高中物理电荷守恒定律综合题

【物理——选修3-5】


（1）如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于以n = 4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光下列说法正确的是（ ）
A．最容易表现出衍射现象的光是由n = 4能级跃迁到n =3能级产生的
B．频率最小的光是由n = 2能级跃迁到n = 1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D．用n = 2能级跃迁到n = 1能级辐射出的光照射逸出功               
为6.34 e V的金属铂能发生光电效应     
（2）如图所示，物体A、B的质量分别是，用轻弹簧相连结放在光滑的水平面上，物体B左侧与竖直墙相接触。另有一个物体C从t=0时刻起以一定的速度向左运动，在t=5．0 s时刻与物体A相碰，碰后立即与A粘在一起不再分开。物体C的v–t图象如图所示。试求：
①物块C的质量m_３；
②在5．0s到15s的时间内物块A的动量变化的大小和方向。

如图所示，质量为m₃的平板车C放在光滑水平面上，车上放有A、B两小滑块，质量分别是m₁、m₂，与平板车上表面间动摩擦因数分别为μ₁和μ₂。同时分别给A、B一个冲量使它们都获得相同大小的初速度v ₀开始相向运动，A、B恰好不相碰。已知m₁＝10 kg，m₂＝2 kg，m₃＝6 kg, μ₁＝0.1，μ₂＝0.2, v₀＝9 m / s。g取10 m /s²。求:
（1） A、B都在平板车上不滑动时，C的速度大小v _c＝？
（2）开始运动前，A、B之间的距离s＝？

在光滑的水平面上，用轻弹簧相连接的质量均为m=2kg的两物体A、B都以v=6m/s的速度向右运动，弹簧处于原长，质量为M=4kg的物体C静止在前方，如题23图所示.物体B与物体C发生相碰后瞬间粘合在一起向右运动，不计空气阻力。试求：
物体B与C发生相碰后瞬间两者一起向右运动的速度大小是多少？这一碰撞过程中系统损失的机械能为多少？
在物体B与C发生相碰粘合在一起运动以后的过程中，弹簧弹性势能第一次达到最大值时，物体A的速度大小是多少？弹簧弹性势能的最大值为多少？

如图所示，在光滑水平面上，质量为m的小球B连接着一个轻质弹簧，弹簧与小球均处于静止状态．质量为2m的小球A以大小为v₀的水平速度向右运动，接触弹簧后逐渐压缩弹簧并使B运动，经过一段时间，A与弹簧分离．
（1）当弹簧压缩至最短时，弹簧的弹性势能E_P为多大？
（2）若开始时，在B球的右侧某位置固定一块挡板，在A与弹簧未分离前使B球与挡板发生碰撞，并在碰撞后立即将挡板撤走．设B球与挡板碰撞时间极短，碰后B球的速度大小不变，但方向与原来相反．欲使此后弹簧被压缩到最短时弹簧的弹性势能能达到第（1）问中E_P的2.5倍,必须使两球在速度达到多大时与挡板发生碰撞？

如图所示，长为L的木板A右边固定着一个挡板，包括挡板在内的总质量为1.5M，静止在光滑的水平地面上。有一质量为M的小木块B，从木板A的左端开始以初速度v₀在
木板A上滑动。小木块B与木板A间摩擦因数为μ，小木块B滑到木板A的右端与挡板发生碰撞。已知碰撞过程时间极短，且碰后木块B恰好滑到木板A的左端就停止滑动。
（1）若μL=3v₀²/160g，在小木块B与挡板碰撞后的运动过程中，摩擦力对木板A做正功还是负功？做了多少？
（2）讨论木板A和小木块B在整个过程中，是否有可能在某一段时间内相对地面运动方向是向左的。如果不可能，说明理由；如果可能，求出至少可能向左滑动、又能保证木板A和小木块B刚好不脱离的条件。

如图所示，在光滑的水平面上停放着一辆质量M=6.0kg平板车，在车上左端放有一质量m_B=4.0kg木块B。车左边紧邻一个与平板车等高的光滑水平面，现有另一质量m_A= 2.0kg的木块A，从左侧光滑水平面上以v₀=3.0m/s向右运动，然后与B发生碰撞，设木块A、B碰撞时间很短且为弹性正碰。碰后木块B开始在平板车上滑行，并与固定在平板车上的水平轻质弹簧作用后与弹簧分离，已知木块B把弹簧压缩到最短时距离平板车左侧的距离为L=0.20m，重力加速度为g=10m/s²，木块B与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.50。（结果保留两位有效数字）求：
（1）木块A、B碰撞后的瞬间木块B速度的大小。
（2）弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能。
（3）最终木块B与平板车左端的距离。

如图所示，质量为M，长为L的小车静止在光滑水平面上，小车最右端固定有一个百度不计的竖直挡板，另有一质量为的小物体以水平向右的初速度从小车最左端出发，运动过程中与小车右端的挡板发生无机械能损失的碰撞，碰后小物体恰好停在小车的最左端。求：
（1）小物体停在小车的最左端时小车的速度多大？
（2）小物体与小车间的动摩擦因数多大？

一质量为M的航天器远离太阳和行星，正以速度v。在太空中飞行，某—时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为m的气体，气体向后喷出的速度大小为v_l，求加速后航 天器的速度大小(v。、v_l均为相对同—参考系的速度)．

如图所示，空间存在垂直纸面向里的两个匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，磁场I宽为L，两磁场间的无场区域为II，宽也为L，磁场III宽度足够大。区域中两条平行光滑金属导轨间距为l，不计导轨电阻，两导体棒ab、cd的质量均为m，电阻均为r。ab棒静止在磁场I中的左边界处，cd棒静止在磁场III中的左边界处，对ab棒施加一个瞬时冲量，ab棒以速度开始向右运动。

 

 
（1）求ab棒开始运动时的加速度大小；
（2）若ab棒在区域I运动过程中，cd棒获得的最大速度为 ，求ab棒通过区域II的时间；
（3）若ab棒在尚未离开区域II之前，cd棒已停止运动，求ab棒在区域II运动的过程中产生的焦耳热。

如图，在水平面内有两条光滑轨道MN、PQ，其上放有两根静止的导体棒，质量分别为m₁、m₂。设有一质量为M的永久磁铁，从轨道和导体棒组成的平面的正上方高为h的地方落下，当磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时磁铁的速度为，导体棒ab的动能为E_K，此过程中两根导体棒、导体棒与磁铁之间没有发生碰撞，求
（1）磁铁在下落过程中受到的平均阻力？
（2）磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量？

如图，质量为M=4kg的木板AB静止放在光滑水平面上，木板右端B点固定一根轻质弹簧，弹簧自由端在C点，C到木板左端的距离L=0.5m，质量为m=1kg的小木块（可视为质点）静止放在木板的左端，木块与木板间的动摩擦因数为，木板AB受到水平向左的恒力F=14N，作用一段时间后撤去，恒力F撤去时木块恰好到达弹簧自由端C处，此后运动过程中弹簧最大压缩量x = 5cm，。求：
(1) 水平恒力F作用的时间t；
(2) 拆去F后，弹簧的最大弹性势能E_p；
(3) 整个过程产生的热量Q。

花样滑冰运动中，在一个平直的冰道上，一对双人滑运动员正以相同的水平速度v₀=4m/s匀速滑行，某时刻质量为m₁=80kg的男运动员将质量为m₂=40kg的女运动员沿与v₀相同的方向向前水平推出(推出时间极短)，推出的女运动员相对冰面的速度为v₂=5m/s。
(1)求女运动员被推出瞬间，男运动员速度大小是多少；
(2)推出女运动员t=2s后，男运动员以a=3m/s²的加速度匀加速去追赶匀速运动的女运动员，他将在距推出点多远处追上女运动员。(不计推出女运动员的距离，推出后2s内两运动员均做匀速运动)

光滑水平面上一平板车质量为M＝50kg，上面站着质量m＝70kg的人，共同以速度v₀匀速前进，若人相对车以速度v=2m/s向后跑，问人跑动后车的速度改变了多少?

某机械打桩机原理可简化为如图所示，直角固定杆光滑，杆上套有m_A＝55kg和m_B＝80kg两滑块，两滑块用无弹性的轻绳相连，绳长为5m，开始在外力作用下将A滑块向右拉到与水平夹角为37°时静止释放，B滑块随即向下运动带动A滑块向左运动，当运动到绳与竖直方向夹角为37°时，B滑块（重锤）撞击正下方的桩头C，桩头C的质量m_C＝200kg。碰撞时间极短，碰后A滑块由缓冲减速装置让其立即静止，B滑块反弹上升h₁＝0.05m，C桩头朝下运动h₂＝0.2m静止。取g＝10m/s²。求：
（1）滑块B碰前的速度；
（2）泥土对桩头C的平均阻力。

如图14所示，在平台的A点处静止一质量为m₁=" 0.8" kg的木块，平台离地面高h = 1.25m，木块离平台的右边缘L₁ = 1.5m。现用一个水平向右、大小等于10 N的力F作用到木块上，使木块向右运动；当木块的位移等于1m时，撤去力F，木块继续运动，并落到地面上的P点，测得P点离平台的水平距离L₂ = 2m。重新把木块静放在A点，用一铅弹以水平向右的速度v₀打入木块，使木块向右运动。若子弹质量m₂ =" 0.2" kg，铅弹打入木块后在很短时间内停在木块中，木块与平台之间的动摩擦因数保持不变。则要使木块也能落到P点，v₀必须多大？( g = 10m/s² )