时间:2019-03-16 02:37:48
1、计算题 验证动量守恒定律”的实验装置如图16-3-3所示，A、B是直径为d、质量分别为ma和mb的两个小球.
图16-3-3
（1）现有下列器材，为完成本实验，哪些是必需的？请将这些器材前面的序号字母填在横线上______________.
A.秒表? B.刻度尺? C.天平? D.圆规
（2）如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，则下列式子可能成立的有__________（填字母）.
A.
? B.
C.
?D.
参考答案：（1）BCD?（2）A
本题解析：据动量守恒有
，即mA(
)=
，A正确.
本题难度：简单
2、简答题 证明：完全非弹性碰撞过程中机械能损失最大。
参考答案：见解析
本题解析：证明：碰撞过程中机械能损失表为：?
△E=
m1υ12+m2υ22―m1u12―m2u22
由动量守恒的表达式中得：?
u2=
(m1υ1+m2υ2－m1u1)
代入上式可将机械能的损失△E表为u1的函数为：
△E=－
u12－
u1+[(m1υ12+m2υ22)－
( m1υ1+m2υ2)2]
这是一个二次项系数小于零的二次三项式，显然：当u1=u2=
时，
即当碰撞是完全非弹性碰撞时，系统机械能的损失达到最大值
△Em=m1υ12+m2υ22 －
本题难度：一般
3、计算题 一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员，在距离飞船x=45m处与飞船处于相对静止状态，宇航员背着装有质量为m0=0.5 kg氧气的贮气筒。筒上装有可以使氧气以v=50 m/s的速度喷出的喷嘴，宇航员必须向着返回飞船的相反方向放出氧气，才能回到飞船，同时又必须保留一部分氧气供途中呼吸用，宇航员的耗氧率为Q=2.5×10-4 kg/s，不考虑喷出氧气对设备及宇航员总质量的影响，则：
(1)瞬时喷出多少氧气，宇航员才能安全返回飞船？
(2)为了使总耗氧量最低，应一次喷出多少氧气？返回时间又是多少？
参考答案：解：(1)结合题目中的第(1)、第(2)两问不难看出，第(1)问所求的喷出氧气的质量m应有一个范围，若m太小，宇航员获得的速度也小，虽贮气筒中剩余的氧气较多，但由于返回飞船所用的时间太长，将无法满足他途中呼吸所用，若m太大，宇航员获得的速度虽然大了，而筒中氧气太少，也无法满足其呼吸作用，所以m对应的最小和最大两个临界值都应是氧气恰好用完的情况，设瞬间喷气m kg时，宇航员恰能安全返回，根据动量守恒定律可得：
mv=MV ①
宇航员匀速返回的时间为
②
贮气筒中氧气的总质量：m0≥m+Qt ③
代入数据可得0.05 kg≤m≤0.45 kg
(2)当总耗氧量最低时，设宇航员安全返回时，共消耗氧气△m，则△m=m+Qt ④
由①②④可得
当
即m=0.15 kg时，△m有极小值，故总耗氧量最低时，应一次喷出0.15 kg的氧气
将m=0.15 kg代入①②两式可解得返回时间：t=600 s
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题 （选修模块3-5）
（1）下列说法中正确的是______
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变
C．一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能辐射3种不同频率的光子
D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
（2）光照射到金属上时，一个光子只能将其全部能量传递给一个电子，一个电子一次只能获取一个光子的能量，成为光电子，因此极限频率是由______（金属/照射光）决定的．如图1所示，当用光照射光电管时，毫安表的指针发生偏转，若再将滑动变阻器的滑片P向右移动，毫安表的读数不可能______（变大/变小/不变）．
（3）如图2，总质量为M的火箭被飞机释放时的速度为υ0，方向水平．释放后火箭立即向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气，火箭相对于地面的速度变为多大？
参考答案：（1）A、β衰变放出的电子是原子核中中子转化而来的，原子核中并没有电子，所以β衰变不能说明电子是原子核的组成部分．故A错误．
B、目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变．故B正确．
C、一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，由于跃迁是随机的，最多能辐射?23C=6种不同频率的光子．故C错误．
D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型．故D正确．
故选BD
（2）根据动量守恒定律得? Mv0=-mu+（M-m）v，解得，v=Mυ0+muM-m．
故答案：
（1）BD
（2）金属，变小?
（3）Mυ0+muM-m
本题解析：
本题难度：一般
5、计算题 【选修3-5选做题】
如图所示，物体A静止在光滑平直轨道上，其左端固定有轻质弹簧，物体B以速度v0=2.0m/s沿轨道向物体A运动，并通过弹簧与物体A发生相互作用．设A、B两物体的质量均为m=2kg，求当物体A的速度多大时，A、B组成的系统动能损失最大？损失的最大动能为多少？
参考答案：解：当两物体速度相等时，弹簧压缩量最大，系统损失动能最大．由动量守恒定律知
?
?
损失的动能为
本题解析：
本题难度：一般