【題目】在納米技術中需要移動或修補原子,必須使在不停地做熱運動(速率約幾百米每秒)的原子幾乎靜止下來且能在一個小的空間區(qū)域內停留一段時間, 為此已發(fā)明了“激光致冷”的技術。即利用激光作用于原子,使原子運動速率變慢,從而溫度降低。
(1)若把原子和入射光子分別類比為一輛小車和一個小球,則“激光致冷”與下述的力學模型相似。如圖所示,一輛質量為m的小車(左側固定一輕質擋板以速度v0水平向右運動;一個動量大小為p。質量可以忽略的小球水平向左射入小車后動量變?yōu)榱;緊接著不斷重復上述過程,最終小車將停下來。設地面光滑。求:
①第一個小球入射后,小車的速度大小v1;
②從第一個小球入射開始計數(shù)到小車停止運動,共入射多少個小球?
(2)近代物理認為,原子吸收光子的條件是入射光的頻率接近于原子吸收光譜線的中心頻率如圖所示,現(xiàn)有一個原子A水平向右運動,激光束a和激光束b分別從左右射向原子A,兩束激光的頻率相同且都略低于原子吸收光譜線的中心頻率、請
①哪束激光能被原子A吸收?并說明理由;
②說出原子A吸收光子后的運動速度增大還是減小。
【答案】(1)① v0;②;(2)①激光束,理由見解析b ;②減小
【解析】
(1)①取向右方向為正,小車與小球水平方向動量守恒
得
②設入射n個小球后小車將停下來,由動量守恒定律得
解得。
(2)① 激光束b
理由是原子A向右運動,是迎著激光束b運動的,根據(jù)多普勒效應,這個原子感受到激光束b的頻率升高,進一步接近了原子吸收光譜線的中心頻率,原子從激光束b吸收光子的幾率增大。原子A的運動方向和激光束a的傳播方向相同,所以它感受到激光束a的頻率減小,根據(jù)多普勒效應,這個原子感受到激光束a的頻率降低,進一步遠離了原子吸收光譜線的中心頻率,原子從激光束a吸收光子的幾率減小。綜上所述,原子A吸收了激光束b的光子。
②減小。由動量守恒定理得
所以是減小了。
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【題目】小明同學利用如圖所示的裝置來驗證機械能守恒定律。A為裝有擋光片的鉤碼,總質量為M,擋光片的擋光寬度為b,輕繩一端與A相連,另一端跨過光滑輕質定滑輪與質量為m(m<M)的重物B相連。他的做法是:先用力拉住B,保持A、B靜止,測出A的擋光片上端到光電門的距離h;然后由靜止釋放B,A下落過程中經(jīng)過光電門,光電門可測出擋光片的擋光時間t,算出擋光片經(jīng)過光電門的平均速度,將其視為A下落h(hb)時的速度,重力加速度為g。
(1)在A從靜止開始下落h的過程中,驗證以A、B、地球所組成的系統(tǒng)機械能守恒的表達式為______(用題目所給物理量的符號表示);
(2)由于光電門所測的平均速度與物體A下落h時的瞬時速度間存在一個差值Δv,因而系統(tǒng)減少的重力勢能______系統(tǒng)增加的動能(選填“大于”或“小于”);
(3)為減小上述Δv對結果的影響,小明同學想到了以下一些做法,其中可行的是______;
A.減小擋光片上到光電門的距離h
B.增大擋光片的擋光寬度b
C.適當減小擋光片的擋光寬度b
(4)若采用本裝置測量當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g,則測量值________真實值(選填“大于”“等于”或“小于”)。
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【題目】如圖所示,滑塊以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面,到達最高點后又返回到出發(fā)點.則能大致反映整個運動過程中,滑塊的加速度a、速度v隨時間t,重力對滑塊所做的功W、動能Ek與位移x關系的是(取初始位置為坐標原點、初速度方向為正方向)
A. B.
C. D.
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【題目】一列簡諧橫波沿x軸正向傳播,波形如圖所示,波速為10m/s。下列說法正確的是( )
A.該波的振幅為0.5m,頻率為2Hz
B.此時P點向y軸負方向運動
C.再經(jīng)0.9s,Q點有沿y軸正方向的最大加速度
D.再經(jīng)1.05s,質點P沿波傳播方向遷移了10.5m
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【題目】如圖甲所示是法拉第制作的世界上最早的發(fā)電機的實驗裝置。有一個可繞固定轉軸轉動的銅盤,銅盤的一部分處在蹄形磁體中實驗時用導線連接銅盤的中心C。用導線通過滑片與鋼盤的邊線D連接且按觸良好,如圖乙所示,若用外力轉動手柄使圓盤轉動起來,在CD兩端會產(chǎn)生感應電動勢( )
A.如圖甲所示,產(chǎn)生感應電動勢的原因是銅盤盤面上無數(shù)個以C為圓心的同心圓環(huán)中的磁通量發(fā)生了變化
B.如圖甲所示,因為銅盤轉動過程中穿過銅盤的磁通量不變,所以沒有感應電動勢
C.如圖乙所示,用外力順時針(從左邊看)轉動銅盤,電路中會產(chǎn)生感應電流,通過R的電流自下而上
D.如圖乙所示,用外力順時針(從左邊看)轉動銅盤,電路中會產(chǎn)生感應電流,通過R的電流自上而下
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【題目】如圖所示,在水平轉盤邊緣放著一質量為1kg的物塊(可看成質點),物塊用長為0.25 m的細線與固定在轉盤中心軸上的力傳感器相連,傳感器的大小不計。細線能承受的最大拉力為5 N,物塊與水平轉盤間的動摩擦因數(shù)為0.4,且可認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。水平轉盤邊緣距水平地面的高度為0.8m,轉盤可繞豎直中心軸轉動。轉盤靜止時,細線剛好伸直,傳感器的示數(shù)為零(取g=10 m/s2)。不計空氣阻力。下列說法正確的是
A.轉盤的角速度為2rad/s時,物塊受到的摩擦力大小為1 N
B.轉盤的角速度大于3rad/s時,物塊一定受到細線拉力
C.轉盤的角速度大于6rad/s時,細線會被拉斷
D.若細線恰好被拉斷,則物塊落地時到中心軸的距離為0.6 m
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【題目】如圖所示,在平面內存在大小隨時間周期性變化的勻強磁場和勻強電場,變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示(規(guī)定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向,沿軸負方向為電場強度的正方向)。在時刻由原點發(fā)射一個初速度大小為、方向沿軸正方向的帶正電粒子,粒子的比荷,、、均為已知量,不計粒子受到的重力。
(1)求在內粒子轉動的半徑;
(2)求時,粒子的位置坐標;
(3)若粒子在時首次回到坐標原點求電場強度與磁感應強度的大小關系。
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【題目】如圖,紙面內有兩個半徑均為R且相切的圓形磁場區(qū)域,磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里;左側有一半徑同為R的圓形導線框,導線框電阻為r。三圓共面且圓心在同一直線上。現(xiàn)使圓形線框以v水平向右做勻速運動,則( 。
A.當 t= 時,線框感應電流為
B.當t=,線框中電流第一次反向
C.當t=,線框感應電動勢達到極大值
D.在線框穿過磁場過程中,電流改變兩次方向
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【題目】1966年科研人員曾在地球的上空完成了以牛頓第二定律為基礎的實驗。實驗時,用雙子星號宇宙飛船去接觸正在軌道上運行的火箭組(可視為質點),接觸后,開動飛船尾部的推進器,使飛船和火箭組共同加速,如圖所示。推進器的平均推力為F,開動時間Δt,測出飛船和火箭的速度變化是Δv,下列說法正確的有( )
A.推力F通過飛船傳遞給火箭,所以飛船對火箭的彈力大小應為F
B.宇宙飛船和火箭組的總質量應為
C.推力F越大,就越大,且與F成正比
D.推力F減小,飛船與火箭組將分離
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