2017年上海高考物理综合提升训练(五)
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参考答案
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参考答案
1．A [由自由落体运动公式得人下降h距离时的速度为v＝，在t时间内对人由动量定理得(F－mg)t＝mv，解得安全带对人的平均作用力为F＝t(2gh)＋mg，A项正确。]
2．D [对A、B系统，由于发生弹性碰撞，故碰撞前后系统的动量守恒、机械能守恒，由于m×2v0－2mv0＝0，故碰后A、B不可能同向运动或一个静止，另一个运动或两个都静止，而只能是A、B都反向运动，故D正确。]
3．A [设中子质量为m，则原子核的质量为Am。设碰撞前后中子的速度分别为v0、v1，碰后原子核的速度为v2，由弹性碰撞可得mv0＝mv1＋Amv2，2(1)mv0(2)＝2(1)mv1(2)＋2(1)Amv2(2)，解得v1＝1＋A(1－A)v0，故|v1(v0)|＝A－1(A＋1)，A正确。]
4．B [平抛运动时间t＝g(2h)＝1 s，爆炸过程遵守动量守恒定律，设弹丸质量为m，则mv＝4(3)mv甲＋4(1)mv乙，又v甲＝t(x甲)，v乙＝t(x乙)，t＝1 s，则有4(3)x甲＋4(1)x乙＝2 m，将各选项中数据代入计算得B正确。]
5．解析 设A、B球的质量分别为mA和mB，A球碰撞后的速度大小为vA2，B球碰撞前、后的速度大小分别为vB1和vB2，由题意知vB1∶vB2＝3∶1，vA2＝vB2。A、B碰撞过程由动量守恒定律得mBvB1＝mAvA2－mBvB2，所以有mB(mA)＝vA2(vA1＋vB2)＝1(4)。碰撞前、后的总动能之比为B1(2)B2(2)A2(2)A2(2)＝5(9)。
答案 4∶1 9∶5
6．解析 反应后由于存在质量亏损，所以反应前、后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，根据爱因斯坦质能方程可得
2(1)m2vα(2)－2(1)Mvx(2)＝(M－m1－m2)c2①
反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有
Mvx＝m2vα②
联立①②可得2(1)m2vα(2)＝M－m2(M)(M－m1－m2)c2。
答案 (M－m1－m2)c2 M－m2(M)(M－m1－m2)c2
7．解析 (1)对小物块从A运动到B处的过程中
应用动能定理－μmgs＝2(1)mv2－2(1)mv0(2)①
代入数值解得μ＝0.32②
(2)取向右为正方向，碰后滑块速度v′＝－6 m/s
由动量定理得：FΔt＝mv′－mv③
解得F＝－130 N④
其中“－”表示墙面对物块的平均力方向向左。
(3)对物块反向运动过程中应用动能定理得
－W＝0－2(1)mv′2⑤
解得W＝9 J
答案 (1)0.32 (2)130 N (3)9 J
8．解析 设A运动的初速度为v0，A向右运动与C发生碰撞，
由动量守恒定律得
mv0＝mv1＋Mv2
由机械能守恒定律得2(1)mv0(2)＝2(1)mv1(2)＋2(1)Mv2(2)
可得v1＝m＋M(m－M)v0，v2＝m＋M(2m)v0
要使得A与B能发生碰撞，需要满足v1＜0，即m＜M
A反向向左运动与B发生碰撞过程，有
mv1＝mv3＋Mv4
2(1)mv1(2)＝2(1)mv3(2)＋2(1)Mv4(2)
整理可得v3＝m＋M(m－M)v1，v4＝m＋M(2m)v1
由于m＜M，所以A还会向右运动，根据要求不发生第二次碰撞，需要满足v3≤v2
即m＋M(2m)v0≥m＋M(M－m)v1＝(m＋M(m－M))2v0
整理可得m2＋4Mm≥M2
解方程可得m≥(－2)M
所以使A只与B、C各发生一次碰撞，须满足
(－2)M≤m＜M
答案 (－2)M≤m＜M
9．解析 设滑块质量为m，A与B碰撞前A的速度为vA，由题意知，碰后A的速度vA′＝8(1)v0，
B的速度vB＝4(3)v0，由动量守恒定律得
mvA＝mvA′＋mvB①
设碰撞前A克服轨道阻力所做的功为WA，由功能关系得
WA＝2(1)mv0(2)－2(1)mvA(2)②
设B与C碰撞前B的速度为vB′，B克服轨道阻力所做的功为WB，由功能关系得
WB＝2(1)mvB(2)－2(1)mvB′2③
据题意可知
WA＝WB④
设B、C碰后瞬间共同速度的大小为v，由动量守恒定律得
mvB′＝2mv⑤
联立①②③④⑤式，代入数据得
v＝16(21)v0⑥
答案 16(21)v0
10．解析 (1)从A→Q由动能定理得
－mg·2R＝2(1)mv2－2(1)mv0(2)①
解得v＝4 m/s＞＝ m/s②
在Q点，由牛顿第二定律得
FN＋mg＝mR(v2)③
解得FN＝22 N④
(2)A撞B，由动量守恒得
mv0＝2mv′⑤
解得v′＝2(v0)＝3 m/s⑥
设摩擦距离为x，则
－μmgx＝0－2(1)·2mv′2⑦
解得x＝4.5 m⑧
所以k＝L(x)＝45⑨
(3)AB滑至第n个光滑段上，由动能定理得
－μ·2mgnL＝2(1)·2mvn(2)－2(1)·2mv′2⑩
所以vn＝ m/s (n＝0，1，2，…)⑪
答案 (1)22 N (2)45
(3)vn＝ m/s (n＝0，1，2，…)
11．解析 (1)设B球第一次到达地面时的速度大小为vB，由运动学公式有vB＝①
将h＝0.8 m代入上式，得vB＝4 m/s②
(2)设两球相碰前后，A球的速度大小分别为v1和v1′(v1′＝0)，B球的速度分别为v2和v2′。由运动学规律可得
v1＝gt③
由于碰撞时间极短，重力的作用可以忽略，两球相碰前后的动量守恒，总动能保持不变。规定向下的方向为正，有
mAv1＋mBv2＝mBv2′④
2(1)mAv1(2)＋2(1)mBv2(2)＝2(1)mBv2′2⑤
设B球与地面相碰后的速度大小为vB′，由运动学及碰撞的规律可得vB′＝vB⑥
设P点距地面的高度为h′，由运动学规律可得
h′＝2(2)2()⑦
联立②③④⑤⑥⑦式，并代入已知条件可得
h′＝0.75 m⑧
答案 (1)4 m/s (2)0.75 m
12．解析 按定义，滑块运动的瞬时速度大小v为
v＝Δt(Δs)①
式中Δs为滑块在很短时间Δt内走过的路程。
设纸带上打出相邻两点的时间间隔为ΔtA，则
ΔtA＝f(1)＝0.02 s②
ΔtA可视为很短。
设A在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v0、v1。将②式和图给实验数据代入①式得
v0＝2.00 m/s③
v1＝0.970 m/s④
设B在碰撞后的速度大小为v2，由①式有
v2＝ΔtB(d)⑤
代入题给实验数据得
v2＝2.86 m/s⑥
设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p和p′，则
p＝m1v0⑦
p′＝m1v1＋m2v2⑧
两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为
δp＝|p(p－p′)|×100%⑨
联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得
δp＝1.7%<5%⑩
因此，本实验在允许的误差范围内验证了动量守恒定律。
答案 见解析
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| 7 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《恒定电流和交变电流》 (2016-01-31) |
| 8 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《电学实验与创新》 (2016-01-31) |
| 9 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《磁场及带电体在磁场中的运动》 (2016-02-01) |
| 10 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《带电体在组合场、复合场中的运动》 (2016-02-01) |
| 11 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《分子动理论、气体及热力学定律》 (2016-02-01) |
| 12 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《电磁感应定律的综合应用》 (2016-02-01) |
| 13 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《振动和波、光》 (2016-02-01) |
| 14 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《机械能守恒定律和功能关系》 (2016-02-11) |
| 15 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《动量守恒定律和原子物理》 (2016-02-11) |
| 16 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《电场及带电体在电场中的运动》 (2016-02-11) |
| 17 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《曲线运动》 (2016-02-11) |
| 18 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《电路与电磁感应》1 (2016-02-11) |
| 19 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《电路与电磁感应》2 (2016-02-11) |
| 20 | 2016届湖北高考物理二轮专题复习1 (2016-02-13) |
| 21 | 2016届湖北高考物理二轮专题复习2 (2016-02-13) |
| 22 | 2016届湖北高考物理二轮专题复习3 (2016-02-13) |
| 23 | 2016届湖北高考物理二轮专题复习4 (2016-02-13) |
| 24 | 2016届湖北高考物理二轮专题复习5 (2016-02-13) |
| 25 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《力与直线运动》1 (2016-02-14) |
| 26 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《与直线运动》2 (2016-02-14) |
| 27 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《力与直线运动》3 (2016-02-14) |
| 28 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《电场和磁场》1 (2016-02-14) |
| 29 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《电场和磁场》2 (2016-02-14) |
| 30 | 2016届湖北高考物理二轮复习：《电场和磁场》3 (2016-02-14) |
| 31 | 2016武汉高考二月调考物理试题 (2016-03-02) |
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| 5 | 四川高考物理复习检测：《重力、弹力》 (2015-08-30) |
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| 8 | 四川高考物理复习检测：《动能定理及其应用》 (2015-09-23) |
| 9 | 四川高考物理复习检测：《圆周运动》 (2015-09-23) |
| 10 | 四川高考物理复习检测：《功和功率》 (2015-09-23) |
| 11 | 四川高考物理复习检测：《抛体运动》 (2015-10-02) |
| 12 | 四川高考物理复习检测：《功能关系 能量守恒定律》 (2015-10-02) |
| 13 | 2016届四川高考物理一轮复习：《匀变速直线运动的规律及应用》 (2015-10-11) |
| 14 | 2016届四川高考物理一轮复习：《描述运动的基本概念》 (2015-10-11) |
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| 16 | 2016届四川高考物理一轮复习：《研究匀变速直线运动》 (2015-10-11) |
| 17 | 2016届四川高考物理一轮复习：《运动的图象、追及和相遇问题》 (2015-10-11) |
| 18 | 2016届四川高考物理一轮复习：《摩擦力》 (2015-10-11) |
| 19 | 2016届四川高考物理一轮复习：《验证力的平行四边形定则》 (2015-10-13) |
| 20 | 2016届四川高考物理一轮复习：《牛顿第二定律、两类动力学问题》 (2015-10-13) |
| 21 | 2016届四川高考物理一轮复习：《牛顿第一定律、牛顿第三定律》 (2015-10-13) |
| 22 | 2016届四川高考物理一轮复习：《牛顿运动定律的综合应用》 (2015-10-13) |
| 23 | 2016届四川高考物理一轮复习：《两类动力学问题》 (2015-10-13) |
| 24 | 2016届四川高考物理一轮复习：《验证牛顿运动定律》 (2015-10-13) |
| 25 | 2016届四川高考物理一轮复习：《曲线运动、运动的合成与分解》 (2015-10-13) |
| 26 | 2016届四川高考物理一轮复习：《受力分析、共点力平衡》 (2015-10-18) |
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