北京市西城區(qū)20xx年高三物理一模試題含解析(編輯修改稿)
2025-01-08 06:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 O h1= h2= h3= G 圖 2 _________cm（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。 ⑤ 某同學(xué)在家里做 “ 驗證機(jī)械能守恒定律 ” 的實驗，他設(shè)計的實驗裝置如圖 6所示，用 細(xì)線的一端系住一個較重的小鐵鎖（可看成質(zhì)點），另一端纏系在一支筆上，將筆放在 水平桌面的邊上，用較重的書壓住。將鐵鎖拉至與桌面等高處（細(xì)線拉直），然后自 由 釋放。在筆的正下方某合適位置放一小刀，鐵鎖經(jīng)過時，細(xì)線立即被割斷，鐵鎖繼續(xù) 向前運(yùn)動，落在水平地面上。測得水平桌面高度為 h，筆到鐵鎖的距離為 l，筆到鐵鎖 落地的水平距離為 s。若滿足 s2=___________（用 l、 h表示），即可驗證鐵鎖從釋放至 運(yùn)動到筆的正下方的過程中機(jī)械能守恒。 圖 4 B C D E A F G 圖 5 圖 6 s 小刀 l h 鐵 鎖 22.（ 16分） 質(zhì)譜儀是一種精密儀器，是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。圖中所示的質(zhì)譜儀是由加速電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成。帶電粒子從容器 A下方的小孔 S1飄入電勢差為 U的加速電場，其初速度幾乎為 0，然后經(jīng)過 S3沿 著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場中，最后打到照相底片 D上。不計粒子重力。 （ 1）若由容器 A進(jìn)入電場的是質(zhì)量為 m、電荷量為 q的粒子，求： a．粒子進(jìn)入磁場時的速度大小 v； b．粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑 R。 （ 2）若由容器 A 進(jìn)入電場的是互為同位素的兩種原子核 P P2，由底片上獲知 P P2在磁場中運(yùn)動軌跡的直徑之比是 2 : 1。求 P P2的質(zhì)量之比 m1 :m2。 23． （ 18分） 2021年 2月 11日，美國 “ 激光干涉引力波天文臺 ” （ LIGO）團(tuán)隊向全世 界宣布發(fā)現(xiàn)了引力波，這個引力波來自于距離地球 13 億光年之外一個雙黑洞系統(tǒng)的合并。已知光在真空中傳播的速度為 c，太陽的質(zhì)量為 M0，萬有引力常量為 G。 （ 1）兩個黑洞的質(zhì)量分別為太陽質(zhì)量的 26倍和 39倍，合并后為太陽質(zhì)量的 62倍。利用所學(xué)知識，求此次合并所釋放的能量。 （ 2）黑洞密度極大，質(zhì)量極大，半徑很小，以最快速度傳播的光都不能逃離它的引力，因此我們無法通過光學(xué)觀測直接確定黑洞的存在。假定黑洞為一個質(zhì)量分布均勻的球形天體。 a． 因為黑洞對其他天體具有強(qiáng)大的引力影響， 我們可以通過其他天體的運(yùn)動來推測黑洞的存在。天文學(xué)家觀測到，有一質(zhì)量很小的恒星獨(dú)自在宇宙中做周期為 T，半徑為 r0 的勻速圓周運(yùn)動。由此推測，圓周軌道的中心可能有個黑洞。利用所學(xué)知識求此黑洞的質(zhì)量 M； b． 嚴(yán)格解決黑洞問題需要利用廣義相對論的知識，但早在相對論提出之前就有人利用牛頓力學(xué)體
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