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文檔簡介
板塊七動量(原卷版)
(考試時間:100分鐘試卷滿分:90分)
注意事項:
1.答卷前,考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。
2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題k對應題目的答案標號涂黑。如需改動,用橡皮
擦干凈后,冉選涂其他答案標號。回答非選擇題時,將答案與在答題卡上。與在本試卷上尢效。
3.考試結束后,將本試卷和答題卡一并交回。
第I卷(選擇題,共48分)
一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分。在每個小題給出的四個選項中,第1?8小題,只有一
個選項符合題意;第9?12小題,有多個選項符合題意,全部選對的得4分,選對而不全的得2分,錯選
或不選的得0分)
1.如圖所示,靜止在光滑水平面上的小車,站在車上的人將右邊篋中的籃球一個一個地投入左邊的筐中,
所有籃球仍在車上,不計空氣阻力。在投球過程中下列說法正確的是()
A.小車向左運動B.人和小車組成的系統所受的合外力為零
C.人和小車組成的系統動量守恒D.投完籃球后,籃球靜止,小車亦靜止
2.新考泊|如圖所示,兩個小學生在滑冰場上滑冰,小學生甲的質量為30kg,小學生乙的質量為20kg,
某時刻兩人以互相垂直的速度相撞并抱在了一起,相撞前瞬間甲、乙的速度大小分別是lm/s和2m/s,甲、
乙抱在一起瞬間的共同速度大小等于()
A.0.5m/sB.lm/sC.1.5m/sD.2m/s
3-如圖所示,擊鼓顛球又叫動感顛球,游戲規(guī)則是保持鼓面水平,裁判將一個排球從鼓面中心
1:方豎直拋下,隊員們齊心協力將球顛起,顛球次數最多者勝出。設整個運動過程中排球所受空氣阻力的
大小不變,下列說法正確的是()
A.排球在空中做勻變速直線運動
B.排球從顛出到落回的時間內,重力的沖量為零
C.排球與鼓面接觸的過程中,鼓面對排球的沖量為零
D.排球上升階段受到的合力沖量大于下降階段受到合力的沖量
4.高空拋物是一種不文明的行為,不僅影響市容市貌,也被稱為“懸在城市上空的痛"。如圖所示上饒市為
高空墜物的公益廣告,形象地描述了高空墜物對?人傷害的嚴重性。我校一同學用下面的實例來檢驗廣告的
科學性:設一個質品為50g的雞蛋從25樓頂自由落下,相鄰樓層的高度差為3.2m,雞蛋與地面撞擊時間約
為0.002S,不計空氣阻力,g=10m/s2。則()
一個雞蛋的威力
一
口
口
口0
口0從4樓拋卜會讓人砸起腫包
0口從8樓據F可以砸俄人的頭皮
從18核抽下可以雨塾行人頭行
、??從25樓拋下可以使人當場死亡
A.從下落到即將落地,雞蛋的動量變化約為2000kg.m/s
B.該雞蛋對地面平均沖擊力為1050N
C.雞蛋在空中運動過程中,任意相等時間內動量變化相等
D.雞蛋在空中運動過程中,任意相等時間內動能變化相等
5?物理學中有一種碰撞被稱為“超彈性連續(xù)碰撞〃,通過能量的轉移可以使最上面的小球彈起的高
度比釋放時的高度更大,A、B、C三個彈性極好的小球,相鄰小球間有極小間隙,三球球心連線豎直,從
離地一定高度處由靜止同時釋放(其中C球下部離地,),所有碰撞均為彈性碰撞,且碰后B、C恰好靜止,
則下列說法不正確的是()
A.C球落地前瞬間,A球的速度為可萬
B.從上至下三球的質量之比為1:2:6
C.A球彈起的最大高度為25〃
D.A球彈起的最大高度為9H
6.如圖,足夠長的小車質量〃,=2kg,木塊質量M=3kg,小車與木塊之間動摩擦因數〃=0.4,地面光滑。
現在把木塊放在小車左端,一起以%=2m/s的速度向右運動,小車與墻發(fā)生彈性碰撞后會以原速率反彈。
則()
%
而a
〃71
A.小車第一次撞墻后向左運動的最大距離為0.5m
B.小車第二次撞墻前瞬間的速度為0.2m/s
C.當小車最終停止時,木塊相對小車滑動的總路程為0.8m
D.小車第二次撞墻后到第三次撞墻前,摩擦生熱為0.384J
7.昭通伍寨常年風力較大,為風力發(fā)電創(chuàng)造了有利條件。如圖所示,風力推動三個葉片轉動,葉片帶動轉
子(磁極)轉動,在定子(線圈)中產生電流,實現風能向電能的轉化。已知葉片長為「,風速為口空氣
?3
密度為P,流到葉片旋轉形成的圓面的空氣中約有速度減速為0,有M原速率穿過,如果不考慮其他能量
JD
損耗,下列說法正確的是()
A.一臺風力發(fā)電機的發(fā)電功率約為(夕乃//
2
B.一臺風力發(fā)電機的發(fā)電功率約為西夕不凸戶
C.空氣對風力發(fā)電機一個葉片的平均作用力大小約為七夕仃
D.空氣對風力發(fā)電機一個葉片的平均作用力大小約為:「乃
8-'1W噩函如圖所示,將乒乓球放在裝有水的水杯中,隨水杯由靜止下落并與地面發(fā)生碰撞后,乒乓球
將會被彈射到很高的地方。原因是在水杯撞擊地面的極短時間內,杯中水對乒乓球產生極大的等效浮力,
使乒乓球被加速射出。已知等效浮力給乒乓球的沖量大小為/,乒乓球質量為如下落高度為從當地重力
加速度為g,旦〃吆遠遠小于等效浮力,忽略空氣阻力,下列說法正確的是()
//
地面
A.水杯落地時,乒乓球的速率為2甄
B.脫離水面時,乒乓球的速率為'-廊7
m
C,從開始下落到上升至最高點的過程中,乒乓球的動量變化大小為/
D.從開始下落到上升至最高點的過程中,乒乓球重力的沖量大小為2/
9.如圖所示,質量為4kg的木板靜止在光滑的水平地面上,質量為0.99kg,可視為質點的木塊靜止在木板
左端。質量為0.01kg的子彈以500m/s的速度水平向右擊中木塊并留在木塊中(子彈擊中木塊的時間極短),
木塊最終未滑離木板。下列說法正確的是()
A.木板做勻速直線運動的速度大小為lm/sB.木板做勻速直線運動的速度大小為5m/s
C.木塊與木板間因摩擦產生的熱量為1247.5JD.木塊與木板間因摩擦產生的熱量為10J
’沙新黃豆]觀察發(fā)現青蛙豎直向上起跳,跳起的最大高度為〃。一長木板靜止放置在光滑水平地面匕
木板質量為M,一質量為,〃的青蛙靜止蹲在長木板的左端。青蛙向右上方第一次跳起,恰好落全長木板布
端且立刻相對木板靜止,青蛙繼續(xù)向右上方第二次跳起,落到地面。青蛙第三次從地面向右上方起跳并落
地。三次向右上方跳躍過程都恰能使青蛙相對地面水平位移最大,木板的厚度不計。已知每次起跳青蛙做
功相同,起跳與著陸過程時間極短,青蛙可看作質點,忽略空色阻力,重力加速度為8。下列說法正確的
是()
A.每次青蛙起跳做的功為加財
B.青蛙第三次向右上方跳躍的水平距離為〃
C.若長木板的長度為L,青蛙第二次向右上方起跳的水平位移大小為行」
D.長木板的長度L與〃的關系滿足L=21空%力
11.如圖,質量均為小的木塊A、B并排放在光滑水平面上,A上固定一豎直輕桿,輕桿上端的。點系一長
為【的細線,細線另一端系一質量為人的球C。現將C球拉起使細線水平伸直,并由靜止釋放C球。下列
說法正確的是()
77777777777777777777.7..7.7..7.7..7
A.C球擺到最低點過程,A、B、C組成的系統的總動量守恒
B.C球搜到最低點過程,木塊A對B的彈力先增大后減小
C.C球再次擺到右側某一最高位置時,與木塊A有共同水立向左的速度
D.C球第一次擺到最低點過程中,木塊A、B向右移動的距離為■?當一
2m+"%
12.如圖所示,質量均為M=2kg的四分之一光滑圓弧槽A、B靠在一起(沒粘連)靜置在光滑的
水平地面上,圓弧槽左側靠著豎直的墻面,可看成質點的質量為z?=lkg的小球從離地面高度為H=2.8m的
地方由靜止釋放后,從P點進入圓弧槽,最后從Q點離開圓弧杷上升到某一高度處。已知圓弧槽的最低點
。到地面的高度為力=lm,半徑為R=L15m,輪子高度不計,空氣阻力不計,重力加速度為g,則下列說法
正確的是()
A.小球從P點運動到。點的過程中,小球和圓弧槽A、B組成的系統機械能守恒,水平方向動量不守
恒
B.小球從Q點離開時的速度大小為"3m/s
C.小球離開。點后能繼續(xù)上升的最大高度為0.05m
D.小球返回到圓弧槽B的最低點時的速度大小為Am/s
第n卷(非選擇題,共52分)
二、填空題(本題共2小題,共14分)
13.(6分)小華利用斜槽滾球“驗證動量守恒定律〃,裝置如圖甲所示。
單位:(cm)米尺
乙
⑴小華分別測量出入射小球A、被碰小球B的質量分別為〃?八、”如,為了防止碰撞后球A反彈,應保證用(
mB(選填或"<")。
⑵下列實驗操作步驟,正確順序是O
①在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復寫紙,記下鉛垂線所指的位置O
②安裝好斜槽
③用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離。點的距密,即線段OW、OP、ON的長度為內、
A2>AJ
④不放球B,讓球A從G點由靜止?jié)L下,并落在地面上,重復多次實驗
⑤將球B放在斜槽前端邊緣位置,讓球A從G點由靜止?jié)L下,使A、B碰撞,重復多次實驗
⑶圖乙中小球落地點的平均位置為cm。
⑷若兩個小球在軌道末端碰撞過程動量守恒,則需驗證的關系式為(用題中給出的物理量表
示)。
⑸實驗中造成誤差的可能原因有C
A.斜槽軌道不光滑
B.斜槽軌道末端不水平
C,斜槽軌道末端到地面的高度未測量
D.測得的0M、。尸、ON的長度值不準確
14.(8分)某同學用如圖1所示的裝置探究碰撞中的不變量,實驗開始前在水平放置的氣墊導軌左端裝一個
彈射裝置,滑塊碰到彈射裝置時將被鎖定,打開控制開關,消塊可被彈射裝置向右彈出。滑塊甲和渭塊乙
上裝有相同寬度的擋光片,在滑塊甲的右端和滑塊乙的左端裝上了彈性碰架(圖中未畫出),可保證在滑
塊碰撞過程中能量損失極小。開始時,滑塊甲被彈射裝置鎖定,滑塊乙靜置于兩個光電門之間。
234
光電門1擋光片滑塊乙
彈射裝置
滑塊甲
光電門2
01020
占B--------------------------------------
圖1圖2
⑴該同學用游標卡尺測量擋光片的寬度d如圖2所示,則“=cm;
⑵為使碰撞后兩個滑塊能夠先后通過光電門2,則選用下列哪組滑塊能使實驗效果好;
A.網i=50g,m乙=50gB.〃卬=100g,=50gC.=50g,=l()()g
⑶某次實驗時,該同學記錄下滑塊甲(質量為〃如)通過光電門1的時間為4,滑塊乙(質量為〃?乙)通過
光電門2的時間為芍,滑塊甲通過光電門2的時間為G,根據實驗器材等測量條件確定誤差范圍。
①只要等式成立,則可說明碰撞過程中動量守恒;②只要等式成立,則可說明這次碰撞為彈
性碰撞。
(注:以上2個等式必須用〃加、加乙、乙、弓、〃等字母表示)
三、計算題(本題共4小題,共38分。要有必要的文字說明和演算步驟。有數值計算的要注明單位)
15.(9分)原地起跳摸高是同學們經常進行的一項體育活動。如圖所示,一質量〃?=50kg的同學彎曲兩腿向
下蹲,然后用力蹬地起跳。該同學離開地面跳起的過程中,他的重心沿豎宣方向上升的最大高度人=0.45m,
取重力加速度大小g=IOm/s2,不計空氣阻力。
□
⑴求該同學跳起瞬間的動量大小P;
(2)該同學起跳蹬地過程中所用時間/=0.2s,求起跳蹬地過程中地面對該同學的沖量大小/=
16.(9分)如圖甲所示,在汽車安全氣囊的性能測試中,質量〃?=20kg的頭錘(視為質點)從距氣囊表面高
度"=3.2m處由靜止下落,與正下方的氣囊發(fā)生碰撞,以頭錘到達氣囊表面為計時起點,氣囊對頭錘豎直
方向的作用力〃隨時間,變化的規(guī)律如圖乙所示。碰撞結束后頭錘上升的最大高度〃=0.2m,取重力加速度
大小g=10m/s2,不計空氣阻力。求:
⑴頭錘到達氣囊表面時的速度大小匕;
(2)碰撞過程中F的沖量大小/:
⑶氣囊對頭錘豎直方向的作用力的最大值
17.(9分)如圖所示,光滑軌道必cd固定在豎直平面內,"水平,力cd為半圓,圓弧軌道的半徑R=().32m,
在。處與必相切。在直軌道"上放著質量分別為%=2kg、啊=lkg的物塊A、B(均可視為質點),用
輕質細繩將A、B連接在一起,且A、B間夾著一根被壓縮的輕質彈簧(未被拴接)。軌道左側緊靠。點的
光滑水平地面上停著一質量為M=2kg的小車。小車上表面與水立面外等高,車上有一根輕彈簧Q。彈簧Q
的左端固定在小車上,彈簧原長時右端在小車上。點正上方,小車上表面e點右側與右端點/之間是粗糙的,
e點左側是光滑的,物塊A與e、/兩點之間小車上表囿間的動摩擦因數〃=0.2。現將細繩剪斷,與彈簧分開
之后A向左滑上小車,B向右滑動且恰好能沖到圓弧軌道的最高點處。重力加速度g取lows?。求:
⑴物塊B運動到最低點〃時對軌道的壓力;
⑵細繩剪斷之前彈簧的彈性勢能;
⑶要保證物塊A既能擠壓彈簧Q乂最終沒有滑離小車,則小車上八e兩點之間的距離L的取值范圍。
18.(11分汝口圖所示,桌面、地面和固定在地面上的弧形軌道MN均光滑,桌面與弧形軌道最低點N之間
的高度差力=1m,物塊C靜止于木板D左端,木板的上表面與弧形軌道最低點N等高,物塊C與木板D上
表面間的動摩擦因數4=0.5,木板右端與墻壁之間的距離,=5.0m。現用力將小球A、B向里壓至彈簧長度
0.4m,小球B到桌子右邊緣的距離L=0.2m,然后同時由靜止釋放兩小球,小球與彈簧均不拴接,小
球B運動到桌面右邊緣時恰與彈簧分離,以v?=4.0m/s的速度水平飛出,從M點處恰好沿切線飛入弧形軌
道,在最低點N與物塊C發(fā)牛彈性正碰,碰撞時間極短,經一段時間后木板D和右側墻壁發(fā)牛彈性碰撞,
碰撞時間極短。已知物塊C始終未和墻壁碰撞,且未脫離木板,A球質量〃?A=1.0kg,B球質量〃s=0.5kg,
物塊C質量me=0.5kg,木板D質量〃”)=0.1kg,^=10m/s2,球與物塊均可視為質點,求:
⑴彈簧原長上;
⑵小球B與物塊C發(fā)生碰撞后,物塊C的速度大小vc;
⑶木板D在地面上滑動的總路程s及木板D的最短長度心。
板塊七動量(解析版)
(考試時間:100分鐘試卷滿分:90分)
注意事項:
1.答卷前,考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題k上。
2.回答選擇題時,選出每小潁答案后,用鉛筆杷答題卡對應題目的答案標號涂黑。如需改動,用橡皮
擦干凈后,再選涂其他答案標號。回答非選擇題時,將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3.考試結束后,將本試卷和答題卡一并交回。
第I卷(選擇題,共48分)
一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分。在每個小題給出的四個選項中,第1?8小題,只有一
個選項符合題意;第9?12小題,有多個選項符合題意,全部選對的得4分,選對而不全的得2分,錯選
或不選的得0分)
1.如圖所示,靜止在光滑水平面上的小車,站在車上的人將右邊筐中的籃球一個一個地投入左邊的筐中,
所有籃球仍在車上,不計空氣阻力。在投球過程中下列說法正確的是()
A.小車向左運動
B.人和小車組成的系統所受的合外力為零
C.人和小車組成的系統動量守恒
D.投完籃球后,籃球靜止,小車亦靜止
【答案】D
【詳解】ABC.在投球過程中,人和車(含籃球)系統所受的合外力不為零,則人和小車組成的系統動
量不守恒,但水平方向不受外力,系統水平方向動量守恒,籃球有水平向左的動量,則人和車系統獲得
水平向右的動量,所以小車向右運動,故ABC錯誤:
D.由題知投完球后所有球仍在車上,人、車和球速度相同,根據系統水平方向動量守恒知小車的速度
為零,故D正確。
故選Do
2?'歹新考卻如圖所示,兩個小學生在滑冰場上滑冰,小學生甲的質量為30kg,小學生乙的質量為20kg,
某時刻兩人以互相垂直的速度相撞并抱在了一起,相撞前瞬間甲、乙的速度大小分別是lm/s和2m/s,甲、
乙抱在一起瞬間的共同速度大小等于()
A.0.5m/sB.lm/sC.1.5m/sD.2m/s
【答案】B
【詳解】碰前甲乙總動量大小A=產甲丫+(而乙丫乙)2=50kg?hVs
碰后甲乙總動量大小p2=(呵什"憶》
根據碰撞過程動量守恒,則有Pl=〃2
聯立解得甲、乙抱在一起瞬間的共同速度大小y=lm/s
故選Bo
3?%麗聞如圖所示,擊鼓顛球乂叫動感顛球,游戲規(guī)則是保持鼓面水平,裁判將一個排球從鼓面中心
上方豎直拋下,隊員們齊心協力將球顛起,顛球次數最多者勝;H。設整個運動過程中排球所受空氣阻力的
大小不變,下列說法正確的是()
一春擎61康值國節(jié)一
擊鼓顛球比賽
A.排球在空中做勻變速直線運動
B.排球從顛出到落回的時間內,重力的沖量為零
C.排球與鼓面接觸的過程中,鼓面對排球的沖量為零
D.排球上升階段受到的合力沖量大于下降階段受到合力的沖量
【答案】D
【詳解】A.排球上升時合力為重力加空氣阻力,下降時合力為重力減空氣阻力,故上升時合力比下降
時合力大,上升時加速度4大于下降時加速度%,做變加速直線運動,故A錯誤;
B.根據心=機/,可知排球從顛出到落回的時間內,電力的沖量不為零,故B錯誤;
C.排球與鼓面接觸的過程中,鼓面對排球的彈力一直向上,根據/N=N-4,可知鼓面對排球的沖量不
為零,故C錯誤:
D.設上升階段排球的初速度為%,末速度為0,則動量的變化量大小Mi=|0-〃")|二m%
下降階段初速度為0,末速度為環(huán),則動量的變化量大小△生=,曾環(huán)
由于空氣阻力?直做負功,排球的機械能?直減小,所以%<%:則排球上升階段動量的變化量大于下
降階段動量的變化量,由動量定理可知,排球上升階段合力的沖量大于下降階段合力的沖量,故D正確。
故選D。
4.高空拋物是一種不文明的行為,不僅影響市容市貌,也被稱為“懸在城市上空的痛〃。如圖所示上饒市為
高空墜物的公益廣告,形象地描述了高空墜物對人傷害的嚴重性。我校一同學用下面的實例來檢驗廣告的
科學性:設一個質量為50g的雞蛋從25樓頂自由落下,相鄰樓層的高度差為3.2m,雞蛋與地面撞擊時間約
2
為0.002S,不計空氣阻力,^=l0m/so則()
-一個雞蛋的威力
O
mD
舊D從4樓撤卜會止人硝起腫包
O從8樓抽卜.可以*破人的頭皮
從18樓加下可以磅裝行人頭忡
從25樓拋下可以使人當場死亡
A.從下落到即將落地,雞蛋的動量變化約為2000kg,m/s
B.該雞蛋對地面平均沖擊力為1050N
C.雞蛋在空中運動過程中,任意相等時間內動量變化相等
D.雞蛋在空中運動過程中,任意相等時間內動能變化相等
【答案】C
【詳解】A.題意可知雞蛋下落高度分=25x3.2m=80m
由自由落體運動規(guī)律,可知雞蛋即將落地速度大小u=V^=40m/s
規(guī)定向下為正方向,則雞蛋的動員變化約為少=-o=2kg?m/s
故A錯誤;
B.由動量定理有(〃?g+/"=0-,皿
其中,=0.002s
代入解得,地面對雞蛋的平均支持力力少二-1000.5N
根據牛頓第三定律可知該雞蚤對地面平均沖擊力為1000.5N,故B錯誤;
C.根據A/?=/〃勵=〃陪a
可知雞蛋在空中運動過程中,任意相等時間內動量變化相等,故C正確;
D.雞蛋在空中運動過程中,任意相等時間內下落的高度不相等,由動能定理可知八七=機的
可知雞蛋在空中運動過程中,任意相等時間內動能變化不相等,故D錯誤。
故選C。
5.七邂境j物理學中有一種碰撞被稱為“超彈性連續(xù)碰撞”,通過能量的轉移可以使最上面的小球彈起的高
度比釋放時的高度更大,A、B、C三個彈性極好的小球,相鄰小球間有極小間隙,三球球心連線豎直,從
離地一定高度處由靜止同時釋放(其中C球下部離地H),所有碰撞均為彈性碰撞,且碰后B、C恰好靜止,
則下列說法不正確的是()
A.C球落地前瞬間,A球的速度為向萬
B.從上至下三球的質量之比為1:2:6
C.A球彈起的最大高度為254
D.A球彈起的最大高度為9”
【答案】C
【詳解】A.因為A、B、C球由靜止同時釋放,所以C球落地瞬間三個小球的速度相等,由自由落體運
動公式d=2gH
解得匕=%=%=廊7,故A正確,不滿足題意要求;
B.由題意可知,C球碰地,反向碰B,B再反向碰A,因都是彈性碰撞,設向上為正方向,由動量守恒
定律和機械能守恒定律,可知c碰B有收匕-〃%%
B碰A有利B4-SA=/MAV;,2A或
由以上兒式可得mA:〃%:,%=上2:6,故B正確,不滿足顧竟要求:
CD.由B項分析解得以=3向7
根據豎直上拋運動規(guī)律,A球彈起的最大高度%數=里=9”,故C錯誤,不滿足題意要求:D正確,滿
2g
足題意要求。
故選Co
6.如圖,足夠長的小車質量機=2kg,木塊質量M=3kg,小車與木塊之間動摩擦因數〃=0.4,地面光滑。
現在把木塊放在小車左端,一起以%=2m/s的速度向右運動,小車與墻發(fā)生彈性碰撞后會以原速率反彈。
則()
回%
。—"1。—I
A.小車第?次撞墻后向左運動的最大距離為0.5m
B.小車第二次撞墻前瞬間的速度為0.2m/s
C.當小車最終停止時,木塊相對小車滑動的總路程為0.8m
D.小車第二次撞墻后到第三次撞墻前,摩擦生熱為0.384J
【答案】D
【詳解】A.設第一次撞墻后小車向左運動的最大距離為X*由于小車質量〃?小于木塊質量M,第一次
撞墻后系統總動量方向水平向右,再由系統動量守恒可知,小車速度為零(向左運動的距離最大)時,
滑塊還在向右滑行。對小車,根據動能定理得
解得匕=;m,故A錯誤;
B.小車第一次向左勻減速到零后,再向右做加速度不變的加速運動,假設小車在第二次撞墻前還未和
木塊相對靜止,由小車的運動的對稱性可知,其第二次撞墻時的速度的大小還是2m/s,而木塊的速度應
大于2m/s,方向均向右,而實際木塊做減速運動,其速度要小于2m/s,故假設不成立,所以小車在第
二次撞墻前已經和木塊共速,設共速的速度為盯,此速度即為小車第二次撞墻前瞬間的速度。以向右為
正方向,根據動量守恒定律得(m+M)v/
解得v/=0.4m/s,故B錯誤;
D.同理可知,小車第三次撞墻前也已經和木塊共速,設此共速的速度為電,對小車第二次撞墻后到第
三次撞墻前的過程,以向右為正方向,根據動量守恒定律得M功-〃w產(/n+M)V2
設此過程摩擦生熱為。,由能量守恒定律得士河4十白叫?=;("+小)成十。
解得Q=0.384J,故D正確;
C.當小車最終停止時,兩者都停止運動,設木塊相對小車滑動的總路程為s,根據能量守恒定律與功能
關系可得;(歷+/〃)片=〃Mgs
解得s=?m,故C錯誤。
6
故選D。
7.昭通伍寨常年風力較大,為風力發(fā)電創(chuàng)造了有利條件。如圖所示,風力推動三個葉片轉動,葉片帶動轉
子(磁極)轉動,在定子(線圈)中產生電流,實現風能向電能的轉化。已知葉片長為「,風速為%空氣
密度為P,流到葉片旋轉形成的圓面的空氣中約有G速度減速為0,有1原速率穿過,如果不考慮其他能量
JJ
損耗,下列說法正確的是()
A.1臺風力發(fā)電機的發(fā)電功率約為:"乃產/
B.一臺風力發(fā)電機的發(fā)電功率約為:0?金/
C.空氣對風力發(fā)電機一個葉片的平均作用力大小約為七。
D.空氣對風力發(fā)電機一個葉片的平均作用力大小約為:夕房產一
【答案】A
【詳解】AB.根據能量守恒定律有七』佶加p
時間,內流向葉片的空氣的質量為〃?=pnr2vt
F
一臺風力發(fā)電機的發(fā)電功率約為
聯立解得夕=(2萬//,故A正確,B錯誤。
CD.根據動量定理可得空氣對葉片的平均作用力乃=:機u
代入數據可得尸=的立
5
空氣對風力發(fā)電機一個葉片的平均作用力約為小=±=2。仃2,,故CD錯誤。
故選Ao
8?新世聞如圖所示,將乒乓球放在裝有水的水杯中,隨水杯由靜止下落并與地面發(fā)生碰撞后,乒乓球
將會被彈射到很高的地方。原因是在水杯撞擊地面的極短時間內,杯中水對乒乓球產生極大佗等效浮力,
使乒乓球被加速射出。已知等效浮力給兵乓球的沖量大小為/,兵乓球質量為,小下落高度為?明當地重力
加速度為g,且"吆遠遠小于等效浮力,忽略空氣阻力,下列說法正確的是()
A.水杯落地時,乒乓球的速率為2炳
B.脫離水面時,乒乓球的速率為‘-歷7
m
C.從開始下落到上升至最高點的過程中,乒乓球的動量變化大小為/
D.從開始卜落到上升至最高點的過程中,乒乓球重力的沖量大小為2/
【答案】B
【詳解】A.根據題意可知,乒乓球隨水杯一起做臼由落體運初,水杯落地時,乒乓球的速率為^=廊7,
故A錯誤;
B.根據題意,取向上為正方向,從水杯落地到乒乓球脫離水面由動量定理有,=加/-(-〃八,)
解得y'=,-v=,-屈7,故B正確;
mm
CD.從開始下落到上升至最高點的過程中,根據動量定理/-,G=A〃=O
可知乒乓球的動量變化大小為0,乒乓球重力的沖量大小為心=/,故CD錯誤。
故選Bo
9.如圖所示,質量為4kg的木板靜止在光滑的水平地面上,質量為0.99kg,可視為質點的木塊靜止在木板
左端。質量為0.01kg的子彈以500m/s的速度水平向右擊中木塊并留在木塊中(子彈擊中木塊的時間極短),
木塊最終未滑離木板。下列說法正確的是()
展%
A.木板做勻速直線運動的速度大小為lm/s
B.木板做勻速直線運動的速度大小為5m/s
C.木塊與木板間因摩擦產生的熱量為1247.5J
D.木塊與木板間因摩擦產生的熱量為10J
【答案】AD
【詳解】AB.子彈擊中木塊的過程,由于時間極短,子彈和木塊組成的系統動量守恒。子彈的質量為
惆=0.01kg,速度為%=500m/s,木塊的質量為町=0.99kg,共同速度為匕
根據動量守恒定律二("%+平)v,
可解得匕=5m/s
之后木塊(含子彈)在木板上滑動,木板的質量為M=4kg,最終木塊和木板達到共同速度L整個過
程(子彈、木塊、木板組成的系統)動量守恒。
根據動量守恒定律+町)W=(/+町+M)v
代入數據可解得u=lm/s
即木板做勻速直線運動的速度大小為lm/s,故A正確,B錯誤;
CD.根據能量守恒定律,木塊與木板間因摩擦產生的熱量Q等于子彈和木塊組成的系統損失的動能,即
Q=g(砥)+桃)療一J(%+嗎+M)y
代入數據可得Q=10J,故C錯誤,D正確。
故選ADo
10?觀察發(fā)現青蛙豎直向上起跳,跳起的最大高度為白。一長木板靜止放置在光滑水平地面上,
木板質量為“,一質量為〃,的青蛙靜止蹲在長木板的左端。青蛙向右上方第一次跳起,恰好落至長木板右
端立刻相對木板靜止,青蛙繼續(xù)向右上方第二次跳起,落到地面。青蛙第三次從地面向右上方起跳并落
地。三次向右上方跳躍過程都恰能使青蛙相對地面水平位移最大,木板的厚度不計。已知每次起跳青蛙做
功相同,起跳與著陸過程時間極短,青蛙可看作質點,忽略空與阻力,重力加速度為g。下列說法正確的
是()
...............
A.每次青蛙起跳做的功為/〃財
B.青蛙第三次向右上方跳躍的水平距離為〃
C.若長木板的長度為L,青蛙第二次向右上方起跳的水平位移大小為
M+m
D.長木板的長度心與〃的關系滿足L=2珠無力
【答案】ACD
【詳解】A.對青蛙豎直起跳過程列動能定理W-〃以=0
解得每次青蛙起跳做的功卬=見加,故A正確;
B.對第三次青蛙起跳過程,設青蛙起跳初速度大小為%,方向與水平方向夾角為8,運動時間為匕則
豎直方向%sin?=g;
水平方向X3=%,COS0
聯立解得為=生電”
g
則當6=45。時產且,對青蛙起跳有而
g2
解得青蛙第三次向右上方跳起的水平距離x=2h,故B錯誤:
C.青蛙第一、二次向右上方起跳前均在木板上,且均相對地面水平位移最大,故兩次相對地面位移相同。
對青蛙第?次在木板向右上方起跳過程,水平方向動量守恒有〃叫=加/
由幾何關系為+%2=L
聯立解得西=2—L,故CE確;
M+m
D.對青蛙第一次向右上方起跳,設青蛙起跳的豎直初速度為水平初速度為匕,木板后退速度為乙
則對青蛙,豎直方向。=且7
水平方向玉=匕/
對青蛙和木板系統機吸=Mv
2
青蛙相對地面位移百二一匕。
g
對青蛙第?次起跳W=J〃?3;+瑁
聯立解得G薩出+討)=2gh
M
乂由于x:=
M+m
可知當(隼?V[=V=g力時,青蛙跳的最遠,
故D正確。
故選ACDo
11.如圖,質量均為/〃的木塊A、B并排放在光滑水平面,,A_L固定一豎直輕桿,輕桿,端的。點系一長
為【的細線,細線另一端系一質量為外的球C。現將C球拉起使細線水平伸直,并由靜止釋放C球。下列
說法正確的是()
A.C球擺到最低點過程,A、B、C組成的系統的總動量守恒
B.C球擺到最低點過程,木塊A對B的彈力先增大后減小
c.C球再次擺到右側某一最高位置時,與木塊A有共同水立向左的速度
D.(:球第一次擺到最低點過程中,木塊A、B向右移動的距離為,
2m+
【答案】BCD
【詳解】A.C球下.擺過程中,豎直方向受重力和細線拉力的分力,存在豎直方向的合外力,導致C球堅
直方向加速,豎直方向動量不守恒。因此,A、B、C組成的系統總動量不守恒,故A錯誤;
B.初始時,C球速度為零,A、B加速度為零,彈力為零;C球下擺時,C球水平分速度增大,由A、B、
C組成的系統水平方向動量守恒可知,A、B有向右的速度,即下擺過程中A、B有向右的加速度,則A
與B之間有彈力存在;當C球擺到最低點時,水平方向合力為零,A、B加速度為零,則A與B之間彈
力再次為零;故木塊A對B的彈力先增大后減小,故B正確;
C.小球(:第一次到達最低點時木塊A、B分離,此后B以一定的速度向右做勻速直線運動;對整個系統,
水平方向根據動量守恒定律可知,小球C到達左側最高點時A和C的動量大小與B的動量大小相等、方
向相反,速度不為零,所以會出現C球再次擺到右側某一最而位置時,與木塊A有共同水平向左的速度,
故C正確;
D.對于C球從靜止到第一次投到最低點過程中,設向右為正方向,該過程中A球與B球的平均速度為以,
C球的平均速度為正,對于A、B、C組成的系統初始水平動量為零且守恒,可知0=(〃7+"。丁+"%巨
同乘以時間,可變形為0=(〃?+m)%,+/%
又由%"+%=/
聯立可得力=彳〃",故D正確。
故選BCDo
12.新考法J如圖所示,質量均為M=2kg的四分之?光滑圓弧槽A、B靠在?起(沒粘連)靜置在光滑的
水平地面上,圓弧槽左側靠著豎直的墻面,可看成質點的質量為加=lkg的小球從離地面高度為H=2.8m的
地方由靜止釋放后,從尸點進入圓弧槽,最后從Q點離開圓弧槽上升到某一高度處。已知圓孤槽的最低點
0到地面的高度為“=lm,半徑為R=1.15m,輪子高度不計,空氣阻力不計,重力加速度為g,則下列說法
A.小球從。點運動到Q點的過程中,小球和圓弧槽A、B組成的系統機械能守恒,水平方向動量不守
恒
B.小球從。點離開時的速度大小為JBm/s
C.小球離開。點后能繼續(xù)上升的最大高度為0.05m
D.小球返回到圓弧槽B的最低點時的速度大小為Am/s
【答案】AC
【詳解】A.小球從尸點到。點的過程中,左側墻壁對圓弧槽A有向右的作用力,水平方向動量不守恒,
從尸點到Q點的過程中,小球和圓弧槽A、B組成的系統機械能守恒,故A正確:
BC.小球到達0點的過程中,圓弧槽靜止不動,小球的機械能守恒,得=
解得%=6m/s
小球從。點到。點的過程中,小球和圓弧槽B組成的系統,水平方向動量守恒,機械能守恒,到達。
點時小球和圓弧槽B的水平方向速度口相等,豎直速度呼離開圓弧槽B,上升的最大高度為,則有
加%=(M+〃?)匕,;=mgR+;Mi—+ginv',y=R+W,y^=2gL
聯立解得vr=2m/s,vv=Im/s.L=0.05m
小球從Q點離開時的速度大小4=+H=V^m/s,故B錯誤,C正確;
D.設返回到圓弧槽B的最低點時小球的速度為力,圓弧槽B的速度為£2,小球和圓弧槽B組成的系統
水平方向動量守恒,機械能守一亙,得利%=〃?叫+用匕,:m說=
代入數據聯立解得V,=""一'?%=-2m/s
m+M
方向水平向左,故D錯誤。
故選ACo
第n卷(非選擇題,共52分)
二、填空題(本題共2小題,共14分)
13.(6分)小華利用斜槽滾球“驗證動量守恒定律”,裝置如圖甲所示。
記錄紙
/
單位:(cm)米尺
乙
⑴小華分別測量出入射小球A、被碰小球B的質量分別為〃小小8,為了防止碰撞后球A反彈,應保證的,
mB(選填或"<")。
(2)下列實驗操作步驟,正確順序是o
①在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復寫紙,記下鉛垂線所指的位置0
②安裝好斜槽
③用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離。點的距離,即線段0M、。尸、ON的長度為內、
X2、X3
④不放球B,讓球A從G點由靜止?jié)L下,并落在地面上,重復多次實驗
⑤將球B放在斜槽前端邊緣位置,讓球A從G點由靜止?jié)L下,使A、B碰撞,重復多次實驗
⑶圖乙中小球落地點的平均位置為cm。
⑷若兩個小球在軌道末端碰撞過程動昂?守恒,則需聆訐的關系式為(用題中給出的物理量表
示)。
⑸實驗中造成誤差的可能原因有O
A.斜槽軌道不光滑
B.斜槽軌道末端不水平
C.斜槽軌道末端到地面的高度未測量
D.測得的。W、OP、ON的長度值不準確
【答案】⑴〉
⑵②①④⑤③
(3)8.60
(4)〃?AX2=+niBX3
(5)BD
【詳解】(1)為了防止碰撞后A球反彈,應保證A球的質量〃乂大于B球質量〃必
(2)根據“驗證動量守恒定律”實驗的操作步驟,應安裝好斜槽,使槽的末端切線水平,然后在地上鋪一
張白紙,白紙上鋪放復寫紙,記下鉛垂線所指的位置O;不放球B,讓球A從G點由靜止?jié)L下,并落在
地面上,重復多次實驗;然后將球B放在斜槽前端邊緣位置,讓球A從G點由靜止?jié)L下,使A、B碰撞,
重復多次實驗;用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置“、P、N離O點的距離,即線段OM、OP、
ON的長度工、也、xj,故順序為②①④⑤③,
(3)用盡量小的圓將各個落點圈起來,圓心即為平均落地點,則由圖乙讀出碰撞前A球的水平射程。尸
為8.60cm。
(4)由于兩球從同?高度開始下落,且下落到同?水平面上,故兩球下落的時間相同,根據動量守恒定
律可得在水平方向有〃〃叼=〃?”/+
根據平拋運動小球落地時間相等,則有mAVot=m,A
即IHAX2=fIIAXI+muxs
(5)A.軌道不光滑對實驗無影響,只要到達底端時的速度用同即可,故A錯誤;
B.軌道末端不水平,則小球不能做平拋運動,則對實驗會造成誤差,故B正確;
C.兩球從同一高度開始做平拋運動,則下落的時間相等,即軌道末端到地面的高度未測量對實驗不會造
成誤差,故C錯誤;
D.用刻度尺測量線段OM、OP、ON的長度值可造成偶然誤差,故D正確。
故選BDc
14.(8分)某同學用如圖1所示的裝置探究碰撞中的不變量,實垃開始前在水平放置的氣墊導軌左端裝一個
彈射裝置.,滑塊碰到彈射裝置時將被鎖定,打開控制開關,滑塊可被彈射裝置向右彈出。滑塊甲和滑塊乙
上裝有相同寬度的擋光片,在滑塊甲的右端和滑塊乙的左端裝上了彈性碰架(圖中未畫出),可保證在滑
塊碰撞過程中能量損失極小。開始時,滑塊甲被彈射裝置鎖定,滑塊乙靜置于兩個光電門之間。
234
彈射裝置弋端甲部門1擋弋片)譬ihi向山|疝|"川![||
「III;II-IiJ01020
'-------------------
圖1圖2
⑴該同學用游標卡尺測量擋光片的寬度d如圖2所示,則d=cm:
⑵為使碰撞后兩個滑塊能夠先后通過光電門2,則選用下列哪組滑塊能使實驗效果好:
A.w.t,=50g,mc=50gB.w.,,=100g,-50gC.切中=50g,-100g
⑶某次實驗時,該同學記錄下滑塊甲(質量為小甲)通過光電門1的時間為八,滑塊乙(質量為〃?乙)通過
光電門2的時間為與,滑塊甲通過光電門2的時間為,3,根據實驗器材等測量條件確定誤差范圍。
①只要等式成立,則可說明碰撞過程中動量守恒;②只要等式成立,則可說明這次碰撞為彈
性碰撞。
(注:以上2個等式必須用,/、m乙、八、4、乙等字母表示)
【答案】(1)2.145
(2)B
111
也=也+吆
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