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1、计算题 如图所示,甲车的质量是2 kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg,以5 m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度,物体滑到乙车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10 m/s2)

参考答案:0.4 s
本题解析:乙与甲碰撞动量守恒:m乙v乙=m乙v乙′+m甲v甲′
小物体m在乙上滑动至有共同速度v,对小物体与乙车运用动量守恒定律得:
m乙v乙′=(m+m乙)v,
对小物体应用牛顿第二定律得? a=μg
所以? t=
,
代入数据得? t="0.4" s。
点评:本题考察了相互作用力的物体的动量守恒定律的运用和理解。
本题难度:一般
2、简答题 (选修模块3-5)
(1)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现光子除了有能量之外还有动量,其实验装置如图所示,被电子散射的X光子与入射的X光子相比______.
A.速度减小?B.频率减小
C.波长减小?D.能量减小
(2)第一代实用核反应堆以铀235为裂变燃料,而在天然铀中占99%的铀238却不能利用,为了解决这个问题,科学家们研究出快中子增殖反应堆使铀238变成高效核燃料.在反应堆中,使用的核燃料是钚239(
Pu),裂变时释放出快中子,周围的铀238吸收快中子后变成铀239,铀239(U)很不稳定,经过______次β衰变后变成钚239(Pu),处于激发态的钚239放出γ射线后,其原子序数将______(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)在水平放置的气垫导轨上,一个质量为0.4kg的滑块甲以0.5m/s的速度与另一个质量为0.6kg、速度为0.1m/s的滑块乙迎面相撞,碰撞后滑块乙的速度大小变为0.2m/s,此时滑块甲的速度大小为______m/s,方向与它原来的速度方向______(选填“相同”或“相反”).
参考答案:(1)在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,则动量减小,根据λ=hP,知波长增大,频率减小,能量减小
故选BD.
(2)β衰变,电荷数增加1,质量数不变,铀?23992U衰变后变成钚?23994Pu,电荷数增2,质量数不变,知发生了2次β衰变.
处于激发态的钚239放出γ射线后,其原子序数将不变
(3)碰撞过程动量守恒,设甲速度方向为正方向,碰后乙的速度方向为正方向,则有:
m甲v甲-m乙v乙=m甲v′甲+m乙v′乙代入数据解得:
v′甲=0.05m/s,方向与原来方向相同.
故答案为:(1)BD?(2)2?不变
(3)0.05,相同
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,BC是半径为R的1/4圆弧形光滑绝缘轨道,轨道位于竖直平面内,
其下端与水平绝缘轨道平滑连接,接个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E。现有一质量为m的带电小滑块甲(体积很小可视为质点),在BC轨道的D点释放后静止不动。
已知OD与竖直方向的夹角为
=37°,随后把它从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.25,且tan37°=0.75。求:
(1) 滑块甲的带电量q1和电性;
(2) 滑块下滑通过B点时的速度大小vB;
(3) 水平轨道上A、B两点之间的距离L:
(4) 现在B处放置一个质量与甲相同的带电滑块乙:然后还让甲从C点由静止释放,在B点与刚由静止释放的乙发生碰撞,碰后粘合在一起沿水平轨道上做匀速运动。忽略甲、乙之间的静电力作用,求碰后的共两速度v和碰前乙滑块的带电量q2及电性。
参考答案:(1) 静止在D处时甲的受力如图,可知甲应带正电,并且有:

?——————————(2分)
(带正电)?————(2分)
(2) 小滑块从C到B的过程中,只有重力和电场力对其做功,设滑块通过B点时的速度为
vB,根据动能定理有:
?————————(2分)
解得:
?————————(2分)
(3) 甲从C经直到A的过程中,重力做正功,电场力和摩擦力做负功。则由动能定理有:
?一一-一一一一-一一-(2分)
解得:
?—一-——————(2分)
(4) 碰撞中,甲、乙系统动量守恒:? mvB="2m?" 一一(2分)
?————————(1分)
由于碰后能做匀速运动,说明电场力方向向右,可知碰后的整体带负电,即知碰前
乙应该带负电。?——————————————(1分)
碰后的整体受力平衡;
?一一一(2分)
?————————(2分)
本题解析:略
本题难度:一般
4、选择题 如图所示一长为
、质量为
的车厢静止于光滑水平面上,车厢内有—质量为
的物体以初速度
向右运动,与车厢来回碰撞
次后静止于车厢中,这时车厢的速度为(?)

A.
,水平向右
B.零
C.
, 水平向右
D.
,水平向右
参考答案:C
本题解析:以物体与车厢组成的系统为研究对象,由动量守恒定律可得:
,最终车的速度
,方向与
的速度相同,水平向右;故选C。
本题难度:一般
5、选择题 质量都为m的小球a、b、c以相同的速度分别与另外三个质量都为M的静止小球相碰后,a球被反向弹回,b球与被碰球粘合在一起仍沿原方向运动,c球碰后静止,则下列说法正确的是( )
A.m一定小于M
B.m可能等于M
C.b球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大
D.c球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大