质量为M=10kg的B板上表面上方,存在一定厚度的相互作用区域,如图中划虚线的部分,当质量为m=1kg的物块P进入相互作用区时,B板便有竖直向上的恒力f= kmg(k=51)作用于物块P,使其刚好不与B板的上表面接触;在水平方向,物块P与B板间没有相互作用力. 已知物块P开始自由下落的时刻,B板向右运动的速度为VBo=10m/s. 物块P从开始下落到刚到达相互作用区所经历的时间为t0=2.0s. 设B板足够长,B板与水平面间的动摩擦因数μ=0.02,为保证物块P总能落入B板上方的相互作用区,问:
(1)物块P从起始位置下落到刚好与B板不接触的时间 t
(2)物块B在上述时间t内速度的改变量
(3)当B板刚好停止运动时,物块P已经回到过初始位置几次?(g=10m/s2)
有一可视为质点的圆环A紧套在一均匀木棒B上,A和B的质量均为m=1kg,A和B之间的最大静摩擦力为f=20N(最大静摩擦力可近似等于滑动摩擦力),开始时B竖直放置,下端离地面高度为h=5m,A在B的顶端,让它们由静止开始下落,不考虑空气阻力,当木棒与地面相碰后原速反弹。设碰撞时间很短,当B再次着地时,A当好到达B的最低点,试求:
(1)B反弹的最大高度是多少?
(2)落地时A的速度多大?
(3)在同一坐标系中画出从开始下落到B再次着地过程中A、B两物体的速度时间图像。
足够长的倾角θ=53°的斜面固定在水平地面上,一物体以v0=6.4m/s的初速度,从斜面底端向上滑行,该物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.8,如图所示.(sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g =10m/s2)求:
⑴物体从开始到再次返回斜面底端所需的时间;
⑵物体返回斜面底端时的速度;
⑶若仅将斜面倾角θ变为37°,其他条件不变,则物体在开始第1s内的位移大小.(结果保留2位有效数字)
(选修模块3-5) (24分)
⑴(4分)下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是 ▲
A.图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一
B.图乙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的
C.图丙:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子
D.图丁:根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性
(2)(4分) 下列说法中正确的是 ▲
A. 氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经过7.6天后就一定只剩下一个氡原子核
B. 中等核的比结合能最大,因此这些核是最稳定的
C. 天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构
D. 卢瑟福在研究原子结构中引入了量子化的观点
(3)(4分)铀()经过α、β衰变形成稳定的铅(),问在这一变化过程中,共转变为质子的中子数是 ▲ 个.
(4)(12分)一个静止的铀核(原子质量为232.0372u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核(原子质量为228.0287u)。
(已知:原子质量单位1u=1.67×10—27kg,1u相当于931MeV)
(1)写出核衰变反应方程;
(2)算出该核衰变反应中释放出的核能;
(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能,则钍核获得的动能有多大?
(12分)某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验.如图a为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量,小车运动加速度a可用纸带上的打点求得.
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带求打C点时小车的速度大小为 ▲ m/s.(保留二位有效数字)
(2)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m ,分别得到小车加速度a与质量m数据如下表:
次 数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
小车加速度a/m·s-2 |
1.98 |
1.72 |
1.48 |
1.25 |
1.00 |
0.75 |
0.48 |
0.50 |
0.30 |
小车质量m/kg |
0.25 |
0.29 |
0.33 |
0.40 |
0.50 |
0.71 |
0.75 |
1.00 |
1.67 |
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根据上表数据,为直观反映F不变时a与m的关系,请在图c方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系,并作出图线.(如有需要,可利用上表中空格)
(3)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图d ,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.
答: ▲ .
测定木块与长木板之间的动摩擦因数时,采用如图所示的装置,图中长木板水平固定.
(1)实验过程中,电火花计时器应接在 ▲ (选填“直流”或“交流”)电源上.调整定滑轮高度,使 ▲ .
(2)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,木块的加速度为a,则木块与长木板间动摩擦因数μ= ▲ .
(3)如图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出x1=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.则木块加速度大小a= ▲ m/s2(保留两位有效数字).