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高二物理参考答案
一、选择题
1、解:杯子从同一高度滑下,故到达地面时的速度一定相等,故着地时动量相等;与地面接触后速度减小为零,故动量的变化相同,由动量定理可知I=ΔP可知,冲量也相等;
但由于在泥地上,由于泥地的缓冲使接触时间变化,由I=Ft可知,杯子受到的作用力较小,故杯子在水泥地上比在泥土地上更易破碎;故选D
2、A
3、A
4、C动量守恒定律.
【分析】碰撞过程遵守动量,总动能不增加,根据这两个规律,得到A、B两球的质量关系.
【解答】解:根据动量守恒定律得
P1+P2=P1′+P2′
解得P1′=2kg·m/s
碰撞过程系统的总动能不增加,则有
解得
碰撞后甲的速度不大于乙的速度,则有.
解得.故C正确,A、B、D错误.故选:C.
5、D
6、B
7、B
8、A
【解析】 由题意知A1=4 cm,A2=2 cm,ω1=4π rad/s,ω2=2π rad/s,则A1∶A2=2∶1,f1∶f2=ω1∶ω2=2∶1,故A正确,B、C、D错误.
二、多项选择
9、CD机械能守恒定律;动量定理.
【分析】根据冲量的定义判断墙对A的冲量是否为零,撤去力F后,B向右运动,弹簧弹力逐渐减小,当弹簧恢复原长时,A开始脱离墙面,这一过程机械能守恒.
A离开墙壁后系统机械能守恒动量也守恒,故系统动能不可以为0,则弹簧弹性势能不可能与系统总机械能相等.
【解答】解:A、根据冲量的定义得从开始到A离开墙面的过程中,墙壁对A有弹力,所以墙对A的冲量不为0,故A错误
B、撤去力F后,B向右运动,弹簧弹力逐渐减小,当弹簧恢复原长时,A开始脱离墙面,这一过程机械能守恒,即满足:
W=E=
(2m)vB2
vB=
B的动量大小为2,故B错误
C、当弹簧再次恢复原长时,A的速度最大,这一过程系统动量和机械能均守恒,有:
动量守恒:2mvB=mvA+2mv′B ①,
机械能守恒:W=
mvB2+
×2mv′B2 ②
由①②解得:vA=,故C正确
D、B撤去F后,A离开竖直墙后,当两物体速度相同时,弹簧伸长最长或压缩最短,弹性势能最大.
设两物体相同速度为v,A离开墙时,B的速度为v0.根据动量守恒和机械能守恒得
2mvB=3mv,
W=
·3mv2+EP
又W=
×2mvB2
联立得到,v=
弹簧的弹性势能最大值为EP=.故D正确
故选CD.
【点评】正确认识动量守恒条件和机械能守恒条件是解决本题的关键了.如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做;系统只有重力或弹力做功为机械能守恒条件.
10、AC
11、AB
12、ACD
【解析】小球在磁场中运动时,由于洛伦兹力不做功,所以机械能守恒.运动到最低点,球的速度大小相同,但方向可能不同,A项正确,B项错误.小球从左、右两方向通过最低点时,向心力相同,洛伦兹力方向相反,所以拉力不同,C项正确.由于洛伦兹力不提供回复力,因此有无磁场,不影响振动周期,D项正确,E项错误.
13、验证动量守恒定律.
【分析】(1)为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变,故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量.为了使两球发生正碰,两小球的半径相同;
(2)两球做平抛运动,由于高度相等,则平抛的时间相等,水平位移与初速度成正比,把平抛的时间作为时间单位,小球的水平位移可替代平抛运动的初速度.将需要验证的关系速度用水平位移替代.
解:(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2
在碰撞过程中动能守恒故有
m1v02=
m1v12+
m2v22
解得v1=
要碰后入射小球的速度v1>0,即m1﹣m2>0,m1>m2,
为了使两球发生正碰,两小球的半径相同,r1=r2
故选C
(2)P为碰前入射小球落点的平均位置,M为碰后入射小球的位置,N为碰后被碰小球的位置,
碰撞前入射小球的速度,碰撞后入射小球的速度,碰撞后被碰小球的速度
若m1v1=m2v3+m1v2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,
带入数据得:m1=m1+m2
所以需要测量质量和水平位移,用到的仪器是直尺、天平.
故答案为:(1)C (2)AC (3)m1=m1+m2
14、(1)测摆长时漏掉了摆球半径 (2)9.87
【解析】 (1)既然所画T2l图象与纵坐标有正截距,这就表明l的测量值与真实值相比偏小了,则意味着测摆长时可能漏掉了摆球半径.(2)图象的斜率k=
=4,则g=
=9.87 m/s2.
三、计算题
15、解:(1)振幅10cm,频率5Hz,波长8m,周期0.2s (4分)
(2)波速40m/s,传播方向沿x轴负方向 (3分)
(3)在t=0.10s时刻质点P沿y轴正方向