高中物理机械能守恒定律实验 2017学年高二物理第七次月考5月试题(2)

（2） 如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片． 这个量子围栏是由 48 个铁 原子在铜的表面排列成直径为 1.43×l0 m 的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的 直径约为______m（结果保留两位有效数字） 。-812. “探究碰撞中的不变量”的实验中： （1） 入射小球 m1=15g， 原静止的被碰小球 m2=10g,由实验测得它们在碰撞前后的 x-t 图象如图所示，可知入射小球碰撞后的 m1?1' 是______kg·m/s，入射小球碰撞前的' m1v1 是_______ kg·m/s，被碰小球碰撞后的 m2? 2 是_______ kg·m/s，由此得出结论_______。（2）实验装置如图所示，本实验中，实验必须要求的条件是 A. 斜槽轨道必须是光滑的 B．斜槽轨道末端点的切线是水平的 C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速度释放 D．入射球与被碰球满足 ma>mb,ra=rb。(3)图中 M、P、N 分别为入射球与被碰球对应落点的平均位置，则实验中要验证的 关系是（ ） B．ma·OP=ma·ON+mb·OM D．ma·OM=ma·OP+mb·ONA. ma·ON=ma·OP+mb·OM C．ma·OP=ma·OM+mb·ON4三、计算题 19.（9 分）已知氘核质量为 2.0136u，中子质量为 1.0087u， 3 2 He 核的质量 3.0150u，两个 速率相等的氘核对心碰撞聚变成 3 2 He 并放出一个中了，释放的核能也全部转化为机械 能。

质量亏损为 1u 时，释放的能量为 931.5MeV。除了计算质量亏损外， 以认为是中子的 3 倍.） （1）写出该核反应的反应方程式； （2）该核反应释放的核能是多少？ （3） 若测得反应后生成中子的动能是 3.12Mev， 则反应前每个氘核的动能是多少 Mev？ 的质量可14.（11 分）如图所示，截面积分别为 2S=2cm 与 S=1cm 的两个上部开中的柱形气缸 A、B， 底部通过体积可以忽略不计的细管连通，A、B 两个气缸内分别有两个活塞，质量分别 为 mA= 2.8kg、mB = 1.4kg。A 气缸内壁粗糙，活塞与气缸间的最大静摩擦力为 f=6N， B 气缸内壁光滑。当气缸内充有某种理想气体时，A 中的活塞高为 hA=4crn，B 中活塞高 度为 hB=5cm，此时气体温度为 T0=390K，外界大气压为 Po = 1.0 ×10 Pa。现在援慢降 低气体温度，g 取 10m/s ，则 ①当气缸 B 中的活塞刚好下降至气缸底部时，气体的温度 T1； ②当气缸 A 中的活塞刚要滑动时，气体的温度 T2。2 52215.（11 分）如图，两端封闭的 U 型玻璃管竖直放置，管内水银封闭了两段空空气柱。

初始 时空气柱长度分别为 l1＝10cm、l2＝16cm，两管液面高度差为 h＝6cm，气体温度均为 27℃，右管气体压强为 P2＝76cmHg。高中物理机械能守恒定律实验 （1）若保持两管气体温度不变，将装置以底边 AB 为轴缓慢转动 90 度，求右管内空气柱 的最终长度； （2）若保持右管气体温度不变，缓慢升高左管气体温度，求两边气体体积相同时，左管 气体的温度516.（11 分）如图，静止放在光滑水平面上的小车左端有四分之一光滑圆弧滑道 AB,与水平 滑道相切于 B 点，水平滑道的 BC 部分粗糙，小车右端固定一轻弹簧 P，整个滑道的质 量为 m1。现让质量为 m2 的滑块（可视为质点）自 A 点由静止释放，滑块滑过 BC 后与小 车右端弹簧碰撞，第一次被弹簧弹回后再没有滑上圆弧 AB 滑道。已知粗糙水平滑道 BC 长 L=1m。高中物理机械能守恒定律实验滑块与 BC 间的动摩擦因数 ?=0.15，m1 =2 m2 ,重力加速度 g=10m/s ，求： （1）四分之一光滑圆弧滑道 AB 的半径 R 大小范围。 （2）整个过程中小车可能获得的最大速度2参考答案 1 C 2 B 3 A 4 C 5 B 6 D 7 BD 8 ABD 9 AC 10 AC11.256±8 12(1)0.0075 （2）BCD8×10-109.4×10-100.015 （3）C0.0075,碰撞中 mv 的矢量和是守恒量（碰撞过程中动量守恒）13.（1）核反应方程为： （2）质量亏损为：△m = 2.0136×2u－（3.0150u+1.0087u）=0.0035u 释放的核能为△E=△mc （3）设中子和2= 931.5×0.0035Mev=3.26Mev核的质量分别为 m1、m2，速度分别为 v1、v2.反应前每个氘核的动能之和为零；反应后动能分别为 E1、E2. 根据动量守恒定律，得6m1v1－m2v2 = 0E2=E1/3= 1.04Mev由能量的转化和守恒定律，得 E1+E2 = 2E0+△EE0=0.45 Mev14.解：①此过程为等压过程 解得：T1=240KV0 V1 ? ,V0=2hAs+hBs, V1=2hAs T0 T1②从 B 活塞到达底部，到 A 活塞开始运动，气体发生等容变化： 最初，对 B 活塞 P 1s ? P 0 s ? mB g 得：T2=210K 15.解： （1）设左侧液面上升 x， 左侧气体：P1V1=P1’V1’,即 70×10= P1’×（10-x） 右侧气体：P2V2=P2’V2’,即 70×10= P1’×（16+x） 联立两工，得 x=0.5cm （2）左侧气体：由理想状态方程：P1 P2 ? T1 T2P1=2.4×10 Pa5P1V1 P1'V1' 70 ? 10s P1' ? 13s ? ? ' , 300 T1 T1' T1右侧气体：P2V2=P2’V2’,即 76×16S= P1’×13S 得：P1’=93.54cmHg，T1’=521.1K 16.解：（1）因为 m1 和 m2 系统水平方向总动量守恒为 0，依题意知最终二者一同静止，且滑 块 m2 静止在粗糙段 BC 上 设滑块在 BC 段滑动的路程为 S，由能量关系得 m2gR=? m2gS 其中 S 应满足 L＜S ≤ 2L 解得 0.15m＜R≤0.30m7（2）由系统动量守恒可知，滑块速度最大时，小车速度也最大，所以滑块第一次 滑到 B 点时小车具有最大速度，而当半径 R=0.30m 时小车能获得的速度最大 规定向右为正方向，根据动量守恒定律有： m2V2- m1V1 =0 根据能量守恒定律有：m2 gR ?1 1 2 m2? 2 ? m1?12 2 2代入 m1 =2m2 ， R=0.30m 解得 V1=1m/s 为小车可能获得的最大速度8