）物块滑离小车时的速度是；（2）物块从刚滑上小车到刚滑离小车的过程，小车向右运动的距离是．21．（2022•宝鸡二模）如图所示，一条不可伸长的轻绳长为R，一端悬于天花板上的O点，另一端系一质量为m的小球（可视为质点）．现有一个高为h，质量为M的平板车P，在其左端放有一个质量也为m的小物块Q（可视为质点），小物块Q正好处在悬点O的正下方，系统静止在光滑水平面地面上．今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时刚好与Q发生正碰，碰撞时间极短，且无能量损失．已知Q离开平板车时的速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为μ，M：m=4：1，重力加速度为g．求：（1）小物块Q离开平板车时速度为多大？（2）平板车P的长度为多少？（3）小物块Q落地时距小球的水平距离为多少？【分析】（1）小球下摆过程中，细线拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律求出小球与Q碰撞前的速度大小；小球与小物块Q碰撞过程，时间极短，内力远大于外力，动量守恒，动能也守恒，由此列式，求出碰后两者的速度；Q在P上滑行时，小物块Q与小车系统受到的外力的合力为零，系统动量守恒，由动量守恒定律求Q离开平板车时的速度．（2）根据功能关系：P、Q系统减小的机械能等于产生的内能，而内能等于滑动摩擦力与相对路程的乘积，求解P的长度．（3）以地面为参考系，物块Q在小车上做匀减速直线运动，离开平板车后做平抛运动，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解Q落地时距小球的水平距离．【解答】解：（1）设小球即将与物块Q碰撞前的速度为v0，小球由初始位置摆动到最低点的过程中，由机械能守恒定律可得：mgR（1﹣cos60°）=解得：设碰撞后小球速度为v1，物块Q速度为v2，由于小球与物块Q是弹性碰撞，所以碰撞过程满足机械能守恒和动量守恒，取向右为正方向，则得：mv0=mv1+mv2两式联立可得：v1=0，即：速度交换，小球速度变为零，Q获得速度v0．设Q离开平板车时的速度大小为v，则平板车速度为，物块Q在小车上滑行的过程中，由动量守恒定律可得：又M：m=4：1可得：（2）设平板车的长度为L，由题意可得物块Q在小车上滑行时，一部分动能转化为系统的内能，所以有：可得：（3）由题意可得，以地面为参考系，物块Q在小车上做匀减速直线运动，设其加速度为a，运动的位移为s1，离开平板车后做平抛运动，运动时间为t，水平位移为s2．由牛顿运动定律可得：由运动学公式得Q离开平板车后做平抛运动，则有，s2=vt联立可得：物块运动的水平位移为由于小球与物块Q碰后处于静止状态，所以小物块Q落地时距小球的水平距离即为物块运动的水平位移：答：（1）小物块Q离开平板车时速度为．（2）平板车P的长度为．（3）小物块Q落地时距小球的水平距离为+．22．（2022•榆林二模）如图所示，光滑水平冰面上静止放置一倾角θ=30°的斜面体，斜面体右侧蹲在滑板上的小孩和其面前的木箱均静止于冰面上，某时刻小孩将木箱以v0=3m/s的速度水平向左推向斜面体，木箱平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度h=0.3m，已知斜面体的质量m1=40kg，小孩与滑板的总质量m2=30kg，木箱的质量m3=10kg，小孩与滑板始终无相对运动，取重力加速度g=10m/s2，求：（1）推出木箱后小孩获得的速度；（2）木箱与斜面体之间的动摩擦因数．【分析】（1）小孩推木箱的过程系统动量守恒，根据动量守恒定律计算推出木箱后小孩获得的速度；（2）木箱滑上斜面体的过程中，木箱和斜面体组成的系统水平方向不受外力，系统水平动量守恒，根据水平动量定律和能量守恒列式，可计算出木箱与斜面体之间的动摩擦因数．【解答】解：（1）小孩推木箱的过程，取水平向左为正方向，由动量守恒定律可得：m3v0+m2v1=0解得推出木箱后小孩获得的速度为：v1=﹣2m/s，负号表示方向水平向右．（2）木箱与斜面体作用过程中，木箱与斜面体组成的系统水平方向动量守恒，则有：m3v0=（m3+m1）v2代入数据解得：v2=0.6m/s木箱滑上斜面体的过程由能量守恒关系可得：解得：答：（1）推出木箱后小孩获得的速度是2m/s，方向水平向右；（2）木箱与斜面体之间的动摩擦因数是．23．（2022春•潍坊期中）如图所示，在光滑水平面上，人站在静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱以相对冰面6m/s的速度向右匀速运动，运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来被人接住后，再以相对冰面6m/s的速度向右推出．已知木箱的质量为10kg，人与车的总质量为60kg．求：（1）第一次推出木箱的过程，人对木箱的冲量大小；（2）人在一次接住与推出木箱的过程，木箱对人的冲量大小；（3）人推木箱多少次后，人接不到木箱．【分析】（1）第一次推出木箱的过程，对木箱运用动量定理可求得人对木箱的冲量大小．（2）再运用动量定理求木箱对人的冲量大小；（3）当人的速度大于木箱的速度时，人接不到木箱．对人推木箱n次的过程，运用动量定理列式，结合速度关系求解．【解答】解：（1）第一次推出木箱的过程，对木箱，由动量定理可知：人对木箱的冲量I=m箱v箱①代入数据得：I=10×6=60kg•m/s②（2）人接收木箱到推出木箱过程，设向左的方向为正方向，木箱对人的冲量大小I2=m箱v箱﹣（﹣m箱v箱）2m箱v箱=120kg•m/s③（3）第一次推木箱过程，木箱对人的冲量I1=m箱v箱设人推木箱n次后，人接不到木箱，则I1+（n﹣1）I2=m人v人④其中v人≥v箱⑤代入数据得：n=3.5⑥即：人推木箱4次后，人接不到木箱⑦答：（1）第一次推出木箱的过程，人对木箱的冲量大小是60kg•m/s；（2）人在一次接住与推出木箱的过程，木箱对人的冲量大小是120kg•m/s；（3）人推木箱4次后，人接不到木箱．24．（2022春•湖北期中）如图所示，在光滑的水平面上，停放着木球和载人小车，木球的质量为m，人和小车的总质量为M，且M=10m，人把木球以相对地面的速度v0推向竖直的墙壁，球与墙壁碰撞后又以原速度v0反弹，人接住球后再以相对地面的速度v0把木球推向墙壁，如此反复，求：（1）人推球多少次后，才接不到反弹回来的球；（2）整个过程中，人对系统所做的功（用m、v0表示）．【分析】（1）根据人、车、木球组成的系统动量守恒求得第一次推出木球后小车的速度；由动量守恒再求出接住球后的速度；同理依此类推，当推出木球后，人和车的速度大于木球的速度时，则人不可能再次推木球，根据动量守恒求解．（2）根据动能定理可知，人做的功转化为小车、人和木球的动能，据此求解即可；【解答】解：（1）人第一次推出木球前后人车木球组成的系统动量守恒，取小车的速度方向为正方向则有：Mv1+m（﹣v0）=0可得人和小车获得的速度：推出的木球与墙壁作用后速度大小不变的改变方向相反运动，再次与人和车相互作用再以速度v0返回根据动量守恒可知，人与木箱作用一次，人和车的动量增加2mv0，结合第一次推木箱时，人和车动量增加mv0，则可知，人与木球最多作用N次后人和小车获得的动量为：P=（2N﹣1）mv0当人和车的速度大于木球的速度后，木球反弹后将追不上人和车，故不能再次发生碰撞，故此时人和车的速度=v0①此后木球将不再与车碰撞，故满足：vx≥v即：即N≥=5.5N取整数，故人最多推6次木箱．（2）将N=6代入①可得：根据动能定理可知，人推出木箱过程中所做的功等于人车和木箱增加的动能，故有：W===答：（1）人推球6次后，才接不到反弹回来的球；（2）整个过程中，人对系统所做的功为．25．（2022春•洪山区校级期中）如图所示，在平静的水面上漂浮着一块质量为M=150g的带有支架的木板，木板左边的支架上静静地蹲着两只质量各为m=50g的青蛙，支架高h=20cm，支架右方的水平木板长s=120cm．突然，其中有一只青蛙先向右水平地跳出，恰好进入水中，待第一只青蛙入水之后，另一只也向右水平地跳出，也恰好进入水中．试计算：（水的阻力忽略不计，取g=10m/s2．）（1）两只青蛙为了能直接跳入水中，它们相对地的跳出初速度至少各是多大？（2）在上述过程中，哪一只青蛙消耗的体能大一些？请用具体数值计算并比较大小．（结果保留两位有效数字）【分析】（1）第一只青蛙跳出后做平抛运动，由平抛运动规律列式．跳出过程青蛙与木板组成的系统动量守恒，由动量守恒定律列式，联立可以求出青蛙的速度．第二只青蛙跳出的过程，由动量守恒定律列式．结合位移关系列式，联立求解．（2）青蛙消耗的体能转化为它们与木块增加的动能，概念功能关系即可求出．【解答】解：（1）设两次跳出对应青蛙的初速率各是v1、v2，木块分别获得反冲速率为v1′、v2′在第一次跳出过程中，对M和2m系统，选取向右为正方向，根据动量定恒定律，有mv1﹣（M+m）v1′=0在第二次跳出过程中，对M和m系统，根据动量守恒定律，有﹣（M+m）v1′=mv2﹣Mv2′由平抛运动规律可得：h=s=（v1+v1′）t，第二次：s=（v2+v2′）t联立解得：v1=4.8m/s，v1′=1.2m/s；v2=3.3m/s，v2′=2.7m/s（2）第一只青蛙消耗的体能：代入数据得：Q1=0.72J第二只青蛙消耗的体能：代入数据得：Q2=0.68J可见，Q1＞Q2，即第一只青蛙消耗的体能大答：（1）两只青蛙为了能直接跳入水中，它们相对地的跳出初速度至少分别是4.8m/s和3.3m/s；（2）在上述过程中，第一只青蛙消耗的体能大一些．26．（2022春•射洪县校级月考）如图，两条磁性很强且完全相同的磁铁分别固定在质量相等的小车上，水平面光滑，开始时甲车速度大小为3m/s，乙车速度大小为2m/s，相向运动并在同一条直线上，（1）当乙车的速度为零时，甲车的速度是多少？（2）若两车不相碰，试求出两车距离最短时，乙车速度为多少？【分析】（1）对于甲、乙两车组成的系统（包括磁铁）在运动过程中合外力为零，系统的动量守恒，根据动量守恒定律即可求解甲车的速度．（2）两车距离最短时速度相同，根据系统的动量守恒求共同的速度．【解答】解：（1）设水平向右为正方向，根据动量守恒定律得：m甲v甲﹣m乙v乙=m甲v甲′且有m甲=m乙解得v甲′=v甲﹣=3﹣2=1m/s，方向向右．（2）两车距离最短时速度相同，根据系统的动量守恒得：m甲v甲﹣m乙v乙=（m甲+m