全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽——復(fù)賽模擬卷-文庫(kù)吧
2025-03-20 02:06 本頁(yè)面
【正文】 矢量合成的三角形，兩底角皆為θ，又因，因而有已知反應(yīng)能Q=，且 其中兆電子伏特，可得 =（兆電子伏特）。α粒子飛出方向與入射質(zhì)子的方向之間的夾角為θ，因此 由于，得： 代入反應(yīng)能Q的定義式： 將上式中質(zhì)量數(shù)改為質(zhì)量比得 其中，代入上式： 所以 所以 由此可知。3. 一個(gè)處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止的基態(tài)氫原子碰撞。問(wèn)可能發(fā)生非彈性碰撞的最小速度為多少？如果速度較大而產(chǎn)生光反射，且在原速度方向和反方向可以觀察到光。問(wèn)這種光的頻率與簡(jiǎn)正頻率相差多少？1027kg，電離能。 解：處于基態(tài)的氫原子能量為，第二激發(fā)能量為被氫原子吸收的最小能量子為 我們必須求出在碰撞中能量損失為以上數(shù)值的最小速度。如果碰撞是完全非彈性的，則碰撞中能量損失最大，碰撞后的速度將是初動(dòng)能和末動(dòng)能之差為 這個(gè)值應(yīng)等于最小的能量子 因此 在非彈性碰撞后，兩個(gè)原子的速度為 本題第二間的解答與多普勒效應(yīng)有聯(lián)系。對(duì)于比光速小很多的速度，相對(duì)速度之比給出頻率相對(duì)變化的極好近似。故有 兩束光的頻率按此比率稍小于或稍大于簡(jiǎn)正頻率圖111364. 如圖11136所示，光滑無(wú)底圓筒重W，內(nèi)放兩個(gè)重量均為G的光滑球，圓筒半徑為R，球半徑為r，且rR2r，試求圓筒發(fā)生傾倒的條件。分析：如果對(duì)兩個(gè)小球和無(wú)底圓筒分別隔離分析受力再列方程組，較復(fù)雜，采取整體法較好。解：根據(jù)物體平衡條件，列出以下方程：選擇兩個(gè)小球作為研究對(duì)象，則在豎直方向上有 N2G=0 (1)以整體為研究對(duì)象，若翻倒必以A為軸逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，在臨界態(tài)下對(duì)A的力矩和為零。此時(shí)，系統(tǒng)受力情況為：兩物體的重力，桌面對(duì)球支持力N，筒的重力W，它們對(duì)A的力矩不為零，桌面對(duì)筒的支持力過(guò)A點(diǎn)，力矩為零，故有 (2)將1式代入2式有 若該圓筒傾倒必須有。討論：（1）從答案中可以看出，當(dāng)G大W小，r與R很接近，就容易傾倒，這也符合重心高、支面小穩(wěn)度就小的結(jié)論。（2）如果是一個(gè)有底圓筒，則在沒(méi)有其他力推它的情況下，就絕不會(huì)傾倒。請(qǐng)同學(xué)們想一想，這是為什么？5. 兩個(gè)完全相同的木板，長(zhǎng)均為L(zhǎng)，重力均為G，彼此以光滑鉸鏈A相連，并通過(guò)光滑鉸12L，GL，G（甲）1G（乙）B2FG（丙）圖11245鏈與豎直墻相連，如圖11245（甲）所示。為使兩木板達(dá)水平狀態(tài)保持平衡，問(wèn)應(yīng)在何處施加外力？所施加的最小外力為多大？分析：要使兩板均處于平衡狀態(tài)，外力只能作用在板2上，作用點(diǎn)應(yīng)位于鉸鏈A與板2的重心之間，以便使板1的右端受到向上的作用力，方可使板1也處于平衡狀態(tài)。為使作用力最小，外力應(yīng)與木板垂直。解：如圖11245（乙）、（丙）所示。為使板1達(dá)水平平衡狀態(tài)，其右端A應(yīng)受到向上的作用，的施力物體是板2左端。根據(jù)力矩平衡條件有解之得 隔離木板2，其左端受到（與為作用力的反作用力）及重力mg作用，為使板2呈水平且平衡，外力F的作用點(diǎn)應(yīng)在和G的作用點(diǎn)之間。設(shè)F作用點(diǎn)距A為x，選F作用點(diǎn)B為轉(zhuǎn)軸，根據(jù)力矩平衡條件有 將代入上式得 解之得 板2所受合力應(yīng)為0，有 點(diǎn)評(píng)：本題著重領(lǐng)會(huì)由結(jié)果或效果反推原因的思想方法，和F的方向及作用點(diǎn)均由此方法推出。本題兩次使用隔離法。 圖115056. 如圖11505所示，屋架由同在豎直面內(nèi)的多根無(wú)重桿絞接而成，各絞接點(diǎn)依次為2……9，其中絞接點(diǎn)9位于同一水平直線上，且9可以無(wú)摩擦地水平滑動(dòng)。各絞接點(diǎn)間沿水平方向上的間距和沿豎直方向上的間距如圖所示，絞接點(diǎn)3承受有豎直向下的壓力P/2，點(diǎn)1承受有豎直向下的壓力P，求絞接點(diǎn)3和4間桿的內(nèi)力。解： 由于點(diǎn)9可沿水平方向無(wú)摩擦滑動(dòng)，故屋架在點(diǎn)9處所受外力只可能沿豎直方向，設(shè)為N9。由于屋架所受外力NP/2和P均沿豎直方向，則屋架在點(diǎn)8所受的外力也只可能沿豎直方向，設(shè)其為N9。以整個(gè)屋架為對(duì)象，列各外力對(duì)支點(diǎn)8的力矩平衡方圖11506程，有 所以 N9的方向豎直向上。又由整個(gè)屋架的受力平衡關(guān)系應(yīng)有 所以 N8的方向豎直向上。假設(shè)將絞接點(diǎn)9這部分從整個(gè)屋架中隔離出來(lái)，則這部分受到桿1桿4桿36的作用力，這幾個(gè)作用力均沿與桿15平行的方向，設(shè)其以一個(gè)力T表示，則這個(gè)力T也必與桿15方向平行。此外，這部分還受到桿25的作用，設(shè)其為T25，顯然T25的方向應(yīng)沿水平方向；這部分還受到
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