0  119919  119927  119933  119937  119943  119945  119949  119955  119957  119963  119969  119973  119975  119979  119985  119987  119993  119997  119999  120003  120005  120009  120011  120013  120014  120015  120017  120018  120019  120021  120023  120027  120029  120033  120035  120039  120045  120047  120053  120057  120059  120063  120069  120075  120077  120083  120087  120089  120095  120099  120105  120113  447090 

6. 2013年斯诺克上海沃德大师赛于9月16日至22日在上海体育馆举行.如图为丁俊晖正在准备击球,设丁俊晖在这一杆中,白色球(主球)和花色球碰撞前后都在同一直线上运动,碰前白色球的动量为pA=5 kg·m/s,花色球静止,白球A与花色球B发生碰撞后,花色球B的动量变为pB=4 kg·m/s,则两球质量mAmB间的关系可能是(    )

A. mBmA                         B. mBmA

C. mBmA                         D. mB=6mA

解析:由动量守恒得,pApBpApB,解得,pA=1 kg·m/s.

由碰撞中动能不增原则得,≥+,解得,mBmA,B、C两项错误;若mB=6mA,虽满足动能不增原则,但此时>,即vA>vB,不合情理,D项错误.

答案:A

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5. 如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧,BC部分是粗糙的水平面.现把质量为m的小物体从A点由静止释放,mBC部分间的动摩擦因数为μ,最终小物体与小车相对静止于BC之间的D点,则BD间的距离x随各量变化的情况是   (    )

A. 其他量不变,R越大x越大

B. 其他量不变,μ越大x越大

C. 其他量不变,m越大x越大

D. 其他量不变,M越大x越大

解析:  两个物体组成的系统水平方向的动量是守恒的,所以当两物体相对静止时,系统水平方向的总动量为零,则两物体最终会停止运动,由能量守恒有μmgxmgR,解得x=,故选项A是正确的.

答案:A

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4. (多选)如图,光滑水平面上,质量为m1的小球以速度v与质量为m2的静止小球正碰,碰后两小球的速度大小都为v,方向相反.则两小球质量之比m1m2和碰撞前后动能变化量之比ΔEk1∶ΔEk2为( )

A. m1m2=1∶3                    B. m1m2=1∶1

C. ΔEk1∶ΔEk2=1∶3                 D. ΔEk1∶ΔEk2=1∶1

解析:根据动量守恒定律:m1v=-m1·vm2·v可得m1m2=1∶3,A选项正确,B选项错误;碰后动能变化量分别为ΔEk1m1v2和ΔEk2m2v2m1v2,即ΔEk1∶ΔEk2=1∶1,C选项错误,D选项正确.

答案:AD

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3. (多选)如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球发生正碰,小球的质量分别为m1m2,图乙为它们碰撞前后的xt图象.已知m1=0.1 kg.由此可以判断   (    )

A. 碰前m2静止,m1向右运动

B. 碰后m2m1都向右运动

C. 由动量守恒可以算出m2=0.3 kg

D. 碰撞过程中系统损失了0.4 J的机械能

解析:由图乙可以看出,碰前m1位移随时间均匀增加,m2位移不变,可知m2静止,m1向右运动,故A是正确的;碰后一个位移增大,一个位移减小,说明运动方向不一致,即B错误;由图乙可以计算出碰前m1的速度v1=4 m/s,碰后的速度v1=-2 m/s,m2碰前的速度v2=0,碰后的速度v2=2 m/s,由动量守恒m1v1m2v2m1v1m2v2,计算得m2=0.3 kg,故C是正确的;碰撞过程中系统损失的机械能ΔEm1v/2-m1v′/2-m2v′/2=0,因此D是错误的.

答案:AC

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2. [2014·福州八中质检]如图所示,木块B与水平弹簧相连,放在光滑水平面上,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块B内,入射时间极短,而后木块将弹簧压缩到最短.关于子弹和木块组成的系统,下列说法中正确的是( )

①子弹射入木块的过程中系统动量守恒

②子弹射入木块的过程中系统机械能守恒

③木块压缩弹簧过程中,系统总动量守恒

④木块压缩弹簧过程中,子弹、木块和弹簧组成的系统机械能守恒

A. ①③              B. ②③

C. ①④                          D. ②④

解析:在子弹射入木块的过程中,因为入射时间极短,可认为系统静止,所以不受弹力作用,系统合力为零,动量守恒,说法①正确;在子弹射入木块的过程中,子弹相对于木块发生位移,内力做功,子弹将一部分机械能转化为系统的内能,即系统的机械能不守恒,说法②错误;木块压缩弹簧过程中,系统受到水平向右的弹力作用,合外力不为零,系统的总动量不守恒,所以说法③错误;木块压缩弹簧过程中,由子弹、木块和弹簧组成的系统,只有系统内的弹力做功,所以系统的机械能守恒,说法④正确.本题答案为C.

答案:C

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1.水平推力F1F2分别作用于水平面上等质量的ab两物体上,作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下,两物体的vt图象分别如右图中OABOCD所示,图中ABCD,则( )

A.F1的冲量大于F2的冲量

B.F1的冲量等于F2的冲量

C.两物体受到的摩擦力大小相等

D.两物体受到的摩擦力大小不等

解析:设F1F2的作用时间分别为t1t2,则由图知t1<t2,当只有摩擦力Ff作用时,由ABCD知图线斜率相同,则加速度相同,由牛顿第二定律知,摩擦力Ff相同,故C选项正确,D选项错误;对a,由动量定理得:F1t1Fft1mvA;对b同理可得:F2t2Fft2mvC.

由图象知:vAvCt1<t2mvAmvC,所以F1t1Fft1F2t2Fft2,因此,F2t2>F1t1,即A、B选项均错.

答案:C

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16. (16分)   如图甲所示,质量为m的导体棒ab垂直放在相距为l的平行且无限长的金属导轨上,导体棒ab与平行金属导轨的摩擦因数为μ,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.RRx分别表示定值电阻和滑动变阻器连入电路的阻值,不计其他电阻.现由静止释放导体棒,当通过R的电荷量达到q时,导体棒ab刚好达到最大速度.重力加速度为g.

(1)求从释放导体棒到棒达到最大速度时下滑的距离s和最大速度vm

(2)若将左侧的定值电阻和滑动变阻器换为水平放置的电容为C的平行板电容器,如图乙所示,导体棒ab由静止释放到达到(1)中的速度vm需要多少时间(用vm表示最大速度)?

 

解析:(1)对于闭合回路,在全过程中,根据法拉第电磁感应定律得ab中的平均感应电动势

==①

由闭合电路欧姆定律得通过R的平均电流=②

通过R的电荷量q=Δt

联立①②③得:sq

ab加速下滑的过程中,根据牛顿第二定律:

mgsinθμmgcosθFAma

式中安培力FABIl

其中I=⑥

当④中的加速度为0时,ab的速度vvm

联立④⑤⑥⑦得:vm=(RRx)(sinθμcosθ)

(2)设ab下滑的速度大小为v时经历的时间为t,通过ab的电流为i,则:

mgsinθμmgcosθBilma

设在时间间隔Δt内平行板电容器增加的电荷量为ΔQ,则:

i=⑨

此时平行板电容器两端的电压的增量为ΔUBlΔv

根据电容的定义C=⑪

而ΔvaΔt

联立上面各式得ab下滑的加速度

ag

上式表明ab做初速度为0的匀加速运动,所以

t

答案:(1)q (RRx)(sinθμcosθ)

(2)

 

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15. (12分)   如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R=2 Ω的电阻连接.右端通过导线与阻值R1=4 Ω的小灯泡L连接.在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CEl=2 m,有一阻值r=2 Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示.在t=0至t=4 s内,金属棒PQ保持静止,在t=4 s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:

(1)通过小灯泡的电流;

(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.

解析:(1)t=0至t=4 s内,金属棒PQ保持静止,磁场变化导致电路中产生感应电动势

电路中rR并联,再与RL串联,电路的总电阻

RRL+=5 Ω

此时感应电动势

E==dl=0.5×2×0.5 V=0.5 V

通过小灯泡的电流为I==0.1 A

(2)当金属棒在磁场区域中运动时,由金属棒切割磁感线产生电动势,电路为RRL并联,再与r串联,此时电路的总电阻

Rr+=2 Ω+ Ω= Ω

由于灯泡中电流不变,所以灯泡的电流IL=0.1 A,则流过金属棒的电流为

I′=ILIRIL+=0.3 A

电动势E′=IRBdv

解得金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小

v=1 m/s.

答案:(1)0.1 A (2)1 m/s

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14. (12分)一电阻为R的金属圆环,放在匀强磁场中,磁场与圆环所在平面垂直,如图a所示,已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图b所示,图中的最大磁通量Φ0和变化周期T都是已知量,求:

(1)在t=0到tT/4的时间内,通过金属圆环横截面的电荷量q

(2)在t=0到t=2T的时间内,金属圆环所产生的电热Q.

解析:(1)由磁通量随时间的变化图线可知在t=0到tT/4时间内,金属圆环中的感应电动势

E1==①

在以上时段内,金属圆环中的电流为I1=②

则在这段时间内通过金属圆环横截面的电荷量

qI1t1

联立求解得q=④

(2)在tT/4到tT/2和t=3T/4到tT时间内,金属圆环中的感应电动势E2=0⑤

tT/2到t=3T/4时间内,金属圆环中的感应电动势E3==⑥

由欧姆定律可知在以上时段内,金属圆环中的电流为

I3=⑦

t=0到t=2T时间内金属圆环所产生的电热

Q=2(IRt1IRt3)⑧

联立求解得Q=⑨

答案:(1) (2)

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二、计算题

13. (10分)[山东潍坊高三质量抽样]如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R1=3 Ω,下端接有电阻R2=6 Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:

(1)磁感应强度B

(2)杆下落0.2 m过程中通过电阻R2的电荷量q.

解析:(1)由图象知,杆自由下落距离是0.05 m,当地重力加速度g=10 m/s2,则杆进入磁场时的速度

v==1 m/s①

由图象知,杆进入磁场时加速度

a=-g=-10 m/s2

由牛顿第二定律得mgFma

回路中的电动势EBLv

杆中的电流I=⑤

R=⑥

FBIL=⑦

B==2 T⑧

(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势=⑨

杆中的平均电流=⑩

通过杆的电荷量Q=·Δt

通过R2的电量qQ=0.05 C⑫

答案:(1)2 T (2)0.05 C

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同步练习册答案