當(dāng)前位置： 2020-2021學(xué)年福建省廈門(mén)一中高二（下）期末物理試卷> 試題詳情

某彈射游戲簡(jiǎn)化如圖，彈射筒與水平方向的夾角可任意調(diào)整，彈射筒中彈簧的壓縮程度可以根據(jù)需要調(diào)整，小球始終從水平虛線AB處射出；水平臺(tái)面上放置有長(zhǎng)度為L(zhǎng)=0.2m、質(zhì)量為m的管子。管子橫截面內(nèi)圓外方，內(nèi)壁光滑，外部粗糙，右端開(kāi)口，左端封閉；開(kāi)始時(shí)管子右端開(kāi)口處與水平臺(tái)的右邊緣齊平，管子靜止在水平臺(tái)面上；游戲時(shí)，需要調(diào)整好彈射筒的位置、與水平方向的夾角以及控制好彈簧的壓縮程度，使彈射出的小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)恰到達(dá)管子右端開(kāi)口處并從管口平滑進(jìn)入管子（小球直徑略小于管子內(nèi)徑），繼續(xù)滑行后與管子底部發(fā)生彈性正碰，碰撞時(shí)間極短且整個(gè)過(guò)程小球的速度方向均處于同一個(gè)豎直平面上。已知小球質(zhì)量為M，且M=3m,水平面粗糙且向左足夠大。

（1）設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為v₀，則小球與管子底部發(fā)生第一次碰撞后的瞬間，小球和管子的速度分別是多大；
（2）若某次測(cè)得小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度v₀=0.4m/s,當(dāng)小球與管子底部發(fā)生第一次碰撞后至第二次碰撞前，小球恰好不會(huì)從管子右端滑出．已知重力加速度g=10m/s²，求管子與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（3）在（2）的運(yùn)動(dòng)情景中，球與管子多次碰撞后，最終管子在水平面上滑行的總位移大小。

【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題；用能量守恒定律解決實(shí)際問(wèn)題；動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用；機(jī)械能守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/28 8:51:19組卷：8引用：2難度：0.4

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1．中子的發(fā)現(xiàn)是守恒定律在核反應(yīng)過(guò)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(shí)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(shí)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(guó)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(cè)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(shí)無(wú)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(shí)驗(yàn) B．對(duì)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(dòng)，跟迎面而來(lái)速度大小為
1
2
v
的物體B相碰撞，碰后兩個(gè)物體結(jié)合在一起沿碰前A的方向運(yùn)動(dòng)，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(guò)程經(jīng)歷了如下幾個(gè)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(cè)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(dòng)速度遠(yuǎn)小于未知粒子的速度而可以忽略不計(jì)；被碰出的氫核、氮核之所以會(huì)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(shí)驗(yàn)中測(cè)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(qǐng)你根據(jù)查德威克研究，經(jīng)過(guò)推理計(jì)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
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