1、1如图所示，光滑水平面上有质量均为 m 的物块 A 和 B， B 上固定一轻弹簧。 B 静止， A 以速度 v0水平向右运动，通过弹簧与 B 发生作用。作用过程中，弹簧获得的最大弹性势能 Ep为 ( )A. mv B mv116 20 18 20C. mv D mv14 20 12 20答案： C2质量为 m1 kg 的小木块(可看成质点)，放在质量为 M5 kg 的长木板的左端，如图所示。长木板放在光滑水平桌面上。小木块与长木板间的动摩擦因数 0.1，长木板的长度 L2.5 m。系统处于静止状态。现为使小木块从长木板右端脱离出来，给小木块一个水平向右瞬时冲量 I，则冲量 I 至少是( g 取
2、10 m/s2)( )A. Ns B Ns16 16C. Ns D6 Ns6解析： 当木块恰好滑到木板的右端时，两者速度相等，则 I 最小，由系统动量守恒：mv0( m M)v1解得 v1 v016又 mgL mv (m M)v xk,w 12 20 12 21得 v0 m/s6由动量定理得： I mv0 Ns。故选项 C 正确。6答案： C3.如图所示，两质量分别为 m1和 m2的弹性小球 A、 B 叠放在一起，从高度为 h 处自由落下，且 h 远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向。已知 m23 m1，则小球 A 反弹后能达到的高度为( )A h B2 hC3 h
3、 D4 h答案： D4光滑水平面上有一静止木块，质量为 m 的子弹水平射入木块后未穿出，子弹与木块运动的速度图象如图所示。由此可知( )A木块质量可能是 2mB子弹进入木块的深度为v0t02C木块所受子弹的冲量为 mv012D子弹射入木块过程中产生的内能为 mv12 20解析： 设木块质量为 M，由动量守恒定律， mv0( m M) ，解得 M m，选项 A 错误；根据速度 时v02间图线与坐标轴围成的面积表示位移可知，子弹进入木块的深度为 d v0t0 ，选项 B 正确；由动12 v0t02量定理，木块所受子弹的冲量为 I M ，选项 C 正确；由能量守恒定律，子弹射入木块过程中产生v02
4、mv02的内能为 E mv (m M) 2 mv ，选项 D 错误。12 20 12 (v02) 14 20答案： BC5如图所示，质量为 mP2 kg 的小球 P 从离水平面高度为 h0.8 m 的光滑斜面上滚下，与静止在光滑水平面上质量为 mQ2 kg 的带有轻弹簧的滑块 Q 碰撞， g10 m/s 2，下列说法正确的是( )A P 球与滑块 Q 碰撞前的速度为 5 m/sB P 球与滑块 Q 碰撞前的动量为 16 kgm/sC它们碰撞后轻弹簧压缩至最短时的速度为 2 m/sD当轻弹簧压缩至最短时其弹性势能为 16 J答案： C6(多选)如图甲所示，光滑平台上的物体 A 以初速度 v0滑到
5、上表面粗糙的水平小车 B 上，小车与水平面间的摩擦不计，重力加速度为 g，乙图为物体 A 与小车 B 的 v t 图象，由此可求出( )A小车 B 上表面的最小长度B物体 A 与小车 B 的质量之比C物体 A 与小车 B 上表面间的动摩擦因数D小车 B 获得的动能解析： 由图象可知， A、 B 最终以共同速度 v1匀速运动，则小车 B 上表面的长度 l v0t1，故 A 可求12出；由动量守恒定律得 mA(v0 v1) mBv1，故可以求出物体 A 与小车 B 的质量之比 ，故 B 可求出；mAmB v1v0 v1由图象可以知道物体 A 相对小车 B 的位移 x v0t1，根据能量守恒定律得
6、m Ag x mAv (mA mB)v12 12 20 12，可以求出动摩擦因数 ， C 可求出；由于小车 B 和物体 A 的质量未知，故不能确定小车 B 获得的动能21和物体 A 减少的动能，D 不可求出。答案： ABC7.如图所示，一个质量为 m 的木块，从半径为 R、质量为 M 的 光滑圆弧形槽顶端由静止滑下。在槽被14固定和可沿着光滑平面自由滑动两种情况下，木块从槽口滑出时的速度大小之比为多少？解析： 槽固定时，木块下滑过程中只有重力做功，由动能定理得： mgR mv 012 21则木块滑出槽口时的速度：v1 2gR槽可动时，当木块开始下滑到脱离槽口的过程中，对木块和槽所组成的系统，水
7、平方向不受外力，水答案： m MM8 (1)(5 分)某光源能发出波长为 的光，现用该光进行光电效应实验，如图 1 所示。若电压表读数为 U 时，电流表读数刚好为零。已知普朗克常量为 h，光速为 c，电子电荷量为 e，电压表和电流表均为理想电表，则 K 极金属的逸出功为_，截止频率为_。图 1(2)(10 分)一质量为 m 的小滑块 A 沿斜坡由静止开始下滑，与一质量为 km 的静止在水平地面上的小滑块 B 发生正碰，如图 2 所示。设碰撞是弹性的，且不计一切摩擦，为使二者能且只能发生一次碰撞，则 k的值应满足什么条件？图 2(2)0k39(15 分)(1)(5 分)下列说法正确的是_。(填正
8、确答案标号)A卢瑟福通过 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念，并指出氢原子从低能级跃迁到高能级要吸收光子C查德威克首先发现了中子D若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小E铀核( U)衰变为铅核( Pb)的过程中，要经过 8 次 衰变和 10 次 衰变23892 20682(2)(10 分)如图 3 所示，木板 A 和有 光滑圆弧面的滑块 B 静止在光滑水平面上， A 的上表面与圆弧的14最低点相切， A 的左端有一可视为质点的小铁块 C。现突然给 C 一水平向右的初速度， C 经过 A 的右端时速度变为初速度的一半，之后滑到 B 上并刚好能到达圆弧的
9、最高点。圆弧的半径为 R，若 A、 B、 C 的质量均为 m，重力加速度为 g。求 C 的初速度。图 310(1)(5 分)如图 4 所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于 n3 的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为 2.49 eV 的金属钠。图 4这群氢原子能发出_种不同频率的光，其中有_种频率的光能使金属钠发生光电效应。金属钠发出的光电子的最大初动能为_eV。xk;w (2)(10 分)一辆以 90 km/h 高速行驶的货车，因其司机酒驾，在该货车进入隧道后，不仅未减速，而且驶错道，与一辆正以 72 km/h 速度驶来的小轿车发生迎面猛烈碰撞，碰撞后两车
10、失去动力并挂在一起，直线滑行 10 m 的距离后停下，已知货车的质量为 M10 4 kg，轿车的质量为 m10 3 kg，且由监控数据可知，两车碰撞时间(从接触到开始一起滑行所用时间)为 0.2 s，假设两车碰撞前后一直在同一条直线上运动，且忽略碰撞时摩擦力的冲量，重力加速度 g 取 10 m/s2，求：两车碰撞过程中，小轿车受到的平均冲击力与轿车本身的重力之比；两车一起滑行的过程中，受到的地面摩擦力大小(保留两位有效数字)。解析 (1)有 3 种跃迁方式，如图所示。对轿车由动量定理得 Ft mv( mv2)，联立上式解得F 104 N；则 。22511 Fmg 22511两车从一起开始滑行到
11、停止运动的过程中，由动能定理得 Ffx0 (M m)v2，12联立方程解得 Ff2.410 5 N。答案 (1)3 2 9.60 (2)22511 2.410 5 N11(15 分)(1)(5 分)下列关于近代物理知识的描述中，正确的是_。(填正确答案标号)A康普顿效应实验说明了光具有粒子性，不但具有能量，也具有动量B处于 n3 能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出 3 种频率的光子C结合能越大，原子核越稳定D玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的E 衰变中产生的 射线实际上是原子核外电子挣脱原子核形成的(2)(10 分)如图 5 所示，一质量为 2m 为 L 形长木板静止在光
12、滑的水平面，木板右端竖起部分内侧有粘性物质，当有其他物体与之接触时即会粘在一起。某一时刻有一质量为 m 的物块，以水平速度 v0从 L 形长木板的左端滑上木板。已知物块与 L 形长木板上表面的动摩擦因数为 ，当它刚要与 L 形长木板右端竖起部分相碰时，速度减为 ，碰后即粘在一起。求：v02图 5物块在 L 形长木板上的滑行时间及此时木板在地面上滑行的距离；物块与 L 形长木板右端竖起部分相碰过程中，长木板受到的冲量大小。答案 (1)ABD (2) mv0v02 g 1612(15 分)(1)(5 分)下列说法正确的是_。(填正确答案标号)A图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验
13、电器铝箔有张角，证明光具有粒子性B如图乙所示为某金属在光的照射下，光电子最大初动能 Ek与入射光频率 的关系图象，当入射光的频率为 2 0时，产生的光电子的最大初动能为 EC图丙中，用 n2 能级跃迁到 n1 能级辐射出的光照射逸出功为 6.34 eV 的金属铂，不能发生光电效应 D图丁中由原子核的核子平均质量与原子序数 Z 的关系可知，若 D 和 E 能结合成 F，结合过程一定会释放能量E图戊是放射线在磁场中偏转示意图，射线 c 是 粒子流，它是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的(2)(10 分)如图 6 所示，甲车质量为 M，装满海绵的乙车总质量也为 M，两车都静止在光滑的水平面上，甲
14、、乙两车高度差为 h，甲车右侧到乙车上 O 点的水平距离为 x。现甲车上质量也为 M 的运动员从甲车边缘水平向右跳出，刚好落到乙车的 O 点并相对乙车静止，重力加速度为 g，求：图 6甲车最终速度的大小；运动员与乙车相互作用过程中损失的机械能。解析 (2)运动员在甲车上跳离的过程动量守恒，取水平向右为正，设运动员的速度为 v0，甲车的速度为 v 甲 ，由动量守恒定律可得：0 Mv0 Mv 甲答案 (1)ABD (2) x g2h Mg（ x2 8h2）8h13(1)(5 分)下列说法正确的是_。(填正确答案标号)A普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B按照玻尔理论，
15、氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量减小C放射性原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出 射线， 射线是一种波长很短的电磁波，在电场和磁场中都不会发生偏转D一个动量为 p 的电子对应的物质波波长为 hp(h 为普朗克常量)E由核反应方程 n p e 可知中微子( )不带电10 1 01(2)(10 分)如图 7 甲所示，水平地面上静止放置一辆上表面光滑的小车 A，小车与水平地面间的摩擦力极小，可以忽略不计，可视为质点的物块 B 置于小车 A 的最右端。现对小车 A 施加一个水平向右的恒力F10 N，小车 A 运动一段时间后，其左端固定
16、的挡板与物块 B 发生碰撞，碰撞时间极短，碰后它们粘合在一起，共同在 F 的作用下继续运动，碰撞后 F 作用的时间 t0.6 s，小车 A 的 v t 图象如图乙所示。求：图 7()小车 A 和物块 B 的质量；()小车 A 的上表面长度 l。解析 (1)普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故选项 A 正确；Ft( mA mB)v2( mA mB)v 共代入数据，联立解得 mA4 kg， mB2 kg()小车 A 与物块 B 发生碰撞前的过程，对小车 A 运用动能定理有Fl mAv12 21代入数据解得 l0.45 m答案 (1)ACE (2)()2 kg ()0
17、.45 m14如图 6 所示，质量为 m10.2 kg 的小物块 A，沿水平面与小物块 B 发生正碰，小物块 B 的质量为m21 kg。碰撞前， A 的速度大小为 v03 m/s， B 静止在水平地面上。由于两物块的材料未知，将可能发生不同性质的碰撞，已知 A、 B 与地面间的动摩擦因数均为 0.2，重力加速度 g 取 10 m/s2，试求碰后B 在水平面上滑行的时间。图 6解析 假如两物块发生的是完全非弹性碰撞，碰后的共同速度为 v1，则由动量守恒定律有m1v0( m1 m2)v1碰后， A、 B 一起滑行直至停下，设滑行时间为 t1，则由动量定理有 (m1 m2)gt1( m1 m2)v1
18、解得 t10.25 s假如两物块发生的是弹性碰撞，碰后 A、 B 的速度分别为 vA、 vB，则由动量守恒定律有m1v0 m1vA m2vB由机械能守恒有 m1v m1v m2v12 20 12 2A 12 2B设碰后 B 滑行的时间为 t2，则 m 2gt2 m2vB解得 t20.5 s可见，碰后 B 在水平面上滑行的时间 t 满足025 s t0.5 s答案 见解析15.如图 7 所示，在固定的光滑水平杆(杆足够长)上，套有一个质量为 m0.5 kg 的光滑金属圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量为 M1.98 kg 的木块，现有一质量为 m020 g 的子弹以 v0100 m/s
19、的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间， g10 m/s 2)，求：图 7(1)圆环、木块和子弹这个系统损失的机械能；(2)木块所能达到的最大高度。答案 (1)99 J (2)0.01 m16.如图 8 所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为 m 的物块 A、 B、 C。 B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)。设 A 以速度 v0朝 B 运动，压缩弹簧；当 A、 B 速度相等时， B 与 C 恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设 B 和 C 碰撞过程时间极短。求从 A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，图 8(1)整个系统损失的机械能；(2)弹簧被压
20、缩到最短时的弹性势能。解析 (1)从 A 压缩弹簧到 A 与 B 具有相同速度 v1时，对 A、 B 与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得mv02 mv1此时 B 与 C 发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为 v2，损失的机械能为 E，对 B、 C 组成的系联立式得 Ep mv 1348 20答案 (1) mv (2) mv116 20 1348 2017已知氘核( H)质量为 2.013 6 u，中子( n)质量为 1.008 7 u，氦核( He)质量为 3.015 0 u，1 21 10 32u 相当于 931.5 MeV。(1)写出两个氘核聚变成 He 的核反应方程；32(2)计算上
21、述核反应中释放的核能(保留三位有效数字)；(3)若两个氘核以相同的动能 0.35 MeV 做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应后生成的氦核( H)和中子( n)的速度大小之比是多少？32 10解析 (1)根据题中条件，可知核反应方程为 H H He n。21 21 32 10(2)质量亏损 m2 mH( mHe mn)2.013 6 u2(3.015 0 u1.008 7 u)0.003 5 u。由于 1 u 的质量与 931.5 MeV 的能量相对应，所以核反应中释放的核能为 E0.003 5931.5 MeV3.26 MeV。(3)由动量守恒定律有 0 mHev
22、He mnvn，得 vHe vn13。答案 (1)见解析 (2)3.26 MeV (3)13 18如图所示，一质量为 M 的木块静止在水平轨道 AB 的 B 端，水平轨道与光滑圆弧轨道 BC 相切。现有一质量为 m 的子弹以 v0的水平速度从左边射入木块且未穿出，重力加速度为 g。求：(1)子弹射入木块过程中系统损失的机械能和子弹与木块一起在圆弧轨道上上升的最大高度；(2)从木块开始运动到木块返回 B 点的过程中木块(含子弹)所受合外力的冲量大小。解析： (1)设子弹射入木块后与木块的共同速度为 v，子弹射入木块的过程系统动量守恒，由动量守答案： (1) (2)2 mv0m2v202 m M1
23、9如图所示，一质量 m10.45 kg 的平顶小车静止在光滑的水平轨道上。质量 m20.5 kg 的小物块(可视为质点)静止在车顶的右端。一质量为 m00.05 kg 的子弹、以水平速度 v0100 m/s 射中小车左端并留在车中，最终小物块相对地面以 2 m/s 的速度滑离小车。已知子弹与车的作用时间较短，物块与车顶面的动摩擦因数 0.8，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取 g10 m/s 2，求：(1)子弹相对小车静止时小车速度的大小；(2)小车的长度 L。答案： (1)10 m/s (2)2 m20如图所示，甲、乙、丙三个相同的小物块(可视为质点)质量均为 m，将两个不同的轻质弹簧压缩到
24、最紧并用轻绳固定，弹簧与小物块之间不连接。整个系统静止在光滑水平地面上，甲物块与左边墙壁的距离为 l(l 远大于弹簧的长度)。某时刻烧断甲、乙之间的轻绳，甲与乙、丙的连接体立即被弹开。经过时间 t，甲与墙壁发生弹性碰撞，与此同时乙、丙之间的连接绳瞬间断开，又经时间 ，甲与乙发生第一次t2碰撞。设所有碰撞均为弹性碰撞，弹簧弹开后不再影响甲、乙、丙的运动。求：(1)乙、丙之间连接绳断开前瞬间乙、丙连接体的速度大小？(2)乙、丙之间弹簧初始时具有的弹性势能。解析： (1)甲与乙、丙连接体分离时的速度大小为lt设乙、丙连接体在分离前瞬间的速度大小为 v，则有m 2 mvlt解得 vl2t(2)乙与丙分
25、离时，它们的位移 x vt tl2t l2答案： (1) (2)l2t 25ml24t221如图所示，一小车置于光滑水平面上，轻质弹簧右端固定，左端拴连物块 b，小车质量 M3 kg， AO 部分粗糙且长 L2 m，动摩擦因数 0.3， OB 部分光滑。另一小物块 a 放在车的最左端，和车一起以 v04 m/s 的速度向右匀速运动，车撞到固定挡板后瞬间速度变为零，但不与挡板粘连。已知车 OB部分的长度大于弹簧的自然长度，弹簧始终处于弹性限度内。 a、 b 两物块视为质点，质量均为 m1 kg，碰撞时间极短且不粘连，碰后一起向右运动。求：(取 g10 m/s 2)(1)物块 a 与 b 碰后的速度大小；(2)当物块 a 相对小车静止时小车右端 B 到挡板的距离；(3)当物块 a 相对小车静止时在小车上的位置到 O 点的距离。解析： (1)对物块 a，由动能定理得： mgL mv mv ，12 21 12 20代入数据解得 a 与 b 碰前速度 v12 m/s。a、 b 碰撞过程系统动量守恒，以 a 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 mv12 mv2，代入数据解得 v21 m/s。(2)当弹簧恢复到原长时两物块分离， a 以 v21 m/s 在小车上向左滑动，当与车同速时，以向左为正方向，由动量守恒定律得
