时间:2019-06-26 04:50:10
1、计算题 （10分）质量为M的楔形物块上有圆弧轨道，静止在水平面上。质量为m的小球以速度v1向物块运动。不计一切摩擦，圆弧小于90°且足够长。求小球能上升到的最大高度H和物块的最终速度v。
参考答案：
；
本题解析：（1）小球上升到最高点，速度相等
由水平系统动量守恒得：
由系统机械能守恒得：
?解得
——————————————5分
（2）全过程系统水平动量守恒：
由系统机械能守恒得：
解得? ————————————————————5分
本题难度：简单
2、选择题 在做“验证动量守恒定律”实验中，关于小球落点的下列说法中正确的是（?）
A．如果小球每一次都从同一点无初速释放，重复几次的落点应当是重合的
B．由于偶然因素存在，重复操作时小球的落点不重合是正常的，但落点应当比较密集
C．测定P点位置时，如果重复10次的落点分别为P1、P2、P3…P10，则OP应取OP1、OP2、OP3… OP10的平均值，即OP=（OP1+OP2+…+OP10）/10
D．用半径尽量小的圆把P1、P2、P3…P10圈住，这个圆的圆心就是入射球落点的平均位置P
参考答案：BD
本题解析：用尽可能小的圆把这些落点圈住，圆心就是这些落点的平均位置，这样能尽可能地减小误差.
本题难度：简单
3、简答题 为了验证机械能守恒定律，某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器M通过G1、G2光电门时，光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录，滑行器连同挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门中心间的距离为x，牵引砝码的质量为m，细绳不可伸长且其质量可以忽略，重力加速度为g．该同学想在水平的气垫导轨上，只利用以上仪器，在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律，请回答下列问题．
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母，使气垫导轨水平．请在以下空白处填写实验要求；
在不增加其他测量器材的情况下，调水平的步骤是：取下牵引砝码m，接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母，若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止，或者轻推滑行器M分别通过光电门G1、G2的时间______，则导轨水平．
（2）当气垫导轨调水平后，在接下来的实验操作中，以下操作合理的是______；
A．挡光片的宽度D应尽可能选较小的
B．选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器的总质量M
C．为了减小实验误差，光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些
D．用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行
（3）在每次实验中，若表达式______；用M、g、m、△t1、△t2、D、x表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律成立．
参考答案：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂重物的情况下轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，滑块通过光电门速度相等，则光电门的挡光时间相等，证明气垫导轨已经水平．
（2）A、滑块经过光电门时的瞬时速度用平均速度来代替，由v=D△t求出，D越小，误差越小，故A正确．
B、本实验不需要测量细绳对滑行器的拉力，即不需要用砝码的质量代替细绳的拉力，所以不需要满足砝码的质量m应远小于滑行器的总质量M这个条件，故B错误．
C、光电门G1、G2的间距x越大，x相对误差越小，故C正确．
D、用来牵引滑行器M的细绳必须与导轨平行，以减小阻力，保持满足实验阻力足够小的条件，故D错误．
故选：AC．
（3）滑行器经过光电门G1、G2的速度近似等于滑块经过光电门时的平均速度，分别为：
v1=D△t1，v2=D△t2
砝码的重力势能减少量为：△Ep=mgx；砝码及滑行器（连同挡光片）的动能增加量相等为：△Ek=12(M+m)v22-12(M+m)v21
若表达式△Ep=△Ek，即得：mgx=12(M+m)(D△t2)2-12(M+m)(D△t1)2，在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律成立．
故答案为：
（1）相等；
（2）AC；
（3）mgx=12(M+m)(D△t2)2-12(M+m)(D△t1)2．
本题解析：
本题难度：一般
4、简答题
质量为M的木块静止在光滑水平面上，质量为m的子弹沿水平方向入射木块，并留在木块中，从子弹开始进入木块到子弹与木块保持相对静止这段时间内，子弹和木块相对地的位移分别为
，则
为多少？
参考答案：
本题解析：
∴
本题难度：简单
5、计算题 （1） 氢原子第n能级的能量为
，其中E1为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到基态时，发出光子的频率为v1；当氢原子由第2能级跃迁到基态时，发出光子的频率为v2，则
=?。
（2）如图所示，质量M=4kg的滑板B静止放在光滑水平面上，其右端固定一根水平轻质弹簧，弹簧的自由端C互滑板左端的距离L=0.5m，这段滑板与木块A（可视为质点）之间的动摩擦因数
，而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑。小木块A以速度v0=10m/s由滑板B左端开始沿滑板的水平面上表面向右运动。已知木块A的质量m=1kg,g取10m/s2。求：
①弹簧被压缩到最短时木块A的速度；
②木块A压缩弹簧过程中弹簧弹势能最大值。
参考答案：（1）?
?（2）①
?②
本题解析：（1）氢原子由第4能级跃迁到基态时，
?； 氢原子由第2能级跃迁到基态时, 
?， 所以
（2）①弹簧被压缩到最短时，木块A与滑板B具有相同的速度，设为
，从木块A开始沿滑板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，A、B系统的动量守恒：
（2分）?
解得
（1分）
代入数据得木块A的速度（2分）
②木块
压缩弹簧过程中，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，由能量关系，弹簧的最大弹性势能为
（2分）
代入数据得（2分）
本题难度：一般