【文档说明】江西省南昌市第一中学2023-2024学年高二上学期11月期中考试物理试题.docx,共(13)页,1.447 MB,由小赞的店铺上传
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南昌一中2023~2024学年度上学期高二期中考试物理试卷试卷总分:100分考试时间:75分钟一、选择题(本题共10小题,共40分。在1~7小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,8~10小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求。)1
.如图所示为一正点电荷周围的电场线,电场中有A、B两点,A、B两点在同一条电场线上,则()A.A点的电场强度与B点的电场强度相同B.B点的电场强度比A点的电场强度大C.A点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷
D.B点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷2.如图,质量为m,带电量为+q的滑块,沿固定的绝缘斜面匀速下滑,当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时,滑块运动的状态为()A.将加速下滑B.继续匀速下滑C.将减速下滑D
.以上3种情况都有可能3.A、B是两个电荷量都是Q的点电荷,相距2l,AB连线中点为O。现将另一个电荷量为q的点电荷放置在AB连线的中垂线上,距O为x的C处如图甲所示;此时q所受的静电力为F1,若A的电荷量变为-Q,如图乙所示,其他条件都不变,则q所受的静电力大小变为为F2,为使F2大于F1
,l和x的大小应满足()A.l>xB.l<xC.l>22xD.l<22x4.如图所示,△ABP为等边三角形,在A、B两点分别放上一个点电荷,在P处的合场强方向如图中箭头所示,与PB连线的夹角为30°,下列说法正确的是()A.A处点电荷为正电荷,B处点电荷也为正电荷B.两电荷的电荷量|qA|>|
qB|C.两电荷在P点产生的电场强度大小EA>EBD.从P点沿着AB中垂线向外移动正电荷,电场力做负功5.如图甲所示,以等量正点电荷连线的中点作为原点,沿中垂线建立x轴,x轴上各点的电场强度E随x变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是()A.x=-1m处
电场强度的大小小于x=2m处电场强度的大小B.x=lm处的电势低于x=2m处的电势C.将电子沿x轴从x=1m处移动到x=-lm处的过程中,电子的电势能先减小后增大D.将电子沿x轴从x=lm处移动到x=-1m处的过程中,电子所受电场力先减小后增大6.如图所示,三条
平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面,其电势分别为10V、20V、30V。实线是一带电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点,已知带电粒子带电荷量为0.01C,在a点处的动能为
0.5J,则下列说法错误..的是()A.带电粒子带正电B.带电粒子做匀变速运动C.带电粒子在b点处的动能为零D.带电粒子在c点处的动能为0.4J7.如图所示,质量相同的木块A、B之间用轻质弹簧相连,置于光滑水
平面上,A靠在固定的挡板C旁。今用水平力F压B,使弹簧被压缩到一定程度后保持静止。突然撤去压力F,弹簧第一次恢复原长时,B的速度为v。那么当弹簧第二次恢复原长时,A、B的速度依次是()A.v和0B.0和vC.2v和2vD.v−和08.(多选)游乐场滑索
项目的简化模型如图6所示,索道AB段光滑,A点比B点高1.25m,与AB段平滑连接的BC段粗糙,长4m。质量为50kg的滑块从A点由静止下滑,到B点进入水平减速区,在C点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1m的D点停下。设滑块与BC段的动摩擦因数为0.2,规定向右
为正方向。g取10m/s2。下列说法正确的是()A.缓冲墙对滑块的冲量为-50N·sB.缓冲墙对滑块的冲量为-250N·sC.缓冲墙对滑块做的功为-125JD.缓冲墙对滑块做的功为-250J9.(多选)等间距
虚线a、b、c、d表示匀强电场中的四个等势面。两带电粒子M、N沿着a、d等势面射入电场,运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。已知M带正电,不计粒子重力,则()A.N带负电B.等势面a的电势低于等势面b的电势C.运动过程中,带电粒子M的电势能逐渐减小D
.运动过程中,带电粒子N的动能逐渐减小10.(多选)有一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c、d四点的位置如图所示,cd、cb分别垂直于x轴、y轴,其中a、b、c三点电势分别为4V、8V、10V,使一电荷量为q=-
2×10-5C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动,则下列判断正确的是()A.坐标原点O的电势为6VB.电场强度的大小为2V/mC.该点电荷在c点的电势能为2×10-5JD.该点电荷从a点移到d点过程中,电场力做功为
8×10-5J二、填空题(本大题共2个小题,每空2分,,共计16分)11.(6分)某物理兴趣小组利用如图所示装置来探究影响电荷间静电力的因素。A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。
他们分别进行了以下操作:步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。步骤二:使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。(1)该实验采用的方法是______法。(2)若
球的质量为m,在P1位置时偏离竖直方向的夹角为,则带电体受到的库仑力大小为______。(3)在另一个实验中,某同学让两半径为R的小球分别带上1q和2q的正电,并使两小球球心相距3R时处于平衡状态,利用公式()1223qqFkR=来计算两球之间的库仑力,则该同学的计算结果______(选
填“比实际值偏大”“比实际值偏小”或“正确”)12.(10分)某同学借助如图甲所示装置验证动量守恒定律,长木板的一端垫有小木块,可以微调木板的倾斜程度,以平衡摩擦力,使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮泥,后端与穿过打点计时器的纸带相连,接
通打点计时器电源后,让小车1以某速度做匀速直线运动,与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起,之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz,得到的纸带如图乙所示,已将各计数点之间的距离标在图乙上。(1)图乙中的数
据有AB、BC、CD、DE四段,计算小车1碰撞前的速度大小1v=______m/s,计算两车碰撞后的速度大小应选______段。(2)若小车1的质量(含橡皮泥)为0.4kg,小车2的质量为0.2kg,根据纸带数据,经过计算,两小车碰前动量大小为______kgm/s,
两小车碰后动量大小为______kgm/s。(结果均保留3位有效数字)(3)关于实验的操作与反思,下列说法正确的是______。A.实验中小车1必须从静止释放B.若小车1前端没贴橡皮泥,不影响实验验证C.上述实验
装置不能验证弹性碰撞规律三、计算题(本大题共3小题,共44分,要求写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤。)13.(12分)如图所示,在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E=3.0×104N/C.
有一个质量m=4.0×10-3kg的带电小球,用绝缘轻细线悬挂起来,静止时细线偏离竖直方向的夹角θ=37°.取g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80,不计空气阻力的作用.(1)求小球所带的电荷
量及电性;(2)如果将细线轻轻剪断,求细线剪断后,小球运动的加速度大小;(3)从剪断细线开始经过时间t=0.20s,求这一段时间内小球电势能的变化量.14.(14分)如图所示,用轻绳连接的A、B两物体质量为分别为m1=2kg、m2=
0.5kg,电荷量分别为51310Cq−=+、52210Cq−=+。B与所接触的平台竖直面动摩擦因数为0.2=,A为光滑物体。现锁定A、B使二者静止,再加上水平向左的匀强电场5510N/CE=,同时解除锁定。设平台足
够长,物体B不会碰到滑轮,不计滑轮质量以及与转轴之间摩擦,重力加速度g=10m/s2。(1)求加上电场后,A、B两物体的加速度大小;(2)求加上电场2st=后,物体A电势能的变化量。15.(18分)如图甲所
示,质量为m=0.3kg的小物块B(可视为质点)放在质量为M=0.1kg、长度L=0.6m的木板A的最左端,A和B一起以v0=1m/s的速度在光滑水平面上向右运动,一段时间后A与右侧一竖直固定挡板P发生弹性碰撞.以碰撞瞬间为计时起点,取
水平向右为正方向,碰后0.5s内B的速度v随时间t变化的图象如图乙所示.取重力加速度g=10m/s2,求:(1)A与B间的动摩擦因数μ;(2)A与P第1次碰撞到第2次碰撞的时间间隔;(3)A与P碰撞几次,B与A分离.南昌一中2023~2024学年度上学期高二期中考试试物理试卷答案试卷总分:100分
考试时间:75分钟一、选择题(本题共10小题,共40分。在1~7小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,8~10小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求。)1.如图所示为一正点电荷周围的电场线,电场中有A、B两点,A、B两点在同一
条电场线上,则()A.A点的电场强度与B点的电场强度相同B.B点的电场强度比A点的电场强度大C.A点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷D.B点的电场强度方向沿电场线指向场源电荷【答案】B【解析】正点电荷形成的电场,离点电荷
越远,由E=kQr2知场强越小,则B点场强大于A点场强,故A错误,B正确;以正点电荷为场源的场强方向均沿电场线背离场源电荷,A、B两点的场强方向均沿电场线向右,C、D错。2.如图,质量为m,带电量为+q的滑块,沿固定的绝缘斜面匀速下滑,当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时,滑块运动的状态为()A
.将加速下滑B.继续匀速下滑C.将减速下滑D.以上3种情况都有可能【答案】B【解析】【详解】开始时匀速下滑,说明重力、支持力、摩擦力三力平衡,则有:mgsinθ=μmgcosθ后来进入电场,受电场力,可以将重力和电场力合并为一个力,看做1个
等效重力产生的,则可知(mg)′sinθ=μ(mg)′cosθ仍然成立,故滑块仍处于匀速下滑状态。故选B。3.A、B是两个电荷量都是Q的点电荷,相距2l,AB连线中点为O。现将另一个电荷量为q的点电荷放置在
AB连线的中垂线上,距O为x的C处如图甲所示;此时q所受的静电力为F1,若A的电荷量变为-Q,如图乙所示,其他条件都不变,则q所受的静电力大小变为为F2,为使F2大于F1,l和x的大小应满足()A.l>xB.l<xC.l>22xD.l<22x【答案】A【解析】设AC、BC与AB连线的夹角为,A
、B是等量同种电荷时,q所受的静电力为1222sinQqFkxl=+A、B是等量异种电荷时,q所受的静电力为2222cosQqFkxl=+为使F2大于F1,l和x的大小应满足tan1xl=即xl故选A。4.如图所
示,△ABP为等边三角形,在A、B两点分别放上一个点电荷,在P处的合场强方向如图中箭头所示,与PB连线的夹角为30°,下列说法正确的是()A.A处点电荷为正电荷,B处点电荷也为正电荷B.两电荷的电荷量|qA|>|qB|C.两
电荷在P点产生的电场强度大小EA>EBD.从P点沿着AB中垂线向外移动正电荷,电场力做负功解析:由P点的合电场强度的方向可知,A处点电荷为正电荷,B处点电荷为负电荷,选项A错误;E沿PB方向的分量为EB=
Ecos30°=32E,沿PA方向的分量为EA=Esin30°=12E,根据E=kqr2可知|qA|<|qB|,选项B、C错误;从P点沿着AB中垂线向外移动正电荷,电场力的方向与位移方向的夹角大于90°,故电场力做负功,选项D正确;故选D.答案:D5.如图甲所示,以等
量正点电荷连线的中点作为原点,沿中垂线建立x轴,x轴上各点的电场强度E随x变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是()A.x=-1m处电场强度的大小小于x=2m处电场强度的大小B.x=lm处的电势低于x=2m处的电势C.将电子沿x轴从x=1m处移动到x=-lm处的过程中,电子的电势能先减小后增大D.
将电子沿x轴从x=lm处移动到x=-1m处的过程中,电子所受电场力先减小后增大【答案】C【解析】A.由图乙知,x=-1m处电场强度的大小大于x=2m处电场强度的大小,故A错误;B.沿着电场线方向电势降低,则x=lm处的电势高于x=2m处的电势,故B错误;
C.将电子沿x轴从x=1m处移动到x=-lm处的过程中,电子先做正功后做负功,电势能先减小后增大,故C正确;D.将电子沿x轴从x=lm处移动到x=-1m处的过程中,电场强度大小先增大再减小,然后再增大,再减小,电子所受电场力先增大再减小,然后再增大,再减小,故D错误。故选C。6.如图所示,三
条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面,其电势分别为10V、20V、30V。实线是一带电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹,对于轨迹上的a、b、c三点,已知带电粒子带电荷量为0.01C,在a点处的动能为0.5J,则下列说法错误..的是()A.带电粒子带正电B.带电粒子做匀变速运动C.带电粒
子在b点处的动能为零D.带电粒子在c点处的动能为0.4J【答案】C【解析】【详解】A.由轨迹可知,粒子受电场力竖直向上,因场强方向也向上,可知带电粒子带正电,选项A正确,不符合题意;B.带电粒子在匀强电场中加速度不变,做匀变速运动,选项B正确,不符合题意;CD.带电粒子在电场中运
动时只有电场力做功,则电势能与动能之和不变,则kkkaabbccqEqEqE+=+=+,解得b点处的动能为k0.3JbE=带电粒子在c点处的动能为k0.4JcE=选项C错误,符合题意,选项D正确,不符合题意。故选C。7.如图所示,质量相同的木块A、B之间用轻质弹簧
相连,置于光滑水平面上,A靠在固定的挡板C旁。今用水平力F压B,使弹簧被压缩到一定程度后保持静止。突然撤去压力F,弹簧第一次恢复原长时,B的速度为v。那么当弹簧第二次恢复原长时,A、B的速度依次是()A.v和0B.0和vC.2v和2vD.v−和0【答案】A【解析】【详解】当从弹簧第一次恢
复原长时,B的速度为v,方向向右,之后A离开挡板C,设当弹簧第二次恢复原长时,A、B的速度分别为Av、Bv;根据系统动量守恒和机械能守恒可得BAABBmvmvmv=+222BAABB111222mvmvmv=+解得BAAB2mvvvmm==+,BABAB0mmvvm
m−==+故选A。8.(多选)游乐场滑索项目的简化模型如图6所示,索道AB段光滑,A点比B点高1.25m,与AB段平滑连接的BC段粗糙,长4m。质量为50kg的滑块从A点由静止下滑,到B点进入水平减速区,在C点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1m的D点停
下。设滑块与BC段的动摩擦因数为0.2,规定向右为正方向。g取10m/s2。下列说法正确的是()A.缓冲墙对滑块的冲量为-50N·sB.缓冲墙对滑块的冲量为-250N·sC.缓冲墙对滑块做的功为-125JD.缓冲墙对滑块做的功为-
250J【答案】BC【解析】A运动到C点的过程,根据动能定理有:mgh-μmgxBC=12mv21-0,C反弹运动到D点的过程,根据动能定理有:-μmgxCD=0-12mv22,代入数据解得v1=3m/s,v2=2m/s。滑块与
缓冲墙作用的过程中,根据动量定理有I=-mv2-mv1,代入数据,得I=-250N·s,故A错误,B正确;根据动能定理有:W=12mv22-12mv21,代入数据得W=-125J,故C正确,D错误。9.(多选)等间距虚线a、b、c、d表示匀强电场中的四
个等势面。两带电粒子M、N沿着a、d等势面射入电场,运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。已知M带正电,不计粒子重力,则()A.N带负电B.等势面a的电势低于等势面b的电势C.运动过程中,带电粒子M的电势能逐渐减小D.运动过程中,带电粒子N的动能逐渐减小【答案】AC【解析】A.匀强电场中带电粒子
仅受电场力,已知M带正电,由MN粒子的运动轨迹可知,两粒子的受到的电场力方向相反,故N带负电,A正确;B.根据M的运动轨迹可知,电场力方向向右,与等势面垂直,故电场方向水平向右,等势面a的电势高于等势面b的电势,B错误;CD.运动过程中
,带电粒子MN的电场力均做正功,电势能减小,动能增加,故C正确,D错误。故选AC。10.(多选)有一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c、d四点的位置如图所示,cd、cb分别垂直于x轴、y轴,其中a、b、c三点电势分别为4V、8V
、10V,使一电荷量为q=-2×10-5C的负点电荷由a点开始沿abcd路线运动,则下列判断正确的是()A.坐标原点O的电势为6VB.电场强度的大小为2V/mC.该点电荷在c点的电势能为2×10-5JD.该点电荷从a点
移到d点过程中,电场力做功为8×10-5J【答案】AD【解析】由于是匀强电场,所以沿同一方向前进相同距离电势的变化量相等,所以φc-φb=φO-φa,代入数据解得φO=6V,故A正确;ab中点e的电势为φe=6V,
连接Oe则为等势面,如图所示。由几何关系可知,ab垂直于Oe,则ab为一条电场线,且方向由b指向a,电场强度为E=Ubedbe=8-622+222×10-2V/m=1002V/m,故B错误;该点电荷在c
点的电势能为Epc=qφc=-2×10-4J,故C错误;由题意结合几何知识可知b、d在同一等势面上,该点电荷从a点移动到d点电场力做功为Wad=qUad=qUab=(-2×10-5)×(4-8)J=8×10-5J,故D正确。二、填空题(本大题
共2个小题,每空2分,,共计16分)11.(6分)某物理兴趣小组利用如图所示装置来探究影响电荷间静电力的因素。A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度
显示出来。他们分别进行了以下操作:步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。步骤二:使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。(1)该实验采用
的方法是______法。(2)若球的质量为m,在P1位置时偏离竖直方向的夹角为,则带电体受到的库仑力大小为______。(3)在另一个实验中,某同学让两半径为R的小球分别带上1q和2q的正电,并使两小球球心相距3R时处于平衡状态,利用公式()1223qqFkR=来计算两球之间的库仑力
,则该同学的计算结果______(选填“比实际值偏大”“比实际值偏小”或“正确”)【答案】①.转换法和控制变量法②.tanmg③.偏大【解析】【详解】(1)[1]该实验先控制小球的电荷量一定,研究静电力与距离的关系;再控制距离一定,研究静电力与电荷量的
关系;该实验采用的方法是转换法和控制变量法。(2)[2]根据受力平衡可得带电体受到的库仑力大小为tanFmg=(3)[3]在实验中,某同学让两半径为R的小球分别带上和的正电,并使两小球球心相距3R时处于平衡状态,利用公式()1223qqFkR=来计算两球之间的库仑力,则该同学的计算结果偏
大;因为同种电荷相互排斥,电荷间等效距离大于3R,库仑力的实际值小于()1223qqFkR=12.(10分)某同学借助如图甲所示装置验证动量守恒定律,长木板的一端垫有小木块,可以微调木板的倾斜程度,以平衡摩擦力,使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮
泥,后端与穿过打点计时器的纸带相连,接通打点计时器电源后,让小车1以某速度做匀速直线运动,与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起,之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz,得到的纸带如图乙所示,已将各计数点之间的距离标在图乙上。(1)图乙中的数据有AB、BC、CD、DE四段,计算小车1
碰撞前的速度大小1v=______m/s,计算两车碰撞后的速度大小应选______段。(2)若小车1的质量(含橡皮泥)为0.4kg,小车2的质量为0.2kg,根据纸带数据,经过计算,两小车碰前动量大小为_____
_kgm/s,两小车碰后动量大小为______kgm/s。(结果均保留3位有效数字)(3)关于实验的操作与反思,下列说法正确的是______。A.实验中小车1必须从静止释放B.若小车1前端没贴橡皮泥,不影响实验验证C.上述实验装置不能验证弹性碰撞规律【答案】1.712DE0.6850.684
C【解析】(1)[1][2]接通打点计时器电源后,推动小车1由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC段为匀速运动的阶段,故选BC计算碰前的速度;碰撞过程是一个变速运动的过程,而小车1和2碰后的共同运动时做匀
速直线运动,故在相同的时间内通过相同的位移,应选DE段来计算碰后共同的速度。小车1碰撞前的速度大小10.1712m/s1.712m/s0.025BCvt===(2)[3][4]碰后小车的共同速度为20.1140m/s1.140
m/s0.025DEvt===两小车碰前动量大小为10.41.714kgm/s0.685kgm/sApmv===碰后的动量为()2(0.40.2)1.140kgm/s0.684kgm/sABpmmv=+=+=(3)[5]A.
实验中小车1不一定从静止释放,只要碰撞前做匀速运动即可,选项A错误;B.若小车1前端没贴橡皮泥,则两车不能粘在一起,小车2的速度不好测量,所以小车1前端没贴橡皮泥会影响实验验证,选项B错误;C.上述实验装置中两小车碰
撞后粘在一起,是非弹性碰撞,弹性碰撞的话小车2碰撞后的速度无法测量,因此该装置不能验证弹性碰撞规律,选项C正确。三、计算题(本大题共3小题,共44分,要求写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤。)13.(12分)如图所示,在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E=3.0×1
04N/C.有一个质量m=4.0×10-3kg的带电小球,用绝缘轻细线悬挂起来,静止时细线偏离竖直方向的夹角θ=37°.取g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80,不计空气阻力的作用.(1)求小
球所带的电荷量及电性;(2)如果将细线轻轻剪断,求细线剪断后,小球运动的加速度大小;(3)从剪断细线开始经过时间t=0.20s,求这一段时间内小球电势能的变化量.解析:(1)小球受到重力mg、电场力F和绳的拉力T的作用,由共点力平衡条件
F=qE=mgtanθ解得q=mgtanθE=1.0×10-6C电场力的方向与电场强度的方向相同,故小球所带电荷为正电荷.(2)剪断细线后,小球做匀加速直线运动,设其加速度为a,由牛顿第二定律mgcosθ=ma解得a=gcosθ=12.5m/s2.(
3)在t=0.20s的时间内,小球的位移为l=12at2=0.25m小球运动过程中,电场力做的功W=qElsinθ=mglsinθtanθ=4.5×10-3J所以小球电势能的变化量(减少量)ΔEp=4.5×10-3J.答案:(1)1.0×10-6C正电荷(2
)12.5m/s2(3)减少了4.5×10-3J14.(14分)如图所示,用轻绳连接的A、B两物体质量为分别为m1=2kg、m2=0.5kg,电荷量分别为51310Cq−=+、52210Cq−=+。B与所接触的平台竖直面动摩擦因数为0.2=,A为光滑物体。现锁
定A、B使二者静止,再加上水平向左的匀强电场5510N/CE=,同时解除锁定。设平台足够长,物体B不会碰到滑轮,不计滑轮质量以及与转轴之间摩擦,重力加速度g=10m/s2。(1)求加上电场后,A、B两物体
的加速度大小;(2)求加上电场2st=后,物体A电势能的变化量。【答案】(1)23.2m/s;(2)96J−【解析】(1)牛顿第二定律对A有11qETma−=对B有222TmgqEma−−=由以上二式可解得23.2m/sa=(2
)2st=A发生的位移大小为216.4m2xat==因为A向左运动,电场力做功为196JWqEx==所以A的电势能变化量为96JPE=−即减小了96J。15.(18分)如图甲所示,质量为m=0.3kg的小物块B(可视为
质点)放在质量为M=0.1kg、长度L=0.6m的木板A的最左端,A和B一起以v0=1m/s的速度在光滑水平面上向右运动,一段时间后A与右侧一竖直固定挡板P发生弹性碰撞.以碰撞瞬间为计时起点,取水平向右为正方向,碰后0
.5s内B的速度v随时间t变化的图象如图乙所示.取重力加速度g=10m/s2,求:(1)A与B间的动摩擦因数μ;(2)A与P第1次碰撞到第2次碰撞的时间间隔;(3)A与P碰撞几次,B与A分离.【答案】(1)0.1(2)0.75s(3)2次【解析】
(1)碰后A向左减速,B向右减速,由题图乙得:aB=|ΔvΔt|=1m/s2由牛顿第二定律有μmg=maB解得μ=0.1(2)碰后B向右减速,A向左减速到0后,向右加速,最后与B共速,以水平向右为正方向,对A、B由动量守恒定律可
得:mv0-Mv0=(M+m)v1解得:v1=0.5m/s此过程,对B由动量定理得:mv1-mv0=-μmgt1解得:t1=0.5s对A由动能定理有:-μmgxA=12Mv12-12Mv02解得:xA=0.125m此后A、B一起向右匀速运动的时间为:t2=xAv1=0.25s所以一共用的时间:t
=t1+t2=0.75s,即A与P第1次碰撞到第2次碰撞的时间间隔为0.75s(3)A第1次与挡板P碰撞后到共速的过程中,对整个系统,由能量守恒有:12mv02+12Mv02=12(M+m)v12+μmgx相对1解得x
相对1=0.5m假设第3次碰撞前,A与B不分离,A第2次与挡板P相碰后到共速的过程中,以水平向右为正方向,由动量守恒有:mv1-Mv1=(M+m)v2由能量守恒有:12mv12+12Mv12=12(M+m)v22+μmgx相对2
解得:x相对2=0.125m由于x相对=x相对1+x相对2>L,所以A与P碰撞2次,B与A分离.获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com