當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年河北省省級聯(lián)測高三（上）第一次月考物理試卷> 試題詳情

如圖為一種游戲裝置。裝置由光滑水平軌道、豎直光滑圓形螺旋軌道（螺距很小，可忽略，簡稱圓軌道）和傾角θ=37°的粗糙長軌道組成。圓軌道與水平軌道相切，傾斜軌道和水平軌道由小圓弧平滑連接。小物塊通過各軌道連接處時無機(jī)械能損失。游戲中質(zhì)量為M的小物塊A以初速度v₀在水平軌道上與質(zhì)量為m=0.5kg的靜止小物塊B發(fā)生彈性碰撞，碰后B經(jīng)過圓軌道后滑上傾斜軌道，最終小物塊B返回且不脫離圓軌道進(jìn)入螺旋軌道左側(cè)的水平軌道，成功完成游戲。已知圓軌道半徑為R=0.2m,小物塊B與傾斜軌道之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g取10m/s²，忽略空氣阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）若小物塊B返回時恰能不脫離圓軌道并進(jìn)入螺旋軌道左側(cè)水平軌道，小物塊B返回出發(fā)點時的速度；
（2）若小物塊B返回時恰能不脫離圓軌道并進(jìn)入螺旋軌道左側(cè)水平軌道，則整個過程中小物塊B損失的機(jī)械能；
（3）為能完成游戲，且A不滑入螺旋軌道，則A的質(zhì)量M和速度v₀應(yīng)滿足的關(guān)系式及M的取值范圍。

【考點】動量守恒與能量守恒共同解決實際問題；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用；繩球類模型及其臨界條件．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：40引用：1難度：0.5

相似題

1．中子的發(fā)現(xiàn)是守恒定律在核反應(yīng)過程中的重要應(yīng)用，1930年發(fā)現(xiàn)用釙放出的α射線轟擊Be核時產(chǎn)生一種射線，其貫穿能力極強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鋁板，當(dāng)時著名物理學(xué)家居里夫人也不知道這是一種什么射線。1932年，英國青年物理學(xué)家查德威克用這種射線分別轟擊氫原子和氮原子，結(jié)果打出了一些氫核和氮核。若未知射線均與靜止的氫核和氮核正碰，測出被打出的氫核最大速度為v_H=3.5×10⁷m/s,被打出的氮核的最大速度v_N=4.7×10⁶m/s。假定正碰時無能量損失，設(shè)未知射線中粒子的質(zhì)量為m,初速為v,被打出的核質(zhì)量為m'。
（1）推導(dǎo)出被打出的核的速度v'的表達(dá)式；
（2）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質(zhì)量m與質(zhì)子質(zhì)量之比。（氮核質(zhì)量m_N為氫核質(zhì)量m_H的14倍）
發(fā)布：2024/11/6 8:0:1組卷：11引用：1難度：0.5
解析
2．（1）盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是
A．α粒子的散射實驗 B．對陰極射線的研究
C．天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) D．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)
（2）質(zhì)量為5kg的物體A，以一定的速度v沿光滑的水平面運(yùn)動，跟迎面而來速度大小為
1
2
v
的物體B相碰撞，碰后兩個物體結(jié)合在一起沿碰前A的方向運(yùn)動，且它們的共同速度大小為
1
3
v
．求B物體的質(zhì)量．
發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：38引用：1難度：0.5
解析
3．A．“中子的發(fā)現(xiàn)”
關(guān)于“原子核的組成”的研究，物理學(xué)的發(fā)展過程經(jīng)歷了如下幾個重要的階段：
1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子；
1920年，盧瑟福預(yù)言“原子核內(nèi)可能還有質(zhì)量與質(zhì)子相近的中性粒子存在”；
1930年，約里奧?居里夫婦用釙（Po）放出的α粒子轟擊鈹（Be），產(chǎn)生了一種貫穿能力極強(qiáng)的射線，研究發(fā)現(xiàn)這種射線是一種中性粒子流；
1932年，查德威克用這種射線轟擊氫原子和氮原子，打出了一些氫核（質(zhì)子）和氮核，測量出被打出的氫核和氮核的速度，并由此推算出這種粒子的質(zhì)量而發(fā)現(xiàn)了中子．
查德威克認(rèn)為：氫核、氮核的熱運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于未知粒子的速度而可以忽略不計；被碰出的氫核、氮核之所以會具有不同的速率是由于碰撞的情況不同而造成的，其中速率最大的應(yīng)該是彈性正碰的結(jié)果．實驗中測得氫核的最大速度為v_H=3.3×10⁷m/s,氮核的最大速度為v_N=4.5×10⁶m/s；已知m_N=14m_H．
請你根據(jù)查德威克研究，經(jīng)過推理計算，證明盧瑟福的“預(yù)言”是正確的．
發(fā)布：2024/11/6 8:0:1組卷：13引用：1難度：0.1
解析

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