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1、简答题 科学家设想在未来的航天事业中利用太阳帆来加速星际飞船,“神舟”五号飞船在轨道上运行的期间,地面指挥控制中心成功地实施了飞船上太阳帆板展开的试验.设该飞船所在地每秒每单位面积(m2)接收的光子数为n,光子平均波长为λ,太阳帆板面积为S,反射率为100%,光子动量p=
,设太阳光垂直射到太阳帆板上,飞船总质量为m,求飞船的加速度.
参考答案:
本题解析:动量为p的光子垂直打到太阳帆板上再反射,动量的改变量
Δp=p末-p初="p-(-p)=2p?" ①
此处设末动量方向为正方向,由动量定理FΔt=Δp?②
由牛顿第三定律知,太阳帆板上受到的光压力F′=F=
,由牛顿第二定律:F=ma可得飞船的加速度a=
=
.
本题难度:简单
2、选择题 下列物理量为标量的是
A.平均速度
B.加速度
C.磁感强度
D.功
参考答案:D
本题解析:分析:即有大小又有方向,相加是遵循平行四边形定则的物理量是矢量,如力、速度、加速度、位移等都是矢量;只有大小,没有方向的物理量是标量,如路程、时间、质量等都是标量.
解答:在本题中,平均速度、加速度、磁感强度都是有方向的,为矢量,而功是标量,故ABC错误,D正确.
故选D.
点评:本题是一个基础题目,就是看学生对矢量和标量的掌握,理解标量和矢量的本质区别,
本题难度:困难
3、选择题 如图4所示,质量为M的物体P静止在光滑的水平面上,有另一质量为m(M>m)的物体Q以速度v0正对P滑行,则它们碰后(水平面足够大)(?)

图4
A.Q物体一定被弹回,因为M>m
B.Q物体可能继续向前
C.Q物体的速度可能为零
D.若相碰后两物体分离,则过一段时间可能再相碰
参考答案:BC
本题解析:由题意知m<M,两物体如果为完全非弹性碰撞,则P、Q黏在一起共同运动,所以选项A不对.如果为弹性碰撞,则一定被弹回;当为非完全弹性碰撞时,Q的速度随着损失能量的增加介于被弹回和一起向前运动之间,因而可能为零,故C对.再由运动学知识知,分离后不会再碰,故D不对.
本题难度:简单
4、实验题 用如图1所示的装置,来验证碰撞过程中的动量守恒。图中PQ是斜槽,QR为水平槽。O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,A、B两球的质量之比mA:mB=3:1。先使A球从斜槽上某一高度处由静止释放,在水平地面的记录纸上留下落点痕迹P,重复10次,得到10个落点。再把B球放在水平槽上的末端R处,让A球仍从同一高度处由静止释放,与B球碰撞,碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复10次。A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图2所示,其中米尺的零点与O点对齐。


(1)碰撞后A球的水平射程应取_____________cm。
(2)本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度。下面的实验条件中,可能不能使小球飞行的水平距离的大小表示为水平初速度大小的是_____________。
A.使A、B两小球的质量之比改变为5:1
B.升高小球初始释放点的位置
C.使A、B两小球的直径之比改变为1:3
D.升高桌面的高度,即升高R点距地面的高度
(3)利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为_____________。(结果保留三位有效数字)
参考答案:(1)14.45-14.50
(2)C
(3)1.01-1.02
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 如图3所示,一质量为m的小球,在B点从静止开始沿半球形容器内壁无摩擦地滑下,B点与容器底部A点的高度差为h.容器质量为M,内壁半径为R,求:
(1)当容器固定在水平桌面上,小球滑至底部A时,容器内壁对小球的作用力大小.
(2)当容器放置在光滑的水平桌面上,小球滑至底部A时,小球相对容器的速度大小?容器此时对小球的作用力大小.
参考答案:(1)T=mg+m
?=mg+m
=mg(1+
)
(2)v′=v1-v2=
图4
本题解析:(1)m下滑只有重力做功,故机械能守恒,即有
mgh=
mv2,v2=2gh?①
底部A是圆周上的一点,由牛顿第二定律,有:T-mg=m
?
T=mg+m
?=mg+m
=mg(1+
)
(2)容器放置在水平桌面上,则m与M组成的系统在水平方向不受外力,故系统在水平方向上动量守恒;又因m与M无摩擦,故m与M的总机械能也守恒.令m滑到底部时,m的速度为v1,M的速度为v2.
由动量守恒定律得:0=mv1+Mv2?①
由机械能守恒定律得:mgh=
mv12+
Mv22?②
联立①②两式解得:v1=
,v2=-

小球相对容器的速度大小v′,v′=v1-v2=
由牛顿第二定律得:T′-mg=m
T′=mg+m
=mg[1+
]
本题难度:简单