1、计算题 如图所示,光滑水平面上放置质量均为M=2 kg的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离),甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.5。一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m=1 kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,此时弹簧的弹性势能E0=10 J,弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止状态。现剪断细线,求:
(1)滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小;
(2)滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车,滑块P在乙车上滑行的距离。(取g=10m/s2)

参考答案:解:(1)设滑块P滑上乙车前的速度为v1,对整体应用动量守恒和能量关系有
mv1-2Mv2=0

解之得v1=4 m/s,v2=1 m/s
(2)设滑块P和小车乙达到的共同速度v",对滑块P和小车乙有
mv1-Mv2=(m+M)v"

代入数据解得
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 [物理选修3-5](本题共2小题,每小题6分,共12分。每小题只有一个选项符合题意)
(1)
测年法是利用
衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间,纵坐标m表示任意时刻
的质量,
为t=0时
的质量。下面四幅图中能正确反映
衰变规律的是?。(填选项前的字母)

(2)如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度
,则?。(填选项前的字母)

A.小木块和木箱最终都将静止
B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动
C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动
D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动
参考答案:(1)C?(2)B
本题解析:(1)设衰变周期为T,那么任意时刻14C的质量
,可见,随着t的增长物体的质量越来越小,且变化越来越慢,很显然C项图线符合衰变规律.
故选C.
(2)系统所受外力的合力为零,动量守恒,初状态木箱有向右的动量,小木块动量为零,故系统总动量向右,系统内部存在摩擦力,阻碍两物体间的相对滑动,最终相对静止,由于系统的总动量守恒,不管中间过程如何相互作用,根据动量守恒定律,最终两物体以相同的速度一起向右运动.
故选B.
本题难度:一般
3、简答题 如图1-5-9所示,质量为M的金属圆环,半径为R,竖直放在光滑水平面上,质量为m的小球从与圆心等高的位置沿圆环内侧滚下,求小球滚到圆环最低点时的水平位移为多少?

图1-5-9
参考答案:
本题解析:据题意可画出草图,如下图所示,设小球的水平位移为s1,环的水平位移为s2,系统水平方向上动量守恒,可列方程求解.

由动量守恒可知:ms1=Ms2,s1+s2=R
解得:s1=
.
本题难度:简单
4、简答题 两个分别具有动能E1=1MeV的氘核正面相碰,结果出现生成氦核(
He)的核反应,粒子和核的名称及它们的质量分别为:n:1.0087u,H:1.0078u,H:2.0141u,He:3.0160u求出粒子的动能.
参考答案:核反应方程为:21H+21H→32He+10n,
设21H,32He,10n的质量分别为ml、m2、m3,反应后的总动能为E.
由能量守恒得2El+2mlc2=(m2+m3)c2+E则:
E=2El+(2m1+m2一m3)c2=2×1+(2×2.0141+3.0160-1.0087)×931=5.25MeV
在碰撞的过程中,动量守恒,可得
m2υ2=m3υ3,又E2En=12m2υ2212m3υ33=m2(m3m2υ3)2m3υ23=m3m2
上式中只有En,E2都未知,而En+E2=E,则合分比定理将上式变为
E2+EnEn=m2m2+m3
故放出粒子的动能En=m2m2+m3(E2+En)=m2m2+m3E=3.01603.0160.1.0087×5.25=3.9MeV.
答:粒子的动能为3.9MeV.
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 一个稳定的原子核质量为M,处于静止状态,它放出一个质量为m的粒子后,做反冲运动,已知放出的粒子的速度为v0,则反冲核速度为多少?
参考答案:v= mv0/(M-m)
本题解析:分裂前后动量守恒,mv0=(M-m)v,v= mv0/(M-m)
本题考查动量守恒定律,主要是注意分裂后新原子核的质量为M-m
本题难度:简单