题目列表(包括答案和解析)
(2008年 广东卷.物理.14)(2)光纤通信中,光导纤维传递光信号的物理原理是利用光的 现象。要发生这种现象,必须满足的条件是:光从光密介质射向 ,且入射角等于或大于 。
(2008年上海卷.物理.)用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图2(a)是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐),图2(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是
A.当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°
B.当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
C.当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30° 图2
D.干涉条纹保持原来状态不变
(07年海南卷)模块3-4试题
一列简谐横波,沿x轴正向传播。位于原点的质点的振动图象如图1所示。①该振动的振幅是 ______cm;②振动的周期是_______s ;③在t等于周期时,位于原点的质点离开平衡位置的位移是________ cm。图2为该波在某一时刻的波形图,A点位于x=0.5m处。④该波的传播速度为_______m/s;⑤经过周期后,A点离开平衡位置的位移是_______cm。
(07年海南卷)现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。
(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):
① 小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间
② 用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度____________。
③ 用米尺A1相对于A2的高h。设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=________。
④ 改变_________________,重复上述测量。
⑤ 以h为横坐标,为纵坐标,根据实验数据作用作图。如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。
(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
① 调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度ho。
② 进行(1)中的各项测量。
③ 计算与作图时用(h-ho)代替h。
对此方案有以下几种评论意见:
A. 方案正确可行
B. 方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。
C. 方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关。
其中合理的意见是________。
2008年 (广东卷 物理)19.(16分)如图16(a)所示,在光滑绝缘水平面的AB区域内存在水平向左的电场,电场强度E随时间的变化如图16(b)所示。不带电的绝缘小球P2静止在O点。t=0时,带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域。随后与P2发生正碰后反弹,反弹速度是碰前的倍。P1的质量为m1,带电量为q,P2的质量为m2=5m1,A、O间距为L0,O、B间距为.已知,.
(1)求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间。
(2)讨论两球能否在OB区间内再次发生碰撞。
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: =
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 的速度分别为和,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 ④ 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 ⑨
由 ( ⑩得⑾
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 +mv22①
由系统的水平方向动量守恒定律:mv1 = mv2②
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 = mv2③
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 = mv12⑤
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=mBvB 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 ①
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 ⑥
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=
相碰后的速度为:v2=
解得:m3=
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=
即在5.0s到15s的时间内物块A动量变化的大小为:
【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=
【答案】 (1)V1=
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mAV02+mBV02=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=mv02-2mv2=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】
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