正确率40.0%$${{1}{9}{3}{2}}$$年,查德威克用未知射线轰击氢核,发现这种射线是由质量与质子大致相等的中性粒子(即中子)组成。如图,中子以速度$${{v}_{0}}$$分别碰撞静止的氢核和氮核,碰撞后氢核和氮核的速度分别为$${{v}_{1}}$$和$${{v}_{2}}$$。设碰撞为弹性正碰,不考虑相对论效应,下列说法正确的是()
B
A.碰撞后氮核的动量比氢核的小
B.碰撞后氮核的动能比氢核的小
C.$${{v}_{2}}$$大于$${{v}_{1}}$$
D.$${{v}_{2}}$$大于$${{v}_{0}}$$
2、['物体动能的比较', '受力分析', '弹簧弹力做功与弹性势能的变化', '牛顿第二定律的简单应用', '机械能守恒定律的其他应用']正确率40.0%蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动.北京青龙峡蹦极跳塔高度为$${{6}{8}}$$米,身系弹性蹦极绳的蹦极运动员从高台跳下,下落高度大约为$${{5}{0}}$$米.假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点.下列说法正确的是()
D
A.运动员到达最低点前加速度先不变后增大
B.蹦极过程中,运动员的机械能守恒
C.蹦极绳张紧后的下落过程中,动能一直减小
D.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力一直增大
3、['物体动能的比较', '重力做功与重力势能变化的关系', '判断系统机械能是否守恒']正确率60.0%踢毽子是一项有益的休育活动。如图,毽子某次被踢出后,竖直上升经过某一位置时,毽子的动能和重力势能分别为$$E_{K 1}$$
B
A.$$E_{K 2} > E_{K 1}$$
B.$$E_{K 2} < E_{K 1}$$
C.$$E_{P 2} > E_{P 1}$$
D.$$E_{P 2} < E_{P 1}$$
4、['物体动能的比较', '平抛运动基本规律及推论的应用', '功能关系的应用']正确率40.0%水平抛出一物体,物体落地时速度的方向与水平方向的夹角为$${{θ}{,}}$$取地面为零势能面,则物体刚被抛出时,其重力势能与动能之比为$${{(}{)}}$$
D
A.$${{t}{a}{n}{θ}}$$
B.$${{c}{o}{t}{θ}}$$
C.$$\operatorname{c o t}^{2} \theta$$
D.$$\operatorname{t a n}^{2} \theta$$
5、['物体动能的比较', '平衡状态的定义及条件', '判断系统机械能是否守恒']正确率40.0%如图所示,将物体从固定的光滑斜面上静止释放,物体沿斜面下滑的过程中,下列说法正确的是()
D
A.物体所受的合力为零
B.斜面对物体的支持力对物体做正功
C.物体的动能不变
D.物体的机械能守恒
6、['物体动能的比较', 'v-t图像斜率意义,及v-t图像求加速度', 'v-t图像综合应用', '判断系统机械能是否守恒', '动力学中的图像信息题']正确率40.0%滑雪运动员由斜坡向下滑行时其速度$${{−}}$$
B
A.动能
B.速度方向
C.合力
D.机械能
7、['物体动能的比较', '重力做功与重力势能变化的关系', '功能关系的应用', '利用机械能守恒解决简单问题']正确率60.0%下列关于功和能的关系判断正确的是()
C
A.重力对物体做正功,物体的动能一定增加
B.重力对物体做正功,物体的机械能一定守恒
C.如果物体的重力势能增加,重力对物体一定做负功
D.如果物体的机械能守恒,外力对物体一定不做功
8、['物体动能的比较', '重力做功与重力势能变化的关系']正确率80.0%北京残奥会的开幕式上,三届残奥会冠军侯斌依靠双手牵引使自己和轮椅升至高空,点燃了残奥会主火炬,其超越极限$${、}$$克服万难的形象震撼了大家的心灵。假设侯斌和轮椅是匀速上升的,则在上升过程中侯斌和轮椅的()
C
A.动能增加
B.动能减少
C.重力势能增加
D.重力势能减小
9、['环绕天体运动参量的分析与计算', '物体动能的比较', '第一宇宙速度', '向心加速度']正确率40.0%$${{1}{1}}$$
D
A.环绕速度一定大于$$7. 9 k m / s$$
B.环绕速度一定大于近地卫星
C.动能一定与其他同步卫星相同
D.向心加速度一定大于静置于赤道地面上物体随地球自转所需的向心加速度
10、['物体动能的比较', '带电粒子在有界磁场中的运动', '洛伦兹力的方向判断']正确率40.0%如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个比荷相同的带电粒子,以不同的速率对准圆心$${{O}}$$
A
A.从$${{a}}$$处射出的粒子动能可能最大
B.从$${{c}}$$处射出的粒子角速度最小
C.从$${{c}}$$处射出的粒子在磁场中运动时间最长
D.从三个位置射出的粒子做圆周运动的周期$$T_{a} < T_{b} < T_{c}$$
题目1解析:
弹性碰撞中,动量守恒和动能守恒。设中子质量为$$m$$,氢核质量为$$m$$,氮核质量为$$14m$$。
对氢核碰撞:
动量守恒:$$mv_0 = mv_1 + mv_H \Rightarrow v_0 = v_1 + v_H$$
动能守恒:$$\frac{1}{2}mv_0^2 = \frac{1}{2}mv_1^2 + \frac{1}{2}mv_H^2 \Rightarrow v_0^2 = v_1^2 + v_H^2$$
联立解得:$$v_H = v_0$$,$$v_1 = 0$$
对氮核碰撞:
动量守恒:$$mv_0 = mv_2 + 14mv_N$$
动能守恒:$$\frac{1}{2}mv_0^2 = \frac{1}{2}mv_2^2 + \frac{1}{2} \times 14mv_N^2$$
联立解得:$$v_N = \frac{2v_0}{15}$$,$$v_2 = -\frac{13v_0}{15}$$
比较动量和动能:
氢核动量:$$p_H = mv_H = mv_0$$
氮核动量:$$p_N = 14mv_N = \frac{28mv_0}{15} > p_H$$
氢核动能:$$E_{kH} = \frac{1}{2}mv_H^2 = \frac{1}{2}mv_0^2$$
氮核动能:$$E_{kN} = \frac{1}{2} \times 14mv_N^2 = \frac{28mv_0^2}{225} < E_{kH}$$
综上,选项B正确。
题目2解析:
蹦极过程分为自由下落和弹性绳拉伸两个阶段:
1. 自由下落阶段:加速度为$$g$$不变,机械能守恒。
2. 弹性绳拉伸阶段:加速度先减小后反向增大,弹力逐渐增大,机械能转化为弹性势能。
选项分析:
A. 正确,加速度先不变后增大。
B. 错误,弹性绳拉伸后机械能不守恒。
C. 错误,动能先增大后减小。
D. 正确,弹力随伸长量增大而增大。
综上,选项A、D正确。
题目3解析:
毽子上升过程中,重力势能增大,动能减小。若$$E_{P2} > E_{P1}$$,说明位置2更高,此时速度更小,动能$$E_{K2} < E_{K1}$$。
选项分析:
A. 错误,动能减小。
B. 正确,动能减小。
C. 正确,重力势能增大。
D. 错误,重力势能增大。
综上,选项B、C正确。
题目4解析:
设初速度为$$v_0$$,落地时竖直分速度为$$v_y = v_0 \tan \theta$$。
重力势能转化为动能:$$mgh = \frac{1}{2}mv_y^2 = \frac{1}{2}mv_0^2 \tan^2 \theta$$
初动能:$$E_k = \frac{1}{2}mv_0^2$$
重力势能与动能之比:$$\frac{mgh}{E_k} = \tan^2 \theta$$
综上,选项D正确。
题目5解析:
光滑斜面下滑时:
A. 错误,合力为$$mg \sin \theta$$不为零。
B. 正确,支持力与位移夹角小于$$90^\circ$$,做正功。
C. 错误,动能增大。
D. 正确,只有重力做功,机械能守恒。
综上,选项B、D正确。
题目6解析:
滑雪运动员下滑时:
A. 动能增大。
B. 速度方向沿斜面向下。
C. 合力沿斜面向下。
D. 机械能守恒(无摩擦)。
题目不完整,无法确定选项。
题目7解析:
A. 错误,重力做功与动能无直接关系。
B. 错误,可能有其他力做功。
C. 正确,重力势能增加说明重力做负功。
D. 错误,可能有外力做功但总和为零。
综上,选项C正确。
题目8解析:
匀速上升时:
A. 错误,动能不变。
B. 错误,动能不变。
C. 正确,高度增加,重力势能增大。
D. 错误,重力势能增大。
综上,选项C正确。
题目9解析:
同步卫星特性:
A. 错误,环绕速度小于$$7.9 km/s$$。
B. 错误,速度小于近地卫星。
C. 正确,同步卫星动能相同(质量相同)。
D. 正确,向心加速度大于赤道物体。
综上,选项C、D正确。
题目10解析:
带电粒子在磁场中运动:
A. 正确,$$a$$处半径可能最大,动能最大。
B. 错误,角速度相同(比荷相同)。
C. 错误,$$c$$处时间最短(圆心角最小)。
D. 错误,周期相同。
综上,选项A正确。