題目列表(包括答案和解析)
一個鈾核衰變?yōu)殁Q核時釋放出一個粒子。已知鈾核的質量為3.853131×10-25㎏,釷核的質量為3.786567×10-25kg,粒子的質量為6.64672×10-27kg。
(1)在這個衰變過程中釋放出的能量等于多少焦?(保留兩位有效數(shù)字)
(2)設上述衰變是在一邊界為圓形的半徑R=0.2m的勻強磁場中發(fā)生的,且衰變前鈾核靜止于圓心,衰變過程中釋放出的能量都轉化為動能。欲使衰變產物釷核和粒子均不飛出磁場,則該磁場的磁感應強度B至少多大?
一個軸核衰變?yōu)殁Q時釋放一個α粒子,已知鈾核的質量是3.853 131×10-25 kg,釷核的質量為3.786 567×10-25 kg,α粒子的質量為6.646 72×10-27 kg,在這個衰變過程中釋放出的能量等于_____________J(結果保留兩位有效數(shù)字).
一、 選擇題:本題共10小題;每小4題分,共40分。
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
C
A
D
C
B
B
D
B
二、填空題:本題共3小題;共15分。
11、(4分) 分析與解答:原子核變化時如果質量減。p小的質量稱為質量虧損)Dm,根據(jù)愛因斯坦質能方程,可以算出核變釋放的能量△E。
答:衰變過程中釋放出的能量等于
這個α衰變的方程為:
說明:本題沒給出鈾核的質量數(shù),所以用M表示鈾核的質量數(shù),這樣釷核的質量數(shù)為M-4。另外a衰變釋放的能表現(xiàn)為a粒子的動能Ea和釷核反沖運動的動能ETh,由于衰變過程動量守恒,則
由于能量守恒,則
解這兩個方程可得α粒子的動能
這里的M是衰變前核的質量數(shù)。因為M>>4,所以Ea接近DE。
12、(4分) 分析與解答:求媒質中的振動質點在△t時間內通過的路程和末時刻質點相對平衡位置的位移,與質點的初始狀態(tài)有關,計算比較復雜。但是,如果△t是半周期T/2的整數(shù)倍,則計算較為容易,本題則屬這種情況。首先,根據(jù)題意可求出周期T,以后再求出△t是半周期T/2的多少倍,可進一步計算出△t時間內的路程與末時刻質點相對平衡位置的位移。
因△t=2.5秒,故=25,則
s=
因為質點M初始時刻在平衡位置,每經過半個周期又回到平衡位置,2.5秒相當于25個半周期,所以末時刻質點又回到平衡位置.
答:在2.5秒的時間內,質點M通過的路程為
說明:時間間隔△t是半周期的整數(shù)倍時,又分兩種情況.
第一種情況:設△t=nT,那么振動質點在△t時間內通過的路程s=4nA。設初時刻質點相對于平衡位置為Y0,那么末時刻該質點相對于平衡位置的位移Y=Y0。
第二種情況:設△t=(2n+1)T/2,那么振動質點在△t時間內通過的路程s=
13、(7分) 分析與解答:給ab沖量后,ab向右運動, cd受安培力作用而加速,ab受安培力作用而減速。當兩者速度相等時,開始共同勻速運動。所以開始時cd的加速度最大,最終cd的速度最大。
以ab為研究對象,設ab的初速度為v0,根據(jù)動量定理 I=mv0
以ab、cd系統(tǒng)為研究對象,設ab、cd最終達到的共同速度為v,即cd的末速度vcd,根據(jù)系統(tǒng)所受安培力的合力為零,動量守恒
mv0=3mvcd
解得
又根據(jù)在初始時刻ab切割磁感線產生的感應電動勢為 E=BLv0
電流
cd所受安培力為 F=BiL
cd的加速度為
由以上各式得
系統(tǒng)動能的損失轉化為電能,電能又轉化為內能.由于ab、cd電阻之比為1∶2,根據(jù)Q=I 2Rt∝R,所以cd上產生的電熱應該是回路中產生的全部電熱的2/3。
因而 ,。
答:,,,
三、實驗題:本題共3小題;共20分。
14、(6分)分析與解答:
15、( 6分) 分析與解答:根據(jù)小燈泡的額定參數(shù),U=6v、P=3w可以計算出小燈泡的額定電流I=
又R燈<<rV而非rA<<R燈,所以采用安培表外接法測小燈泡的電阻R燈。測量時要求電燈兩端電壓從0V開始連續(xù)調節(jié),盡量減小誤差,測多組數(shù)據(jù)。因而滑線變阻器采用分壓式接法。
16、(8分) 分析與解答:
(1)(平均速度等于中時刻的即時速度。答數(shù)見下表)
(2)見答圖;
(3)0.80(注:速度圖象的斜率是加速度。答案在0.82~0.78之間均可)
四、計算題:本題共6小題;共75分。
*17.(11分)分析與解答:
解:(1)貨物在傳送帶上滑行是依靠動摩擦力為動力,即μmg=ma(1)
貨物做勻加速運動
由(1)、(2)解出μ=0.375
(2)上述過程中,因傳送帶始終勻速運動,設它的速度為v對傳送帶
∴動力對傳送帶做功為W
=180J
**18、(12分)分析與解答:
解:設穩(wěn)定狀態(tài)時,彈簧的伸長為x,物塊A在彈力Kx的作用下,做勻速圓周運動。
Kx=mω2(L+x)
因電阻分布均勻,所以阻值與長度成正比。
根據(jù)全電路的歐姆定律及分壓公式
由以上三式解得
**19.(12分)分析與解答:
解: 根據(jù)萬有引力是物體沿星球表面做勻速圓周運動的向心力
又知
令 v2=C
由以上三式得
20、(13分)分析與解答:
解:金屬棒沿斜面向上運動,切割磁感線,產生的最大感應
力F做功的最大功率P=Fv=9W
21.(13分)分析與解答:
解:(1)帶電粒子從原點射出進入勻強磁場,在垂直于磁場的xoy平面內做勻速圓周運動由左手定則判斷磁場的方向垂直于xoy平面指向紙外。從粒子進入電場受電場力作用而速度偏離分析判斷:電場強度方向是平行x軸,沿x軸負方向。
半個周期,即:
力作用而做曲線運動,(相當于平拋運動軌跡)
設勻強電場的場強大小為E,粒子射出電場的速度為V,
射出電場時V與y軸夾角120°,即與-y夾角60°
由⑤、⑥、⑦、⑧、⑨解出
22.(14分)分析與解答:
解:(1)以A、B整體為研究對象,從A與C碰后至AB有共同速度v,系統(tǒng)動量守恒
(2)以A為研究對象,從與C碰后至對地面速度為零,受力為f,位移為s即最大位移.
即三次碰撞后B可脫離A板.
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