内容正文:
新中高级中学2024学年第一学期高二阶段检测物理试题
2024.10(试卷满分100分,考试时间60分钟)
考生注意:
1.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、考号等信息。作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
2.标注“简答”的题需要给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
一、单项选择题(共24分)
1. 下列实例中属于利用静电的是( )
A. 通过复印机把文件、资料等快速复印下来
B. 机械设备要良好地接地
C. 建筑物上安装避雷针
D. 保持印染车间的空气有一定的湿度
【答案】A
【解析】
【详解】A.静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上,属于静电的利用,故A正确;
B.机械设备要良好地接地,可以将设备使用过程中产生的感应电荷导入大地,属于防范静电造成危害,故B错误;
C.建筑物上安装避雷针,是为了防止静电对建筑物造成伤害,属于防范静电造成伤害,故C错误;
D.印染车间中,纸张间摩擦产生大量静电,保持印染车间的空气有一定的湿度,能及时导走静电,属于防范静电造成危害,故D错误。
故选A。
2. 心脏除颤器是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏完全停止跳动,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动的仪器。在一次心脏除颤器的模拟治疗中,该心脏除颤器的电容器电容为20 μF,充电后电容器的电压为5 kV,如果电容器在4.0 ms时间内完成放电,下列说法正确的是( )
A. 放电之前,电容器存储的电荷量为1 × 105 C
B. 放电过程中通过人体的电流平均值为25 A
C. 放电之后,电容器的电容为零
D. 放电之后,电容器的电压仍为5 kV
【答案】B
【解析】
【详解】A.放电之前,电容器存储的电荷量为
故A错误;
B.放电过程中通过人体的电流平均值为
故B正确;
C.放电之后,电容器的电容为不变,仍为20 μF,故C错误;
D.放电之后,电容器的电容不变,但电荷量为零,电压为零,故D错误。
故选B。
3. 下图中表示电容器充电过程中电流、电压变化的图像为( )
A. (a)(c) B. (a)(d) C. (b)(c) D. (b)(d)
【答案】C
【解析】
【详解】电容器充电过程中两极板的带电荷量不断增大,根据
可知,U不断增大,根据闭合电路欧姆定律可得
所以充电电流不断减小。
故选C。
4. 如图所示的电路中,闭合开关,那么通过电阻的电流之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,R1与R2并联后与R3串联,则
R1与R2并联,根据并联电路电流与电阻关系可得
联立可得
故选D。
5. 如图所示,电源电压保持不变,甲、乙都是电压表,闭合开关,两表示数;断开开关,甲、乙均换成电流表,此时两表示数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】闭合S时,两电压表读数为R1和R2上电压,两电阻串联,电流相等,由可知
断开S,两表换成电流表,则R1和R2是并联关系,电流表甲表示的是R2的电流,电流表乙表示R1的电流,由知
故选B。
6. 如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电,b带负电,a所带的电荷量比b所带的电荷量大。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的其中一条来表示,它应是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
【答案】A
【解析】
【详解】根据“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”的规律可得金属小球c受到a和b的静电力方向,但由于a的带电荷量大于b的带电荷量,故Fac与Fbc的合力只能为F1,如图所示
故选A。
二、闪电
闪电是由云层所累积的电荷引起的,通常是云层底部带负电,顶部带正电,云层下的地面带正电。当电场强度增大到足以击穿空气时,云层与云层之间或云层与地面之间发生的短时放电现象就是闪电。
7. 某次闪电的i − t图像如图所示。云层底部与地面之间的距离h = 9 km,击穿空气所需的电场强度3 × 106 V/m,假设云层底部与地面间的电场可看作匀强电场,且每次闪电击向地面输送的电荷量相同,则( )
A. 两次闪电释放的总电荷量为50 C
B. 闪电时,云层底部和地面之间的平均电流为100 kA
C. 一次闪电释放的能量为W = 1.35 × 1011 J
D. 地球上每年闪电3.2 × 107次,全年闪电放出的总能量约为11 × 1012 kW·h
8. 地面比云层底面的电势___________(选填“低”或“高”)___________V。
9. 云层底面与地面构成的电容器的电容为___________F(保留三位有效数字),发生闪电后,云层底面与地面间的电容___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】7. C 8. ①. 高 ②. 2.7 × 1010
9. ①. 1.85 × 10−10 ②. 不变
【解析】
【7题详解】
A.根据电流的定义式可知,图像与时间轴围成图形的面积表示电荷量,故一次闪电释放的总电荷量为
故A错误;
B.闪电时,云层底部和地面之间的平均电流为
故B错误;
C.一次闪电释放的能量为
故C正确;
D.全年闪电放出的总能量为
故D错误。
故选C。
【8题详解】
[1][2]根据题意可知,云层底部带负电,云层下的地面带正电,地面比云层底面的电势高,且
即地面比云层底面的电势高2.7 × 1010 V。
【9题详解】
[1]云层底面与地面构成的电容器的电容为
[2]电容器的电容有本身决定,与电容器是否储存电荷量无关,则发生闪电后,云层底面与地面间的电容不变。
三、电场中的带电粒子与颗粒
在现代科学实验和技术设备中,常常利用电场来控制带电粒子的运动。利用电场使带电粒子加速就是其中一种情况。一般情况下电子、质子、离子等不用考虑重力,带电颗粒,如尘埃、液滴、小球等,一般要考虑重力。
10. 某电场的电场线分布如图所示,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则( )
A. 粒子可能带负电
B. 粒子一定是从a点运动到b点
C. 粒子在c点的速度可能大于在a点的速度
D. 粒子在c点的加速度一定大于在a点的加速度
11. 如图,有三个质量相等的带电颗粒,分别带正电、带负电和不带电,从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度先后射入电场中,最后落在正极板上的A、B、C三处,则( )
A. 落在C处的带电颗粒运动时间最短
B. 落到A处的带电颗粒带正电,落到C处的带电颗粒带负电
C. 三种带电颗粒到达正极板时的速率相同
D. 三种带电颗粒到达正极板时落在A的带电颗粒机械能增大,落在C处的带电颗粒机械能减小,落在B处的带电颗粒机械能不变
12. 如图,以О为圆心,半径为R的圆形区域内有竖直向下的匀强电场。质量为m、电量为q的带正电粒子在纸面内自圆周上M点先后以不同的速率沿水平方向进入电场。其中速率为v0的粒子,可从直径MN上的N点穿出。直径MN与水平方向的夹角α=53°,粒子重力不计。
(1)求电场强度的大小;
(2)以某一速率射入的粒子在电场中运动时间最长,求此粒子动能的增加量。
【答案】10. D 11. D
12. (1);(2)
【解析】
【10题详解】
A.做曲线运动的物体,合力指向轨迹的内侧,由此可知,带电粒子受到静电力的方向为沿着电场线向左,所以粒子带正电,故A错误;
B.根据题意无法确定粒子的运动方向,粒子可能是从a点运动到b点,也可能是从b点运动到a点,故B错误;
C.沿电场方向电势降低,所以a点电势低于c点电势,所以粒子在a点的电势能小于c点电势能,则粒子在a点的动能大于c点的动能,a点的速度大于c点速度,故C错误;
D.由电场线的分布特点可知,a点电场线较c点疏,则a点电场强度较小,粒子所受电场力较小,加速度较小,故D正确。
故选D。
【11题详解】
A.根据题意,三种颗粒在水平方向做匀速直线运动,则
三种颗粒水平速度相同,则水平位移较大的颗粒运动时间较长,所以
故A错误;
B.颗粒在竖直方向都做初速度为零的匀加速直线运动,运动到下极板时,在竖直方向的位移相同,根据
可知
由此可知
所以,落到A处的带电颗粒带负电,落到C处的带电颗粒带正电,落到B处的颗粒不带电,故B错误;
CD.三种颗粒下落过程中有重力、电场力做功,初动能相等,根据动能定理可知,落到A处的粒子电场力做正功,落到B处的粒子电场力不做功,落到C处的粒子电场力做负功,则
所以三种颗粒达到正极板时的速率不相同,且三种带电颗粒到达正极板时落在A的带电颗粒机械能增大,落在C处的带电颗粒机械能减小,落在B处的带电颗粒机械能不变,故C错误,D正确。
故选D。
【12题详解】
(1)设从N点穿出电场的粒子在电场中运动时间为t,粒子做类平抛运动,则
联立解得
(2)从P点离开电场的粒子在电场中运动时间最长,如图所示
设初速度大小为v1,从M到P点过程中,由动能定理可得
所以
四、电流的微观机制
宏观规律是由微观机制所决定的。从微观角度看,如果导体两端加了电压,导体中有了恒定的电场,自由电子的运动过程可做如下简化:自由电子在恒定电场的电场力驱动下开始定向移动,然后与导体内不动的金属正离子碰撞,碰撞后电子定向速度变为0,然后再加速、再碰撞……,在宏观上可看成自由电子以平均速率定向运动,从而形成了恒定电流。
13. 关于金属导体中电流的形成的主要原因,下列说法正确的是( )
A. 是因为“存在电场时导体中电子有了漂移速度” B. 是因为“导体中自由电子的热运动”
C. 是因为“带正电的原子核的移动” D. 以上都对
14. 如图甲为测量半导体电阻率的示意图,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当P、Q加上电压后,其U-I图像如图乙所示,当U=10V时,该电阻阻值为___________Ω,该半导体电阻率为___________Ω·m。
【答案】13. A 14. ①. 2000 ②. 40
【解析】
【13题详解】
金属导体中电流的形成的主要原因是在电场力的作用下,电子发生定向移动,即“存在电场时导体中电子有了漂移速度”。
故选A。
【14题详解】
[1]当U=10V时,该电阻阻值为
[2]根据电阻定律
所以
五、动量概念的历史
16世纪末,许多哲学家认为,宇宙间运动的总量是不会减少的,只要能够找到一个合适的物理量来量度运动,就会看到运动的总量是守恒的。1644年,笛卡尔提出“运动不灭原理”:运动永远不会不留痕迹地消失,也不能从虚无中产生。并把物体的质量和速度的乘积(mv)作为物体的“运动量”的量度。之后,惠更斯明确指出了动量的方向性和守恒性。牛顿支持该观点,他写道:“运动之量,以速度及物质之量联合度之”。
15. 在任何相等时间内,物体动量的变化量总是相等的运动不可能是( )
A. 匀速直线运动 B. 自由落体运动 C. 平抛运动 D. 匀速圆周运动
16. 如图所示,木块沿放在光滑水平面上的斜面体下滑,在下滑过程中,下列说法正确的是( )
A. 斜面体对木块支持力的冲量与木块对斜面体压力的冲量相同
B. 无论斜面体是否粗糙,木块与斜面体组成的系统机械能都守恒
C. 无论斜面体是否粗糙,木块与斜面体组成的系统动量都守恒
D. 斜面体受到的合力的冲量方向水平向右
17. 在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时,左侧滑块质量m1=160g,右侧滑块质量m2=100g,挡光片宽度为d=3.00cm,两滑块之间有一压缩的弹簧片,并用细线连结两滑块让它们保持静止,如图所示。烧断细线后,两滑块分别向左、右方向运动。挡光片通过光电门的时间分别为=0.33s,=0.21s。则烧断细线前两滑块的总动量p=___________kg·m/s,烧断细线后两滑块的总动量p'=___________kg·m/s。(取向右为正方向,结果保留3位有效数字)
18. Tracker软件是一种广泛使用的视频分析软件。某学生利用Tracker软件对一维对心正碰(碰撞内力远大于外力)的实验视频进行分析,视频中m1=18g的小球碰撞原来静止的m2的小球,由视频分析可得它们在碰撞前后的x-t图像如图所示。
(1)由图可计算出,入射小球碰撞前的动量=___________g·cm/s被碰小球碰撞后的动量=___________g·cm/s;
(2)碰撞的恢复系数的定义为,其中和分别是碰撞前两物体的速度,和分别是碰撞后两物体的速度,该视频中碰撞的恢复系数e=___________。弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的恢复系数e<1,完全非弹性碰撞的恢复系数e=0。该碰撞属于___________(选填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”)。
【答案】15. D 16. D
17. ①. 0 ②. -0.000260
18. ①. 1800 ②. 900 ③. 0.25 ④. 非弹性碰撞
【解析】
【15题详解】
A.做匀速直线运动的物体,其速度保持不变,在任何相等时间内,物体动量的变化量总是相等的。故A正确,与题意不符;
BC.物体做自由落体运动、平抛运动所受的合外力恒定不变。由动量定理
可知,它们在任何相等时间内的动量变化量总相等。故BC正确,与题意不符;
D.物体做匀速圆周运动合外力是变力,在任何相等时间内,物体动量的变化量不可能总是相等。故D错误,与题意相符。
本题选错误的,故选D。
【16题详解】
A.斜面对木块支持力与木块对斜面压力是一对相互作用力大小相等、方向相反,所以斜面对木块支持力的冲量与木块对斜面压力的冲量大小相等、方向相反,不相同。故A错误;
B.如果斜面光滑,木块与斜面组成的系统机械能守恒。如果斜面粗糙,系统的机械能一部分转化为内能,木块与斜面组成的系统机械能不守恒。故B错误;
C.对木块与斜面组成的系统,受力分析,无论斜面体是否粗糙,水平方向合外力为零,木块与斜面体组成的系统水平方向动量守恒。故C错误;
D.斜面速度方向向右,根据动量定理可知,斜面受到的合外力的冲量方向水平向右。故D正确。
故选D。
【17题详解】
[1]烧断前两滑块均处于静止状态,所以烧断前系统的总动量为零。
[2]取向右为正方向,先求出两滑块的速度
,
则烧断后系统的总动量
【18题详解】
(1)[1]由图可计算出,入射小球碰撞前的速度为
则动量
[2]入射小球碰撞后的速度为
则其动量为
碰撞前后系统动量守恒,有
可得被碰小球碰撞后的动量
(2)[3][4]被碰小球碰撞后的速度为
则
该碰撞属于非弹性碰撞。
六、杂技之乡
吴桥作为我国杂技艺术的发祥地之一,以其悠久的杂技历史和精湛的杂技表演在国内外杂技界被称作杂技艺术的摇篮。“上至九十九,下至刚会走,吴桥耍杂技,人人有一手”,这句民谣生动反映了吴桥杂技文化的广泛性和深厚的群众基础。1954年吴桥被周恩来总理命名为杂技之乡。
19. 如图,甲、乙两杂技演员各站在静止小车的左右两端,车与地面之间无摩擦,当他俩同时相向行走时,发现小车向右运动。下列说法错误的是( )
A. 甲、乙和车组成的系统动量守恒 B. 甲、乙动量矢量和的方向向左
C. 甲的动量必定小于乙的动量 D. 甲对小车的冲量必定大于乙对小车的冲量
20. 杂技演员做高空表演时,为了安全,常在下面挂起一张很大的网,当演员失误从高处掉下落在网上时,与落在相同高度的地面上相比较,下列说法错误的是( )
A. 演员落在网上时的动量相同
B. 演员从落在网上到最低点的过程中动量变化较小
C. 演员从开始下落到落在网上最低点的过程中重力的冲量较大
D. 演员从落在网上到最低点的过程中受到网的平均作用力较小
21. 舞中幡(插旗的大竹竿〉是我国传统杂技节目。演员用手顶住中幡,将中幡从胸口处竖直向上抛起,2s后在自己的胸口处开始接幡,并下蹲缓冲,经0.5s将幡稳稳接在手中。已知一根中幡质量约为20kg,重力加速度g取10m/s2,忽略幡运动过程中所受的空气阻力,演员接幡过程中,幡对手的平均作用力为( )
A. 1000N B. 600N C. 400N D. 200N
22. 在一些杂技表演中可以看到,杂技演员平躺在水平地面上。其腹部上平放着一块大石板,有人用铁锤猛击大石板,石板裂开而人没有受伤。现用下述模型分析探究。若大石板质量为M=60kg,铁锤质量为m=5kg。铁锤以速度=8m/s落下,打在石板上反弹,当反弹速度为=1m/s。铁锤与石板的作用时间约为t1=0.01s。由于缓冲,石板与杂技演员腹部的作用时间较长,约为t2=0.5s,取重力加速度g=10m/s2。
(1)求石板对铁锤的平均作用力大小F1;
(2)求石板对杂技演员的平均作用力大小F2。
【答案】19. D 20. B
21. B 22. (1)4550N;(2)690N
【解析】
【19题详解】
A.甲、乙两人及小车组成的系统不受外力,系统动量守恒,故A正确,不符合题意;
BC.根据动量守恒定律可得
小车向右运动,则说明甲乙两人的总动量向左,则乙的动量大于甲的动量,故BC正确,不符合题意;
D.因小车的动量向右,说明小车受到的人的冲量向右,而乙对小车的冲量向右,甲对小车的冲量向左,故乙对小车的冲量大于甲对小车的冲量,故D错误,符合题意。
故选D。
【20题详解】
A.演员下落中接触地面的瞬间速度不变,故落在网上时的动量和落在地面上的动量是相同的,故A正确,不符合题意;
B.演员的初动量相等,而演员落在网上时的动量和落在地上的动量相等,最终人的动量变成0,动量的变化是相等的,故B错误,符合题意;
C.演员落在网上时由于网的缓冲,使减速时间延长,故重力的冲量较大,故C正确,不符合题意;
D.因动量的变化量相同,而减速时间延长,由动量定理可得,演员落在网上受到的网的作用力较小,故D正确,不符合题意。
故选B。
【21题详解】
幡从胸口处竖直向上抛出,2s后在自己的胸口处接幡,根据竖直上抛的对称性可知,幡下落到胸口的时间为
速度为
根据动量定理可得
解得
故选B。
【22题详解】
(1)根据动量可得
解得
(2)铁锤击打石板过程中,动量守恒,则
对石板,根据动量定理可得
联立解得
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新中高级中学2024学年第一学期高二阶段检测物理试题
2024.10(试卷满分100分,考试时间60分钟)
考生注意:
1.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、考号等信息。作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
2.标注“简答”的题需要给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
一、单项选择题(共24分)
1. 下列实例中属于利用静电的是( )
A. 通过复印机把文件、资料等快速复印下来
B. 机械设备要良好地接地
C. 建筑物上安装避雷针
D. 保持印染车间的空气有一定的湿度
2. 心脏除颤器是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电,让一部分电荷通过心脏,使心脏完全停止跳动,再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动的仪器。在一次心脏除颤器的模拟治疗中,该心脏除颤器的电容器电容为20 μF,充电后电容器的电压为5 kV,如果电容器在4.0 ms时间内完成放电,下列说法正确的是( )
A. 放电之前,电容器存储的电荷量为1 × 105 C
B. 放电过程中通过人体的电流平均值为25 A
C. 放电之后,电容器的电容为零
D. 放电之后,电容器的电压仍为5 kV
3. 下图中表示电容器充电过程中电流、电压变化的图像为( )
A. (a)(c) B. (a)(d) C. (b)(c) D. (b)(d)
4. 如图所示的电路中,闭合开关,那么通过电阻的电流之比为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,电源电压保持不变,甲、乙都是电压表,闭合开关,两表示数;断开开关,甲、乙均换成电流表,此时两表示数为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电,b带负电,a所带的电荷量比b所带的电荷量大。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的其中一条来表示,它应是( )
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
二、闪电
闪电是由云层所累积的电荷引起的,通常是云层底部带负电,顶部带正电,云层下的地面带正电。当电场强度增大到足以击穿空气时,云层与云层之间或云层与地面之间发生的短时放电现象就是闪电。
7. 某次闪电的i − t图像如图所示。云层底部与地面之间的距离h = 9 km,击穿空气所需的电场强度3 × 106 V/m,假设云层底部与地面间的电场可看作匀强电场,且每次闪电击向地面输送的电荷量相同,则( )
A. 两次闪电释放的总电荷量为50 C
B. 闪电时,云层底部和地面之间的平均电流为100 kA
C. 一次闪电释放的能量为W = 1.35 × 1011 J
D. 地球上每年闪电3.2 × 107次,全年闪电放出的总能量约为11 × 1012 kW·h
8. 地面比云层底面的电势___________(选填“低”或“高”)___________V。
9. 云层底面与地面构成的电容器的电容为___________F(保留三位有效数字),发生闪电后,云层底面与地面间的电容___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
三、电场中的带电粒子与颗粒
在现代科学实验和技术设备中,常常利用电场来控制带电粒子的运动。利用电场使带电粒子加速就是其中一种情况。一般情况下电子、质子、离子等不用考虑重力,带电颗粒,如尘埃、液滴、小球等,一般要考虑重力。
10. 某电场的电场线分布如图所示,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则( )
A. 粒子可能带负电
B. 粒子一定是从a点运动到b点
C. 粒子在c点的速度可能大于在a点的速度
D. 粒子在c点的加速度一定大于在a点的加速度
11. 如图,有三个质量相等的带电颗粒,分别带正电、带负电和不带电,从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度先后射入电场中,最后落在正极板上的A、B、C三处,则( )
A. 落在C处的带电颗粒运动时间最短
B. 落到A处的带电颗粒带正电,落到C处的带电颗粒带负电
C. 三种带电颗粒到达正极板时的速率相同
D. 三种带电颗粒到达正极板时落在A的带电颗粒机械能增大,落在C处的带电颗粒机械能减小,落在B处的带电颗粒机械能不变
12. 如图,以О为圆心,半径为R的圆形区域内有竖直向下的匀强电场。质量为m、电量为q的带正电粒子在纸面内自圆周上M点先后以不同的速率沿水平方向进入电场。其中速率为v0的粒子,可从直径MN上的N点穿出。直径MN与水平方向的夹角α=53°,粒子重力不计。
(1)求电场强度的大小;
(2)以某一速率射入的粒子在电场中运动时间最长,求此粒子动能的增加量。
四、电流的微观机制
宏观规律是由微观机制所决定的。从微观角度看,如果导体两端加了电压,导体中有了恒定的电场,自由电子的运动过程可做如下简化:自由电子在恒定电场的电场力驱动下开始定向移动,然后与导体内不动的金属正离子碰撞,碰撞后电子定向速度变为0,然后再加速、再碰撞……,在宏观上可看成自由电子以平均速率定向运动,从而形成了恒定电流。
13. 关于金属导体中电流的形成的主要原因,下列说法正确的是( )
A. 是因为“存在电场时导体中电子有了漂移速度” B. 是因为“导体中自由电子的热运动”
C. 是因为“带正电的原子核的移动” D. 以上都对
14. 如图甲为测量半导体电阻率的示意图,P、Q为电极,设a=1m,b=0.2m,c=0.1m,当P、Q加上电压后,其U-I图像如图乙所示,当U=10V时,该电阻阻值为___________Ω,该半导体电阻率为___________Ω·m。
五、动量概念的历史
16世纪末,许多哲学家认为,宇宙间运动的总量是不会减少的,只要能够找到一个合适的物理量来量度运动,就会看到运动的总量是守恒的。1644年,笛卡尔提出“运动不灭原理”:运动永远不会不留痕迹地消失,也不能从虚无中产生。并把物体的质量和速度的乘积(mv)作为物体的“运动量”的量度。之后,惠更斯明确指出了动量的方向性和守恒性。牛顿支持该观点,他写道:“运动之量,以速度及物质之量联合度之”。
15. 在任何相等时间内,物体动量的变化量总是相等的运动不可能是( )
A. 匀速直线运动 B. 自由落体运动 C. 平抛运动 D. 匀速圆周运动
16. 如图所示,木块沿放在光滑水平面上的斜面体下滑,在下滑过程中,下列说法正确的是( )
A. 斜面体对木块支持力的冲量与木块对斜面体压力的冲量相同
B. 无论斜面体是否粗糙,木块与斜面体组成的系统机械能都守恒
C. 无论斜面体是否粗糙,木块与斜面体组成的系统动量都守恒
D. 斜面体受到的合力的冲量方向水平向右
17. 在用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”实验时,左侧滑块质量m1=160g,右侧滑块质量m2=100g,挡光片宽度为d=3.00cm,两滑块之间有一压缩的弹簧片,并用细线连结两滑块让它们保持静止,如图所示。烧断细线后,两滑块分别向左、右方向运动。挡光片通过光电门的时间分别为=0.33s,=0.21s。则烧断细线前两滑块的总动量p=___________kg·m/s,烧断细线后两滑块的总动量p'=___________kg·m/s。(取向右为正方向,结果保留3位有效数字)
18. Tracker软件是一种广泛使用的视频分析软件。某学生利用Tracker软件对一维对心正碰(碰撞内力远大于外力)的实验视频进行分析,视频中m1=18g的小球碰撞原来静止的m2的小球,由视频分析可得它们在碰撞前后的x-t图像如图所示。
(1)由图可计算出,入射小球碰撞前的动量=___________g·cm/s被碰小球碰撞后的动量=___________g·cm/s;
(2)碰撞的恢复系数的定义为,其中和分别是碰撞前两物体的速度,和分别是碰撞后两物体的速度,该视频中碰撞的恢复系数e=___________。弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的恢复系数e<1,完全非弹性碰撞的恢复系数e=0。该碰撞属于___________(选填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”)。
六、杂技之乡
吴桥作为我国杂技艺术的发祥地之一,以其悠久的杂技历史和精湛的杂技表演在国内外杂技界被称作杂技艺术的摇篮。“上至九十九,下至刚会走,吴桥耍杂技,人人有一手”,这句民谣生动反映了吴桥杂技文化的广泛性和深厚的群众基础。1954年吴桥被周恩来总理命名为杂技之乡。
19. 如图,甲、乙两杂技演员各站在静止小车的左右两端,车与地面之间无摩擦,当他俩同时相向行走时,发现小车向右运动。下列说法错误的是( )
A. 甲、乙和车组成的系统动量守恒 B. 甲、乙动量矢量和的方向向左
C. 甲的动量必定小于乙的动量 D. 甲对小车的冲量必定大于乙对小车的冲量
20. 杂技演员做高空表演时,为了安全,常在下面挂起一张很大的网,当演员失误从高处掉下落在网上时,与落在相同高度的地面上相比较,下列说法错误的是( )
A. 演员落在网上时的动量相同
B. 演员从落在网上到最低点的过程中动量变化较小
C. 演员从开始下落到落在网上最低点的过程中重力的冲量较大
D. 演员从落在网上到最低点的过程中受到网的平均作用力较小
21. 舞中幡(插旗的大竹竿〉是我国传统杂技节目。演员用手顶住中幡,将中幡从胸口处竖直向上抛起,2s后在自己的胸口处开始接幡,并下蹲缓冲,经0.5s将幡稳稳接在手中。已知一根中幡质量约为20kg,重力加速度g取10m/s2,忽略幡运动过程中所受的空气阻力,演员接幡过程中,幡对手的平均作用力为( )
A. 1000N B. 600N C. 400N D. 200N
22. 在一些杂技表演中可以看到,杂技演员平躺在水平地面上。其腹部上平放着一块大石板,有人用铁锤猛击大石板,石板裂开而人没有受伤。现用下述模型分析探究。若大石板质量为M=60kg,铁锤质量为m=5kg。铁锤以速度=8m/s落下,打在石板上反弹,当反弹速度为=1m/s。铁锤与石板的作用时间约为t1=0.01s。由于缓冲,石板与杂技演员腹部的作用时间较长,约为t2=0.5s,取重力加速度g=10m/s2。
(1)求石板对铁锤的平均作用力大小F1;
(2)求石板对杂技演员的平均作用力大小F2。
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