當(dāng)前位置： 2023年山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高考物理模擬試卷（二）> 試題詳情

如圖所示，豎直平面內(nèi)有一長(zhǎng)度x=1m的粗糙平臺(tái)AB，動(dòng)摩擦因數(shù)μ₁=0.05，其左側(cè)有彈簧和質(zhì)量m₁=2kg的小球1.彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈性勢(shì)能E_P=2J，與小球1不粘連。小球1右側(cè)有一半徑R=1.2m、圓心角θ=60°的光滑圓弧軌道CD，最底端D平滑連接另一長(zhǎng)s=2m的粗糙平臺(tái)DE。質(zhì)量m₂=4kg的小球2靜止在D點(diǎn)，左側(cè)粘有少量炸藥（質(zhì)量不計(jì)），E端有一質(zhì)量m₃=4kg的小球3，用長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的輕繩懸吊，對(duì)E點(diǎn)剛好無(wú)壓力。無(wú)初速地釋放小球1，小球1恰好沿C點(diǎn)切線方向進(jìn)入圓弧軌道到達(dá)D點(diǎn)，與小球2接觸瞬間引燃炸藥（未發(fā)生碰撞），爆炸后小球1、2速度方向均水平。小球1恰好以原來(lái)進(jìn)入C點(diǎn)的速度從C點(diǎn)滑出，所有小球均可視為質(zhì)點(diǎn)且質(zhì)量不變，忽略彈簧長(zhǎng)度的變化，g取10m/s²，求：
（1）炸藥爆炸前小球1對(duì)D點(diǎn)的壓力大??；
（2）炸藥爆炸過(guò)程中有多少能量轉(zhuǎn)化成小球1、2的機(jī)械能；
（3）若小球2能與小球3發(fā)生彈性碰撞且最終仍停在平臺(tái)上，整個(gè)過(guò)程中繩子始終不松弛，小球與平臺(tái)DE間動(dòng)摩擦因數(shù)μ₂的范圍。

【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題；常見(jiàn)力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化；用動(dòng)量守恒定律解決爆炸問(wèn)題．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：78引用：3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(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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