高中物理第4节碰撞试题.docx

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高中物理第4节碰撞试题

高中物理第4节碰撞试题2019.09

1,如图所示，螺线管中放有一根条形磁铁，那么

A.当磁铁突然向右抽出时，A点电势比B点高

B.当磁铁突然向右抽出时，B点电势比A点高

C.当磁铁突然向左抽出时，A点电势比B点高

D.当磁铁突然向左抽出时，B点电势比A点高

2,如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属闭合圆线圈由I状态突然缩小到Ⅱ状态，则关于该线圈中的感应电流及方向（从上往下看）应是

A.有顺时针方向的感应电流

B.有逆时针方向的感应电流

C.先有逆时针方向、后变为顺时针方向的感应电流

D.没有感应电流

3,在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一半径为R的圆弧金属丝ab，ab的长度为周长的

，弧平面与磁场垂直，若其以速度v向右运动，如图所示，则ab两点间感应电动势的大小为______，a点电势比b点______.

4,如图所示，电阻为R的矩形导线框abcd，边长ab=L，ad=h，质量为m，自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，若线框恰好以恒定的速度通过磁场，线框中产生的焦耳热是________（不考虑空气阻力）.

5,如图所示，空间存在垂直纸面的匀强磁场，在半径为a的圆形区域内外，磁场方向相反、磁感应强度大小均为B，一半径为b的圆形导线环，电阻为R，放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合，在内外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线横截面的电荷量q为________

6,如图所示，abcd为一边长为L、具有质量的刚性导线框，位于水平面内，bc边中接有电阻R，导线的电阻不计.虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框的ab边平行，磁场区域宽度为2L，磁感应强度为B，方向竖直向下，线框在一垂直于ab边的水平恒力作用下，沿光滑水平面运动，直到通过磁场区域.已知ab边刚进入磁场时，线框便变为匀速运动，此时通过电阻R的电流的大小为i.若取逆时针方向的电流为正，试在图所示的i-x坐标上定性画出：

从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R的电流i随ab边的位置坐标x变化的曲线.

7,两个小车A和B置于光滑水平面的同一直线上，且相距一段距离，车A上固定有闭合的螺线管，车B上固定有一条形磁铁，且条形磁铁的轴线与螺线管在同一直线上，如图所示，车A的总质量m1=1.Okg，车B的总质量m2=2.0kg，若车A以口v0=6m／s的速度向原来静止的车B运动，求螺线管内因电磁感应产生的热量有多少焦耳?

（一切摩擦阻力均可忽略不计）

8,如图，水平放置的充电平行金属板相距为d，其间形成匀强电场，一带正电的油滴从下极板边缘射入，并沿直线从上极板边缘射出，油滴质量为m，带电量为q，则:

（）

A．场强方向竖直向上

B．场强方向竖直向下

C．两极板间的电势差为mgd/q

D．油滴的电势能增加了mgd

9,质量为m，带电量为Q的带电微粒从A点以竖直向上的速度v0射入电场强度为E的沿水平方向的匀强电场中，如图所示，当微粒运动到B点时速度方向变为水平，大小仍为v0，已知微粒受到的电场力和重力大小相等，以下说法中正确的是：

A．微粒在电场中做匀变速运动

B．A．B两点间电势差是v02E／2g

C．由A点到B点微粒的动量没有变化

D．从A点到B点合力对微粒做功为零

10,气缸中的气体吸收了4×103J的热量，同时推动活塞对外做了1.8×103J的功，那么它的内能_______（填“增加”或“减少”）了_____________J。

11,有一个单摆，当摆线与竖直方向成θ角（θ<5°）时,摆球的速度为零,摆球摆到最低点时速度为v,则单摆的周期______S.（当地重力加速度为g）

12,一质点做简谐运动，先后以相同的动量依次通过A．B两点，历时1s，质点通过B点后再经过1s又第二次通过B点，在这两秒内质点通过的总路程为12cm，则质点振动的周期为s,振幅为cm．

13,利用油膜法粗略测出阿伏加德罗常数。

把密度为ρ的某种油用滴管滴出一滴油,在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V，形成的油膜面积为S，油的摩尔质量为M，则油分子的直径,测出阿伏加德罗常数（用字母表示）

14,如图所示为一列简谐波在t1=0时（图中实线）和t2=0.5s（图中虚线）的波形图线的一部分。

试求：

此波的波速及频率？

15,如图所示，两块竖直放置的平行金属板A．B，板距d＝0.04m，两板间的电压U＝400V，板间有一匀强电场。

在A．B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q为h＝1.25m的P点处有一带正电小球，已知小球的质量m＝5×10－6kg，电荷量q＝5×10－8C。

设A．B板长度无限，g取10m/s2。

求：

（1）带正电小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰？

（2）相碰时，离金属板上端的距离多大？

16,如下图所示，电荷量均为+q．质量分别为m和3m的小球A和B，中间连接质量不计的细绳，在竖直方向的匀强电场中，以速度v0匀速上升。

某时刻细绳断开，求：

电场强度及细绳断开后，A．B两球的加速度。

当B球速度为零时，A球速度的大小。

从绳断开至B球速度为零的过程中，两球组成系统的机械能的增量为多少？

17,如图所示，质量

的平板小车静止在光滑水平面上。

当t=0时，两个质量都是m=0.2kg的小物体A和B（A和B均可视为质点），分别从左端和右端以水平速度

和

冲上小车，当它们相对于车停止滑动时，没有相碰。

已知A、B与车面的动摩擦因数都是0.20，g取

。

求：

（1）车的长度至少是多少？

（2）B在C上滑行时对地的位移。

（3）在图中所给的坐标系中画出0至4.0s内小车运动的速度v-时间t图象。

18,利用航天飞机，可将物资运送到空间站，也可以维修空间站出现的故障。

（1）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g。

某次维修作业中，航天飞机的速度计显示飞机的速度为v，则该空间站轨道半径r为多大？

（2）为完成某种空间探测任务，在空间站上发射的探测器通过向后喷气而获得反冲力使其启动。

已知探测器的质量为M，每秒钟喷出的气体质量为m，为了简化问题，设喷射时探测器对气体做功的功率为P，在不长的时间t内探测器的质量变化较小，可以忽略不计。

求喷气t秒后探测器获得的动能是多少？

19,如图所示，在光滑的水平面上，有一A、B、C三个物体处于静止状态，三者质量均为m，物体的ab部分为半径为R的光滑1/4圆弧，bd部分水平且粗糙，现让小物体C自a点静止释放，当小物C到达b点时物体A将与物体B发生碰撞，且与B粘在一起（设碰撞时间极短），试求：

（1）小物体C刚到达b点时，物体A的速度大小？

（2）如果bd部分足够长，试用文字表述三个物体的最后运动状态。

需简要说明其中理由。

20,如图，质量为M的小车静止于光滑的水平面上，小车上AB部分是半径R的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的水平面。

今把质量为m的小物体从A点由静止释放，m与BC部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点，则B、D间距离x随各量变化的情况是（）

A．其他量不变，R越大x越大

B．其他量不变，μ越大x越大

C．其他量不变，m越大x越大

D．其他量不变，M越大x越大

试题答案

1,AC

2,B

3,圆弧金属丝的有效长度即为a、b的直线距离：

所以Eab=BLv=

BRv

再据右手定则可判断得：

a点电势比b点高

4,据能的转化和守恒定律可知：

Q=2mgh.

5,初始状态导线环中的磁通量为φ1=（πb2-πa2）B-πa2B

末状态导线环中的磁通量为φ2=0.

其磁通量的变化量|Δφ|=|φ2-φ1|=|（πb2-2πa2）B|

产生的电荷量q=

=|

|

6,解：

线圈的整个运动情况如图中所示，可分为三个阶段Ⅰ→Ⅱ，Ⅱ→Ⅲ，Ⅲ→Ⅳ.

在Ⅰ→Ⅱ的过程中，由于线圈匀速进入磁场.据E=BLv和I=

可知线圈内的感应电流为一恒定的值i0。

，据右手定则判断得如的方向为逆时针，即为正.

在Ⅱ→Ⅲ的过程中，线圈中磁通量不变，所以线圈中无感应电流，此过程中，线圈做匀加速运动.

当线圈从Ⅲ位置再向右运动时，由于此时的速度值大于线圈进入磁场时的速度，因而线圈中产生的感应电流值i>i0并且是顺时针方向的，此时线圈受到的向左的安培力大于向右的恒力，故线圈做减速运动，因而电流也同步减小.当线圈离开磁场时，其速度必大于或等于进入磁场时的速度（因为若减小到原来的速度，线框又将受力平衡而做匀速运动），因此对应的感应电流必然有i≥i0.

综合上述三个过程的分析，可得线圈中的感应电流i随线圈的位移x的变化图线如上图所示.

7,解：

A车靠近B车，使得A线圈中的磁通量变化而产生感应电流.又由楞次定律推论可知，A、B两车受到大小相等、方向相反的磁力作用，其中A受到向左的磁力而做减速运动，B受到向右的磁力而做加速运动，直到两车速度相等时，感应电流为零，相互作用的磁力也为零，此后A、B将以共同速度匀速前进.由以上分析过程可知，A、B两车组成的系统动量守恒，即m1v0=（m1+m2）v，两车的共同速度v=

=2m／s.又系统机械能的损失完全转化为A线圈的内能，所以Q=

=12J.

8,AC

9,ABD

10,增加2.2×103

11,

12,4．6

13,V/S6MS3/（πρV3）

14,

（1）若波沿X轴正方向传播，

则V=（8k+2）m/s,（k=0,1,2,……）　

f=（2k+1/2）Hz,（k=0,1,2,……）　

（2）若波向X轴负方向传播,

则V=（8k+6）m/s,（k=0,1,2,……）　

f=（2k+3/2）Hz,（k=0,1,2,……）

15,

（1）设小球从P到Q需时t1s，由

得

①

小球进入电场后其飞行时间决定于电场力产生的加速度ax，可以求出小球在电场中的运动时间t2。

应有

②

③

④

由②③④式，得

（s）⑤

所以，运动总时间

（s）⑥

（2）小球由P点开始在竖直方向上始终是自由落体运动，在时间t内的位移为

（m）⑦

与金属板上端的距离为

（m）⑧

16,解：

由于两小球是匀速上升的，由平衡条件有2qE=4mg　

电场强度E=2mg/q　

绳断开后，对A球qE-mg=maA　

得aA=g方向向上　

对B球qE-3mg=3maB

方向向下

（2）两球所组成的系统动量守恒，当B球的速度为零时，有（m+3m）v0==mvA

得VA=4v0

（3）绳断开后，B球减速上升，设当速度为零时所用的时间为t，则

此过程A．B上升高度

两球系统机械能的增量等于：

⊿E=qEhA+qEhB=18

17,

（1）6.8m

（2）1m（3）

18,

（1）r=gR2/v2

（2）

19,

（1）

（2）略

20,A