如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通过仅测量________(填选项前的符号),间接地解决这个问题.

A小球开始释放高度h
B小球抛出点距地面的高度H
C小球做平抛运动的射程
(2) 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是________.(填选项前的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM,ON
(3) 若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为____________(用第(2)小题中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 _______________ (用第(2)小题中测量的量表示)。
【答案】 C; ADE;
;
;
【解析】(1)验证动量守恒定律实验中,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度,故答案是C;
(2)实验时,先让入射球ml多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球ml从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复;测量平均落点的位置,找到平抛运动的水平位移,因此步骤中D、E是必须的,而且D要在E之前;至于用天平秤质量先后均可以;所以答案是ADE或DEA;
(3)设落地时间为t,则
,
,
;
而动量守恒的表达式是![]()
动能守恒的表达式是![]()
所以若两球相碰前后的动量守恒,则
成立;
若碰撞是弹性碰撞,动能是守恒的,则有
成立;
【题型】实验题
【结束】
15
两个动能均为
的氘核对心正碰,聚变后生成氦
,同时放出一个中子.已知氘核的质量为
,氦3的质量为
,中子的质量为
.求:
(1)写出上述核反应方程;
(2)核反应中释放的核能;
如图所示的电路可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向.

(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路___________.
(2)将线圈A插入线圈B中,合上开关S,能使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反的实验操作是_______
A.插入铁芯F B.拔出线圈A
C.使变阻器阻值R变小 D.断开开关S
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度______(填写“大”或“小”),原因是线圈中的______(填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大.
【答案】
【解析】(1)连线如下图所示
![]()
![]()
![]()

(2)根据楞次定律可知,当B中磁通量增大时,线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反,插入铁芯F会使A磁性增强,则B中磁通量增加,故A正确
拔出线圈A,使B中磁通量减小,B错误
使变阻器阻值R变小,电路中电流增大,B中磁通量增加,故C正确
断开开关S,使B中磁通量减小,D错误
故选AC
(3)感应电动势与磁通量的变化率成正比,滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度大,原因是线圈中的磁通量变化率第一次比第二次的大
【题型】实验题
【结束】
14
如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.
(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通过仅测量________(填选项前的符号),间接地解决这个问题.

A小球开始释放高度h
B小球抛出点距地面的高度H
C小球做平抛运动的射程
(2) 图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是________.(填选项前的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM,ON
(3) 若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为____________(用第(2)小题中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 _______________ (用第(2)小题中测量的量表示)。
如图所示,电阻不计、相距L的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置,与水平面的夹角θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨上固定有质量为m,电阻为R的两根相同的导体棒,导体棒MN上方轨道粗糙下方光滑,将两根导体棒同时释放后,观察到导体棒MN下滑而EF始终保持静止,当MN下滑的距离为S时,速度恰好达到最大值Vm,则下列叙述正确的是( )

A. 导体棒MN的最大速度Vm=![]()
B. 此时导体棒EF与轨道之间的静摩擦力为![]()
C. 当导体棒MN从静止开始下滑S的过程中,通过其横截面的电荷量为![]()
D. 当导体棒MN从静止开始下滑S的过程中,导体棒MN中产生的热量为![]()
【答案】AC
【解析】A、导体棒MN速度最大时做匀速直线运动,由平衡条件得:
,解得
,故A正确;
B、在EF下滑的过程中,穿过回路的磁通量增大,根据楞次定律判断知,EF受到沿导轨向下的安培力,根据平衡条件得:导体棒EF所受的静摩擦力
,故B错误;
C、当导体棒MN从静止开始下滑S的过程中,通过其横截面的电荷量为
,故C正确;
D、根据能量守恒得:导体棒MN中产生的热量为
,故D错误;
故选AC。
【题型】多选题
【结束】
13
如图所示的电路可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向.

(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路___________.
(2)将线圈A插入线圈B中,合上开关S,能使线圈B中感应电流的磁场方向与线圈A中原磁场方向相反的实验操作是_______
A.插入铁芯F B.拔出线圈A
C.使变阻器阻值R变小 D.断开开关S
(3)某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端,第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端,发现电流计的指针摆动的幅度大小不同,第一次比第二次的幅度______(填写“大”或“小”),原因是线圈中的______(填写“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”)第一次比第二次的大.
如图所示,小车静止在光滑水平面上,AB是小车内半圆轨道的水平直径,现将一小球从距A点正上方h 高处由静止释放,小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出,在空中能上升的最大高度为 0.8h,不计空气阻力.下列说法正确的是( )

A. 在相互作用过程中,小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做竖直上抛运动
C. 小球离开小车后做斜上抛运动
D. 小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为![]()
【答案】BD
【解析】A、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,水平方向系统动量守恒,但系统所受的合外力不为零,所以系统动量不守恒,故A错误;
BC、小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,可知系统水平方向的总动量保持为零,小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零,小球与小车水平方向速度为零,所以小球离开小车后做竖直上抛运动,故B正确,C错误;
D、小球第一次车中运动过程中,由动能定理得:
,Wf为小球克服摩擦力做功大小,解得:
,即小球第一次在车中滚动损失的机械能为0.2mgh,由于小球第二次在车中滚动时,对应位置处速度变小,因此小球需要的向心力减小,则小车给小球的弹力变小,摩擦力变小,摩擦力做功小于0.2mgh,机械能损失小于0.2mgh,因此小球再次离开小车时,能上升的高度大于
,同时小于0.8h.故D正确;
故选BD。
【点睛】本题考查了动量守恒定律的应用,分析清楚小球与小车的运动过程是解题的关键,要知道系统水平方向动量是守恒,但总动量并守恒.应用动量守恒定律与能量守恒定律可以解题。
【题型】多选题
【结束】
12
如图所示,电阻不计、相距L的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置,与水平面的夹角θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B,导轨上固定有质量为m,电阻为R的两根相同的导体棒,导体棒MN上方轨道粗糙下方光滑,将两根导体棒同时释放后,观察到导体棒MN下滑而EF始终保持静止,当MN下滑的距离为S时,速度恰好达到最大值Vm,则下列叙述正确的是( )

A. 导体棒MN的最大速度Vm=![]()
B. 此时导体棒EF与轨道之间的静摩擦力为![]()
C. 当导体棒MN从静止开始下滑S的过程中,通过其横截面的电荷量为![]()
D. 当导体棒MN从静止开始下滑S的过程中,导体棒MN中产生的热量为![]()
用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验,发现光电流与电压的关系如图所示.已知普朗克常量为h,被照射金属的逸出功为W0,遏止电压为Uc,电子的电荷量为e,则下列说法正确的是

A. 甲光的强度大于乙光的强度
B. 甲光的频率大于乙光的频率
C. 甲光照射时产生的光电子的初动能均为eUc
D. 乙光的频率为![]()
【答案】AD
【解析】根据光的强度越强,则光电子数目越多,对应的光电流越大,即可判定甲光的强度较大;选项A正确;由光电效应方程
mv2=hν-W0,
mv2=Uce,由图可知,甲乙的截止电压相同,故甲乙的频率相同,选项B错误;甲光照射时产生的光电子的最大初动能均为eUc,选项C错误;根据
,可得
,选项D正确;故选AD.
【题型】多选题
【结束】
11
如图所示,小车静止在光滑水平面上,AB是小车内半圆轨道的水平直径,现将一小球从距A点正上方h 高处由静止释放,小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出,在空中能上升的最大高度为 0.8h,不计空气阻力.下列说法正确的是( )

A. 在相互作用过程中,小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做竖直上抛运动
C. 小球离开小车后做斜上抛运动
D. 小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为![]()
根据如图所给图片及课本中有关历史事实 , 结合有关物理知识 , 判断下列说法正确的是 ( )

A. 图 1 是发生光电效应现象的示意图,发生光电效应现象的条件是入射光的波长大于金属的“极限波长”
B. 图 2 是链式反应的示意图,发生链式反应的条件之一是裂变物质的体积大于等于临界体积
C. 图 3 是氢原子能级图,一个处于 n=4 能级的氢原子,跃迁可以产生 6 种光子
D. 图 4 是衰变规律的示意图,原子序数大于 83 的元素都具有放射性,小于 83 的个别元素,也具有放射性
【答案】BD
【解析】A、根据光电效应方程
,入射光的波长必须小于极限波长,才能发生光电效应,故A错误;
B、当不是临界体积时,不会发生持续的裂变链式反应,有利于裂变燃料的贮存;当超过临界体积,则可发生持续的裂变反应,故B正确;
C、处于
能级的氢原子向较低能级跃迁,最终跃迁到基态,跃迁情况可能是:
,释放1种频率的光子,
,
,释放2种频率的光子,
,释放3种频率的光子,故C错误;
D、原子序数大于83的元素都具有放射性,小于83的个别元素,也具有放射性,故D正确。
点睛:解决本题的关键熟练掌握光电效应发生条件,同时要知道原子的能级跃迁是原子物理中的基础知识,要熟练掌握,同时明确能级和产生光子种类之间关系,注意临界体积与放射元素的原子序数范围,最后理解一个原子与大量原子跃迁的光子种类的区别。
【题型】多选题
【结束】
10
用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验,发现光电流与电压的关系如图所示.已知普朗克常量为h,被照射金属的逸出功为W0,遏止电压为Uc,电子的电荷量为e,则下列说法正确的是

A. 甲光的强度大于乙光的强度
B. 甲光的频率大于乙光的频率
C. 甲光照射时产生的光电子的初动能均为eUc
D. 乙光的频率为![]()
