4.(辽宁省锦州市2009届高三期末试卷.物理.13)如图15所示.质量均为2m的完全相同的长木板A.B并排放置在光滑水平面上静止.一个质量为m的铁块C 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(2011?徐州一模)某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势 (电动势E大约在9V左右,内阻r约为50Ω),已知该电池 允许输出的最大电流为l50mA.该同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图(a)中电压表的内阻约为2KΩ,R为电阻箱.阻值范围0~9999Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用.

(1)实验室备有的定值电阻尺.有以下几种规格:
A.2Ω    B.20Ω    C.200Ω  D.2000Ω,本实验应选
B
B
(填入相应的字母)作为保护电阻.
(2)在图(b)的实物图中,已正确地连接了部分电路,请完成余下电路的连接.
(3)该同学完成电路的连接后,闭合开关s,调节电阻箱的阻值;读取电压表的示数,其中电压表的某一次偏转如图(c)所示,其读数为
6.5V
6.5V

(4)改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图(d)所示的图线,则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为
10
10
V,内阻r为
50
50
Ω.(结果保留两位有效数字) (5)用该电路测电动势与内阻,测量和真实值的关系E
小于
小于
E,r
小于
小于
r(填“大于”、“小于”或“等于”)

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(2011?临沂模拟)如图所示.一理想变压器的原线圈匝数为n1=1000匝,副线圈匝数为,n2=200匝,电阻R=8.8Ω.原线圈接入一电压u=220
2
sin100πt
(v)的交流电源,电压表和电流表对电路的影响可忽略不计,则(  )

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有一种测量压力的电子秤,其原理图如图所示.E是内阻不计、电动势为6V的电源.R0是一个阻值为400Ω的限流电阻.G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器.R是一个压敏电阻,其阻值可随压力大小变化而改变,其关系如下表所示.C是一个用来保护显示器的电容器.秤台的重力忽略不计.
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300
电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180
试分析:
(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式;
(2)若电容器的耐压值为5V,该电子秤的最大称量值为多少牛顿?
(3)通过寻求压力与电流表中电流的关系,说明该测力显示器的刻度是否均匀?

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从2007年4月18日起,全国铁路正式实施第六次大面积提速,时速将达到200公里以上,其中京哈、京沪、京广、胶济等提速干线的部分区段时速可达250公里,我们从济南到青岛乘“和谐号”列车就可以体验时速250公里的追风感觉.火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆周运动,火车速度提高会使外轨受损.为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题,你认为以下措施可行的是(  )

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(1)如图1为电压表示意图,指针位置如图1所示.
①若使用的是0-3V量程,读数为
1.25
1.25
V;
②若使用的是0-15V量程,读数为
6.3
6.3
V.
(2)用伏安法测量一个定值电阻的阻值,备用器材如下:
待测电阻Rx(阻值约200Ω,额定功率0.05W)
电压表V1(量程0-3V,内阻10kΩ)
电压表V2(量程0-10V,内阻100kΩ)
电流表A(量程0-20mA,内阻30Ω)
电源E1(电动势3V,额定电流1A,内阻不计)
电源E2(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)
滑动变阻器(电阻0--10Ω,额定电流2A)
电键及导线若干
为使测量尽量准确,要求进行多次测量,并取平均值,请你在方框(图2)中画出实验电路原理图,其中,电源选用
E1
E1
,电压表选用
V1
V1

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                                   高考真题

1.【解析】设物体的质量为m,t0时刻受盒子碰撞获得速度v,根据动量守恒定律                

3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0,说明碰撞是弹性碰撞            联立以上两式解得  m=M                      

(也可通过图象分析得出v0=v,结合动量守恒,得出正确结果)

【答案】m=M

2.【解析】由动量守恒定律和能量守恒定律得:      

          解得:

      炮弹射出后做平抛,有:

      解得目标A距炮口的水平距离为:

     同理,目标B距炮口的水平距离为:

                     

              解得:

【答案】

3.【解析】(1)P1滑到最低点速度为,由机械能守恒定律有:  

    解得:

P1、P2碰撞,满足动量守恒,机械能守恒定律,设碰后速度分别为

      

解得:    =5m/s

P2向右滑动时,假设P1保持不动,对P2有:(向左)

对P1、M有: 

此时对P1有:,所以假设成立。

(2)P2滑到C点速度为,由   得

P1、P2碰撞到P2滑到C点时,设P1、M速度为v,对动量守恒定律:

     解得:

对P1、P2、M为系统:

代入数值得:

滑板碰后,P1向右滑行距离:

P2向左滑行距离:

所以P1、P2静止后距离:

【答案】(1)(2)

 

4.【解析】(1)P1经t1时间与P2碰撞,则     

P1、P2碰撞,设碰后P2速度为v2,由动量守恒:

解得(水平向左)    (水平向右)

碰撞后小球P1向左运动的最大距离:      又:

解得:

所需时间:

(2)设P1、P2碰撞后又经时间在OB区间内再次发生碰撞,且P1受电场力不变,由运动学公式,以水平向右为正:   则: 

解得:  (故P1受电场力不变)

对P2分析:  

所以假设成立,两球能在OB区间内再次发生碰撞。

5.【解析】从两小球碰撞后到它们再次相遇,小球A和B的速度大小保持不变。根据它们通过的路程,可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为4┱1。

设碰撞后小球A和B 的速度分别为,在碰撞过程中动量守恒,碰撞前后动能相等,有

                     ………… ①

               ………… ②

联立以上两式再由,可解出 m1∶m2=2∶1

【答案】2∶1

6.【解析】⑴碰后B上摆过程机械能守恒,可得

⑵两球发生弹性碰撞过程系统动量守恒,机械能守恒。设与B碰前瞬间A的速度是v0,有2mv0=2mvA+mvB,可得vA= v0/3,vB= 4v0/3,因此,同时也得到

⑶先由A平抛的初速度vA和水平位移L/2,求得下落高度恰好是L。即两球碰撞点到水平面的高度是L。A离开弹簧时的初动能可以认为就等于弹性力对A做的功。A离开弹簧上升的全过程用机械能守恒:,解得W=

【答案】(1)   (2)W=                  

7.【解析】此题是单个质点碰撞的多过程问题,既可以用动能定理与动量定理求解,也可以用力与运动关系与动量求解.设小物块从高为h处由静止开始沿斜面向下运动,到达斜面底端时速度为v。                                  

由动能定理得          ①

以沿斜面向上为动量的正方向。按动量定理,碰撞过程中挡板给小物块的冲量

②                                         

设碰撞后小物块所能达到的最大高度为h’,则 ③                             

同理,有   ⑤                                     

式中,v’为小物块再次到达斜面底端时的速度,I’为再次碰撞过程中挡板给小物块的冲量。由①②③④⑤式得       ⑥式中   ⑦                                         

由此可知,小物块前4次与挡板碰撞所获得的冲量成等比级数,首项为

  ⑧总冲量为

   由  ( ⑩得

      代入数据得     N?s     

【答案】  N?s

8.【解析】此题开始的绳连的系统,后粘合变成了小球单个质点的运动问题(1)对系统,设小球在最低点时速度大小为v1,此时滑块的速度大小为v2,滑块与挡板接触前由系统的机械能守恒定律:mgl = mv12 +mv22

由系统的水平方向动量守恒定律:mv1 = mv2

对滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量为:I = mv2

联立①②③解得I = m 方向向左④

(2)小球释放到第一次到达最低点的过程中,设绳的拉力对小球做功的大小为W,对小球由动能定理:mgl+W = mv12

联立①②⑤解得:W =-mgl,即绳的拉力对小球做负功,大小为mgl 。

【答案】(1)I = m 方向向左;(2)mgl

9.【解析】(1)设B在绳被拉断后瞬间的速度为,到达C点时的速度为,有

   (1)    (2)

代入数据得         (3)

(2)设弹簧恢复到自然长度时B的速度为,取水平向右为正方向,有

    (4)      (5)

代入数据得     其大小为4NS  (6)

(3)设绳断后A的速度为,取水平向右为正方向,有

 (7)   代入数据得

【答案】(1)  (2)4NS     (3)

10.【解析】设摆球A、B的质量分别为,摆长为l,B球的初始高度为h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得

                                                  ①

                                                    ②

设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为P1、P2。有

P1=mBv                                                            ③

联立①②③式得

                                           ④

同理可得

                                     ⑤

联立④⑤式得                                        

代入已知条件得         由此可以推出≤4%                                                      

所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律。

【答案】≤4%  

名校试题

1.【解析】(1)M静止时,设弹簧压缩量为l0,则Mg=kl0     

速度最大时,M、m组成的系统加速度为零,则

(M+m)g-k(l0+l1)=0     ②-

联立①②解得:k=50N/m   ③                                     

[或:因M初位置和速度最大时都是平衡状态,故mg=kl1,解得:k=50N/m]

(2)m下落h过程中,mgh=mv02     ④-

m冲击M过程中, m v0=(M+m)v       ⑤-

所求过程的弹性势能的增加量:ΔE=(M+m)g(l1+l2)+ (M+m)v2

联立④⑤⑥解得:ΔE=0.66J   ⑦

(用弹性势能公式计算的结果为ΔE=0.65J也算正确)

【答案】ΔE=0.66J

2.【解析】①根据图象可知,物体C与物体A相碰前的速度为:v1=6m/s

       相碰后的速度为:v2=2m/s   根据定量守恒定律得:

       解得:m3=2.0kg

       ②规定向左的方向为正方向,在第5.0s和第15s末物块A的速度分别为:

       v2=2m/s,v3=-2m/s 所以物块A的动量变化为:

       即在5.0s到15s的时间内物块A动量变化的大小为:16kg?m/s 方向向右

【答案】(1)m3=2.0kg   (2)16kg?m/s 方向向右

3.【解析】(1)设第一颗子弹进入靶盒A后,子弹与靶盒的共内速度为

  根据碰撞过程系统动量守恒,有:  

  设A离开O点的最大距离为,由动能定理有: 

  解得:  

(2)根据题意,A在的恒力F的作用返回O点时第二颗子弹正好打入,由于A的动量与第二颗子弹动量大小相同,方向相反,故第二颗子弹打入后,A将静止在O点。设第三颗子弹打入A后,它们的共同速度为,由系统动量守恒得: (2分)

  设A从离开O点到又回到O点所经历的时间为t,取碰后A运动的方向为正方向,由动量定理得: 解得:   

(3)从第(2)问的计算可以看出,第1、3、5、……(2n+1)颗子弹打入A后,A运动时间均为 故总时间  

【答案】(1)  (2)   (3)

4.【解析】对A、B、C整体,从C以v0滑上木块到最终B、C达到共同速度V,

其动量守恒既:m v0=2mV1+3mv     1.8=2V1+3×0.4        V1=0.3m/s          

对A、B、C整体,从C以v0滑上木块到C以V2刚离开长木板,

此时A、B具有共同的速度V1。其动量守恒即:m v0=mV2+4mv1      

1.8=V2+4×0.3         V2=0.6m/s  

 【答案】 (1)V1=0.3m/s  (2)  V2=0.6m/s    

5.【解析】(1)B与A碰撞前速度由动能定理   

 得         

      B与A碰撞,由动量守恒定律        

      得               

      碰后到物块A、B运动至速度减为零,弹簧的最大弹性势能

                     

(2)设撤去F后,A、B一起回到O点时的速度为,由机械能守恒得

                             

   返回至O点时,A、B开始分离,B在滑动摩擦力作用下向左作匀减速直线运动,设物块B最终离O点最大距离为x

 由动能定理得:                       

 【答案】(1)  (2)

6.【解析】设小车初速度为V0,A与车相互作用摩擦力为f,      

第一次碰后A与小车相对静止时速为  V1,由动量守恒,

得 mAV0-mBV0=(mA+mB)V1

   由能量守恒,得mAV02mBV02=f?L+(mA+mB)V12…        图14

    多次碰撞后,A停在车右端,系统初动能全部转化为内能,由能量守恒,得

    fL=(mA+mB)V02

    联系以上三式,解得:(mA+mB)2=4(mA-mB)2  ∴mA=3mB

【答案】mA=3mB

 

 

7.【解析】(1)当B离开墙壁时,A的速度为v0,由机械能守恒有

            mv02=E                         解得 v0=    

(2)以后运动中,当弹簧弹性势能最大时,弹簧达到最大程度时,A、B速度相等,设为v,由动量守恒有  2mv=mv0        解得               v=  

(3)根据机械能守恒,最大弹性势能为

             Ep=mv022mv2=E        

【答案】(1)v0=  (2)v=    (3)Ep=E

8.【解析】设子弹的质量为m,木块的质量为M,子弹射出枪口时的速度为v0

第一颗子弹射入木块时,动量守恒 

木块带着子弹做平抛运动   

第二颗子弹射入木块时,动量守恒 

木块带着两颗子弹做平抛运动   

联立以上各式解得   

【答案】

9.【解析】

车与缓冲器短时相撞过程根据动量守恒:           ②         2分

O到D过程               ③      

由①②③求得:                                   

(2)D到O过程                ④       

赛车从O点到停止运动              ⑤        

车整个过程克服摩擦力做功        ⑥      

由④⑤⑥求得:    

【答案】(1)      (2)  

10.【解析】(1)设所有物块都相对木板静止时的速度为 v,因木板与所有物块系统水平方向不受外力,动量守恒,应有:

m v+m?2 v+m?3 v+…+m?n v=(M + nm)v      1

              M = nm,                              2

解得:          v=(n+1)v,                                        6分

    (2)设第1号物块相对木板静止时的速度为v,取木板与物块1为系统一部分,第2 号物块到第n号物块为系统另一部分,则

      木板和物块1    △p =(M + m)v- m v

      2至n号物块    △p=(n-1)m?(v- v

由动量守恒定律: △p=△p

解得            v= v,                    3                 6分

(3)设第k号物块相对木板静止时的速度由v ,则第k号物块速度由k v减为v的过程中,序数在第k号物块后面的所有物块动量都减小m(k v- v),取木板与序号为1至K号以前的各物块为一部分,则 

△p=(M+km)v-(m v+m?2 v+…+mk v)=(n+k)m v-(k+1)m v

序号在第k以后的所有物块动量减少的总量为

     △p=(n-k)m(k v- v

由动量守恒得   △p=△p, 即

(n+k)m v-(k+1)m v= (n-k)m(k v- v),

解得        v=     

【答案】

11.【解析】(1)设地球质量为M0,在地球表面,有一质量为m的物体,

    设空间站质量为m′绕地球作匀速圆周运动时,

    联立解得,

  (2)因为探测器对喷射气体做功的功率恒为P,而单位时间内喷气质量为m,故在t时

    间内,据动能定理可求得喷出气体的速度为:

    另一方面探测器喷气过程中系统动量守恒,则:

&n


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