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题型:简答题
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简答题

(1)在光电效应实验中,先后用两束光照射同一个光电管,若实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线如图所示,则下列说法中正确的是         

(2)已知氢原子的基态能量为),激发态能量,其中 .已知普朗克常量为,真空中光速为,吸收波长为         的光子能使氢原子从基态跃迁到 的激发态;此激发态原子中的电子再吸收一个频率为 的光子被电离后,电子的动能为         

(3)一个初速度为的氧核()自发衰变成一个氮核()和另外一个粒子,并释放出一定能量.已知氧核的质量为 ,氮核的质量为,速度为,方向与氧核方向相同,粒子的质量为,若不计光子的动量,写出该核反应的方程式并求出粒子的速度大小.

正确答案

(1)C(2)  (3)

试题分析:(1)截止电压相同,所以频率相同,A错误;频率相同,波长相同,B错误;a的饱和电流大于b的饱和电流,则a中的光强大于b中的光强,C正确; 根据可得产生光电子的最大初动能一样大,D错误;故选C 

(2)根据公式 可得(2分)

此激发态原子中的电子再吸收一个频率为 的光子被电离后,电子的动能为 (2分)

(3)解:方程式:                 (2分)

由动量守恒得:           (2分)

解得:                  (1分)

点评:决本题的关键掌握截止电压、截止频率,以及理解光电效应方程

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在光滑的水平面上静止着一个质量为m2小球2,质量为m1的小球1以一定的初速度v1朝着球2运动,如果两球之间、球与墙之间发生的碰撞均无机械能损失,要使两球还能再碰,则两小球的质量需满足怎样的关系?

正确答案

试题分析: 解析:设两球碰后的速度分别为v1和v2,由系统动量守恒定律得:

             ①

由于发生的是弹性碰撞,碰撞前后的总动能不变,得:     ②  

联立式①、②,可解得:

球1碰后速度为

球2碰后速度为

按照题意,只要碰后球1不反弹,即,即,总能发生二次碰撞.

或者球1反弹,但是其碰后速率-v1′小于球2速率v2′,即,也能发生二次碰撞.

综上,只要即可满足题意.

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简答题

如图所示,在光滑的水平面上有一辆长为L=1.0m的凹形滑块A,在车上有一木块B(大小不计),AB的质量相等,BA的动摩擦因数为µ=0.05。开始时A是静止的,B位于A的中央以出速度v=5.0m/s向右运动,假设BA的前后壁碰撞是完全弹性的,求BA的前后两个墙壁最多能相碰的次数。

正确答案

13次

木块B在摩擦力作用下做匀减速运动,滑块A在摩擦力作用下做匀加速运动。水平面是光滑的,系统动量守恒。经过多次碰撞后,最终达到相等的速度。

mv=2mv1v1=2.5m/s

根据动能定理:-µmgs=,解得s=12.5m, 最多碰撞的次数为n=12+1=13次

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简答题

(18分)如图所示,质量为m1=50kg的某学生(可视为质点)站在长为L=3m、质量为m2=100kg的甲车右端,人和车均处于静止状态,地面水平光滑。一质量为m3=100kg的乙车以速度v0=3m/s向右运动。当该学生发现乙车时,两车距离为d=5m,该学生马上在家车商向左匀加速跑动,跑到甲车车位后从甲车跳到乙车上,假设该生跳到乙车后马上相对乙车静止。求:

(1)为了避免在学生从甲车跳出前两车相碰,该学生跑动时加速度a1至少为多少?

(2)要使两车不想碰,该学生跑动时加速度a2至少为多少?

(非命题者注:此问应说明学生离开甲车时对甲车没有水平蹬踏效果)

正确答案

(1)a1=1m/s2 (2)该学生加速度至少为1.44m/s2

解:

(1)设学生经过时间t1运动到甲车左端时甲车向右运动的位移为s,则学生位移为L-s.

由动量守恒定律可知,学生在甲车上运动时,学生、甲车的动量大小相等、方向相反,故其平均动量大小相等

       ①……………………2分

设乙车经过时间t2恰好追上甲车,则v0t2="d+s      " ②……………………2分

学生在甲车上加速过程       L-s=   ③……………………2分

解123得    a1=1m/s2      ……………………2分

(2)设学生运动到甲车左侧时速度为v1,此时甲车速度为v2

由动量守恒定律得       m1v1—m2v2="0   " ④……………………2分

学生跳到乙车后共同速度为v3 ,则m3v0—m1 v1=(m3 +m1)v3 ⑤……………2分

要使两车不相撞     v2 ≥v3        ⑥……………………1分

解④⑤⑥得      v1≥2.4m/s……………………1分

学生在甲车上运动过程     v12=2a2(L-s)……………………2分

∴a2≥1.44m/s2   该学生加速度至少为1.44m/s2……………………2分

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简答题

(20分)如图所示,水平虚线x下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,整个空间存在匀强电场(图中未画出)。质量为m,电荷量为+q的小球P静止于虚线x上方A点,在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为I的冲量作用而做匀速直线运动。在A点右下方的磁场中有定点O,长为l的绝缘轻绳一端固定于O点,另一端连接不带电的质量同为m的小球Q,自然下垂。保持轻绳伸直,向右拉起Q,直到绳与竖直方向有一小于50的夹角,在P开始运动的同时自由释放Q,Q到达O点正下方W点时速率为v0。P、Q两小球在W点发生正碰,碰后电场、磁场消失,两小球粘在一起运动。P、Q两小球均视为质点,P小球的电荷量保持不变,绳不可伸长,不计空气阻力,重力加速度为g。

(1)求匀强电场场强E的大小和P进入磁场时的速率v;

(2)若绳能承受的最大拉力为F,要使绳不断,F至少为多大?

(3)若P与Q在W点相向(速度方向相反)碰撞时,求A点距虚线X的距离s。

正确答案

(1)  (2) (3)    (n为大于的整数)

试题分析:(1)设小球P所受电场力为,则                          ①

在整个空间重力和电场力平衡,有                   ②

联立相关方程得                                 ③

设小球P受到冲量后获得速度为,由动量定理得          ④

得:                                                ⑤

(2)设P、Q同向相碰后在W点的速度最大,最大速度为,由动量守恒定律得:

                                                              

此刻速度最大轻绳的张力也为最大,由牛顿运动定律得:

                                                                   

联立相关方程,得                          ⑧

(3)设P在X上方做匀速直线运动的时间为,则      ⑨

设P在X下方做匀速圆周运动的时间为,则:   ⑩

设小球Q从开始运动到与P球相向碰撞的运动时间为,由单摆周期性有:

                  ⑪

由题意,有:                                   ⑫

联立相关方程,得:

 (n为大于的整数) ⑬

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