卷7 动量守恒定律-【三新金卷·先享题】2026年新高考物理真题分类优化卷(分项A)

!!!"!"# 6!+4,&8# 结合题图乙有 #&!86! +4, 8 可知D&!8&!:; !! 截距L&!+4,8 &!$* !($ 联立以上各式可得 8&!:;%4&!:;%+&%"$ #1$由图乙可知%当6&39时%轨道的加速度为&*!($%小物块的加速 度为 #$&+,&$*!( $ 当小物块运动到E点时%经过(%时间%则轨道有 $!&#!(% 小物块有$$&#$(% 在这个过程中系统机械能守恒有 ! $8$ $ !/ ! $4$ $ $& ! $8$ $ "/ ! $4$ $ )/$4,- 水平方向动量守恒%以水平向左的正方向%则有 8$!/4$$&8$"/4$) 联立解得 (%&!"+( 根据运动学公式有 *&!$#!( $ %! ! $#$( $ % 代入数据解得 *&)"+* 答案+#!$&)*,( #$$#0$4&!:;%+&%"$!#1$*&)"+* !+"解析+#!$%"(! 时间内根据动能定理可知合外力做的功为 G&!$4$ $ !! ! $4$ $ % #$$由图#8$可知(!时刻#的加速度为%%此时滑块#所受合外力为%%设 此时#与1之间的距离为A%%根据平衡条件有 DO $ A$% /O5&C 其中C&$O5 联立可得A%& DO槡5 #"$在($ 时刻%#的速度达到最大%此时#所受合力为%%设此时#和1的 距离为A!%则有 6弹/C&O5/DO $ A$! 且有6弹&"O5%C&$O5 联立解得A!& ! $ DO槡5 (!!($ 时间内%匀强电场对#和1做的总功 G 总&O5#A%!A!$&O DO槡 5$ #)$过.后%#'1的加速度相同%则#'1速度的变化相同&设弹簧的初始 长度为<%(#在.位置时%此时刻#'1的距离为A%%#速度最大时%#1距 离为A!%细杆与1碰撞时%#'1距离为A$& #以$!过.时%到1与杆碰撞时%#增加的速度为$!%则1同样增加速度 为$!%设1与杆相碰时%1向左运动%&设1与弹簧相碰到1与杆相碰时% 1向左运动%2&对#根据动能定理有 O#21A$!21A%$/#O5!$O5$#A%!%!A$$! ! $D #<%!A$$#<%!A$!%2$ &!$4 #$$!$$!!$4$ $ ! 对1有 O#2)A$!2)A%$/#O5!$O5$%! ! $D #<%!A$$%2&!$4 #$$!!$!$$ 当#以$$!过.时%设1与杆碰撞时%#速度为$2%则1速度为#$2!$$!$% 设1与杆相碰时%1向左运动%!&设1与弹簧相碰到1与杆相碰时%1向 左运动%!2& 对#根据动能定理有 O#21A$!21A%$/#O5!$O5$#A%!%!!A$$! ! $D #<%!A$$#<%!A$!%!2$ &!$4$2 $!!$4 #$$!$$ 对1 O#2)A$!2)A%$/#O5!$O5$%!! ! $D #<%!A$$%!2& ! $4 #$2!$$!$$ 联立解得 $2& 槡# $!. " ! 答案+#!$!$4$ $ !! ! $4$ $ %!#$$ DO槡5 #"$O DO槡 5$ !#)$ 槡# $!. " ! 卷,!动量守恒定律 !"1!助滑阶段%运动员深蹲是为了减小与空气之间的摩擦力%#错误(起跳阶 段%运动员猛蹬滑道主要是通过增大滑道对人的作用力%根据动量定理可 知%在相同时间内%为了增加向上的速度%1正确(飞行阶段%运动员所采取 的姿态是为了减小水平方向的阻力%从而减小水平方向的加速度%'错误( 着陆阶段%运动员两腿屈膝下蹲可以延长落地时间%根据动量定理可知%可 以减少身体受到的平均冲击力%2错误&故选1& $"2!由题知假人的头部只受到安全气囊的作用%则6 (图像的面积即合外 力的冲量%再根据动量定理可知6 (图像的面积也是动量的变化量%且图 线一直在(轴的上方%由于头部有初动量%由图可知%动量变化越来越大%则 动量的大小一直减小到假人头静止%动量变化最大%#'1错误(根据动量与 动能的关系有5:&: $ $4 %而6 (图像的面积是动量的变化量%则动能的变化 量与曲线与横轴围成的面积不成正比%'错误(由题知假人的头部只受到安 全气囊的作用%则根据牛顿定律可知#*6%即假人头部的加速度先增大后 减小%2正确&故选2& ""2!铝框进入和离开磁场过程%磁通量变化%都会产生感应电流%受向左安培 力而减速%完全在磁场中运动时磁通量不变做匀速运动(可知离开磁场过程 的平均速度小于进入磁场过程的平均速度%所以离开磁场过程的时间大于 进入磁场过程的时间%#错误(由楞次定律可知%铝框进入磁场过程磁通量 增加%感应电流为逆时针方向(离开磁场过程磁通量减小%感应电流为顺时 针方向%'错误(铝框进入和离开磁场过程安培力对铝框的冲量为3安&!1 3#!(%又O&3!(&5-!(& !3 -!(!(& !3 - & 1#$ - %得3安&!1 $#" - %2正确(铝框 进入和离开磁场过程%铝框均做减速运动%可知铝框进入磁场过程的速度一 直大于铝框离开磁场过程的速度%根据6安&13#&11#$-#& 1$#$$ - %可知铝 框进入磁场过程受到的安培力一直大于铝框离开磁场过程受到的安培力% 故铝框进入磁场过程克服安培力做的功大于铝框离开磁场过程克服安培力 做的功%即铝框进入磁场过程产生的热量大于铝框离开磁场过程产生的热 量%1错误&故选2& )"'!根据牛顿第二定律有6/C&4# 可得减速运动加速度大小#&6/C4 故#错误( 根据运动学公式有(&$#& 4$ 6/C 故力6的冲量为3&6(&64$6/C 方向与运动方向相反(故1错误( 根据运动学公式$$&$#% 可得%&$ $ $#& 4$$ $#6/C$ 故'正确( 匀速行驶时牵引力等于空气阻力%则功率为E&C$ 故2错误& 故选'& +"1!根据反冲现象的原理可知%火箭向后喷射燃气的同时%燃气会给火箭施 加反作用力%即推力%故#错误( 根据万有引力定律可知卫星的向心加速度大小为 #&64& B8 #-/=$$ # 3")*!($ 故1正确( 卫星运行的周期为 0&$# #-/=$"槡B8 #!"&F 故'错误( 发射升空初始阶段%火箭加速度方向向上%装在火箭上部的卫星处于超重状 态%故2错误& 故选1& &"2!该过程中系统动能和电势能相互转化%能量守恒%对整个系统分析可知 系统受到的合外力为%%故动量守恒(当三个小球运动到同一条直线上时% 根据对称性可知细线中的拉力相等%此时球"受到!和$的电场力大小相 等%方向相反%故可知此时球"受到的合力为%%球"从静止状态开始运动% !!$"!"# 瞬间受到的合力不为%%故该过程中小球"受到的合力在改变%故 #'1 错误( 对系统根据动量守恒4$!/4$$&4$" 根据球!和$运动的对称性可知$!&$$% 解得$"&$$! 根据能量守恒! $4$ $ !/!$4$ $ $/!$4$ $ "&DO $ $? 解得$"& $DO $ "槡4? 故'错误%2正确& 故选2& ,"2!根据动能定理可知 G!&!$4 #$$$$!!$4$ $&"$4$ $ G$&!$4 #+$$$!!$4 #$$$$&$!$4$ $ 可得G$&,G! 由于速度是矢量%具有方向%当初'末速度方向相同时%动量变化量最小%方 向相反时%动量变化量最大%因此冲量的大小范围是 4$$3!$"4$ "4$$3$$,4$ 比较可得3$%3! 一定成立& 故选2& 3"'2!根据动量定理3&%-4$%&!4$% 故合力冲量大小为4$%%故#错误( 小球上滑的时间为(& $% ,(45# 重力的冲量大小为3B&4,(& 4$% (45# 故1错误( 小球所受洛伦兹力为 1O$&1O#$%!#($&!1O#(/1O$%%#&,(45# 随时间线性变化%故洛伦兹力冲量大小为 3洛&O' $% $'1(&O' $% $'1' $% ,(45#& O1$$% $,(45# 故'正确( 若$%& $4,>A(# O1 % 时刻小球所受洛伦兹力为 1O$%&$4,>A(# 小球在垂直细杆方向所受合力为零%可得 1O$&4,>A(#/69 即69&1O$!4,>A(#&1O#$%!#($!4,>A(#&4,>A(#!1O(,(45# 则小球在整个减速过程的69 (图像如图 图线与横轴围成的面积表示冲量可得弹力的冲量为零%故2正确& 故选'2& /"12!根据图像可得6!&)-(%6$&"(%故两力的合力为6&).$(#9$ 物块在7轴方向受到的力不变为4,(45"%6% 轴方向的力在改变%合力在 改变%故物块做的不是匀变速曲线运动%故#错误( 在7轴方向的加速度为 #7& 4,(45"%6 4 &,(45"%6&+* !($ 故(&!(时%物块的7坐标值为 7&!$#7( $&$"+* 故1正确( (&!(时%6&&9%故此时加速度大小为 #& #$%/#$槡 7& &!"# $$ $ /+槡 $ *!($& 槡+ $*!($ 故'错误( 对%轴正方向%对物块根据动量定理6(&4$%!% 由于6与时间(成线性关系故可得 #).$0%$/#).$0$$ $ '$=!"$$% 解得$%&!%*!( 此时7轴方向速度为 $7&,(45"%6"(&+0$*!(&!%*!( 故此时物块的速度大小为 $& $$%/$$槡 7& 槡!% $*!( 故2正确& 故选12& !%"12!锤子撞击木栓到木栓进入过程%对木栓分析可知合外力的冲量为%% 锤子对木栓的冲量为3%由于重力有冲量%则木料对木栓的合力冲量不为 !3%故#错误( 锤子撞击木栓后木栓获得的动能为 5:& ! $4$ $&3 $ $4 木栓进入过程根据动能定理有 4,!# $C !%&%-5: 解得平均阻力为 C& 3 $ $4!%/4, 故1正确( 木栓进入过程损失的动能与重力势能%一部分转化为系统内能%另一部分 转化为木栓的弹性势能% 3$ $4/4,!%&H&5损 故'错误( 对木栓的一个侧面受力分析如图 由于方孔侧壁弹力成线性变化%则有 ! $ #C(45#/69>A(#$&!)C 且根据1选项求得平均阻力 C& 3 $ $4!%/4, 又因为C&+69 联立可得 C& + #3$/$4$,!%$ )4!%#>A(#/+(45#$ 故2正确& 故选12& !!"解析+#!$当经过)%1两个光电门时间相等时%速度相等%此时由于阻力很 小%可以认为导轨是水平的& #+$由3&6(%知3&4!,(!$ 由!:&4$$!4$!知 !:&4$" ? !($ !4$" ? !(! &4$ ? !($ !?!(# $! #&$代入数值知%冲量 3&4!,(!$&!"+0!%!$'/"30!"+9"(#%"$$!9"( 动量改变量 !:&4$ ? !($ !?!(# $! &%"$!$:;"*"(!! #,$由定义公式4& 3!!:3 '!%%J 可得%本次实验 4&)3!!:)3 '!%%J& %"$$!-%"$!$ %"$$! '!%%J#)J 答案+#!$大约相等!#+$4!,(!$ 4$ ? !($ !?!(# $! !#&$%"$$!!%"$!$!#,$) !$"解析+#!$游标卡尺的读数为!%**.)0%<%+**=!%<$%**( #$$滑块保持稳定%说明气垫导轨水平( #"$根据表格中数据描点并用直线连接 !!""!"# #)$根据动量定理6!(&8!$变形得 4,!(&#8/4$!$ 则!$ !(图线斜率的理论值 D& 4,8/4 * !($&!"/&*!($ #+$根据动量定理6!(&8!$变形得 !$ !(& 6 8 理论上图像斜率D& 4,4/8 %槽码质量不会影响实验值与理论值的误差%# 错误( 细线与气垫导轨不平行%滑块实际所受合外力为6的水平分力%所以图线 斜率的实验值偏小%1正确( 滑块释放的位置与斜率相关的参量无关%'错误( !(偏大%则!$!( 偏小%图线斜率偏小%2正确& 故选12& 答案+#!$!%"$%!#$$将气垫导轨调至水平 #"$ #)$!"/&!#+$12,21 !""解析+#!$对小球摆动到最低点的过程中%由动能定理 4,*&!$4$ $ %!% 解得$%&+*!( 在最低点%对小球由牛顿第二定律 6I!4,&4 $$% * 解得%小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为 6I&&9 #$$小球与物块碰撞过程中%由动量守恒定律和机械能守恒定律 4$%&4$!/8$$ ! $4$ $ %& ! $4$ $ !/ ! $8$ $ $ 解得小球与物块碰撞后的瞬间%物块速度的大小为 $$& $4 4/8$%&)* !( #"$若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点%此时两者共速%则对物块与小车 整体由水平方向动量守恒 8$$&$8$" 由能量守恒定律 ! $8$ $ $&!$'$8$ $ "/+!8,@ 解得+!&%") 若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置%此时两者共速%则对物块与小 车整体由水平方向动量守恒8$$&$8$) 由能量守恒定律 ! $8$ $ $&!$'$8$ $ )/+$8,@/8,- 解得+$&%"$+ 综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数+的取值范围为 %"$+$+'%") 答案+#!$&9!#$$)*,(!#"$%"$+$+'%") !)"解析+#!$敏感球受向下的重力4,和敏感臂向下的压力69以及斜面的支 持力9%则由牛顿第二定律可知 #4,/69$B75#&4# 解得B75#& 4#4,/69 #$$$由图像可知碰撞过程中6的冲量大小 36& ! $'%"!0&&%%9 "(&""%9"( 方向竖直向上( %头锤落到气囊上时的速度 $%& $,槡 ;&3*!( 与气囊作用过程由动量定理#向上为正方向$ 36!8,(&8$!#!8$%$ 解得 $&$*!( 则上升的最大高度 =&$ $ $,&%"$* 答案+#!$B75#& 4#4,/69! #$$$""%9/(%方向竖直向上!%%"$* !+"解析+#!$对于氙离子%仅考虑电场的作用%则氙离子在放电室时只受电场 力作用%由牛顿第二定律 P5&8# 解得氙离子在放电室内运动的加速度大小 #&P58 #$$电子在阳极附近在垂直于轴线的平面绕轴线做半径做匀速圆周运动% 则轴线方向上所受电场力与径向磁场给的洛伦兹力平衡%沿着轴线方向的 匀强磁场给的洛伦兹力提供向心力%即 P5&P$1$%P$1!& 4$$ - 解得径向磁场的磁感应强度大小为 1$& 45 P-1! #"$单位时间内阴极发射的电子总数为N%被电离的氙原子数和进入放电 室的电子数之比为常数D%则单位时间内被电离的氙离子数 9& ND!.D 氙离子经电场加速%有P5?&!$8$ $ ! 时间!(内氙离子所受到的作用力为62%由动量定理有62"!(&9!("8$! 解得62&ND $槡P85?!.D 由牛顿第三定律可知%霍尔推进器获得的推力大小62&6 则6&ND $槡P85?!.D 答案+#!$#&P58 ! #$$1$& 45P-1! #"$6&ND $槡P85?!.D 卷3!静电场 !"2!根据H&IQ%I& 5.)#D? 可得当极板间距增大时电容减小%由于电容器的 带电量不变%故极板间电势差增大%故#'1错误( 根据5&Q? 得5&)#DH5. 故场强不变%故'错误( 移动极板的过程中要克服电场力做功%故电容器储存能量增大%故2正确& 故选2& $"'!充电过程中%随着电容器带电量的增加%电容器两极板间电势差增加%充 电电流在减小%故#错误(根据电路图可知%充电过程中%电容器的上极板 带正电荷'流过电阻-的电流由9 点流向8 点%故1错误(放电过程中%随 着电容器带电量的减小%电容器两极板间电势差减小%放电电流在减小%故 '正确(根据电路图可知%放电过程中%电容器的上极板带正电荷%流过电阻 -的电流由8 点流向9 点%故2错误&故选'& ""'!根据等量异种点电荷的电场线特点可知%圆环所在平面为等势面%匀强 电场方向竖直向上%则小球从) 到I 的过程电势增加%电势能增加(故 #错误( 当场强满足5O&4,时%小球运动时受到的向心力大小不变%可沿圆环做匀 速圆周运动%故1错误( 根据动能定理 #4,!5O$-&!$4$ $ 1! ! $4$ $ % 可求出小球到1点时的速度$1%根据#!& $$1 - 可得小球的向心加速度%再根 据牛顿第二定律 4,!5O&4#$ 可得小球的切向加速度#$%再根据矢量合成可得1点的加速度为 #& #$!/#槡 $$ 故'正确( 小球在K点受到圆环指向圆心的力提供向心力%故小球在K点受到圆环的 作用力方向不平行89%故2错误& 故选'& !!!!!高考真题卷"物理#七$!("!%!单元周测段考!#$!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!("%%!#$!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!("#%!#$ !"!#高考真题卷!物理#七$ 卷(!动量守恒定律 姓名!!!!!班级!!!!!考号!!!!!得分!!!! 本卷共!&小题&满分!''分&考试时间(&分钟 一'选择题(本题共)小题&每小题*分&共#%分)在每小题给出的四个选 项中&第!!(题是只有一项是符合题目要求的) !!#%'%%!北京$+雪如意,是我国首座国际标准跳台 滑雪场地)跳台滑雪运动中&裁判员主要根据运 动员在空中的飞行距离和动作姿态评分)运动员 在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段((助滑阶 段&运动员两腿尽量深蹲&顺着助滑道的倾斜面下 滑-)起跳阶段&当进入起跳区时&运动员两腿猛 蹬滑道快速伸直&同时上体向前伸展-*飞行阶段&在空中运动员保持身 体与雪板基本平行'两臂伸直贴放于身体两侧的姿态-+着陆阶段&运动 员落地时两腿屈膝&两臂左右平伸)下列说法正确的是 #!!$ $!助滑阶段&运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力 +!起跳阶段&运动员猛蹬滑道主要是为了增加向上的速度 ,!飞行阶段&运动员所采取的姿态是为了增加水平方向速度 -!着陆阶段&运动员两腿屈膝是为了减少与地面的作用时间 %!#%'%%!重庆$在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防 护作用的实验中&某小组得到了假人头部所受安全气囊 的作用力随时间变化的曲线#如图$)从碰撞开始到碰撞 结束过程中&若假人头部只受到安全气囊的作用&则由曲 线可知&假人头部 #!!$ $!速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积 +!动量大小先增大后减小 ,!动能变化正比于曲线与横轴围成的面积 -!加速度大小先增大后减小 #!#%'%%!天津$如图所示&边长为$的正方形铝框平 放在光滑绝缘水平桌面上&桌面上有边界平行'宽 为%且足够长的匀强磁场区域&磁场方向垂直于桌 面&铝框依靠惯性滑过磁场区域&滑行过程中铝框 平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行&已知$"%&在滑入和滑出 磁场区域的两个过程中 #!!$ $!铝框所用时间相同 +!铝框上产生的热量相同 ,!铝框中的电流方向相同 -!安培力对铝框的冲量相同 *!#%'%#!天津$%'%#年我国首套高温超导电动悬浮全 要素试验系统完成首次悬浮运行&实现重要技术突 破)设该系统的试验列车质量为C&某次试验中列车 以速率"在平直轨道上匀速行驶&刹车时牵引系统处 于关闭状态&制动装置提供大小为6的制动力&列车减速直至停止)若 列车行驶时始终受到大小为@的空气阻力&则 #!!$ $!列车减速过程的加速度大小$-6C +!列车减速过程6的冲量为C" ,!列车减速过程通过的位移大小为 C" % %#6:@$ -!列车匀速行驶时&牵引系统的输出功率为#@:6$" &!#%'%*!浙江$如图所示&%'%#年!%月0日+朱雀二号, 运载火箭顺利将+鸿鹄卫星,等三颗卫星送入距离地面 约&''2/的轨道)取地球质量4!':!'%*23&地球半 径4!*:!'#2/&引力常量4!4(:!'9!!9"/%*23%) 下列说法正确的是 #!!$ $!火箭的推力是空气施加的 +!卫星的向心加速度大小约)!*/*.% ,!卫星运行的周期约!%A -!发射升空初始阶段&装在火箭上部的卫星处于失重状态 4!#%'%*!安徽$在某装置中的光滑绝缘水平面上&三个完全相同的带电小 球&通过不可伸长的绝缘轻质细线&连接成边长为'的正三角形&如图甲 所示)小球质量为C&带电量为:M&可视为点电荷)初始时&小球均静 止&细线拉直)现将球!和球%间的细线剪断&当三个小球运动到同一 条直线上时&速度大小分别为"!'"%'"#&如图乙所示)该过程中三个小 球组成的系统电势能减少了BM % %' &B为静电力常量&不计空气阻力)则 #!!$ $!该过程中小球#受到的合力大小始终不变 +!该过程中系统能量守恒&动量不守恒 ,!在图乙位置&"!-"%&"#&%"! -!在图乙位置&"#- %BM% #槡C' (!#%'%%!湖北$一质点做曲线运动&在前一段时间内速度大小由"增大到 %"&在随后的一段时间内速度大小由%"增大到&")前后两段时间内&合 外力对质点做功分别为G!和G%&合外力的冲量大小分别为N!和N%) 下列关系式一定成立的是 #!!$ $!G%-#G!&N%%#N! +!G%-#G!&N%'N! ,!G%-(G!&N%%#N! -!G%-(G!&N%'N! )!#%'%*!浙江$如图所示&一根固定的足够长的光 滑绝缘细杆与水平面成!角)质量为C'电荷量 为:M的带电小球套在细杆上)小球始终处于磁 感应强度大小为4的匀强磁场中)磁场方向垂 直细杆所在的竖直面&不计空气阻力)小球以初速度"'沿细杆向上运 动至最高点&则该过程 #!!$ $!合力冲量大小为C"'8;.! +!重力冲量大小为C"'.<=! ,!洛伦兹力冲量大小为M 4"%' %,.<=! -! 若"'- %C,8;.! M4 &弹力冲量为零 二'选择题(本题共%小题&每小题&分&共!'分)在每小题给出的四个选 项中&有多项符合题目要求&全部选对的得&分&选对但不全的得#分&有 选错的得'分) 0!#%'%*!安徽$一倾角为#'5足够大的光滑斜面固定于水平地面上&在斜 面上建立213直角坐标系&如图#!$所示)从#-'开始&将一可视为质 点的物块从'点由静止释放&同时对物块施加沿1轴正方向的力6!和 6%&其大小与时间#的关系如图#%$所示)已知物块的质量为!!%23&重 力加速度,取!'/*.%&不计空气阻力)则 #!!$ $!物块始终做匀变速曲线运动 +!#-!.时&物块的3坐标值为%!&/ ,!#-!.时&物块的加速度大小为 槡& #/*.% -!#-%.时&物块的速度大小为 槡!' %/*. !'!#%'%*!广西$如图&坚硬的水平地面 上放置一木料&木料上有一个竖直方 向的方孔&方孔各侧壁完全相同)木 栓材质坚硬&形状为正四棱台&上下底 面均为正方形&四个侧面完全相同且 与上底面的夹角均为!)木栓质量为C&与方孔侧壁的动摩擦因数为 $)将木栓对准方孔&接触但无挤压&锤子以极短时间撞击木栓后反弹& 锤子对木栓冲量为N&方向竖直向下)木栓在竖直方向前进了"1的位 移&未到达方孔底部)若进入的过程方孔侧壁发生弹性形变&弹力呈线 性变化&最大静摩擦力约等于滑动摩擦力&则 #!!$ $!进入过程&木料对木栓的合力的冲量为9N +!进入过程&木料对木栓的平均阻力大小约为 N % %C"1:C, ,!进入过程&木料和木栓的机械能共损失了N % %C:C,"1 -!木栓前进 "1 后木料对木栓一个侧面的最大静摩擦力大小约 为 $#N %:%C%,"1$ *C"1#8;.!:$.<=!$ !!!!!!!!!!!!("*%!#$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!("&%!#$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!("4%!#$ 三'非选择题(本题共&小题&共&)分) !!!#!%分$某同学用如图所示的实验装置验证动量定理&所用器材包括( 气垫导轨'滑块#上方安装有宽度为'的遮光片$'两个与计算机相连接 的光电门'砝码盘和砝码等) 实验步骤如下( #!$开动气泵&调节气垫导轨&轻推滑块&当滑块上的遮光片经过两个光 电门的遮光时间!!!!时&可认为气垫导轨水平- #%$用天平测砝码与砝码盘的总质量C!'滑块#含遮光片$的质量C%- #$用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接&并让细线水平拉动 滑块- #*$令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动&和计算机连接的 光电门能测量出遮光片经过('4两处的光电门的遮光时间"#!'"#% 及遮光片从(运动到4 所用的时间#!%- #&$在遮光片随滑块从(运动到4的过程中&如果将砝码和砝码盘所受 重力视为滑块所受拉力&拉力冲量的大小N-!!!!&滑块动量改变量 的大小"O-!!!!-#用题中给出的物理量及重力加速度,表示$ #4$某次测量得到的一组数据为('-!!'''8/&C!-!!&':!'9%23& C%-'!*''23&"#!-#!0'':!'9%.&"#%-!!%(':!'9%.&#!%-!!&'.& 取,-0!)'/*.%)计算可得N-!!!!!9".&"O-!!!!!! 23"/".9!-#结果均保留#位有效数字$ #($定义/- N9"ON I!''I &本次实验/-!!!!I#保留!位有效 数字$) !%!#!'分$小明利用如图!所示的实验装置验证动量定理)将遮光条安装 在滑块上&用天平测出遮光条和滑块的总质量7-%''!'3&槽码和挂钩的 总质量C-&'!'3)实验时&将滑块系在绕过定滑轮悬挂有槽码的细线 上)滑块由静止释放&数字计时器记录下遮光条通过光电门!和%的 遮光时间"#!和"#%&以及这两次开始遮光的时间间隔"#&用游标卡尺 测出遮光条宽度&计算出滑块经过两光电门速度的变化量"") !!!!!!!图!!!!!!!!!!!!!!图% #!$游标卡尺测量遮光条宽度如图%所示&其宽度'-!!!!!//- #%$打开气泵&带气流稳定后调节气垫导轨&直至看到导轨上的滑块能 在短时间内保持静止&其目的是!!!!!!!!!- #$多次改变光电门%的位置进行测量&得到"#和""的数据如下表) 请根据表中数据&在方格纸上作出"" "#图线) "#*. '!(%! '!(0' '!)&* '!0!# '!04) ""*#/".9!$ !!#) !!&% !!4* !!(& !!)4 #*$查得当地的重力加速度,-0!)'/*.%&根据动量定理&"" "#图线 斜率的理论值为!!!!!/*.%- #&$实验结果发现&图线斜率的实验值总小于理论值&产生这一误差的 两个可能原因时!!!!) $!选用的槽码质量偏小 +!细线与气垫导轨不完全平行 ,!每次释放滑块的位置不同 -!实验中"#的测量值偏大 !#!#!'分$#%'%*!安徽$如图所示&一实 验小车静止在光滑水平面上&其上表 面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆 弧轨道)圆弧轨道与水平轨道相切于 圆弧轨道最低点&一物块静止于小车 最左端&一小球用不可伸长的轻质细 线悬挂于2点正下方&并轻靠在物块右侧)现将细线拉直到水平位置 时&静止释放小球&小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞)碰撞 后&物块沿着小车上的轨道运动&已知细线长)-!!%&/)小球质量 C-'!%'23)物块'小车质量均为7-'!#'23)小车上的水平轨道长 J-!!'/)圆弧轨道半径.-'!&/)小球'物块均可视为质点)不 计空气阻力&重力加速度,取!'/*.%) #!$求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小- #%$求小球与物块碰撞后的瞬间&物块速度的大小- #$为使物块能进入圆弧轨道&且在上升阶段不脱离小车&求物块与水 平轨道间的动摩擦因数$的取值范围) !*!#!%分$#%'%*!广东$汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘客的 装置) #!$安全带能通过感应车的加速度自动锁定&其原理的简化模型如图甲 所示)在水平路面上刹车的过程中&敏感球由于惯性沿底座斜面上滑 直到与车达到共同的加速度$&同时顶起敏感臂&使之处于水平状态& 并卡住卷轴外齿轮&锁定安全带)此时敏感臂对敏感球的压力大小为 69&敏感球的质量为C&重力加速度为,)忽略敏感球受到的摩擦力) 求斜面倾角的正切值F6=!) #%$如图乙所示&在安全气囊的性能测试中&可视为质点的头锤从离气 囊表面高度为; 处做自由落体运动)与正下方的气囊发生碰撞)以 头锤到气囊表面为计时起点&气囊对头锤竖直方向作用力6随时间# 的变化规律&可近似用图丙所示的图像描述)已知头锤质量 7- #'23&;-#!%/&重力加速度大小取,-!'/*.%)求( (碰撞过程中6的冲量大小和方向- )碰撞结束后头锤上升的最大高度) !&!#!*分$#%'%*!北京$我 国+天宫,空间站采用霍尔 推进器控制姿态和修正轨 道)如图为某种霍尔推进 器的放电室#两个半径接 近的同轴圆筒间的区域$ 的示意图)放电室的左' 右两端分别为阳极和阴 极&间距为')阴极发射电子&一部分电子进入放电室&另一部分未进 入)稳定运行时&可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀 强磁场&电场强度和磁感应强度大小分别为5和4!-还有方向沿半径 向外的径向磁场&大小处处相等)放电室内的大量电子可视为处于阳 极附近&在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为.的匀速圆周运动#如 截面图所示$&可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离)每个氙离子的 质量为7'电荷量为:P&初速度近似为零)氙离子经过电场加速&最终 从放电室右端喷出&与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和) 已知电子的质量为C'电荷量为9P-对于氙离子&仅考虑电场的作用) #!$求氙离子在放电室内运动的加速度大小$- #%$求径向磁场的磁感应强度大小4%- #$设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数B&单位时 间内阴极发射的电子总数为L&求此霍尔推进器获得的推力大小6)