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.
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.
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
|
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=
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
由牛頓運動定律得:a1=(F―f1)/M =
木箱滑行
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 =
2s末木箱的速度為v1=a1t1=
第3s內(nèi)的位移s2=v1t2+=
3s末木箱的速度為v2= v1+a2t2
=
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 =―
此過程的位移S3= =
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=
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