光滑的水平地面上有一小车,木块(可视为质点)在小车上向左滑动到左端时v1=5.0m/s,这时小车速度刚好为零。一颗子弹在此时刻以水平向右速度v0击中木块,子弹和木块作用时间极短。已知子弹质量为m,木块质量为4m,小车质量为10m。(g=10m/s2)
(1)若子弹穿过木块,穿出时速度为v0/5,为使木块不从小车左端滑出,子弹速度v0应满足什么条件?
(2)若子弹不从木块穿出,木块与小车间动摩擦因数为μ。要使木块不从小车右方滑下,则小车至少多长(结果用字母表示)。
(3)若子弹不从木块穿出,已知v0=40m/s,小车长L0=2m,动摩擦因数为μ=0.2,小车上表面距地面h=0.2米,求木块离开小车时的速度和木块落地时落地点和子弹击中木块时的位置的水平距离。
选修3-5
(1)在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系.若-群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳束线系,则这群氢原子自发跃迁时最多可发出 条不同频率的谱线.
(2)一个物体静置于光滑水平面上,外面扣-质量为M的盒子,如图1所示.现给盒子一初速度v0,此后,盒子运动的v-t图象呈周期性变化,如图2所示.请据此求盒内物体的质量。
选修3-4
(1)一列简谐横波沿直线A、b向右传播,A、、b两点之间沿波的传播方向的距离为2m,A、、b两点的振动情况如图1所示,下列说法中正确的是
A、波速可能大于m/s
B、波速可能等于m/s
C、波速可能等于m/s
D、波速可能等于8m/s
(2)如图2所示为为玻璃制成的圆柱体,它的折射率为.
①一细光线以θ=60°的入射角射入圆柱体,它从圆柱体中射出时,出射光线偏离原方向多大的角度?
②作出光线穿过圆柱体并射出的光路图.
如图甲所示,空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m,R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒.从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.图乙是棒的v-t图象,其中OA段是直线,AC段是曲线,CE段是平行于t轴的直线,小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W,此后保持功率不变,在t=17s时,导体棒达到最大速度10m/s.除R外,其余部分电阻均不计,g=10m/s2.
(1)求导体棒ab在0-12s内的加速度大小;
(2)求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ及电阻R的阻值;
(3)若导体棒ab从0-17s内共发生位移102m,试求12-17s内,R上产生的焦耳热量是多少.
两个半径均为R的圆形平板电极,平行正对放置,相距为d,极板间电压为U,板间电场可以认为是均匀的.一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板中心.已知质子电荷为e,质子和中子的质量均视为m,忽略重力和空气阻力的影响.求:(1)极板间的电场强度E;(2)α粒子在极板间运动的加速度a;(3)α粒子的初速度v0.
一列火车由静止开始做匀加速直线运动,一个人站在第1节车厢前端的站台前观察,第1节车厢通过他历时2s,全部车厢通过他历时8s,忽略车厢之间的距离,车厢长度相等,求:
(1)这列火车共有多少节车厢?
(2)第9节车厢通过他所用时间为多少?