一物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图所示。在A点,物体开始与弹簧接触,到B点时,物体速度为零,然后被弹回。则下列说法中正确的是( )
A. 物体在A点的速率最大
B. 物体由A点到B点做的是匀减速运动 C. 物体在B点时所受合力为零
D. 物体从A下降到B,以及从B上升到A的过程中,速率都是先增大后减小 【答案】D 【解析】
A、在A下降到B的过程中,开始重力大于弹簧的弹力,加速度方向向下,物体做加速运动,弹力在增大,则加速度在减小,当重力等于弹力时,速度达到最大,然后在运动的过程中,弹力大于重力,根据牛顿第二定律知,加速度方向向上,加速度方向与速度方向相反,物
体做减速运动,运动的过程中弹力增大,加速度增大,到达最低点,速度为零;加速度先减小后增大,速度先增大后减小;所以A点的速率不是最大,故A错误;
B、物体从A点到B点加速度先减小后增大,不是做匀减速运动,故B错误;
C、物体在B点时,弹力大于重力,合力向上,合力为零的位置在AB之间,即弹力和重力相等的位置,故C错误;
D、物体从B回到A的过程是A到B过程的逆过程,返回的过程速度先增大后减小,故D正确; 故选D。 选择题
2016年6月和8月,我国在西昌和酒泉卫星发射中心,分别发射了第二十三颗北斗导航卫星G7和世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。G7属地球静止轨道卫星(高度距地面约36000km),“墨子号”的圆形轨道距地面的高度约为500km。关于在轨运行的这两颗卫星,下列说法正确的是( )
A. “墨子号”的运行速度大于7.9km/s B. 北斗G7的运行速度大于11.2km/s C. “墨子号”的运行周期比北斗G7大
D. “墨子号”的向心加速度比北斗G7大 【答案】D
【解析】A、7.9km/s是绕地球表面运动的速度,是卫星的最大环绕速度,则“墨子号”的运行速度小于7.9km/s,故A错误;
B、运行速度不能大于11.2 km/s,大于11.2km/s会脱离地球引力的束缚,成为绕太阳运行的人造行星,或成为其他行星的卫星,故B错误; C、根据
,解得
,半径越大,周期越大,则半径
小的量子科学实验卫星“墨子号”的周期比北斗G7小,故C错误; D、根据
可知,轨道半径小的量子科学实验卫星“墨子号”的
向心加速度比北斗G7大,故D正确; 故选D。 选择题
大量的氢原子处于n=4能级,该能级的氢原子向低能级跃迁时能向外辐射不同频率的光子,从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子频率为ν0.若某种金属的极限频率为ν0,则下列说法中正确的是 A. 氢原子跃迁向外辐射的光子中有6种能使该金属发生光电效应现象
B. 由n=4能级向低能级跃迁时,在辐射出的所有光子中只有一种不能使该金属发生光电效应
C. 用辐射出的光子照射该金属时,光子的频率越大该金属的逸出功越大
D. 当该金属发生光电效应时,入射光的强度越大,则光电子的最大初动能越大 【答案】B
【解析】大量的氢原子由n=4能级向低能级跃迁时能向外辐射种频率的光子,其中由n=4能级跃迁到n=3能级时,辐射出来的光子频率小于ν0,不能使该金属发生光电效应现象,故A错误,B正确;金属的逸出功与入射光的频率无关,由金属本身的性质决定,故C错误;光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与光的强度无关,故D错误。所以B正确,ACD错误。 选择题
如图所示,在光滑的水平地面上并排放着物块A、B,它们的质量之比为3:2,且在它们之间有一处于压缩状态的弹簧(与物块A、B并不拴接)。某一时刻同时释放物块A、B,弹簧为原长时物块A的动能为8J,则释放物块A、B前,弹簧具有的弹性势能为
A. 12J B. 16J C. 18J D. 20J 【答案】D
【解析】在释放A、B的前后,满足动量守恒:0=PA-PB,可得PA=PB,物块的动能为:系可得:为: 选择题
如图所示,光滑的半圆形铁丝固定在水平地面上,穿在铁丝上的质量为m的小球从最高点A由静止开始滑到最低点B,在从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
,可得:
,根据功能关
,联立并代入数据可得弹簧具有的弹性势能
,所以D正确,ABC错误。
A. 小球对铁丝的作用力越来越大
B. 铁丝对小球的作用力为F,F对小球的功为零,F的冲量也为零 C. 重力对小球做功的功率越来越大
D. 小球在AB间的某唯一一点对铁丝的作用力为零 【答案】CD 【解析】
在AB之间的C点,恰好重力的分力提供向心力,此点小球与铁丝没有作用力,其他位置都不为零,所以A错,D对;而小球的速率越来越大,在竖直方向的分量也越来越大,所以重力做功的功率也越来越大,故C正确;铁丝对小球的功为零,但该作用力的冲量不为零,故
B错;故选CD. 选择题
如图所示,在光滑绝缘水平面上,三个带电质点a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上;a、b电荷量均为q且为同种电荷,整个系统置于水平方向的匀强电场中.已知静电力常量为k,若三个质点均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A. 如果a、b带正电,那么c一定带负电 B. 匀强电场场强的大小为C. 质点c的电荷量大小为
D. 匀强电场的方向与ab边垂直指向c
【答案】AB
【解析】A、如果a、b带正电,要使a、b都静止,匀强电场对a、b的电场力相同,c必须带负电,故A正确;
B、设c电荷带电量为Q,以c电荷为研究对象受力分析,根据平衡条件得a、b对c的合力与匀强电场对c的力等值反向,即:
,则
D错
,方向与ab边垂直背离c,故B对,
C、设c电荷带电量为Q,以c电荷为研究对象受力分析,根据平衡条件得a、b对c的合力与匀强电场对c的力等值反向,即:
,故C错;
综上所述本题答案是:AB 选择题
将质量为2 m的长木板静止地放在光滑的水平面上,如图所示,一质量为m的小铅块(可视为质点)以水平初速度v0由木板左端恰能滑至木板的右端与木板相对静止.铅块运动中所受的摩擦力始终不变,现将木板分成长度与质量均等的两段(1、2)后紧挨着,仍放在此水平面上,让小铅块仍以相同的初速度由木板1的左端开始滑动,如图所示,则下列判断正确的是( )
A. 小铅块仍能滑到木板2的右端与木板保持相对静止 B. 小铅块滑过木板2的右端后飞离木板
C. 小铅块滑到木板2的右端前,就与木板保持相对静止
D. 图(b)所示过程小铅块与木板保持相对静止时的速度大于图(a)所示过程的最终速度 【答案】CD 【解析】
ABC、在第一次在小铅块运动过程中,小铅块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速,第二次小铅块先使整个木板加速,运动到2部分上后1部分停止加速,只有2部分加速,加速度大于第一次的对应过程,故第二次小铅块与2木板将更早达到速度相等,所以小铅块还没有运动到2的右端,故C正确,A、B错误; D、根据动量守恒定律,对(a)过程:
,因为
故选CD。 实验题
在研究“碰撞中动量守恒”的实验中,实验装置如图所示:
,可得:
,对(b)过程:,故D正确;
(1)若两个半径相同的小球A与B的质量之比球应选_______(选填mA或mB)。
,则入射
(2)实验中可能引起误差的是(______) A.斜槽轨道有摩擦 B.轨道末端切线不水平 C.碰撞时两球心不在同一高度 D.落点位置不是平均位置
(3)若入射球质量为m1,被碰球质量为m2,小球半径均为r,各落点位置如图(乙)所示,其中O为轨道末端所装重锤线的投影点,并测得OM = a,OP = b,ON = c,则碰撞中动量守恒的表达式可写为______________________________________________。 【答案】【解析】
实验是要验证两个小球碰撞过程系统动量守恒,为防止小球反弹,还要保证入射球质量要大于被碰球质量;实验要验证两个小球系统碰撞过程动量守恒,即要验证
速度的测量转化为水平射程的测量;
解:(1)本实验中为了防止入射球反弹,应用质量大的球去撞击质量轻的小球,故入射球选择mB;
(2)A、本实验中通过平抛运动规律求解碰前的速度,每次入射球必须从同一高度由静止释放,保证碰前的速度相同即可,不需要斜槽光滑,故A错误;
B、为了保证小球做平抛运动,安装轨道时,轨道末端必须水平,否则会引起误差,故B正确;
,可以通过平抛运动将
; BCD;
;
C、为了发生对心碰撞,两球的直径需相同,若不在同一高度,会引起误差,故C正确;
D、在本实验中落点有会有多个点,为了准确,应取落点位置的平均位置,否则会出现较大的误差,故D正确; 故选BCD;
(3)碰撞过程中,如果水平方向动量守恒,由动量守恒定律得:
,小球做平抛运动时抛出点的高度相等,它们在
空中的运动时间t相等,两边同时乘以时间t,则有:
,所以表达式为:
实验题
某同学设计了如图所示的电路,用来测量电源电动势E、内阻r以及定值电阻Rx的阻值。实验器材有: 待测电源
待测电阻Rx(约几欧姆)
电流表A(量程为0.6A,内阻忽略不计) 电阻箱R0(0-99.99Ω)
单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2 导线若干
;
(1)先测电阻Rx的阻值:闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R1和对应的电流表示数I;再将S2切换到b,调节电阻箱,使电流表示数仍为I,读出此时电阻箱的示数R2。则待测电阻Rx的表达式为Rx=___________。
(2)再测电源电动势E和内阻r:闭合S1,将S2切换到a。调节电阻箱阻值为6.00Ω,读得电流表示数为0.42A;再次调节电阻箱的阻值为9.00Ω,读得电流表示数为0.30A。则电源电动势E=________V,内阻电阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)
(3)若实际电流表的内阻不能忽略,则电阻Rx的测量值________真实值,电动势的测量值________真实值,内阻的测量值_________真实值。(填“大于”、“小于”、“等于”。) 【答案】
; 3.2; 1.5; 等于; 等于; 大于
【解析】(1) 调节电阻箱使电流表的示数仍为I;而待测电阻等于两次电阻箱的示数之差:即R1-R2; (2)根据闭合电路欧姆定律:
联立两式解得:E=3.2v,r=1.5V;
(3)根据闭合电路欧姆定律和比较法测电阻原理可知,电阻Rx的测量值等于真实值,
根据实验原理:,利用图象可知,图象斜率不
变,即电动势测量值与真实值相等,截距变小,即内阻测量值大于真实值。 解答题
如图,在一足够长的平直轨道上,某时刻质量以为
的速度向右滑动,此时在甲正前方的滑块乙以
的滑块甲处,质量
向左滑来,经过一段时间两滑
块发生碰撞,碰后两滑块粘在一起,继续滑动一段距离静止在轨道上.两滑块与轨道之间的动摩擦因数均为两滑块相互作用的时间为
,
.如果
,甲、乙都可视为质点。
(1)经过多长时间两滑块发生碰撞?
(2)碰撞过程中若忽略此时摩擦力影响,则甲对乙的平均作用力为多大?
【答案】(1)1s(2)7.2N 【解析】
碰撞前两滑块都做匀减速直线运动,应用牛顿第二定律与运动学公式求出碰撞前两滑块的运动时间和速度,碰撞过程系统内力远大于外力,
系统动量守恒,应用动量守恒定律求出碰撞后的速度,然后应用动量定理求出碰撞作用力;
解:(1)碰撞前两滑块都做匀减速直线运动,由牛顿第二定律得:
解得:碰撞时:解得
;
(舍去)
碰撞过程系统内力远大于外力,系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得: 解得: 由动量定理:解得: 解答题
某工厂在竖直平面内安装了如图所示的传送装置,圆心为O的光滑圆弧轨道AB与足够长倾斜传送带BC在B处相切且平滑连接,OA连线水平、OB连线与竖直线的夹角为在某次调试中传送带以速度
,圆弧的半径为
,
(2)碰撞前滑块的速度为:
顺时针转动,现将质量为
的物块P(可视为质点)从A点位置静止释放,经圆弧轨道
冲上传送带,当物块P刚好到达B点时,在C点附近某一位置轻轻地释放一个质量为
的物块Q在传送带上,经时间
后与
物块P相遇并发生碰撞,碰撞后粘合在一起成为粘合体A。已知物块P、Q、粘合体S与传送带间的动摩擦因数均为
,
,
。试求:
,重力加速度
(1)物块P在B点的速度大小; (2)传送带BC两端距离的最小值;
(3)粘合体回到圆弧轨道上B点时对轨道的压力。 【答案】(1)【解析】
(1)由A到B,对物块P由动能定理有可得物块P在B点的速度大小
(2)
(2)因vB>v,物块P在传送带上减速,受到向下的摩擦力,由牛顿第二定律有
可得物块P的加速度大小a1=10m/s2 减速至v的时间运动位移
因x1,物块P继续向上减速,有
可得物块P的加速度大小a1=2m/s2 减速至0的时间
因t2=t-t1,说明物块P刚好减速到零时与物块Q相遇发生碰撞 物块P第二段减速的位移大小 对物体Q:
可得其加速度a3=2m/s2 下滑的位移
BC的最小距离L=x1+x2+x3=3.04m 选择题
下列说法中正确的是____.
A. 一定质量的理想气体的内能随着温度升高一定增大
B. 第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律
C. 当分子间距r>r0时,分子间的引力随着分子间距的增大而增大,分子间的斥力随着分子间距的增大而减小,所以分子力表现为引力 D. 大雾天气学生感觉到教室潮湿,说明教室内的相对湿度较大 E. 一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的
【答案】ADE
【解析】一定质量的理想气体的内能只与温度有关,温度越高,内能越大,A正确;第一类水动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律,而第二类永动机研制失败的原因并不是违背了能量守恒定律,而是违背了热力学第二定律,B错误;当分子间距
时,分子间的引力
和斥力都随着分子间距的增大而减小,而且斥力减小更快,所以分子力表现为引力,C错误;相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数,大气中相对湿度越大,水气蒸发也就越慢,人就感受到越潮湿,故大雾天气学生感觉到教室潮湿,说明教室内的相对湿度较大,D正确;一定质量的单晶体在熔化过程中温度不变,分子的平均动能不变,所吸收的热量全部用来增大分子势能,E正确. 解答题
如图所示,内壁光滑、截面积不相等的圆柱形气缸竖直放置,气缸上、下两部分的横截面积分别为2S和S.在气缸内有A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体,两活塞用一根长为l的细轻杆连接,两活塞导热性能良好,并能在气缸内无摩擦地移动.已知活塞A的质量是2m,活塞B的质量是m.当外界大气压强为p0、温度为T0时,两活塞静止
于如图所示位置.若用一竖直向下的拉力作用在B上,使A、B一起由图示位置开始缓慢向下移动l/2的距离,又处于静止状态,求这时气缸内气体的压强及拉力F的大小.设整个过程中气体温度不变.
【答案】【解析】
以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件列式求解气缸内气体的压强.整个过程中,气体的温度不变,发生等温变化。列出初态气缸内气体的压强和体积及末态气体的体积,由玻意耳定律列式求得末态气体的压强,再以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件求解拉力F的大小。 以两活塞整体为研究对象,原来气缸内气体压强为p1,根据平衡条件有:p0S+3mg=p1S 解得:
,V1=2lS
,F=p0S+mg
对气缸内气体,初态:末态:p2,
根据玻意耳定律,有p1V1=p2V2 解得:
以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件有:2pS=F+p0S+3mg 解得:
填空题
下列说法正确的是________
A.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 B.在同一种介质中,不同频率的声波的传播速度不同 C.黄光的双缝干涉条纹间距可能小于蓝光双缝干涉条纹间距 D.做简谐运动的物体,其振动能量与振幅无关
E.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用 【答案】ACE
【解析】A、干涉和衍射现象是波特有的现象,机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象,故A正确;
B、声波的传播速度由介质决定,所以在同种介质中,不同频率的波的传播速度相同,故B错误; C、根据
,当用同一装置做双缝干涉实验时,双缝干涉条纹间
距与光的波长成正比.黄光的波长比蓝光长,黄光的双缝干涉条纹间距大于蓝光双缝干涉条纹间距.但是用不同装置做双缝干涉实验时,黄光的双缝干涉条纹间距可能小于蓝光双缝干涉条纹间距,故C正确; D、简谐运动的物体,其振动能量用振幅来反映,故D错误; E、机械波的频率、波长和波速三者满足的关系:v=λ·f,对电磁波也适用,故E正确。 故选ACE
解答题
直角三角形ABC为某玻璃砖的横截面,其中平行光束以与AC成
,BC长度为L,
角的方向照射到AC面上,已知从BC面射出
的光线与BC垂直,如图,求:
(1)玻璃的折射率n;
(2)若该光从射入经AB边反射,后从BC边中点射出,求该光在玻璃砖中传播的时间(已知光在真空中的速率为c)。 【答案】(1)【解析】
根据题意作出光路图,根据光的反射定律和几何知识求得光线在AC面的折射角,再求玻璃的折射率n;由的时间。
解:(1)一部分光进入玻璃砖后,到达AB界面,经AB面反射后垂直BC射出,光路如图所示,由几何知识可知光线在AB面的反射角入射角由题意知
均为
,通过AC面后的折射角
为
和
求出该光在玻璃砖中传播
(2)
由折射定律:(2)由
,则有
由光路图可知:
该光在玻璃砖中传播的时间:
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容