题目内容

【题目】白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比（　　）

A. 频率变大

B. 速度变小

C. 光子能量变大

D. 波长变长

【答案】D

【解析】

光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据E=hv，光子的频率减小；故A错误；碰撞前、后的光子速度不变，故B错误；当入射光子与静止的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，电子能量增加，故光子能量减小。故C错误。当入射光子与静止的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据，知波长增大。选项D正确．

练习册系列答案
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【题目】晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地，如题24图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力。

（1） 求绳断时球的速度大小v1，和球落地时的速度大小v2

（2） 问绳能承受的最大拉力多大？

（3） 改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？

【题目】为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组使用DIS位移传感器设计了如图甲所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离.位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的距离x随时间t的变化规律如图乙所示.

(1)根据上述图线，计算0.4 s时木块的速度大小v＝______ m/s，木块加速度a＝______ m/s2(结果均保留2位有效数字).

(2)在计算出加速度a后，为了测定动摩擦因数μ，还需要测量斜面的倾角θ(已知当地的重力加速度g)，那么得出μ的表达式是μ＝____________.（用a，θ，g表示）

【题目】如图，在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场。长度为l的轻质绝缘细绳一端固定在O点，另一端连接一质量为m、电荷量为+q的小球（可视为质点），初始时小球静止在电场中的a点，此时细绳拉力为2mg，g为重力加速度。

(1)求电场强度E和a、O两点的电势差U；

(2)若小球在a点获得一水平初速度，使其在竖直面内做圆周运动，求小球运动到b点时细绳拉力F的大小.

【题目】如图所示，水平地面与一半径为l的竖直光滑圆弧轨道相接于B点，轨道上的C点位置处于圆心O的正下方．距地面高度为l的水平平台边缘上的A点，质量为m的小球以的速度水平飞出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道．小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g，试求：

（1）B点与抛出点A正下方的水平距离x；

（2）圆弧BC段所对的圆心角θ；

（3）小球滑到C点时，对轨道的压力．

【题目】我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近，并将与空间站在B处对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是

A. 图中航天飞机在飞向B处的过程中，月球引力不做功

B. 航天飞机在B处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道

C. 根据题中条件可以算出月球质量

D. 根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小

【题目】如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定理，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量______（填选项前的符号），间接地解决这个问题。

A．小球开始释放高度h

B．小球抛出点距地面的高度H

C．小球做平抛运动的射程

（2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N。接下来需要测量是______（填选项前的符号）

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量小球m1开始释放的高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．测量平抛射程OM，ON

（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______[用（2）中测量的量表示]。

（4）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1：p1′=______：11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′：p2′=______：2.9．（均用分数形式表示）

实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为______。

（5）有同学认为，上述实验中仅更换两个小球的材质，其他条件不变，可以使被碰小球做平抛运动的射程增大。请你用（4）中已知的数据，分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为______cm。

【题目】（6分）一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次衰变后变为钍核，衰变后，粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，则以下判断正确的是( )

A. 1是粒子的径迹，2是钍核的径迹

B. 1是钍核的径迹，2是粒子的径迹

C. 3是粒子的径迹，4是钍核的径迹

D. 3是钍核的径迹，4是粒子的径迹

【题目】图1是电子束加工工件的示意图，电子枪产生热电子后被高压电源加速，经聚焦系统会聚成很细的电子束，打在工件上产生高压力和强能量，对工件进行加工。图2是电子加速系统，K是与金属板M距离很近的灯丝，电源EA给K加热可以产生初速度不计的热电子，N为金属网，M、N接在输出电压恒为U的高压电源EB上，M、N之间的电场近似为匀强电场。系统放置在真空环境中，通过控制系统排走工件上的多余电子，保证N与工件之间无电压。正常工作时，若单位时间内从K发出的电子数为n，经M、N之间的电场加速后大多数电子从金属网N的小孔射出，少部分电子打到金属网丝上被吸收，从而形成回路电流，电流表的示数稳定为I．已知电子的质量为m、电量大小为e，不计电子所受的重力和电子之间的相互作用。求：

（1）单位时间内被金属网N吸收的电子数n′；若金属网N吸收电子的动能全部转化为内能，则其发热功率P为多少；

（2）电子在聚焦时运动方向改变很小，可认为垂直打到工件上时的速度与从N中射出时的速度相同，并假设电子打在工件上被工件全部吸收不反弹。求电子束打到工件表面时对工件的作用力F大小；并说明为增大这个作用力，可采取的合理可行的措施（至少说出两点方法）；

（3）已知MN两板间的距离为d，设在两板之间与M相距x到x+△x的空间内（△x足够小）电子数为△N，求与x的关系式。

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