内容正文:
最新5年高考真题分类优化卷·物理(七)
卷7动量守恒定律
姓名
班级
考号
得分
本卷满分100分,考试时间75分钟
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共46分。在每小题给出的四个
选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多
项符合题目要求,每小题6分,每小题全部选对的得6分,选对但不全的得
3分,有选错的得0分。
1.(2025·河南卷)两小车P、Q的质量分别为mp和。,将它们分别与
小车N沿直线做碰撞实验,碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如
图1和图2所示。小车N的质量为N,碰撞时间极短,则
()
Q
N
Q
N
碰撞前
碰撞后
碰撞前
碰撞后
图1
图2
A..mp >mN ma
B.m mp>ma
C.mo mp >m
D.mo >m>me
2.(2025·湖北卷)一个宽为L的双轨推拉门由两扇宽为2的门板组成。
门处于关闭状态,其俯视图如图(α)所示。某同学用与门板平行的水平
恒定拉力作用在一门板上,一段时间后撤去拉力,该门板完全运动到另
一边,且恰好不与门框发生碰撞,其俯视图如图(b)所示。门板在运动过
程中受到的阻力与其重力大小之比为以,重力加速度大小为g。若要门
板的整个运动过程用时尽量短,则所用时间趋近于
图(a)
图(b)
A.
B.
V2μg
Nμg
c
n图
3.(2022·天津)如图所示,边长为a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b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,滑行过程中铅框平面始终与磁
场垂直且一边与磁场边界平行,已知a<b,在滑入和滑出磁场区域的两
个过程中
B
A.铝框所用时间相同
B.铝框上产生的热量相同
C.铝框中的电流方向相同
D.安培力对铝框的冲量相同
【最新5年高考真题分类优化卷·物理(七)7-1】3C
4.(2023·天津)2023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,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F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
A.列车减速过程的加速度大小aF
m
B.列车减速过程F的冲量为mv
mv2
C.列车减速过程通过的位移大小为2(F十f)
D.列车匀速行驶时,牵引系统的输出功率为(f十F)v
5.(2024·浙江)如图所示,2023年12月9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500km的轨道。取地球质量6.0×104kg,地球半
径6.4×103km,引力常量6.67×10-N·m2/kg2。
下列说法正确的是
(
A.火箭的推力是空气施加的
B.卫星的向心加速度大小约8.4m/s
C.卫星运行的周期约12h
D.发射升空初始阶段,装在火箭上部的卫星处于失重状态
6.(2024·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d的正三角形,如图甲
所示。小球质量为m,带电量为十q,可视为点电荷。初始时,小球均静
止,细线拉直。现将球1和球2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1、2、3,如图乙所示。该过程中三个小
kq
球组成的系统电势能被少了2k为静电力常量,不计空气阻力。则
(
1⊕→1
3
④3
2
图甲
图乙
A.该过程中小球3受到的合力大小始终不变
B.该过程中系统能量守恒,动量不守恒
C.在图乙位置,1=v2,v3≠2w1
2kq2
D.在图乙位置,v,一√3md
7.(2022·湖北)一质点做曲线运动,在前一段时间内速度大小由v增大到
2v,在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v。前后两段时间内,
合外力对质点做功分别为W1和W,合外力的冲量大小分别为I1和
I2。下列关系式一定成立的是
(
A.W2=3W1,I2≤3I1
B.W2=3W1,I2≥I1
C.W2=7W1,12≤31
D.W2=7W1,I2≥11
8.(2024·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
【7-2】3C
0角。质量为m、电荷量为+g的带电小球套在××
细杆上。小球始终处于磁感应强度大小为B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
A.合力冲量大小为nvo cos0B.重力冲量大小为nvosin0
qBv
C洛伦兹力冲量大小为2s。D君O5
gB
一,弹力冲量为零
9.(2024·安徽)一倾角为30°足够大的光滑斜面固定于水平地面上,在斜
面上建立Oxy直角坐标系,如图(1)所示。从t-0开始,将一可视为质
点的物块从0点由静止释放,同时对物块施加沿x轴正方向的力F,和
F,其大小与时间t的关系如图(2)所示。已知物块的质量为1.2kg,重
力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。则
AFIN
x/m
6
5
ylm
32
30
0
234is
图(1)
图(2)
A.物块始终做匀变速曲线运动
B.t=1s时,物块的y坐标值为2.5m
C.t-1s时,物块的加速度大小为5√3m/s
D.t=2s时,物块的速度大小为10√2m/s
10.(2024·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0。
木栓质量为m,与方孔侧壁的动摩擦因数为μ。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1,方
向竖直向下。木栓在竖直方向前进了△x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
()
木栓
木料
木料
剖面图
木料
A.进入过程,木料对木栓的合力的冲量为一I
B.进人过程,木料对木栓的平均阻力大小约为2m△
+mg
C.进入过程,木料和木栓的机械能共损失了2m
mg△x
D.木栓前进△x后木料对木栓一个侧面的最大静摩擦力大小约
为(I+2mgAx)
4m△x(cos0+usin0)
题号
2
3
10
答案
【7-3】3C
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(12分)(2020·全国)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d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:
遮光片
光电门
2
B
气垫导轨滑块
砝码盘
砝码
(1)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;
(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2;
(3)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;
(4)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A、B两处的光电门的遮光时间△1、△t2
及遮光片从A运动到B所用的时间t12;
(5)在遮光片随滑块从A运动到B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I=
,滑块动量改变量
的大小△p=
;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
(6)某次测量得到的一组数据为:d=1.000cm,m1=1.50×10-2kg,
m2=0.400kg,△t1=3.900×102s,△12=1.270×10-s,t12=1.50
s,取g-9.80m/s2。计算可得I-
N·s,Ap=
_kg·m·s1;(结果均保留3位有效数字)
(7)定义6
×100%,本次实验6=
%(保留1位有效
数字)。
12.(10分)(2021·江苏)小明利用如图1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M=200.0g,槽
码和挂钩的总质量m=50.0g。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1和2的遮光时间△1和△t2,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△v。
光电门2
光电门1滑块遮光条
滑轮
气垫导轨连数字计时器
槽码
10
图1
图2
(1)游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示,其宽度d=
mm;
(2)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
(3)多次改变光电门2的位置进行测量,得到△t和△v的数据如下表。
请根据表中数据,在方格纸上作出△v-△t图线。
【7-4】3C
↑△l/m·s-)
1.9+1++tt
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
0.700.750.800.850.900.951.0△t/s
△t/s
0.721
0.790
0.854
0.913
0.968
△v/(m·s-1)
1.38
1.52
1.64
1.75
1.86
(4)查得当地的重力加速度g=9.80m/s2,根据动量定理,△v-△1图
线斜率的理论值为
m/s2;
(5)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
A.选用的槽码质量偏小
B.细线与气垫导轨不完全平行
C.每次释放滑块的位置不同D.实验中△的测量值偏大
13.(10分)(2024·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O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L=1.25m。小
球质量m=0.20kg。物块、小车质量均为M=0.30kg。小车上的水
平轨道长s=1.0m。圆弧轨道半径R=0.15m。小球、物块均可视为
质点。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。
B L
00
(1)求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小;
(2)求小球与物块碰撞后的瞬间,物块速度的大小:
(3)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4的取值范围。
【7-5】3C
14.(10分)(2024·广东)汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘客的
装置。
(1)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α,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
F、,敏感球的质量为,重力加速度为g。忽略敏感球受到的摩擦力。
求斜面倾角的正切值tan0。
(2)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H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F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M
=30kg,H=3.2m,重力加速度大小取g=10m/s2。求:
①碰撞过程中F的冲量大小和方向;
②碰撞结束后头锤上升的最大高度。
安全带
卷轴
敏感谐
头锈
←
敏感球
安全气囊
汽车前进方向
试验台七E
15.(12分)(2024·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d。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E和B,;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R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M、电
荷量为十,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。
阳极9
Q阴极
轴
”
截面图
已知电子的质量为m、电荷量为一;对于氙离子,仅考虑电场的作用。
(1)求氙离子在放电室内运动的加速度大小a;
(2)求径向磁场的磁感应强度大小B,;
(3)设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k,单位时
间内阴极发射的电子总数为n,求此霍尔推进器获得的推力大小F。
【7-6】3C(ⅱ)由图乙可知,当F=8N时,轨道的加速度为6
m/s2,小物块的加速度为
a:=ug=2 m/s
当小物块运动到P点时,经过。时间,则轨道有
v=ato
小物块有v,=a。t。
在这个过程中系统机械能守恒有
Mmi+子mai=专M+子mi+2maR
1
1
水平方向动量守恒,以水平向左的正方向,则有
Mv+mv,=Mv+mv
联立解得
to=1.5 s
根据运动学公式有
L-3a18-3ad
1
代入数据解得
L=4.5m
答案:(1)v=4m/s
(2)(1)m=1kg,μ=0.2(i)L=4.5m
15.解析:(1)0~t1时间内根据动能定理可知合外力做
的功为
.1
W=>mvi-mvi
(2)由图(b)可知t1时刻A的加速度为0,此时滑块
A所受合外力为0,设此时A与B之间的距离为
r。,根据平衡条件有
其中f=2gE
联立可得r。=√E
(3)在t,时刻,A的速度达到最大,此时A所受合
力为0,设此时A和B的距离为r1,则有
F4十f=gE十k行
且有F=3qE,f=2gE
联立解得r=2√E
t1~t2时间内,匀强电场对A和B做的总功
Ws=9E(,-)=9V阿E
(4)过S后,A、B的加速度相同,则A、B速度的变
化相同。设弹簧的初始长度为10:A在S位置时,
此时刻A、B的距离为r。,A速度最大时,AB距离
为r1,细杆与B碰撞时,A、B距离为r2。
A以U,过S时,到B与杆碰撞时,A增加的速度为
1,则B同样增加速度为1,设B与杆相碰时,B向
左运动x。设B与弹簧相碰到B与杆相碰时,B向
左运动x'。对A根据动能定理有
q(9B2一9B0)+(gE-2gE)(r。-x-r2)
2k,-r2)(l。-r2-x')
1
-2m(2v)m
对B有
qpA29)+(gE—2gE).x2b(1。-r2).x'=
2
m(2w1-v1)
【15】
当A以2w1过S时,设B与杆碰撞时,A速度为
U',则B速度为(u’一2U1),设B与杆相碰时,B向左
运动工1。设B与弹簧相碰到B与杆相碰时,B向左
运动x,。
对A根据动能定理有
9(9m2一PB-)+(qE-2qE)(r。-x1-r2)
2b(4。-r2)(L。-r,-x1')
=2m-
1
2m(21)
对B
1
g(ge-9)+(gE-2gE)x1-2k(L,-r)x1'
1
=2m(w'-2u)
联立解得
v'=(1+√5)1
1
g
答案:(1)2mwi
zm(2)√
(3)9gE
2
(4)(1+√3)1
卷7动量守恒定律
1.DPN碰撞时,根据碰撞前后动量守恒有mpvp
+mNUN
=mp Up
+mN UN
mp(p一vp)=my(vN一N),根据图像可知
(vp一p)>(Uy一vy),故mp<mN;同理,
QN碰撞时,根据碰撞前后动量守恒有mQvQ十mN
UN
ma va
十mNUN:
即
mQ(Q一vQ)=mv(vN一y),根据图像可知
(a-vQ)<(vN-vN),故ma>mN;故ma
>mN>mp,故选D。
2.B设拉力为F,作用时间为t1,撤去外力后AB运
动的时间为t2,AB运动过程的最大速度为vm,则
由动量定理,有(F一umg)t1=mvm,得i1=
F一μmg
,撤销拉力后,有μmgt2=mvm,得t2=
Um
ug
,对于全过程,有F1=umgt,得F=m
对于全过程有?
2,故AB运动的总时间1
mm十m=
=t+2=F-umg
ug
umgt
ug
-umg
t
t
Umt
1
L
,可知当t2越
ugt-t1μgt-t1μgt2
大时,t越小,当2=t时,t取最小值。则tmn2=
L
L
,则tmn=√g
g
3.D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,A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,C错误;铝框进入和离开磁场
过程安培力对铝框的冲量为I*=一Bia△f,又q=7
晨器-曾-g将1-D
E
3C
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F=Ba=BBa。
Pa=
B
尺一,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,B错误。故
选D。
4.C根据牛顿第二定律有F十f=ma
F+f
可得减速运动加速度大小a=
故A错误;
根据运动学公式有1=。=F+了
mu
故力F的冲量为I=F=F+了
Fmv
方向与运动方向相反:故B错误:
根据运动学公式v=2ax
可得x=2a=2(F+f)
故C正确;
匀速行驶时牵引力等于空气阻力,则功率为P=∫
故D错误」
故选C。
5.B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A
错误;
根据万有引力定律可知卫星的向心加速度大小为
F
GM
a1
m (R+h)2
≈8.4m/s2
故B正确;
卫星运行的周期为
T=2m
(R+h)3
≈1.6h
GM
故C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D错误。
故选B。
6.D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0,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3受到1和2
的电场力大小相等,方向相反,故可知此时球3受到
的合力为0,球3从静止状态开始运动,瞬间受到的
合力不为0,故该过程中小球3受到的合力在改变,
故A、B错误;
对系统根据动量守恒mw1十mwg=mv
根据球1和2运动的对称性可知v1=v2,
解得U3=2u
银据能堂守恒2m+2m十2m%
2kg
解得v3=√3md
故C错误,D正确。
故选D。
7.D根据动能定理可知
【16】
W=
2(2u)2
3
2m=mu
1
1
W.=2m(5)2
2m(2)=21
2 mu
可得W,=7W,
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
muI <3mv
3mu≤12≤7mu
比较可得I2≥I
一定成立。
故选D。
8.CD根据动量定理I=0一mv,=一mvo
故合力冲量大小为mw。,故A错误;
小球上滑的时间为t=
gsin 0
mvo
重力的冲量大小为I。=mgt=
sin
故B错误;
小球所受洛伦兹力为
Bqu=Bq(vo-at)=-Bgat+Bqvo,a=gsin 0
随时间线性变化,故洛伦兹力冲量大小为
13=9X号×Bm=gX号×BXg间
qBv
gsin 0 2gsin 0
故C正确;
若v=
2 mgcos日
一,0时刻小球所受洛伦兹力为
gB
Bgw。=2 ng cos0
小球在垂直细杆方向所受合力为零,可得
Bqu=mg cos 0+F
F=Bqv-mg cos 0=Bq(v.-at)-mg cos 0=
mg cos 0-Bgtg sin 0
则小球在整个减速过程的F、-t图像如图
↑FN
mgcos 0
0
t
-mgcos 0
图线与横轴围成的面积表示冲量可得弹力的冲量为
零,故D正确。
故选CD。
9.BD根据图像可得F,=4一t,F,=3t,故两力的合
力为F=4+2t(N)
物块在y轴方向受到的力不变为mgsin30°,x轴方
向的力在改变,合力在玫变,故物块做的不是匀变速
曲线运动,故A错误:
在y轴方向的加速度为
mg sin 30
=gsin30°=5m/s2
故t=1s时,物块的y坐标值为
1
y=2a,=2.5m
故B正确:
t=1s时,F=6N,故此时加速度大小为
a=√a:+a=√1.2)
/6
+52m/s2=5√2m/s
3C
故C错误;
对x轴正方向,对物块根据动量定理F1=,一0
由于F与时间t成线性关系故可得
(4+2×0)+(4+2×2)
X2=1.2v
2
解得v,=10m/s
此时y轴方向速度为
v,=gsin30°·t=5×2m/s=10m/s
故此时物块的速度大小为
v=√/a十v,=10W2m/s
故D正确。
故选BD。
10,BD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0,锤子对木栓的冲量为I,由于
重力有冲量,则木料对木栓的合力冲量不为一I,故
A错误;
锤子撞击木栓后木栓获得的动能为
Ex-2 mv-2m
木栓进入过程根据动能定理有
(mg-f)△x=0-Ek
解得平均阻力为
7-ze
故B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,
12
十mg△.x>Q=E福
2m
故C错误;
对木栓的一个侧面受力分析如图
f ve
由于方孔侧壁弹力成线性变化,则有
号fsin9+Fs0s9)=7
且根据B选项求得平均阻力
了=2mA+mR
又因为f=μFy
联立可得
μ(I2+2m2g△x)
f=4m△x(cos0+sin0)
故D正确。
故选BD。
11.解析:(1)当经过A,B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。
(5)由I=Ft,知I=m1gt12
由△p=mv2一mv1知
d
d
△力=m,·A.-m:‘Ai
(d-
=m(at2
(6)代入数值知,冲量
【17】
I=m1gt12=1.5×102×9.8×1.5N·s≈0.221
N·s
动量改变量
d
△p=m2
=0.212kg·m·s
△t,△t
I-△p
(7)由定义公式6
×100%可得,本次
实验
8=II-API
0.221-0.212
×100%=
×100%≈4%
0.221
答案:(1)大约相等(5)m1gt12
(6)0.2210.212(7)4
△t△t17
12.解析:(1)游标卡尺的读数为101mm十4×0.051mm
=10.201mm;
(2)滑块保持稳定,说明气垫导轨水平;
(3)根据表格中数据描点并用直线连接
↑△/m·s)
1.9
1.8
1.
1.6
1.
13005000s0009s0ah
(4)根据动量定理F△t=M△v变形得
mg△t=(M十m)△u
则△v-△t图线斜率的理论值
mg
k一M+m
m/s2=1.96m/s
(5)根据动量定理F△t=M△U变形得
△vF
△tM
理论上国像斜率=,棉马质量不会影响安
验值与理论值的误差,A错误;
细线与气垫导轨不平行,滑块实际所受合外力为F
的水平分力,所以图线斜率的实验值偏小,B正确:
滑块释放的位置与斜率相关的参量无关,C错误;
△Y偏大,则A偏小,图线斜率偏小,D正确。
△t
故选BD。
答案:(1)10.20(2)将气垫导轨调至水平
↑△/m·s
1.9
1.8
1.7日
(3)1.6
1.5
1.4
(4)1.96(5)BD/DB
13.解析:(1)对小球摆动到最低,点的过程中,由动能
定理
3C
1
mgl.=2 mvs-0
解得vo=5m/s
在最低,点,对小球由牛顿第二定律
Fr-mg=mL
解得,小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的
大小为
F,=6N
(2)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
vo=mv+Mu?
1
mu哈=2mui+2Mo好
解得小球与物块碰撞后的瞬间,物块速度的大小为
2m
,=m+M,=4m/s
(3)若物块恰好运动到圆孤轨道的最低,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
Mu,=2MU
由能量守恒定律
号Mi-号X2Mo时+r,Mgs
解得μ1=0.4
若物块恰好运动到与圆孤圆心等高的位置,此时两
者共速,则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
Mu,=2Mv
由能量守恒定律
2 Mu=X2Mvj+u:Mgs+MgR
解得42=0.25
综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数以的取
值范围为
0.25<0.4
答案:(1)6N(2)4m/s(3)0.250.4
14.解析:(1)敏感球受向下的重力mg和敏感臂向下的
压力F、以及斜面的支持力N,则由牛顿第二定律
可知
(mg+Fx)tan 0=ma
解得tan0=ma
mg+Fx
(2)①由图像可知碰撞过程中F的冲量大小
1
Ir=2×0.1×6600N·s=330N·s
方向竖直向上;
②头锤落到气囊上时的速度
vo=√2gH=8m/s
与气囊作用过程由动量定理(向上为正方向)
I:-Mgt=Mu-(-Mvo)
解得
v=2 m/s
则上升的最大高度
h一2g
=0.2m
答案:(1)tan0=ma
(2)①330N·s,方向竖
mg+F、
直向上②0.2m
15.解析:(1)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
eE=Ma
【18】
解得氙离子在放电室内运动的加速度大小
eE
a≠M
(2)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
mu
eE=evB:,evB=R
解得径向磁场的磁感应强度大小为
B一R
E
(3)单位时间内阴极发射的电子总数为,被电离的
氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k,则
单位时间内被电离的氙离子数
nk
N二1十k
氙离子经电场加速,有eEd=M
时间△内氙离子所受到的作用力为F,由动量定理
有F·△t=N△t·Mw
解得F'=
nk√2eMEd
1十k
由牛顿第三定律可知,霍尔推进器获得的推力大小
F=F
则F=nkV2eMEd
1+k
答案:(1)a=M
(2)B,=
mE
eRB
(3)F=
nkv√2eMEd
1+k
卷8静电场
L.DA.MN两点电势相等,电场线由上到下,NP在
同一电场线上,沿电场线电势逐渐降低,可知V点电
势高于P,点,可知M点电势高于P点,选项A错
误;B.M点电场线分布比V点密集,可知M点电场
强度比N点大,选项B错误;CD.负电荷从M点运
动到P点,电势能增加,则电场力做负功,动能减小,
速度减小,选项C错误,D正确。
2.C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A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R的电流由V点流向M点,故B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C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R的电流由M,点流向N点,故D错
误。故选C。
3.C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
A到C的过程电势增加,电势能增加;故A错误;
当场强满足Eq=mg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B错误:
根据动能定理
1
(mg-Eg)R=
2 mvB2 mvo
可求出小球到B点时的速度vB,根据a1=尺可得
小球的向心加速度,再根据牛顿第二定律
3C