【题目】(1)下列关于近代物理知识的描述中,正确的是________.
A.当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出,则改用紫光照射也一定会有电子逸出
B.处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时,能发出3种频率的光子
C.衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D.在N+He→O+X核反应中,X是质子,这个反应过程叫α衰变
E.比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定
(2)如图所示,半径为R的四分之三光滑圆轨道竖直放置,CB是竖直直径,A点与圆心等高,有小球b静止在轨道底部,小球a自轨道上方某一高度处由静止释放,自A点与轨道相切进入竖直圆轨道,a、b小球直径相等、质量之比为3∶1,两小球在轨道底部发生弹性正碰后小球b经过C点水平抛出落在离C点水平距离为2R的地面上,重力加速度为g,小球均可视为质点.求:
①小球b碰后瞬间的速度大小;
②小球a碰后在轨道中能上升的最大高度.
【答案】(1)ABE (2)① ②R
【解析】(1)由于紫光的频率大于蓝光的频率,紫光光子的能量大于蓝光光子的能量,所以改用紫光照射一定会有电子逸出,选项A正确;根据氢原子的跃迁理论可知,处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时,能发出3种频率的光子,选项B正确;衰变中产生的β射线,实际上是原子核中的中子衰变为质子时放出的电子而形成的,选项C错误;在衰变过程中释放出氦核即He才是α衰变,选项D错误;比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定的说法是正确的,E选项正确.
(2)①b小球从C点抛出做平抛运动,有gt2=2R
解得t=
小球b做平抛运动的水平位移x=vCt=2R
解得vC=
根据机械能守恒有mbv=mbv+2mbgR
可知小球b在碰后瞬间的速度vB= .
②a、b两小球相碰,由动量守恒得:mava=mava′+mbvB
a、b两小球发生弹性碰撞,由机械能守恒得:
mav=mav′+mbv
又ma=3mb
解得:va=vB,va′=va=vB
可得:va′=,小球a在轨道内运动,不能到达圆心高度,所以小球a不会脱离轨道,只能在轨道内来回滚动,根据机械能守恒可得mav′=magh
解得h=.
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【题目】某同学利用如图甲所示的实验装置测重力加速度.
(1)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________.
(2)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点,测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5.若打点的周期为T,则打E点时重物速度的表达式为vE=________;若分别计算出各计数点对应的速度数值,并在坐标系中画出速度的二次方(v2)与距离(h)的关系图线,如图丙所示,则重力加速度g=________m/s2.
(3)若当地的重力加速度值为9.8m/s2,你认为该同学测量值存在偏差的主要原因是_______.
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【题目】如图所示,曲面AB与半径为r、内壁光滑的四分之一细圆管BC平滑连接于B点,管口B端切线水平,管口C端正下方直立一根轻弹簧,轻弹簧一端固定,另一端恰好与管口C端齐平,质量为m的小球(可视为质点)在曲面上某点由静止释放,进入管口B端时,上管壁对小球的作用力为mg。
(1)求小球达到B点时的速度大小vB
(2)若释放点距B点高度为2r,求小球在曲面AB上运动时克服阻力所做的功W;
(3)小球通过BC后压缩弹簧,压缩弹簧过程中弹簧弹性势能的最大值为EP,求弹簧被压缩的最大形变量x。
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【题目】我国未来将建立月球基地,并在绕月球轨道上建造空间站,如图所示,关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近,并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接,已知空间站绕月球圆轨道的半径为r,周期为T,引力常量为G,月球的半径为R,下列说法中正确的是( )
A. 月球的质量为
B. 月球的第一宇宙速度为
C. 航天飞机从图示A位置飞向B的过程中,加速度逐渐变大
D. 要使航天飞机和空间站对接成功,飞机在接近B点时必须减速
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【题目】一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )
A. B.
C. D.
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【题目】滑板运动是深受年轻人喜爱的一种极限运动,如图所示为上海SMP滑板公园内一滑板场地的轻直截面示意图,斜面AB高h=2.0m,水平地面BC长x=5.0m,四分之一圆弧CD半径R=3.0m,若一质量为m=50kg的滑板运动员,以v0=5.0m/s的初速度从场地A点沿斜面下滑,若没有蹬地动作,恰能到达D点,已知斜面AB和圆弧CD光滑,B处平滑连接,不计滑板质量和空气阻力,运动员和滑板可视为质点.
(1)求运动员第一次经过圆弧最低点C时受到的支持力大小.
(2)请通过计算说明运动员能否从D点返回到A点?
(3)若运动员第一次过D点后有1.2s的空中时间,则其在BC段需通过蹬地增加多少动能?
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【题目】小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地,如图所示.已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为 ,重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.
(1)求绳断开时球的速度大小v1
(2)问绳能承受的最大拉力多大?
(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?
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【题目】一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0~x2段是对称的曲线,x2~x3段是直线,则下列说法正确的是( )
A.x1处电场强度最大
B.x2~x3段是匀强电场
C.x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1>φ2>φ3
D.粒子在0~x2段做匀变速运动,x2~x3段做匀速直线运动
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