我国的第三航空母舰正在建造之中,其舰载机将采用弹射起飞方式,为了研究弹射器做功对飞机起飞速度的影响,某研究性学习小组用气垫导轨,光电门等器材做了如下实验:
A.用橡皮筋模拟弹射器,由于橡皮筋做的功不易测量,他们运用了一种叫做“倍分法”的思想:使用同种规格的橡皮筋,先后用一根、两根、三根……去弹射滑块,每次都将橡皮及拉伸到同一位置释放,这样橡皮筋对滑块做的功分别为、2、3……;
B.如图所示,测量出滑块弹射后遮光片通过光电门1的时间分别为、……;
C.利用以上数据作出图像,确定橡皮筋做功对滑块弹射后的速度具体有什么影响。
请回答下列问题:
①实验前需要调节气垫导轨水平:打开气源之后,给滑块一个初速度,使之向左运动,发现遮光片通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间,为使气垫导轨水平,应将气垫导轨_________(选填“左”或“右”)端升高适当高度;
②采用图像法探究物理量间的规律时,需要选择合适的坐标系以得到直线图像,为了得到直线图像,以弹力的功W为纵坐标,以__________(选填、、、)为横坐标(t为遮光片通过光电门1的时间);
③实验发现,总是很难得到比较标准的直线,研究小组分析了四种误差原因,其中属于系统误差的是:__________;
A.使用不同根数的橡皮筋弹射,不同速度下空气的阻力是不同的
B.使用不同根数橡皮筋实验时,未能将橡皮筋拉至同一位置释放
C.实验所用的橡皮筋没有做的规格真正相同,劲度系数略有差异
D.描点作图时,由于标错了标度,把所有的点描在了错误的位置
④“倍分法”是一种很有用的实验设计思想,下列科学研究中,科学家使用“倍分法”思想来帮助研究的是:_____。
A.伽利略研究力与运动的关系
B.开普勒研究行星绕太阳运动轨道的半长轴与周期的关系
C.库仑研究点电荷间相互作用力的规律
D.奥斯特研究电流的磁效应
用量子技术生产十字元件时用到了图甲中的装置:均半径为R的光滑绝缘圆柱体的横截面,它们形成四个非常细窄的狭缝a、b、c、d和一个类十字空腔,圆柱和空腔所在的区域均存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B的大小可调节,质量为m、电荷量为q、速度为的带正电离子,从狭缝a处射入空腔内,速度方向在纸面内且与两圆相切。设离子在空腔内与圆柱体最多只发生一次碰撞,碰撞时间极短且速度大小不变;速度方向的改变遵循光的反射定律。
(1)若B的大小调节为,离子从何处离开空腔?并求出它在磁场中运动的时间t;
(2)为使离子从狭缝d处离开空腔,B应调至多大?
(3)当从狭缝d处射出的离子垂直极板从A孔进入由平行金属板M、N构成的接收器时,两板间立即加上图乙所示变化周期为T的电压。则认为多大时,该离子将不会从B孔射出?两板相距L(L>vT),板间可视为匀强电场。
如图所示为仓储公司常采用的自动化货物装卸装置,两个相互垂直的斜面固定在地面上,货箱A(含货物)和配重B通过与斜面平行的轻绳跨过光滑滑轮相连.A装载货物后从h=8.0m高处由静止释放,运动到底端时,A和B同时被锁定,卸货后解除锁定,A在B的牵引下被拉回原高度处,再次被锁定.已知θ=53°,B的质量M为1.0×103kg,A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.
(1)为使A由静止释放后能沿斜面下滑,其质量m需要满足什么条件?
(2)若A的质量m=4.0×103kg,求它到达底端时的速度v;
(3)为了保证能被安全锁定,A到达底端的速率不能大于12m/s.请通过计算判断:当A的质量m不断增加时,该装置能否被安全锁定.
如图,竖直平面内有两个半径为r、光滑的圆弧形金属环,在M、N处分别与距离为2r、足够长的平行光滑金属导轨ME、NF相接,金属环最高点A处断开不接触。金属导轨ME、NF的最远端EF之间接有电阻为R的小灯泡L。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度大小均为B,磁场I和II之间的距离为h,CD与EF距离为r。现有质量为m的导体棒ab,从金属环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与金属环及轨道接触良好。已知导体棒下落时向下的加速度为a。导体棒进入磁场II后小灯泡亮度始终不变。重力加速度为g。导体棒、轨道、金属环的电阻均不计。求:
(1)导体棒从A处下落时的速度v1大小;
(2)导体从CD到EF运动过程中通过灯泡L的总电量Q和灯泡的功率P;
(3)导体棒下落到MN处时的速度v2大小。
氚是最简单的放射性原子核,夜光手表即是利用氚核衰变产生的β射线激发荧光物质发光。氚核发生β衰变过程中除了产生β粒子和新核外,还会放出不带电且几乎没有静止质量的反中微子。在某次实验中测得一静止的氚核发生β衰变后,产生的反中微子和β粒子的运动方向在一直线上,设反中微子的动量为p1,β粒子的动量为p2。求:
(1)氚发生β衰变的衰变方程;
(2)产生新核的动量。
用能量为E0的光子照射基态氢原子,刚好可使该原子中的电子成为自由电子,这一能量E0称为氢原子的电离能。现用某一频率的光子从基态氢原子中击出一电子(电子质量为m),该电子在远离核以后速度的大小为v,其德布罗意波长为_____,该入射光子的频率为_____。(普朗克常量为h)