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题型:简答题
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简答题

某同学用如图所示的(a)图装置来探究碰撞中的守恒量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,(b)图是多次实验中某球落到位于水平地面记录纸上得到10个落点痕迹,有关该实验的一些说法,不正确的有

正确答案

A

试题分析:为防止两球碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,为发生对心碰撞,两球半径应相等,故A错误;为保证小球的速度相等,被碰球静止放在槽口,入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放,故B正确;小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相等,它们在空中的运动时间相等,小球的水平位移与小球的初速度成正比,小球碰撞前后的速度不易测量,所以通过测小球“平抛运动的射程”间接地解决,故C正确;由图示刻度尺可知,图(b)可测出碰撞后某球的水平射程为64.7cm(64.2cm-65.2cm均正确),故D正确;

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简答题

(9分)1914年,夫兰克和赫兹在实验中用电子碰撞静止原子的方法,使原子从基态跃迁到激发态,来证明玻尔提出的原子能级存在的假设。设电子的质量为m,原子的质量为m0,基态和激发态的能级差为ΔE,试求入射电子的最小动能。(假设碰撞是一维正碰)

正确答案

要使原子发生跃迁,则原子吸收能量最小为ΔE,因此电子与原子碰撞的能量损失最小为ΔE,当电子与原子发生完全非弹性碰撞时能量损失最多,设电子与原子碰后的共同速度为v,则由碰撞过程动量守恒,设碰前电子的动能为,则碰前电子的动量,           故(3分),

根据碰撞过程能量守恒,则(3分),

联立可得入射电子的最小动能为(3分)

评分参考:第1小题:错选不得分,少选得3分  第2小题9分具体赋分见题中分配。

本题结合原子核的模型考查了动量守恒定律,要使原子发生跃迁,则原子吸收能量最小为ΔE,因此电子与原子碰撞的能量损失最小为ΔE,当电子与原子发生完全非弹性碰撞时能量损失最多,电子与原子碰撞前后动量守恒,列式求解,在碰撞过程中系统动能的损失

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简答题

如图所示,在光滑水平面上有一辆质量M="8" kg的平板小车,车上有一个质量m=1.9 kg的木块,木块距小车左端6m(木块可视为质点),车与木块一起以v="1" m/s的速度水平向右匀速行驶。一颗质量m0=0.1kg的子弹以v0="179" m/s的初.速度水平向左飞来,瞬间击中木块并留在其中。如果木块刚好不从车上掉下来,求木块与平板小车之间的动摩擦因数。(g=l0m/s2

正确答案

解:设子弹射入木块后的共同速度为v1,以水平向左为正,则由动量守恒有:

m0v0-mv=(m+m0)v1  ……①----------(2分)

v1="8" m/s     ----------(1分)

它们恰好不从小车上掉下来,则它们相对平板车滑行s=6m时它们跟小车具有共同速度v2,则由动量守恒有:

(m+m0)v1-Mv =(m+m0+M)v2        ……②--------(2分)

v2="0.8" m/s     ----------(1分)

由能量守恒定律有:

Q=μ(m0+m)g s =  …③--------(2分)

由①②③,代入数据可求出µ=0.54   ----------(1分)

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如图所示,质量为M、长度为L的小车B载着质量为m的物体A(m<M),在光滑水平面上以一定的速度与竖直墙壁相撞.若碰撞时间极短且无能量损失,撞后A恰好未从B上落下来,A与B间的动摩擦因数为μ.

求:(1)A、B开始运动的速率多大?

(2)撞碰后,A离墙壁的最近距离是多少?

正确答案

       (2)

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简答题

[物理选修3-5]

(1)目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素,比如,有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放出α、β、γ射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射性知识可知,下列说法正确的是______

A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定剩下一个原子核了

B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

C.γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力也最强

D.发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了4

(2)如图所示,平板小车C静止在光滑的水平面上.现在A、B两个小物体(可视为质点),分别从小车C的两端同时水平地滑上小车.初速度VA=1.2m/s,VB=0.6m/s,A、B与C间的动摩擦因数都是μ=0.1.A、B、C的质量都相同.最后A、B恰好相遇而未碰撞.g取10m/s2.求:

(1)ABC共同运动的速度;

(2)定性描述从AB滑上小车以后ABC三个物体相对地面运动的情况.

正确答案

(1)A、原子核的衰变是随机的,半衰期是一个统计规律.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后,即两个半衰期,不一定剩下一个原子核.故A错误.

B、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的.故B正确.

C、γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱.故C错误.

D、发生α衰变时,根据质量数守恒和电荷数可知,生成核与原来的原子核相比,质量数减少了4,电荷数减小了2,中子数减小了2.故D错误.

故选B

(2)(1)对于ABC三个物体组成的系统,合力为零,系统的总动量守恒.取A的初速度VA方向为正方向,三个物体的质量为m.

根据动量守恒定律得

mVA-mVB=3mV

得 V=(vA-vB)=0.2m/s.

(2)A先水平向右做匀减速直线运动,B先水平向左做匀减速直线运动,此过程,C由于受到的A、B的摩擦力大小相等、方向相反,C保持静止状态,由于A的初动量大于B的初动量,B的速度先减至零,然后BC一起水平向右做匀加速直线运动,当三个物体的速度相同时,三个物体一起以共同的速度水平向右做匀速直线运动.

答:(1)B;

(2)(1)ABC共同运动的速度是0.2m/s;(2)A水平向右做匀减速直线运动,B先向左做匀减速直线运动,然后BC一起水平向右做匀加速直线运动,最后三个物体一起以共同的速度水平向右做匀速直线运动.

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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