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某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能,将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上...

某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能,将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,左端固定,右端与一个小球A接触但不栓接。调整左端位置并固定,使弹簧处于原长时,小球位于桌子边缘O点以内。现向左推小球至C点后由静止释放,小球离开桌面后落到水平地面的P点。

1)现测得桌面边缘O点到P点的竖直高度为h,水平距离为x,小球A的质量为,重力加速度的大小为g,则:小球AC点时弹簧的弹性势能=______(填空均用已知物理量或测得物理量的符号表示);

2)该同学用这套实验装置继续验证碰撞时动量是否守恒,如图乙所示他在桌子边缘放置另一半径相同、质量为(<)的小球B,仍然将A球推至C点后有静止释放,A球与B球碰后分别落在水平地面上的M点和N点,测得MN点到桌子边缘的水平距离分别为

①若两球碰撞前后的动量守恒,则应该满足表达式_____________________

②若碰撞为弹性碰撞,那么还应该满足的表达式为____________________

 

【解析】 (1)[1]根据平抛运动规律可知,小球在C点的速度为v0,则有 x=v0t 根据能量守恒定律,从C到O,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,故小球A在C点的弹簧的弹性势能为 则可计算得 (2)[2]碰撞后A球的速度为v1,B球的速度为v2,为若两球碰撞前后的动量守恒,则有 解得 [3]若碰撞是弹性碰撞,由能量守恒得 结合 化简得  
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在“用单摆测定重力加速度”的实验中,测得单摆摆角小于5°,完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得摆线长为L,用游标卡尺测得摆球直径为d

1)用上述物理量的符号写出重力加速度的一般表达式g=_______________

2)从下图可知,摆球直径d的读数为__________cm

3)实验中有个同学发现他测得重力加速度的值偏大,其原因可能是__________

A.以摆线长为摆长来计算

B.单摆所用摆球质量太大

C.n次全振动时间误当成(n+1)次全振动时间

D.悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了

 

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用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁释放的光子,照射某种金属,结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应。已知氢原子处在n=1234能级时的能量分别为,能级图如图所示。普朗克常数为h,则下列判断正确的是(  )

A.这群氢原子能发出频率不同的光,其中从n=4跃迁到n=1所发出的光波长最长

B.氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级释放光子,氢原子核外电子的动能增大

C.能使金属发生光电效应的两种光子的能量分别为

D.金属的逸出功一定满足关系:<<

 

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O点有一波源,t=0时刻开始向上振动,形成向右传播的一列横波。时,距离O点为3mA点第一次达到波峰;时,距离O点为4mB点第一次达到波谷。则以下说法正确的是(  )

A.该横波的波长为4m

B.该横波的周期为2s

C.该横波的波速为1m/s

D.距离O点为5m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s

 

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一质量为1kg的物块静止在光滑水平面上,在外力F=2N的作用力下开始直线运动。如图所示,2s后,F大小变为1N,方向反向,作用时间也为2s,则(  )

A.t=1s时物块的速率为1m/s

B.t=2s时物块的速率为2m/s

C.t=3s时物块的动量大小为

D.t=1st=4s合外力对物体的冲量为零

 

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一列简谐横波沿x轴负方向传播,某时刻(t=0)其波形如图所示,abcd是四个质元,振幅为A。下列说法中正确的是(  )

A.该时刻以后,质元b比质元d先到达平衡位置

B.该时刻以后的周期内,质元c通过的路程等于2A

C.该时刻以后的周期内,质元b通过的路程小于3A

D.该时刻以后的周期内,质元a通过的路程小于5A

 

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