[2014·北京西城]如图所示.一质量M=1.0 kg的砂摆.用轻绳悬于天花板上O点.另有一玩具枪能连续发射质量m=0.01 kg.速度v=4.0 m/s的小钢珠.现将砂摆拉离平衡位置.由高h=0.20 m处无初速度释放.恰在砂摆向右摆至最低点时.玩具枪发射的第一颗小钢珠水平向左射入砂摆.二者在极短时间内达到共同速度.不计空气阻力.取g=10 m/s2. (1)求第一颗小钢珠射入砂摆前的瞬间.砂摆的速度大小v0, (2)求第一颗小钢珠射入砂摆后的瞬间.砂摆的速度大小v1, (3)第一颗小钢珠射入后.每当砂摆向左运动到最低点时.都有一颗同样的小钢珠水平向左射入砂摆.并留在砂摆中.当第n颗小钢珠射入后.砂摆能达到初始释放的高度h.求n. 解析:(1)砂摆从释放到最低点.由动能定理得 Mgh=Mv 解得.v0==2.0 m/s. (2)小钢珠打入砂摆过程.由动量守恒定律得. Mv0-mv=(M+m)v1 解得.v1=≈1.94 m/s. (3)第2颗小钢珠打入过程.由动量守恒定律得. (M+m)v1+mv=(M+2m)v2 第3颗小钢珠打入过程.同理(M+2m)v2+mv=(M+3m)v3- 第n颗小钢珠打入过程.同理 [M+(n-1)m]vn-1+mv=(M+nm)vn 联立各式得.(M+m)v1+(n-1)mv=(M+nm)vn 解得.vn= 当第n颗小钢珠射入后.砂摆要能达到初始释放的位置. 砂摆速度满足:vn≥v0 解得.n≥=4 所以.当第4颗小钢珠射入砂摆后.砂摆能达到初始释放的高度. 答案:1.94 m/s (3)4 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(12分). 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s

(1)若轨道完全光滑,s2h的理论关系应满足s2        (用Hh表示).

(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:

h(10-1m)

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

s2 (10-1)

2.62

3.89

5.20

6.53

7.78

   请在坐标纸上作出s2--h关系图.

(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率                  (填“小于”或“大于”)理论值.

(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是                                      

 

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(12分)(2010·连云港模拟)如图所示,B是质量为2m、半径为R的光滑半球形碗,放在光滑的水平桌面上.A是质量为m的细长直杆,光滑套管D被固定,A可以自由上下运动,物块C的质量为m,紧靠半球形碗放置.初始时,A杆被握住,使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触(如图).然后从静止开始释放AABC便开始运动.求:                                    图9

(1)长直杆的下端运动到碗的最低点时,长直杆竖直方向的速度和BC水平方向的速度;

(2)运动的过程中,长直杆的下端能上升到的最高点距离半球形碗底部的高度.

 

 

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(12分). 某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s
(1)若轨道完全光滑,s2h的理论关系应满足s2        (用Hh表示).
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:

h(10-1m)
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
s2 (10-1)
2.62
3.89
5.20
6.53
7.78
   请在坐标纸上作出s2--h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率                  (填“小于”或“大于”)理论值.
(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是                                      

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(12分) 氢原子的能级如图所示,普朗克常量h=6.63×10-34 J?s

(1)若要使处于n=2的氢原子电离,至少要用频率多大的电磁波照射氢原子?

(2)氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55eV的光子。问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射上述能量的光子?请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。

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 本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答,若三题都做,则按A、B两题评分。

A.(选修模块3-3)(12分)

(1)如图所示,一定质量的理想气体分别在温度T1T2情形下做等温变化的p-V图像,则下列关于T1T2大小的说法,正确的是 ▲ 

A.T1大于T2                       B.T1小于T2

C.T1等于T2                       D.无法比较

(2)如图甲所示,将封有一定质量空气的密闭塑料袋从海拔500m、气温为18℃的山脚下带到海拔3200m、气温为10℃的山顶上,情形如图乙所示。图 ▲ (选填“甲”或“乙”)中袋中气体分子平均动能大。从甲图到乙图过程中,袋内气体减小的内能 ▲ (选填“大于”、“等于”或“小于”)气体放出的热量。

(3)如图所示,IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈,形成半径为7.13nm的“原子围栏”,相邻铁原子间有间隙。估算原子平均间隙的大小。结果保留一位有效数字。已知铁的密度,摩尔质量是,阿伏加德罗常数

B.(选修模块3-4)(12分)

(1)列车静止时,车厢长度与沿轨道方向排列的相邻电线杆间距离相等。当列车以接近光速行驶,车上的乘客观测车厢长度与相邻电线杆间距离,所得出的结论是 ▲ 

A.车厢长度大于相邻电线杆间距离

B.车厢长度小于相邻电线杆间距离

C.向前观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离

D.向后观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离

(2)湖面上停着一条船,一个人观测到每隔5s有一个波峰经过这条船,相邻波峰间的距离是60m。这列波的频率是 ▲ Hz,水波的波速是 ▲ m/s。

(3)如图所示,在一厚度为d的门中安放一长度与门厚度相同的玻璃圆柱体,其直径为l。玻璃圆柱体的折射率为,且。求从右侧中心点P通过玻璃圆柱体能看到门外的角度范围。

C.(选修模块3-5)(12分)

(1)原子核的比结合能与核子数的关系如图所示。核子组合成原子核时 ▲ 

A.小质量数的原子核质量亏损最大

B.中等质量数的原子核质量亏损最大

C.大质量数的原子核质量亏损最大

D.不同质量数的原子核质量亏损相同

(2)在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速,中子以一定速度与静止碳核发生正碰,碰后中子反向弹回,则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向 ▲ (选填“相反”或“相同”),碳核的动量 ▲ (选填“大于”、“等于”或“小于”) 碰后中子的动量。

(3)氢原子的能级如图所示。原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子,正好使某种金属材料产生光电效应。有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值。普朗克常量,结果保留两位有效数字。

 

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同步练习册答案