【題目】兩位同學分別用如圖所示兩種裝置,通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來做動量守恒定律實驗。
(1)甲同學裝置ABC段平整光滑,其中AB段是曲面,BC段是水平面,C端固定一重垂線。O是C的投影點,OC=H,在軌道上固定一擋板D,從貼緊擋板D處由靜止釋放小球A,小球A落在M點,用刻度尺測得M點與O點的距離為2l。在C的末端放置小球B,現(xiàn)仍從D處靜止釋放小球A,小球A與小球B發(fā)生正碰,小球B落在N點,小球A落在P點,測得OP為l,若已知小球A與B的質量之比mA:mB=3:1。
①根據(jù)實驗步驟和上述已知數(shù)據(jù),可得ON長度為__________。
②若兩小球均看成質點,以兩球為系統(tǒng),通過計算得系統(tǒng)機械能___________(填“守恒”或“不守恒”),可以得出兩球的碰撞是____________碰撞。(填“彈性”或“非彈性”)
(2)乙同學改裝如圖乙所示,將白紙、復寫紙固定在豎直放置的木條上,用來記錄實驗中球A、球B與木條的撞擊點。實驗時,首先將木條豎直立在軌道末端右側并與軌道接觸,讓入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,撞擊點為B′;然后將木條平移到圖中所示位置,入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,確定其撞擊點為________________;再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,與球B相撞,確定球A和球B相撞后的撞擊點分別為____________和__________。測得B′與N′、P′、M′各點的高度差分別為h1、h2、h3。若所測物理量滿足表達式__________________時,則說明球A和球B碰撞中動量守恒。
【答案】 守恒 彈性
【解析】
(1)①[1]球1運動到C端的速度為,在空中做平拋運動。水平方向
豎直方向
解得
由于球1兩次均從同一高度自由下滑,到C端動能一樣,速度均為,設球1與球2碰撞后速度分別為、,同理可解得
碰撞前后系統(tǒng)動量守恒,以向右為正方向,以球1和球2為系統(tǒng),由動量守恒定律得
結合mA:mB=3:1可解得
結合平拋運動的知識可知
②[2][3]以兩球為系統(tǒng),碰前系統(tǒng)初動能
碰后系統(tǒng)末動能
則,故碰撞過程系統(tǒng)機械能守恒,兩球碰撞是彈性碰撞。
(2)[4][5][6]小球做平拋運動,在豎直方向上
解得平拋運動時間
設軌道末端到木條的水平位置為,則小球做平拋運動的初速度應為
,,
故入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,確定其撞擊點為,碰撞后,確定球A和球B相撞后的撞擊點分別為和;
[7]如果碰撞過程動量守恒,則
將
,,
解得
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【題目】下列說法正確的是( 。
A.衰變?yōu)?/span>要經(jīng)過4次衰變和2次衰變
B.衰變中產生的射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的
C.查德威克發(fā)現(xiàn)了中子,并第一次實現(xiàn)了人工合成放射性同位素
D.湯姆孫在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子,并準確測出了電子的電荷量
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【題目】如圖,電磁繼電器和熱敏電阻R1等元件組成了恒溫箱控制電路,R1處于恒溫箱內。電源電動勢E=6V,內阻不計,繼電器線圈的電阻R0=100Ω。下右圖為熱敏電阻的R1-t圖象,且已知在50~150范圍內,熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律是:R1t=常數(shù),電阻R2是可變電阻。當線圈中的電流增加到20mA時,繼電器的銜鐵被吸合,已知此時可變電阻R2=125Ω,恒溫箱保持60恒溫。左圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。
(1)60時,熱敏電阻R1的阻值是多少?
(2)應該把恒溫箱的加熱器接在A、B端還是C、D端?
(3)如果要使恒溫箱內的溫度保持100,可變電阻R2的阻值應調為多少?
(4)欲將恒溫箱的溫度調高一些,應將R2的阻值調大還是調?
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【題目】把重20N的物體放在傾角為30°的粗糙斜面上,物體右端與固定在斜面上的輕彈簧相連接,物體保持靜止,如圖所示,若物體與斜面間的最大靜摩擦力為 12 N,下列關于彈簧彈力的說法不正確的是:
A.可以是22N,方向沿斜面向上
B.可以是2N.方向沿斜面向上
C.可以是5N,方向沿斜面向下
D.可以是2N,方向沿斜面向下
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【題目】如圖所示,質量為1 kg的小球穿在斜桿上,斜桿與水平方向的夾角θ=30°,球恰好能在桿上勻速滑動.若球受到一大小為F=20 N的水平推力作用,可使小球沿桿向上加速滑動,求:
(1)小球與斜桿間的動摩擦因數(shù)μ的大。
(2)小球沿桿向上加速滑動的加速度大。(g取10 m/s2)
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【題目】在x軸上有兩個點電荷q1、q2,其靜電場的電勢φ在x軸上分布如圖所示.下列說法正確有
A. x1處的電場強度為零
B. q1和q2帶有異種電荷
C. 負電荷從x1移到x2,受到的電場力增大
D. 負電荷從x1移到x2,電勢能減小
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【題目】用如圖所示的裝置驗證牛頓第二定律。圖中A、B為兩個光電門,C為固定在凹槽上的遮光條。實驗前(不掛鉤碼)左右移動小木塊使凹槽能夠在長木板上勻速運動。設遮光條的寬度為d,兩光電門間的距離為x。實驗時凹槽每次都從同一位置由靜止釋放,研究對象為凹槽(包括內部的砝碼)及鉤碼組成的系統(tǒng)。
(1)將鉤碼逐個拿到凹槽中,記錄每次所懸掛鉤碼的質量m1、m2、m3……,釋放凹槽,測出對應的加速度a1、a2、a3……,則下列哪一圖象能正確反映加速度a與懸掛鉤碼的重力mg之間的關系______。
(2)懸掛鉤碼的質量m保持不變,增加或減少槽內的砝碼,測出每次對應的加速度,為了能直觀反映在合外力一定的情況下,加速度與質量的關系,應做下列哪一圖象______(M表示槽及槽內砝碼的總質量)。
A.a-M B.a-m C.a- D.a-
(3)為了精確測量系統(tǒng)運動的加速度,甲同學固定光電門B,移動光電門A,然后釋放凹槽,測出遮光條每次經(jīng)過光電門A的時間t1。乙同學固定光電門A,移動光電門B,然后釋放凹槽,測出遮光條每次經(jīng)過光電門B的時間t2,兩位同學根據(jù)圖象求解系統(tǒng)的加速度。甲同學做出的圖象應為下圖中的______,乙同學做出的圖象應為下圖中的______。若甲同學所做圖象的斜率的絕對值為k,則系統(tǒng)的加速度a=______。
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【題目】已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3,空氣的摩爾質量為0.029 kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1.若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣,求:
(1)潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)(結果保留一位有效數(shù)字);
(2)在海底吸入的空氣大約是岸上吸入的空氣的壓強的多少倍?(忽略溫度的差異)
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【題目】如圖甲所示是某同學設計的“探究加速度a與物體所受合力F及質量m間關系”的實驗裝置簡圖,A為小車,B為打點計時器,C為裝有砂的砂桶,D為一端帶有定滑輪的長方形木板,實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶的總重力,小車運動加速度a可由紙帶求得.
(1)若實驗儀器為電火花計時器,下列關于其工作電壓判斷正確的是_____.
A.交流電源6V B.直流電源6V C.交流電源220V D.直流電源220V
(2)圖乙所示是某同學通過實驗得到的一條紙帶,他在紙帶上取A、B、C、D、E、F、G等7個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出).已知打點計時器所使用電源的頻率為50Hz,用毫米刻度尺測得:AB=0.60cm,AC=1.60cm,AD=3.00cm,AE=4.80cm,AF=7.00cm,AG=9.60cm.
根據(jù)上圖可知,打下E點時小車的速度為_______m/s.小車的加速度為_______m/s2.(計算結果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)另一同學保持小車質量不變,改變砂和砂桶質量,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖丙,該圖線不通過原點,明顯超出偶然誤差范圍,其主要原因是___________.
(4)若實驗中將小車換成滑塊,將木板水平放置可測出滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ.要測出動摩擦因數(shù)μ,需要測量的物理量有_______;實驗測得的動摩擦因數(shù)μ比真實值______(填“大”或“小”).
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