人教物理2019高考物理一轮训练选非选4含答案 5页

人教物理2019高考物理一轮训练选：非选（4）含答案 ‎1、(2019·山东省山师附中三模)如图,两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上,质量均为m=0.1 kg。P2的右端固定一轻质弹簧,物体P置于P1的最右端,质量为M=0.2 kg且可看作质点。P1与P以共同速度v0=4 m/s向右运动,与静止的P2发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后P1与P2黏连在一起,P压缩弹簧后被弹回(弹簧始终在弹性限度内)。平板P1的长度L=1 m,P与P1之间的动摩擦因数为μ=0.2,P2上表面光滑。求:‎ ‎(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1;‎ ‎(2)此过程中弹簧的最大弹性势能Ep。‎ ‎(3)通过计算判断最终P能否从P1上滑下,并求出P的最终速度v2。‎ 答案(1)2 m/s　(2)0.2 J　(3)3 m/s 解析(1)P1、P2碰撞过程,由动量守恒定律mv0=2mv1‎ 解得v1==2 m/s,方向水平向右;‎ ‎(2)对P1、P2、P系统,由动量守恒定律 ‎2mv1+Mv0=(2m+M)v2'‎ 解得v2'=v0=3 m/s,方向水平向右,‎ 此过程中弹簧的最大弹性势能Ep=·2m(2m+M)v2'2=0.2 J;‎ ‎(3)对P1、P2、P系统,由动量守恒定律 ‎2mv1+Mv0=2mv3-Mv2‎ 由能量守恒定律得·2m·2m+μMgL 解得P的最终速度v2=3 m/s>0,即P能从P1上滑下,P的最终速度v2=3 m/s。‎ ‎2、气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵将压缩空气通过导轨的众多小孔高速喷出,在导轨与滑块之间形成薄薄一层气垫,使滑块悬浮在导轨上。由于气垫的摩擦力极小,滑块在导轨上的运动可近似为没有摩擦的运动。用固定在气垫导轨上的光电门A、B和光电计时装置,以及带有挡光条的滑块C、D来验证动量守恒定律。已知挡光条的持续挡光宽度为l,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:‎ a.调节气垫导轨底座螺母,观察导轨上的气泡仪,使导轨成水平状态;‎ b.在滑块C、D间放入一个轻质弹簧,用一条橡皮筋捆绑住三者成一水平整体,静置于导轨中部;‎ c.将光电门尽量靠近滑块C、D两端;‎ d.烧断捆绑的橡皮筋,使滑块C、D在弹簧作用下分离,分别通过光电门A、B;‎ e.由光电计时器记录滑块C第一次通过光电门A时挡光条持续挡光的时间tC,以及滑块D第一次通过光电门B时挡光条持续挡光的时间tD。‎ ‎(1)实验中还应测量的物理量是　　　　　　　　　　　　　; ‎ ‎(2)根据上述测量的实验数据及已知量,验证动量守恒定律的表达式是　　　　　　　　　;实验中算得的C、D两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的主要原因是　 ‎ ‎(3)利用上述实验数据　　　　(填“能”或“不能”)测出被压缩弹簧的弹性势能的大小。如能,‎ 请写出计算表达式,若不能,说明理由:　 ‎ 答案(1)滑块C、D的质量mC、mD ‎(2)　滑块与气垫导轨间仍存在摩擦,气垫导轨未完全水平 ‎(3)能,Ep=mC2+mD2‎ 解析(1)要验证弹簧弹开的两滑块动量守恒,需要知道两滑块的质量和速度,而速度可以通过光电计时器测量的时间和位移计算,所以实验中还应测量的物理量是滑块C、D的质量mC、mD。‎ ‎(2)设遮光条的宽度为l,则vC=,vD=,验证动量守恒定律的表达式是mCvC=mDvD,即。‎ 产生误差的主要原因是滑块与气垫导轨间仍存在摩擦,气垫导轨未完全水平,测量mC、mD及tC、tD时有误差。‎ ‎(3)烧断捆绑的橡皮筋后只有弹簧弹力做功,系统机械能守恒,所以弹簧的弹性势能等于两滑块离开弹簧时的动能,即Ep=mCmDmC2+mD2。‎ ‎3、如图所示,在足够长的光滑水平面上,物体A、B、C位于同一直线上,A位于B、C之间。A的质量为m,B、C的质量都为M,三者均处于静止状态。现使A以某一速度向右运动,求m和M之间应满足什么条件,才能使A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。‎ 答案(-2)M≤m