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【题目】利用如图所示的方式验证碰撞中的动量守恒,竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切,先将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,测量出滑块在水平桌面滑行的距离x1(图甲);然后将小滑块B放在圆弧轨道的最低点,再将A从圆弧轨道的最高点无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,测量出整体沿桌面滑动的距离x2(图乙).圆弧轨道的半径为R,A和B完全相同,重力加速度为g.
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(1)滑块A运动到圆弧轨道最低点时的速度v=_________(用R和g表示);
(2)滑块与桌面的动摩擦因数μ=____________(用R和x1表示);
(3)若x1和x2的比值
=____________,则验证了A和B的碰撞动量守恒.
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【题目】已知如图,水平放置的平行金属板,上板带负电下板带正电,之间形成匀强电场。一根长l的绝缘细绳一端固定在O点,另一端系有质量为m并带有一定电荷的小球,小球原来静止在C点。当给小球一个水平冲量后,它可以在竖直面内绕O点做匀速圆周运动。求:
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(1)小球带电性质;
(2)若将两板间的电压增大为原来的3倍,小球重新静止时绝缘细绳中的张力;
(3)在(2)的条件下,从静止开始使小球能在竖直面内绕O点做圆周运动,至少要给小球多大的水平冲量?在这种情况下,在小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大?
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【题目】如图所示,一个质量为m、带电荷量为+q的粒子在O点以v0的初速度跟水平方向成θ角射出,粒子在运动过程中所受阻力大小恒为Ff,如果在某方向上加上一定大小的匀强电场后,可使粒子沿初速度方向做直线运动。
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(1)求所加最小匀强电场场强的大小及方向;
(2)若加上水平向左、大小一定的匀强电场,经过一段时间后粒子又回到了O点,求粒子回到O点时速度大小。
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【题目】“天津之眼“是天津市的地标之一,是唯一一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是
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A. 摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变
B. 摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零
C. 在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力
D. 摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变
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【题目】质量均匀分布的光滑球A与B通过轻绳连接,跨过两轻质定滑轮悬挂于平台两侧,初始状态A球与水平面接触且有挤压,B球悬于空中,如图所示,不计轻绳和滑轮间的摩擦,若A发生均匀的少量膨胀后,两球仍能保持静止状态,则
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A. 两球的质量不可能相等
B. 水平面对平台一定有静摩擦力的作用
C. 膨胀后平台侧面对A弹力变小
D. 膨胀后A对地面压力会变大
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【题目】如图所示,质量M=8kg的长木板放置于光滑的水平面上,其左端有一不计大小,质量为m=2kg的物块,物块与木板间的动摩擦因数为0.2,开始时物块与木板都处于静止状态,现对物块施加F=10N,方向水平向右的恒定拉力,若物块从木板左端运动到右端经历的时间为4秒.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:(g取10m/s2)
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(1)小物块到达木板右端时的速度是多少?
(2)此时木板的速度又是多少?
(3)木板的长度L为多少?
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【题目】带电量为Q,质量为m的原子核由静止开始经电压为U1的电场加速后进入一个平行板电容器,进入时速度和电容器中的场强方向垂直。已知:电容器的极板长为L,极板间距为d,两极板的电压为U2,重力不计,求:
(1)经过加速电场后的速度;
(2)离开电容器电场时的偏转量。
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【题目】(1)某同学用图所示的 “碰撞实验装置”研究直径相同的两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
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①在实验中小球速度不易测量,可通过仅测量_____解决这一问题。
A.小球做平抛运动的时间
B.小球做平抛运动的水平距离
C.小球做平抛运动的初始高度
D.小球释放时的高度
②图中PQ是斜槽,QR为水平槽,R为水平槽末端。利用铅垂线在记录纸上确定R的投影点O。实验时先使A球从斜槽上G处由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹;此后,再把B球放在R处,将A球再从G处由静止释放,与B球碰撞后在记录纸上分别留下A、B两球落点痕迹。由测量可知,碰撞前A球做平抛运动的水平距离为x0;碰撞后,A、B两球做平抛运动的水平距离分别为x1、x2。用天平称量A、B两球的质量分别为mA、mB。若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为____(用题目给出的物理量符号表示)。
(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,金属丝的阻值约为5,某同学先用刻度尺测量金属丝的长度l=50.00cm,用螺旋测微器测量金属丝直径时刻度位置如图7所示,再用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
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①该电阻丝直径的测量值d=___________mm;
②实验中能提供的器材有:
A.电压表V1(量程0~3V,内阻约3k)
B.电压表V2(量程0~15V,内阻约15k)
C.电流表A1(量程0~3A,内阻约0.01)
D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1)
E.滑动变阻器R1(0~20)
F.滑动变阻器R2(0~500)
G.电源E(电动势为3.0V)及开关和导线若干
该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量,则电压表应选择_______,电流表应选择________,滑动变阻器应选择_______,(选填各器材前的字母)。要求在流过金属丝的电流相同情况下,电源消耗功率最小,并能较准确地测出电阻丝的阻值,实验电路应选用图_________。
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③该同学建立U-I坐标系,如图所示,图中已标出了与测量数据对应的五个坐标点,还有一次测量的电压表和电流表示数如图10所示,请根据测量数据将坐标点补全,并描绘出U-I图线。由图线数据可计算出金属丝的电阻为____Ω(保留两位有效数字)。设被测金属丝电阻为R,则该金属材料电阻率的表达式是________________ (用题目给出的物理量符号表示)。
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④实验中使用的电流表内阻为RA,电压表内阻为RV,若考虑电流表和电压表内阻的影响,图U-I图像中图线斜率k与该金属材料的电阻率ρ的关系是k=___________(用题目给出的物理量符号表示)。
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【题目】物体中的原子总是在不停地做热运动,原子热运动越激烈,物体温度越高;反之,温度就越低。所以,只要降低原子运动速度,就能降低物体温度。“激光致冷”的原理就是利用大量光子阻碍原子运动,使其减速,从而降低了物体温度。使原子减速的物理过程可以简化为如下情况:如图所示,某原子的动量大小为p0。将一束激光(即大量具有相同动量的光子流)沿与原子运动的相反方向照射原子,原子每吸收一个动量大小为p1的光子后自身不稳定,又立即发射一个动量大小为p2的光子,原子通过不断吸收和发射光子而减速。(已知p1、p2均远小于p0,普朗克常量为h,忽略原子受重力的影响)
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(1)若动量大小为p0的原子在吸收一个光子后,又向自身运动方向发射一个光子,求原子发射光子后动量p的大小;
(2)从长时间来看,该原子不断吸收和发射光子,且向各个方向发射光子的概率相同,原子吸收光子的平均时间间隔为t0。求动量大小为p0的原子在减速到零的过程中,原子与光子发生“吸收—发射”这一相互作用所需要的次数n和原子受到的平均作用力f的大小;
(3)根据量子理论,原子只能在吸收或发射特定频率的光子时,发生能级跃迁并同时伴随动量的变化。此外,运动的原子在吸收光子过程中会受到类似机械波的多普勒效应的影响,即光源与观察者相对靠近时,观察者接收到的光频率会增大,而相对远离时则减小,这一频率的“偏移量”会随着两者相对速度的变化而变化。
a.为使该原子能够吸收相向运动的激光光子,请定性判断激光光子的频率ν和原子发生跃迁时的能量变化ΔE与h的比值之间应有怎样的大小关系;
b.若某种气态物质中含有大量做热运动的原子,为使该物质能够持续降温,可同时使用6个频率可调的激光光源,从相互垂直的3个维度、6个方向上向该种物质照射激光。请你运用所知所学,简要论述这样做的合理性与可行性。
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【题目】(14)所受重力G1=8 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上.PA偏离竖直方向37°角,PB在水平方向,且连在所受重力为G2=100 N的木块上,木块静止于倾角为37°的斜面上,如图16所示,试求:
(1)木块与斜面间的摩擦力;
(2)木块所受斜面的弹力.
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