北京070809一模二模物理动量和能量部分

能动量问题09海淀一模23.（18分）光子具有能量，也具有动量。光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压”。光压的产生机理如同气体压强：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。设太阳光每个光子的平均能量为E，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为P0。已知光速为c，则光子的动量为E/c。求：（1）若太阳光垂直照射在地球表面，则时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？（2）若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内被完全反射（即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽略不计），则太阳光在该区域表面产生的光压（用I表示光压）是多少？（3）有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为ρ，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的21ρ倍。设太阳帆的反射系数ρ=0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r=15m，飞船的总质量m=100kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P0=1.4kW，已知光速c=3.0×108m/s。利用上述数据并结合第（2）问中的结论，求太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少?不考虑光子被反射前后的能量变化。（保留2位有效数字）24．（20分）图16虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，在缓冲车的底板上沿车的轴线固定有两个足够长的平行绝缘光滑导轨PQ、MN，在缓冲车的底部还安装有电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。在缓冲车的PQ、MN导轨内有一个由高强度材料制成的缓冲滑块K，滑块K可以在导轨上无摩擦地滑动，在滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab的边长为L。缓冲车的质量为m1（不含滑块K的质量），滑块K的质量为m2。为保证安全，要求缓冲车厢能够承受的最大水平力（磁场力）为Fm，设缓冲车在光滑的水平面上运动。（1）如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，请判断滑块K的线圈中感应电流的方向，并计算感应电流的大小；（2）如果缓冲车与障碍物碰撞后滑块K立即停下，为使缓冲车厢所承受的最大磁场力不超过求缓冲车Fm，求缓冲车运动的最大速度；（3）如果缓冲车以速度v匀速运动时，在它前进的方向上有一个质量为m3的静止物体C，滑块K与物体C相撞后粘在一起，碰撞时间极短。设m1=m2=m3=m，在cd边进入磁场之前，缓冲车（包括滑块K）与物体C已达到相同的速度，求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热。缓冲滑块PQMNvKabcdCB线圈缓冲车厢绝缘光滑导轨图16缓冲车09东城一模23．（18分）在光滑的水平面上有一质量M=2kg的木板A，其右端挡板上固定一根轻质弹簧在靠近木板左端的P处有一大小忽略不计，质量m=2kg的滑块B。木板上Q处的左侧粗糙，右侧光滑，且PQ间距离L=2m，如图14所示。某时刻木板A以vA=1m/s的速度向左滑行，同时滑块B以vB=5m/s的速度向右滑行，当滑块B与P处相距43时，二者刚好处于相对静止状态。若在二者共同运动方向的前方有一障碍物，木板A与它相碰后仍以原速率反弹（碰后立即描去该障碍物），g取10m/s2。求：（1）第一次二者刚好处于相对静止状态时的共同速度；（2）B与A的粗糙面之间的动摩擦因数；（3）滑块B最终停在木板A上的位置。09西一23．（18分）如图所示，半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道位于竖直平面内，与长CD=2.0m的绝缘水平面平滑连接。水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度E=40N/C，方向竖直向上，磁场的磁感应强度B=1.0T，方向垂直纸面向外。两个质量均为m=2.0×10-6kg的小球a和b，a球不带电，b球带q=1.0×10-6C的正电，并静止于水平面右边缘处。将a球从圆弧轨道顶端由静止释放，运动到D点与b球发生正碰，碰撞时间极短，碰后两球粘合在一起飞入复合场中，最后落在地面上的P点。已知小球a在水平面上运动时所受的摩擦阻力f=0.1mg，PN=ND3，取g=10m/s2。a、b均可作为质点。求：（1）小球a与b相碰后瞬间速度的大小v；（2）水平面离地面的高度h；（3）从小球a开始释放到落地前瞬间的整个运动过程中，ab系统损失的机械能ΔE。09朝一22．（16分）在竖直平面内有一个粗糙的14圆弧轨道，其半径R=0.4m，轨道的最低点距地面高度h=0.8m。一质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放，到达最低点时以一定的水平速度离开轨道，落地点距轨道最低点的水平距离x=0.8m。空气阻力不计，g取10m/s2，求：BCRDNPEab（1）小滑块离开轨道时的速度大小；（2）小滑块运动到轨道最低点时，对轨道的压力大小；（3）小滑块在轨道上运动的过程中，克服摩擦力所做的功。23．（18分）如图所示，水平面上OA部分粗糙，其他部分光滑。轻弹簧一端固定，另一端与质量为M的小滑块连接，开始时滑块静止在O点，弹簧处于原长。一质量为m的子弹以大小为v的速度水平向右射入滑块，并留在滑块中，子弹打击滑块的时间极短，可忽略不计。之后，滑块向右运动并通过A点，返回后恰好停在出发点O处。求：（1）子弹打击滑块结束后的瞬间，滑块和子弹的共同速度大小；（2）试简要说明滑块从O到A及从A到O两个过程中速度大小的变化情况，并计算滑块滑行过程中弹簧弹性势能的最大值；（3）滑块停在O点后，另一颗质量也为m的子弹以另一速度水平向右射入滑块并停留在滑块中，此后滑块运动过程中仅两次经过O点，求第二颗子弹的入射速度u的大小范围。丰台22．（16分）如图所示，某人乘雪橇从雪坡A点滑至B点，接着沿水平地面滑至C点停止。人与雪橇的总质量为70kg，A点距地面的高度为20m，人与雪橇在BC段所受阻力恒定。图表中记录了人与雪橇运动过程中的有关数据。求：（取g＝10m／s2）（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能；（2）人与雪橇在BC段所受阻力的大小；（3）BC的距离。24．（18分）如图所示，水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分，M点左侧地面粗糙，与B球间的动摩擦因数为μ＝0.5，右侧光滑．MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场。在O点用长为R＝5m的轻质绝缘细绳，拴一个质量mA＝0.04kg，带电量为q＝+210-4C的小球A，在竖直平面内以v＝10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动，小球A运动到最低点时与地面刚好不接触。处于原长的弹簧左端连在墙上，右端与不带电的小球B接触但不粘连，B球的质量位置ABC速度（m/s）2.012.00时刻（s）04.010.0OA左右hxmB=0.02kg，此时B球刚好位于M点。现用水平向左的推力将B球缓慢推至Ｐ点（弹簧仍在弹性限度内），MP之间的距离为L＝10cm，推力所做的功是W＝0.27J，当撤去推力后，B球沿地面向右滑动恰好能和A球在最低点处发生正碰，并瞬间成为一个整体C（A、B、C均可视为质点），碰撞前后电荷量保持不变，碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E＝6103N/C，电场方向不变。求：（取g＝10m/s2）（1）在A、B两球在碰撞前匀强电场的大小和方向；（2）A、B两球在碰撞后瞬间整体C的速度；（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小。石景山20．如图所示，在光滑水平面上放有一小坡形光滑导轨B，现有一质量与导轨相同的光滑小球向右滑上导轨，并越过导轨最高点向右滑下，以后离开导轨B，则有A．导轨B将会停在原来的位置B．导轨B将会停在原来位置的右侧C．导轨B将会停在原来位置的左侧D．导轨B不会停止，最终将作匀速直线运动09海淀二模24．（20分）图19所示为某种弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接，传送带长度L=4m，皮带轮沿顺时针方向转动，带动皮带以恒定速率v=3.0m/s匀速传动。三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，开始时滑块B、C之间用细绳相连，其间有一压缩的轻弹簧，处于静止状态。滑块A以初速度v0=2.0m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短，可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零。因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离。滑块C脱离弹簧后以速度vC=2.0m/s滑上传送带，并从右端滑出落至地面上的P点。已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数=0.20，重力加速度g取10m/s2。（1）求滑块C从传送带右端滑出时的速度大小；（2）求滑块B、C以细绳相连时弹簧的弹性势能Ep；（3）若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同，要使滑块C总能落至P点，则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值vm是多少？OMNBPAABvBAv0MN图19CLvP东城二模13．在2008年北京奥运会上，俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5．05m的成绩第24次打破世界纪录．图为她在比赛中的几个画面，下列说法中正确的是（）A．运动员过最高点时的速度为零B．撑杆恢复形变时，其弹性势能全部转化为运动员的动能C．运动员助跑阶段，身体中的化学能只转化为人的动能D．运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功20．如图甲所示，长2m的木板Q静止在某水平面上，t=0时刻，可视为质点的小物块P以水平向右的某一初速度从Q的左端向右滑行。P、Q的速度－时间图象见图乙，其中a,b分别是0～1s内P、Q的速度－时间图线，c是1～2s内P、Q共同的速度－时间图线。已知P、Q的质量均是1kg，g取10m/s2。则以下判断正确的是()A．在0－2s内，木板Q下表面与水平面之间有摩擦力B.在0－2s内,摩擦力对Q的冲量是2N·s．C．P、Q之间的动摩擦因数为0.1D．P相对Q静止的位置在Q木板的最右端西城二模17．如图所示，PQ是固定在竖直平面内半径为R的四分之一光滑圆弧轨道。一辆质量为M的小车放在光滑水平面上。小车的左端上表面与圆弧轨道底端相切。一质量为m的小物块从圆弧轨道顶端由静止开始滑下，冲上小车后，滑到小车右端时恰好与小车保持相对静止。已知M=9m，重力加速度为g．从小物块开始下滑到与小车保持相对静止的整个过程中，小物块与小车组成的系统损失的机械能为A．0.1mgRB．0.99mgRC．0.09mgRD．0.9mgR石景山18．如图所示，斜面除AB段粗糙外，其余部分都是光滑的，一个物体从顶点滑下，经过A、C两点时的速度相等，且AB=BC，（物体与AB段段摩擦因数处处相等，斜面与水平面始终相对静止），则下列说法中正确的是A．物体的重力在以上两段运动中对物体做的功相等B．物体在AB段和BC段运动的加速度相等C．物体在以上两段运动过程中受到的冲量相等D．物体在以上两段运动过程中，斜面受到水平面的静摩擦力相等20．如图所示，在粗糙、绝缘且足够大的水平面上固定着一个带负电荷的点电荷Q。将一个质量为m带电荷为q的小金属块（金属块可以看成为质点）放在水平面上并由静止释放，金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动。则在金属块运动的整个过程中A．电场力对金属块做的功等于金属块增加的机械能B．金属块的电势能先减小后增大mMQPORABCQqABC．金属块的加速度一直减小D．电场对金属块所做的功一定等于摩擦产生的热崇文22．（16分）如图甲所示，一质量为2.0kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.20。从t=0时刻起，物体受到水平方向的力F的作用而开始运动，8s内F随时间t变化的规律如图乙所示。求：（g取10m/s2）（1）4s末物体速度的大小；（2）在图丙的坐标系中画出物体在8s内的v-t图象；（要求计算出相应数值）（3）在8s内水平力F所做的功。朝阳20．在足够大的光滑水平面上放有两物块A和B，已知mAmB，A物块连接一个轻弹簧并处于静止状态，B物体以初速度v0向着A物块运动。在B物块与弹簧作用过程中，两物块在同一条直线上运动，下列判断