【题目】如图所示,质量为M的小车AB,在A端粘有橡皮泥,在B端固定有一根轻质弹簧,弹簧的另一端靠一块质量为m的物体C,且M>m,小车原来静止于光滑水平面上,小车底板光滑,开始时弹簧处于压缩状态.当弹簧释放后,则( )
A. 物体C离开弹簧时,小车一定是向右运动
B. 物体C与A粘合后,小车速度为零
C. 物体C从B向A运动过程中,小车速度与物体速度大小(对地)之比为m:M
D. 物体C从B向A运动过程中,小车速度与物体速度大小(对地)之比为M:m
【答案】ABC
【解析】
对于小车和物体C系统,水平方向不受外力,系统动量一直守恒.物体C与A作用的过程,系统机械能有损失;根据动量守恒定律求解物体C与A粘合后小车的速度.物体C从B向A运动过程中,根据系统的动量守恒定律求解小车速度与物体速度大小(对地)之比.
整个系统在水平方向不受外力,竖直方向上合外力为零,则系统动量一直守恒,系统初动量为零,物体C离开弹簧时向左运动,根据系统的动量守恒定律得小车向右运动,A正确;当物体C与A粘合在一起时,ABC的速度相同,设为v,根据系统的动量守恒定律得:,得,则小车的速度为0,B正确;物体C从B向A运动过程中,取物体C的速度方向为正方向,根据系统的动量守恒定律得,可得,C正确D错误.
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【题目】在某项科研实验中,需要将电离后得到的氢离子(质量为m、电量为+e)和氦离子(质量为4m、电量为+2e)的混合粒子进行分离。小李同学尝试设计了如图甲所示的方案:首先他设计了一个加速离子的装置,让从离子发生器逸出的离子经过P、Q两平行板间的电场加速获得一定的速度,通过极板上的小孔S后进入Q板右侧的匀强磁场中,经磁场偏转到达磁场边界的不同位置,被离子接收器D接收从而实现分离。P、Q间的电压为U,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,装置放置在真空环境中,不计离子之间的相互作用力及所受的重力,且离子进入加速装置时的速度可忽略不计。求:
(1)氢离子进入磁场时的速度大小;
(2)氢、氦离子在磁场中运动的半径之比,并根据计算结果说明该方案是否能将两种离子分离;
(3)小王同学设计了如图乙所示的另一方案:在Q板右侧空间中将磁场更换为匀强电场,场强大小为E,离子垂直进入电场。请你论证该方案能否将两种离子分离。
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【题目】如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃,汽缸导热。
(i)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;
(ii)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;
(iii)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强。
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【题目】如图所示,两个质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光射水平地面上质量相同、材料不同的两矩形滑块A、B中,射入A中的深度趙射入B中深度的两倍.上述两种射入过程相比较( )
A. 射入滑块A的子弹速度变化大
B. 整个射入过程中两滑块受的冲量—样大
C. 射入滑块A中时阻力对子弹做功是射入滑块B中时的两倍
D. 两个过程中系统产生的热量相同
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【题目】如图所示,U形管右管内径为左管内径的倍,管内水银在左管内封闭了一段长为76 cm、温度为300 K的空气柱,左右两管水银面高度差为6 cm,大气压为 76 cmHg。
(1)给左管的气体加热,则当U形管两边水面等高时,左管内气体的温度为多少?
(2)在(1)问的条件下,保持温度不变,往右管缓慢加入水银直到左管气柱恢复原长,问此时两管水银面的高度差。
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【题目】如图所示,光滑水平面上三个大小相同的小球a、b、c,质量分别为m1=0.2kg,m2=m3=0.6kg,小球a左端靠着一固定竖直挡板,右端与一轻弹簧1拴接,处于静止状态,小球b和c用一根轻质细线拴接,两物块中间夹着一个压缩的轻弹簧2,弹簧与两小球未拴接,它们以v0=1m/s的速度在水平面上一起向左匀速运动,某时刻细线突然被烧断,轻弹簧将两小球弹开,弹开后小球c恰好静止,小球b向左运动一段时间后,与弹簧1拴接,弹回时带动木块a运动,求:
(1)弹簧2最初所具有的弹性势能Ep;
(2)当弹簧1拉伸到最长时,小球a的速度大小v.
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【题目】已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形,距月球表面高度为H,飞行周期为T,月球的半径为R,引力常量为G。求:
(1)“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小;
(2)月球的质量;
(3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的近月飞船,则其绕月运行的线速度应为多大。
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【题目】如图,半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内,o为其圆心。一质量为m的小滑块,在外力F(未画出)的作用下静止在圆轨道上的B点,OB与竖直方向的夹角为θ(θ<),重力加速度为g。
(1)为使小滑块静止在B点,外力F的最小值Fmin为多少?
(2)若在B点撤去力F的同时,给小滑块一个沿切线方向的初速度,为使小滑块能滑上圆轨道的最高点C,求初速度vo的范围。
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【题目】中国版“野牛”级重型气垫船,自重达540吨,最高速度为108km/h,装有“M﹣70”大功率燃气轮机,该机额定输出功率为8700kW.假设“野牛”级重型气垫船在海面航行过程中所受的阻力Ff与速度v成正比,即Ff=kv.则下列说法错误的是( )
A. “野牛”级重型气垫船的最大牵引力为2.9×105N
B. 在额定输出功率下以最高速度航行时,气垫船所受的阻力为2.9×105N
C. 以最高速度一半的速度匀速航行时,气垫船发动机的输出功率为2175kW
D. 从题中给出的数据,能计算阻力Ff与速度v的比值k
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