高中物理电荷守恒定律计算题

如图所示，质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v = 2.0m/s的速度向左匀速运动，木块与传送带间的动摩擦因数= 0.50．当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m =" 20" g的子弹以v₀ =" 300" m/s 水平向右的速度击穿木块，穿出时子弹速度v₁ =" 50" m/s．设传送带的速度恒定，子弹击穿木块的时间极短，且不计木块质量变化，g =" 10" m/s ²．求：
（1）在被子弹击穿后，木块向右运动距A点的最大距离；
（2）子弹击穿木块过程中产生的内能；
（3）从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中，木块与传送带间由于摩擦产生的内能．

(14分) 质量m₁ =" 1" kg的小球在光滑的水平桌面上以v₁ = 30m/s的速率向右运动，恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个小球．另一个小球的质量为m₂ = 5kg，速率v₂ = 1m/s，碰撞后，小球m₂恰好停止．求碰撞后小球m₁的速度是多大，方向如何?

光滑的水平地面上有一小车，木块（可视为质点）在小车上向左滑动到左端时v₁=5.0m/s，这时小车速度刚好为零。一颗子弹在此时刻以水平向右速度v₀击中木块，子弹和木块作用时间极短。已知子弹质量为m，木块质量为4m，小车质量为10m。（g=10m/s²）
（1）若子弹穿过木块，穿出时速度为v₀/5，为使木块不从小车左端滑出，子弹速度v₀应满足什么条件？
（2）若子弹不从木块穿出，木块与小车间动摩擦因数为μ。要使木块不从小车右方滑下，则小车至少多长（结果用字母表示）。
（3）若子弹不从木块穿出，已知v₀=40m/s，小车长L₀=2m，动摩擦因数为μ=0.2，小车上表面距地面h=0.2米，求木块离开小车时的速度和木块落地时落地点和子弹击中木块时的位置的水平距离。

如图所示，在光滑水平面上的甲、乙两车质量分别为1kg、4kg，甲车以10m/s的速度向右运动与静止的乙车发生碰撞，碰后乙车获得3m/s的速度。求甲车碰后的速度。

(12分)木板与水平面间的动摩擦因数μ为0.24，木板右端放着质量m_B为1.0 kg的小物块B（视为质点），它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的12 N·s的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能E_KA为8.0 J，小物块的动能E_KB为0.50 J，重力加速度取10 m/s²，求：

（1）瞬时冲量作用结束时木板的速度v₀；
（2）木板的长度L.

一炮弹质量为m，相对水平方向以一定的倾角θ斜向上发射，发射速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块沿原轨道返回，质量为，求：
（1）另一块爆炸后瞬时的速度大小；
（2）爆炸过程系统增加的机械能。

(18分)质量为m，长为L的矩形绝缘板放在光滑水平面上，另有一质量为m，带电量为q的小物块沿板的上表面以某一初速度从左端A水平向右滑上该板，整个装置处于竖直向下，足够大的匀强电场中，小物块沿板运动至右端B恰好停在板上．若强场大小不变而方向反向，当小物块仍由A端以相同的初速度滑上板面，则小物块运动到距A端的距离为板长2/3处时，就相对于板静止了。
（1）通过计算说明小物块带何种电荷？匀强电场场强的大小E是多少？
（2）撤去电场，在绝缘板上距A端为处固定一质量可以忽略的挡板，小物块以相同初速度滑上绝缘板，与该挡板发生弹性正碰，求至少多大时，小物块不会从绝缘板上掉下。

[物理选修——3-5]（本题有两小题，每小题6分共12分。每小题只有一个选项符合题意。）
（1）已知π⁺介子、π^—介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷。

	π^+	π^—	u	d
带电量	+e	－e	+

下列说法正确的是_____________。
①π⁺由u和组成　　②π⁺由d和组成
③π^—由u和组成　 ④π^—由d和组成
（2）A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移图象。a、b分别为A、B两球碰前的位移图象，c为碰撞后两球共同运动的位移图象，若A球质量是m=2kg，则由图象判断下列结论不正确的是（  ）

①A、B 碰撞前的总动量为3kg·m/s
②碰撞时A对B所施冲量为－4N·s
③碰撞前后A的动量变化为4kg·m/s
④碰撞中A、B两球组成的系统动量保持不变

如图所示，EF为水平地面，O点左侧是粗糙的、右侧是光滑的。一轻质弹簧右端与墙壁固定，左端与静止在O点质量为m的小物块A连结，弹簧处于原长状态。质量为m的物块B在大小为F的水平恒力作用下由C处从静止开始向右运动，已知物块B与地面EO段间的滑动摩擦力大小为，物块B运动到O点与物块A相碰并一起向右运动（设碰撞时间极短），A、B虽接触而不粘连，当运动到D点时撤去外力F。已知CO长度为4S，OD长度为S，整个过程中弹簧都在其弹性限度内。求撤去外力后：

（1）弹簧的最大弹性势能；
（2）物块B最终离O点的距离。

[物理——选修3-5]
（1）以下关于原子核的说法正确的是     （填入选项前的字母，有填错的不得分）

A．放射性元素的半衰期决定于原子的化学状态，与物理状态无关

B．原子序数大于或等于83的元素，都能自发地放出射线

C．β射线的穿透能力比射线强，能穿透几厘米厚的铅板

D．原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

（2）如图，小车质量为M＝2．0kg，带有光滑的圆弧轨道AB和粗糙的水平轨道BC，一小物块（可视为质点）质量为m=0．50kg，与轨道BC的动摩擦因数为μ=0．10，BC部分总长度为L=0．80m．重力加速度g取10m/s²。

①若小车固定在水平面上，将小物块从BC轨道的D点静止释放，小物块恰好可运动到C点．试求D点与BC轨道的高度差；
②若将小车置于光滑水平面上，小物块仍从D点静止释放，试求小物块滑到BC中点时的速度大小。

如图所示，质量m₁="0.3" kg 的小车静止在光滑的水平面上，车长L="15" m，现有质量m₂="0.2" kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v₀="2" m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数=0.5，取g="10" m/s²．求

（1）物块在车面上滑行的时间t；
（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v₀′不超过多少．

（1）用如图1所示的装置，来验证碰撞过程中的动量守恒。图中PQ是斜槽，QR为水平槽。O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量之比m_A：m_B＝3：1。先使A球从斜槽上某一高度处由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹P，重复10次，得到10个落点。再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从同一高度处由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次。A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图2所示，其中米尺的零点与O点对齐。


①碰撞后A球的水平射程应取_____________cm。
②本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度。下面的实验条件中，可能不能使小球飞行的水平距离的大小表示为水平初速度大小的是__________________。
A．使A、B两小球的质量之比改变为5：1
B．升高小球初始释放点的位置
C．使A、B两小球的直径之比改变为1：3
D．升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度
③利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为         。（结果保留三位有效数字）
（2）某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”，该同学利用下列所给器材测量水果电池的电动势E和内阻r。
A.电流表G₁（内阻R_g=15Ω，满偏电流I_g=2mA）
B.电流表G₂（量程20mA，内阻约2Ω）
C.滑动变阻器R₁（0～1000Ω）
D.电阻箱R₂ (0～9999.9Ω)
E.待测水果电池（电动势E约4V，内阻r约500Ω）
F.开关S，导线若干
①实验中用电流表G₁改装成量程0～4V的电压表，需       （选填“串联”或“并联”）一个阻值为         Ω的电阻。
②该同学用电流表G₂和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻，设计了如图3所示的实验电路图。请根据电路图，将图4中的实物连接成实验用的电路。


③接通开关，逐次调节滑动变阻器，读取电流表示数I和对应的电压表的示数U，记录了6组数据，并在图中标注出了几个与测量对应的坐标点，如图5所示。请你在图5上把已经描绘出的坐标点连成U-I图线。
④根据图5描绘出的图线可得出水果电池的电动势E=_______V，内电阻r=_______Ω

某同学用图16-9所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽，QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图16-10所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐.
             
图16-9                  图16-10
(1)碰撞后B球的水平射程应取为____________cm；
(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？____________ (填选项号).
A.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
D.测量G点相对于水平槽面的高度

气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的，在实验室中我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和质量均为M的滑块A和B做验证动量守恒定律的实验，如图1-5所示，实验步骤如下：

图1-5
(1)在A上固定一质量为m的砝码，在A和B间放入一个压缩状态的弹簧，用电动卡销置于气垫导轨上.
(2)按下电钮放开卡销，同时分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时结束，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁、t₂.
(3)重复几次.
①在调整气垫导轨时应注意______________.
②还应测量的数据有______________.
③只要关系式______________成立，即可验证过程动量守恒.

在实验室用两端带竖直挡板C、D的气垫导轨和有固定挡板的质量都是M的滑块A、B，做“验证动量守恒定律”的实验，实验步骤如下：
（1）把两滑块A、B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用电动卡销卡住A、B，在与A、B的固定挡板间放入一弹簧，使弹簧处于水平方向上压缩状态.
（2）按下电钮使电动卡销放开，同时起动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，当A、B与挡板C、D碰撞时，电子计时器自动停止，记下A至C运动时间t，B至D运动时间t₂.
（3）重复几次取t₁、t₂的平均值.
①在调整气垫导轨时应注意______________________________________________________；
②应测量的数据还有____________________________________________________________；
③只要满足关系式________________________________________成立，即可验证动量守恒.