万考题-全国中小学题库

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1．我们通常采用如图1所示的装置验证动量守恒定律的实验。实验测得：A球的质量m₁ ， B球的质量m₂ ，水平轨道末端距地面的高度H。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，记录的落点平均位置Ｍ、N几乎与OP在同一条直线上，测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON的长度。

先仅研究A球单独做平抛运动的情况。始终让A球从斜槽的同一位置S处由静止滚下，而多次改变斜槽的倾斜角度，即改变S处的高度h。A球的水平射程OP用x表示。请在图2中画出x²-h图像的示意图，并求出其斜率；（设斜槽及水平轨道光滑）

再研究A球和B球相碰的情况。因为两球的碰撞动量守恒，其表达式为m₁×OP＝m₁×OM＋m₂×ON。

a．关于该实验，也可以根据牛顿运动定律及加速度的定义，从理论上推导得出碰撞前后两球的动量变化量大小相等、方向相反。请写出推导过程（推导过程中对所用的物理量做必要的说明）。

b．某同学在做这个实验时，记录下小球三个落点的平均位置M、P、N，如图3所示。他发现Ｍ和N偏离了OP方向。这位同学猜想两小球碰撞前后在OP方向上依然动量守恒，请你帮他写出验证这个猜想的办法。

难度：中等题型:模拟题来源：北京市通州区2020届高三物理一模考试试卷

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2．两位同学用如图甲所示装置，通过半径相同的A,B两球的碰撞来验证动量守恒定律。

实验中必须满足的条件是________。

测量所得入射球A的质量为 $\text{[math]}$ ，被碰撞小球B的质量为 $\text{[math]}$ ，图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP;再将小球B放置在轨道末端，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N,测得平抛射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。

另一同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装:如图乙所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为 $\text{[math]}$ ;然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。测得 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 各点的高度差分别为 $\text{[math]}$ 若所测物理量满足表达式时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒。

难度：中等题型:模拟题来源：北京市平谷区2020届高三下学期物理第二次模拟试卷

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3．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论表明，光在某些方面确实也会表现得像是由一些粒子（即一个个有确定能量和动量的“光子”）组成的。人们意识到，光既具有波动性，又具有粒子性。（c为光速，h为普朗克常量）

物理学家德布罗意把光的波粒二象性推广到实物例子，他提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，粒子的能量E和动量p跟它所对应波的频率v和波长λ之间也遵从如下关系： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。请依据上述关系以及光的波长公式，试推导单个光子的能量E和动量p间存在的关系；

我们在磁场中学习过磁通量 $\text{[math]}$ ，其实在物理学中有很多通量的概念，比如电通量、光通量、辐射通量等等。辐射通量 $\text{[math]}$ 表示单位时间内通过某一截面的辐射能，其单位为 $\text{[math]}$ 。

①光子具有能量。一束波长为λ的光垂直照射在面积为S的黑色纸片上，其辐射通量为 $\text{[math]}$ ，且全部被黑纸片吸收，求该束光单位体积内的光子数n；

②光子具有动量。当光照射到物体表面上时，不论光被物体吸收还是被物体表面反射，光子的动量都会发生改变，因而对物体表面产生一种压力。求上一问中的光对黑纸片产生的压力大小，并判断若将黑纸片换成等大的白纸片，该束光对白纸片的压力有何变化。

难度：中等题型:模拟题来源：北京市密云区2020届高三下学期物理第一次阶段性测试试卷

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4．如图，仅在第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的微粒a从坐标 $\text{[math]}$ 处射入磁场，射入方向与y轴正方向夹角为45°，经时间t与静止在坐标 $\text{[math]}$ 处的不带电微粒b发生碰撞，碰后瞬间结合为微粒c。已知a、b质量相同（重力均不计），则c在磁场中运动的时间为（）

A:

B:

C:

D:

难度：中等题型:模拟题来源：广东省深圳市2020届高三下学期理综物理第一次调研考试试卷

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5．如图所示，质量为m_B=2kg的足够长的长木板静止在水平桌面上，B上表面的右端有一质量为m_A=1kg的物块A，质量为m_C=3kg物块C以5m/s的速度向右与木板B碰撞后粘在一起。已知物块A与长木板B之间的动摩擦因数为μ₂=0.2，长木板B、物块C与水平桌面的动摩擦因数均为μ₁=0.1，重力加速度g取10m/s² ，试求：