近几年各学校流行跑操。某省城示范性中学,学生跑操队伍在通过圆形弯道时,每一列的连线沿着跑道;每一排的连线是一条直线,且必须与跑道垂直;在跑操过程中,每位同学之间的间距保持不变。如图为某班学生队伍以整齐的步伐通过圆形弯道时的情形,此时刻( )
A.同一排学生的线速度相同 B.同一列学生的线速度相同
C.全班同学的角速度相同 D.同一列学生的向心加速度相同
关于第一宇宙速度,下面说法正确的是( )
A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B. 它是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度
C. 它是能使卫星进入近圆形轨道的最大发射速度
D. 它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
下列说法中正确的是( )
A.由F=G可知,当r趋于零时万有引力趋于无限大
B.引力常量G=6.67×10﹣11N·m2/kg2,是由卡文迪许利用扭称实验测出的
C.由开普勒第一定律可知,所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
D.由开普勒第三定律可知,所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等,即=k,其中k与行星有关
自然界真是奇妙,微观世界的运动规律竟然与宏观运动规律存在相似之处。
(1)在地心参考系中,星体离地心的距离 时,星体的引力势能为零。质量为m的人造卫星以第二宇宙速度从地面发射,运动到离地心距离为r时,其运动速度为 (G为引力常量,M为地球质量)。它运动到离地心无穷远处,相对于地球的运动速度为零。请推导此卫星运动到离地心距离为r时的引力势能表达式。
(2)根据玻尔的氢原子模型,电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动,原子中的电子在库仑力作用下,绕原子核做圆周运动。
①已知电子质量为m,电荷量为e,静电力常量为k。氢原子处于基态(n=1)时电子的轨道半径为r1,电势能为 (取无穷远处电势能为零)。氢原子处于第n个能级的能量为基态能量的 (n=1,2,3,…)。求氢原子从基态跃迁到n=2的激发态时吸收的能量。
②一个处于基态且动能为的氢原子与另一个处于基态且静止的氢原子进行对心碰撞。若要使其中一个氢原子从基态跃迁到激发态,则 至少为多少?
如图所示,长为L的轻质细绳上端固定在O点,下端连接一个质量为m的可视为质点的带电小球,小球静止在水平向左的匀强电场中的A点,绳与竖直方向的夹角θ=37°。此匀强电场的空间足够大,且场强为E。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力。
(1)请判断小球的电性,并求出所带电荷量的大小q;
(2)如将小球拉到O点正右方C点(OC=L)后静止释放,求小球运动到最低点时所受细绳拉力的大小F;
(3)O点正下方B点固定着锋利刀片,小球运动到最低点时细绳突然断了。求小球从细绳断开到再次运动到O点正下方的过程中重力对小球所做的功W。
如图所示,虚线O1O2是速度选择器的中线,其间匀强磁场的磁感应强度为B1,匀强电场的场强为E(电场线没有画出)。照相底片与虚线O1O2垂直,其右侧偏转磁场的磁感应强度为B2。现有一个离子沿着虚线O1O2向右做匀速运动,穿过照相底片的小孔后在偏转磁场中做半径为R的匀速圆周运动,最后垂直打在照相底片上(不计离子所受重力)。
(1)求该离子沿虚线运动的速度大小v;
(2)求该离子的比荷;
(3)如果带电量都为q的两种同位素离子,沿着虚线O1O2射入速度选择器,它们在照相底片的落点间距大小为d,求这两种同位素离子的质量差△m。