【題目】用如圖甲所示的裝置來驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系:
(1)實驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通過僅測量______填選項前的序號),間接地解決這個問題;
A.小球開始釋放高度h B.小球拋出點距地面的高度H C.小球做平拋運動的射程
(2)圖甲中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影,實驗時,先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P.測量平拋射程,把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分,再將入射小球m1從斜軌上S位置靜釋放,與小球m2相撞,并多次重復。
接下來要完成的必要步驟是_____________(填選項的符號)
A用天平測量兩個小球的質量m1、m2
B.測量小球m1開始釋放高度h;
C.測量拋出點距地面的高度H
D.分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N;
E.測量平拋射程OM、ON.
(3)若兩球相碰前后的動量守恒,其表達式可表示為_____________(用②中測量的量表示);若碰撞是彈性碰撞,那么還應滿足的表達式為_______________(用②中測量的量表示).
(4)經測定, m1=45.0g,m2=75.0g,小球落地點的平均位置距O點的距離如圖乙所示,碰撞前m1的動量分別為P1與P1',則P1:P1=______________;若碰撞結束時m2的動量為P2',則P1':P2'=11:_______,實驗結果說明,碰撞前、后總動量的比值為___________.
【答案】C ADE 1.01
【解析】
驗證動量守恒定律實驗中,質量可測而瞬時速度較難.因此采用了落地高度不變的情況下,水平射程來反映平拋的初速度大小,所以僅測量小球拋出的水平射程來間接測出速度;過程中小球釋放高度不需要,小球拋出高度也不要求.最后可通過質量與水平射程乘積來驗證動量是否守恒;根據碰撞前后動量守恒可以寫成表達式,若碰撞為彈性碰撞,則碰撞前后動能相同;根據表達式將數據代入即可求出比值。
解:(1)驗證動量守恒定律實驗中,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的,根據平拋運動規(guī)律,若落地高度不變,則運動時間不變,因此可以用水平射程大小來體現速度速度大小,故需要測量水平射程,故A、B錯誤,C正確;
故選C;
(2)碰撞過程中動量、能量均守恒,因此有:,, 因此有:,因此要使入射小球m1碰后不被反彈,應該滿足m1>m2;實驗時,先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程OP,然后把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復;測量平均落點的位置,找到平拋運動的水平位移,因此步驟中D、E是必須的,而且D要在E之前,至于用天平秤質量先后均可以,故選ADE;
(3)根據平拋運動可知,落地高度相同,則運動時間相同,設落地時間為t,則:,, , 而動量守恒的表達式是:,若兩球相碰前后的動量守恒,則需要驗證表達式即可;
若為彈性碰撞,則碰撞前后系統(tǒng)動能相同,則有:,將即滿足關系式:
(4)碰撞前后m1動量之比:, ,說明碰撞前、后總動量的比值
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【題目】如圖甲所示,帶正電粒子以水平速度v0從平行金屬板MN間中線連續(xù)射入電場中。MN板間接有如圖乙所示的隨時間t變化的電壓UMN,兩板間電場可看作是均勻的,且兩板外無電場。緊鄰金屬板右側有垂直紙面向里的勻強磁場B,分界線為CD,EF為屏幕。金屬板間距為d,長度為l,磁場的寬度為d。已知B=2. 5xl0-3T.l=d=0.2m,每個帶正電粒子的速度v0=105m/s,比荷= l02C/kg,MN板間最大電壓U=75V,重力忽略不計,在每個粒子通過電場區(qū)域的極短時間內,電場可視作是恒定不變的。取sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(l)帶電粒子進入磁場做圓周運動的最小半徑;
(2)帶電粒子向上偏轉射出電場的最大速度;
(3)帶電粒子打在屏幕上的范圍。
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【題目】如圖所示,可視為質點的、質量為m的小球,在半徑為R的豎直放置的光滑圓形管道內做圓周運動,下列有關說法中正確的是( )
A.小球能夠到達最高點時的最小速度為0
B.小球能夠通過最高點時的最小速度為
C.如果小球在最低點時的速度大小為,則小球通過最低點時對管道的外壁的作用力為6mg
D.如果小球在最高點時的速度大小為2,則此時小球對管道的外壁的作用力為3mg
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【題目】圖示為自行車的傳動結構的核心部件,大齒輪通過鏈條帶動小齒輪,小齒輪帶動后輪轉動。A、B、C分別是大齒輪、小齒輪、后輪邊緣上的三個質點,提起自行車后輪,勻速轉動踏腳,則( 。
A.B點向心加速度大于A點向心加速度B.A點向心加速度大于C點向心加速度
C.A、B、C三點的線速度大小相等D.B、C兩點的線速度大小相等
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【題目】范格文獲2017年世界飛鏢錦標賽冠軍。圖示是他某次練習中將一枚飛鏢從高于靶心正上方的位置水平投向豎直懸掛的靶盤,結果飛鏢打在靶心的正上方。忽略飛鏢運動過程中所受空氣阻力,在其他條件不變的情況下,為使飛鏢命中靶心,他在下次投擲時應該( 。
A.換用質量稍大些的飛鏢B.適當增大投飛鏢的初速度
C.到稍遠些的地方投飛鏢D.適當增加投飛鏢時的高度
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【題目】用某種單色光照射某金屬表面,發(fā)生光電效應,F將該單色光的光強減弱,則( )
A. 可能不發(fā)生光電效應B. 光電子的最大初動能減少
C. 單位時間內產生的光電子數減少D. 需要更長的照射時間才能發(fā)生光電效應
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【題目】如圖所示,一質量為2kg的物塊B,靜止在光滑水平面上,左側固定一水平輕質彈簧,另一質量為3kg的物塊A向右以5m/s的速度撞擊彈簧,整個撞擊過程中,兩物塊的速度始終在一條直線上,彈簧始終在彈性限度內,下列說法正確的是( 。
A.物塊A的最終速度大小為3m/s
B.物塊B的最終速度大小為5m/s
C.彈簧的最大彈性勢能為15J
D.若其他條件不變而僅增大物塊A的質量,則物塊B的最終速度可能為12m/s
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【題目】利用如圖1所示的實驗裝置,可以探究“加速度與質量、受力的關系”.
實驗時,首先調整墊木的位置,使小車不掛配重時能在傾斜長木板上做勻速直線運動,以平衡小車運動過程中所受的摩擦力.再把細線系在小車上,繞過定滑輪與配重連接.調節(jié)滑輪的高度,使細線與長木板平行.在接下來的實驗中
①保持小車質量一定,通過改變配重片數量來改變小車受到的拉力.改變配重片數量一次,利用打點計時器打出一條紙帶.重復實驗,得到5條紙帶和5個相應配重的重量.
②圖2是其中一條紙帶的一部分,A、B、C為3個相鄰計數點,每兩個相鄰計數點之間還有4個實際打點沒有畫出.通過對紙帶的測量,可知A、B間的距離為2.30cm,A、C間的距離為______cm.已知打點計時器的打點周期為0.02s,則小車運動的加速度大小為______ m/s2.(結果保留兩位有效數字)
③分析紙帶,求出小車運動的5個加速度a.用相應配重的重量作為小車所受的拉力大小F,畫出小車運動的加速度a與小車所受拉力F之間的a-F圖象,如圖3所示.由圖象可知小車的質量約為______kg(結果保留兩位有效數字).
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【題目】兩塊完全相同的金屬板平行放置,構成一平行板電容器,與它相連接的電路如圖所示。則:
A. 電容器所帶的電荷量是指一個極板所帶電荷量的絕對值
B. 閉合S后電容器充電過程是將電源的電能儲存到電容器中
C. 保持S接通,在兩極板間插入一塊電介質,則極板所帶電荷量減小
D. 斷開S,減小兩極板間的距離,則兩極板間的電勢差減小
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