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題目列表(包括答案和解析)

釷核90 Th發(fā)生衰變生成鐳核88 Ra并放出一個粒子.設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q,它進入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極S1和S2間電場時,其速率為v0,經(jīng)電場加速后,沿Ox方向進入磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強磁場,Ox垂直平板電極S2,當(dāng)粒子從P點離開磁場時,其速度方向與Ox方向的夾角=60°,如圖所示,整個裝置處于真空中.

(1)寫出釷核衰變方程;

(2)求粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R;

(3)求粒子在磁場中運動所用時間t.

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一根成90°的輕質(zhì)拐,輕桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的A、B兩球,在豎直平面內(nèi)可以繞拐點O旋轉(zhuǎn),初時OA水平,從靜止釋放,已知OA=2L,OB=L,一切阻力不計,如圖所示,則運動過程中( 。

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19世紀(jì)90年代人們發(fā)現(xiàn)氫原子光譜中 (R為一常量,n=3,4,5…),物理學(xué)家玻爾在他28歲時連續(xù)發(fā)表三篇論文,成功地解釋了氫原子光譜的規(guī)律,揭示了光譜線與原子結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系,玻爾理論是從經(jīng)典理論向量子理論的一個重要過渡,為量子力學(xué)的誕生提供了條件.玻爾既引入量子化的概念,同時又運用了"軟道"等經(jīng)典物理理論和牛頓力學(xué)的規(guī)律推導(dǎo)出上述公式.

請同學(xué)們試用課本知識和以下設(shè)定量做玻爾的推導(dǎo). (1)繞氫原子核旋轉(zhuǎn)的電子質(zhì)量為m,電量為-e;(2)取離核無限遠處的電勢能為零,半徑r處電子的電勢能為(k為靜電力恒量); (3)電子所在的軌道在圓周長與其動量的乘積等于普朗克常量h的整數(shù)倍時,這樣的軌道才是電子的可能軌道.

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一根成90°的輕質(zhì)拐,輕桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的A、B兩球,在豎直平面內(nèi)可以繞拐點O旋轉(zhuǎn),初時OA水平,從靜止釋放,已知OA=2L,OB=L,一切阻力不計,如圖所示,則運動過程中(  )
A.A、B系統(tǒng)機械能守恒
B.當(dāng)OA桿豎直時,OA桿的彈力沿桿所在直線方向
C.當(dāng)OA桿從豎直位置向左擺的過程中,A上升到最大高度時,OA與豎直方向夾角θ=37°
D.當(dāng)A、B球有最大速度時,OA與水平方向夾角α=arcsin
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20世紀(jì)90年代中期,北京的大學(xué)生和香港的大學(xué)生聯(lián)合研制了一輛太陽能汽車,汽車上太陽能電池的太陽能集光板面積是8m2,它正對太陽,在太陽能電池可以對車上的電動機提供120V的電壓和10A的電流。車上電動機的直流電阻是4Ω。已知太陽光垂直照射到地面上的單位面積的輻射功率為1.0×103W/m2。試求:
(1)這輛車的太陽能電池的效率是多少?車上電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多少?
(2)若這輛車的總質(zhì)量是0.6×103kg,車在行駛過程中所受阻力是車重的0.05倍,這輛車可能行駛的最大速度是多少?
(3)若太陽向外輻射能量的總功率是3.9×1026GW,且太陽光穿過太空和地球周圍的大氣層到達地面的過程中有大約28%的能量損耗,根據(jù)題目所給出的數(shù)據(jù)估算太陽到地球的距離。(保留2位有效數(shù)字。計算中取g=10m/s2

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一.選擇題

1.C    

2.D     

3.BD   

4.D     

5.C      

6.D     

7.B  

8.A 

9. AD 

10.AD

二.實驗題

11.(1)如圖所示(5分)

(2)9.95(9.90---9.99范圍內(nèi)均給分)(5分)

12.(1)ADCBE(2分)

  (2)1.735(3分)

  (3)576.9  (577同樣給分)(3分)

三.計算題(52分)

13.(18分)參考解答:

 電子穿過電容器過程中,在水平方向上做勻速運動         ①        (1分)

在豎直方向上做勻加速直線運動                        ②       (2分)   

v=at                          ③       (1分)  

a=                          ④      (2分)

電子穿過平行板電容器時,速度方向偏轉(zhuǎn)θ角, tanθ=            ⑤     (2分) 

電子打在熒光屏上偏離中心O的位移,y=y1+s?tanθ                         (2分) 

由上述①~⑥方程得:y=(1+)y1                                                       

當(dāng)y1=d/2時,代入數(shù)據(jù)求得:y=3m>                             ⑦           (1分) 

故使電子打在熒光屏上,應(yīng)滿足y≤階段                                  (1分)

聯(lián)立①~⑦方程,                                            

代入數(shù)據(jù)求得,A、B間電壓U≤25V                                         (2分)  

⑴當(dāng)UAB=25V時,                         

代入數(shù)據(jù)得:R3=900Ω                                                    (1分)

⑵當(dāng)UBA=25V時,                        

代入數(shù)據(jù)得:R3=100Ω                                                    (1分)

綜述:                 100Ω≤R3 ≤900Ω                                   (2分)

 

14.(16分)參考解答:

    ⑴設(shè)每個人對夯錘施加的力用F表示,根據(jù)牛頓第二定律有:

         ………………………………………………………⑴

    施力過程中夯錘上升的高度為h1,松手時夯錘獲得的速度為v,松手后夯錘能上升的高度為h2,夯錘能上升的最大高度為h,根據(jù)運動規(guī)律有:

         ……………………………………………………………⑵

         …………………………………………………………………⑶

         ………………………………………………………………⑷

         ……………………………………………………………⑸

代入數(shù)值后可解得:   ………………………………………………⑹

    ⑵設(shè)夯錘與地面撞擊的過程中,地面對夯錘的平均作用力為N,研究夯錘從最高點至落到地面的過程,應(yīng)用動能定理可得:

         ……………………………………………⑺

將Δh=0.02及第⑴問所得結(jié)果代入上式可得:

         N=2.33×104N  …………………………………………⑻

根據(jù)牛頓第三定律,此即等于夯錘對地面的平均作用力.

本題滿分16分,每式2分。注:其它解法結(jié)果正確同樣給分。

15.(20分)參考解答:

(1)木箱在水平恒力和滑動摩擦力f1 的作用下,由靜止開始做勻加速直線運動,加速度為a1,金屬塊在光滑木箱上表面處于靜止,直到木箱向前前進1 m后,金屬塊滑落,做自由落體運動,豎直落到地面。滑動摩擦力f1=μ(M+m)g= 8 N  (2分)

由牛頓運動定律得:a1=(F―f1)/M =0.5m/s2  (2分)

木箱滑行1m,歷時 t1==2s  (2分)

金屬塊滑落后,木箱在水平恒力和滑動摩擦力f2 的作用下,做勻加速直線運動1s,加速度為a2,滑動摩擦力f2=μMg= 5 N   (1分)

由牛頓運動定律得:a2=(F―f2)/M =2m/s2  (2分)

2s末木箱的速度為v1=a1t1=1m/s   (2分)

第3s內(nèi)的位移s2=v1t2+=2m  (2分)

3s末木箱的速度為v2= v1+a2t2 =3m./s  (2分)

撤去力F后,木箱做勻減速運動直至停止,減速運動的加速度a3= ―μg =―2.5 m/s2 (1分)

此過程的位移S3=  =1.8m   (2分)

因此木箱停止后,小金屬塊落地點距木箱左邊沿的水平距離 S=S2=S3=3.8m (2分)

 

 

 

 

 


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