时间:2017-09-26 11:26:00
1、简答题 如图，半径为R，光滑的
| 1 4 |
参考答案：（1）物块a由M到N过程中，由机械能守恒有：mgr=12mv21 ①
由牛顿第二定律有：F-mg=mv21R ②
联立①②解得：轨道对a支持力 F=3mg
（2）物块a从N滑至D过程中，由动能定理有：-μ1mgl=12mv2D1-12mv21 ③
物块a、b在D点碰撞，根据动量守恒有：mvD1=3mvD2 ④
解得两物块在D点向左运动的速度 vD2=
本题解析：
本题难度：一般
2、选择题 “轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核（称为子核），并且放出一个中微子的过程，中微子的质量极小，不带电，很难被探测到，人们最早是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．关于一个静止的母核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面的说法中正确的是（ ）
A．子核的动量与中微子的动量相同
B．母核的电荷数小于子核的电荷数
C．母核的质量数等于子核的质量数
D．子核的动能大于中微子的动能
参考答案：A、原子核（称为母核）俘获电子的过程中动量守恒，初状态系统的总动量为0，则子核的动量和中微子的动量大小相等，方向相反．故A错误．
B、原子核（称为母核）俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核（称为子核）的过程．电荷数少1，质量数不变．故B错误，C正确．
D、子核的动量大小和中微子的动量大小相等，由于中微子的质量很小，根据EK=P22m知，中微子的动能大于子核的动能．故D错误．
故选C．
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 如图所示“为探究碰撞中的不变量”的实验装置示意图．
（1）本实验中，实验必须要求的条件是______
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端点的切线是水平的
C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放
D．入射球与被碰球满足ma＞mb，ra=rb
（2）如图，其中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是______
A．ma?ON=ma?OP+mb?OM
B．ma?OP=ma?ON+mb?OM
C．ma?OP=ma?OM+mb?ON
D．ma?OM=ma?OP+mb?ON．
参考答案：（1）A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；
B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；
C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；
D、为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求ma＞mb，ra=rb，故D正确．
故选BCD．
（2）要验证动量守恒定律定律即：mav0=mav1+mbv2
小球做平抛运动，根据平抛运动规律可知根据两小球运动的时间相同，上式可转换为：
mav0t=mav1t+mbv2t
故需验证maOP=maOM+mbON，因此ABD错误，C正确．
故选C．
本题解析：
本题难度：一般
4、计算题 如图所示，以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面 上，左端紧靠B点，上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C。一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点，运动到A时刚好与传送带速度相同，然后经A沿半圆轨道滑下，再经B滑上滑板，滑板运动到C时被牢固粘连。物块可视为质点，质量为m，滑板质量M=2m，两半圆半径均为R，板长l=6.5R，板右端到C的距离L在R＜L＜5R范围内取值，E距A为s=5R，物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度取g。
(1)求物块滑到B点的速度大小。
(2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系，并判断物块能否滑到CD轨道的中点。 
参考答案：解：(1)物块先做匀加速直线运动，滑动摩擦力做正功，到A点时恰好与传送带的速度相等，然后沿光滑的半圆滑下来。设物块滑到B点时的速度为vB，对物块运动的整个过程由能量关系有： 
解得：
(2)假设物块和滑板能够达到共同的速度，设为v共，以物块和滑板组成的系统为研究对象，由动量守恒定律：mvB=(M+m)v共
设物块在滑板上的相对位移为△s，由能量守恒定律有：μmg△s=
v共2
由以上两式得：△s=6R<6.5R，所以滑块没有掉下来
设这个过程中滑板前进的位移为s，以滑板为研究对象，由动能定理得：
v共2
解得：s=2R
物块的对地位移：s1=2R+△s=8R
当2R≤L<5R时，滑块先做匀减速运动，再做匀速运动，滑板碰撞静止后，物块再做匀减速运动，滑上C点，再沿圆周运动
由动能定理：
解得：
，所以滑块不能滑到CD轨道的中点
当R＜L＜2R时，滑块先做匀减速运动，在没有和滑板达到共同速度之前，滑板碰撞静止，滑块仍然向前滑动，到C点，然后滑上轨道。若恰好能上升到中点，则应满足-μmg(L+6.5R)-mgh=
解得：L=0.5R
L越小越容易上到中点，但R＜2L＜2R，故物块不能上升到CD轨道的中点
Wf=μng(L+6.5R)
本题解析：
本题难度：困难
5、简答题 在光滑水平面上放有如图10所示的用绝缘材料制成的“┙”型滑板，其质量为
，在滑板右端A壁左侧有一质量为
,带电荷量为q=+2C的小铁块，在小铁块与A壁之间夹有一小堆火药，整个装置始终处于场强为E=10N/C的水平向右的匀强电场中。初始时刻，使滑板与小铁块都处于静止，现点燃火药。设火药爆炸时有100J的能量转化为滑板和小铁块的机械能，滑板水平部分足够长，小铁块和火药的体积大小、小铁块与滑板面的摩擦均不计，火药爆炸的作用力远大于电场力，爆炸后，滑板和小铁块质量、形状均不变，小铁块没有电量损失，小铁块始终未脱离滑板。
试求：
（1）火药爆炸瞬间后，滑板、小铁块的速度大小分别为多少？（爆炸时间可忽略）
（2）小铁块从火药爆炸后到第一次与A壁碰撞前，滑板和小铁块的速度大小分别为多少？
（3）小铁块从火药爆炸后到第一次与A壁碰撞前，电场力所做的功为多少？
?
参考答案：（１）
（２）
（３）W=
本题解析：（1）：以滑板、小铁块为系统，火药爆炸瞬间，系统动量守恒，以水平向右的方向为正方向，设火药爆炸后瞬间滑板、小铁块速度大小分别为
则有：
?①?
由能量关系得：
?②?
代入数值解①②得：?
（2）火药爆炸后，滑板所受合外力为零，则以
的速度做匀速直线运动，故小铁块与A壁第一次碰撞前滑板的速度；?
小铁块先向左做匀减速直线运动，再向右做匀加速直线运动，设小铁块回到初位置的时间为t；在此过程中，电场力做功为零，此时速度方向向右，且大小为
由动量定理得：
?
代入数值得：t=4秒?
设滑板在
时间内运动的位移为
?，再经过
与A壁第一次碰撞，滑板在
内匀速运动的位移为
，小铁块在内匀加速运动的位移为
，
则有：
?
又小铁块加速度
?
?
?
∴小铁块与A壁第一次碰撞前瞬间的速度：?
（3）设小铁块从爆炸后到与A壁第一次碰撞前的过程中的位移为S，则有：
?
∴电场力做功W=
本题难度：一般