题目内容
8．
某同学利用如图所示的装置探究弹簧弹性势能的大小，将一根轻弹簧放置于光滑水平桌面上，左端与固定的挡板连接，右端有一质量为m的小物块但不连接，弹簧处于原长时右端刚好位于桌子边缘，实验时先推动小物块压缩弹簧秤（弹簧一直在弹性限度内），小物块不动后测出弹簧的压缩量d，然后释放小物块让其在弹簧的作用下弹出，最后落到水平地面上（小物块所受空气阻力可以忽略）．（1）为测出弹簧的弹性势能的大小，以下进行的测量合理且必要的有CD
A、用刻度尺测量出弹簧的长l
B、用秒表测量出小木块在空中的运动时间t
C、用刻度尺测量出桌面与水平地面的高度差h
D、用刻度尺测量出小木块做平抛运动的水平位移x
（2）请用题干和（1）中相应的物理量符号表示出弹簧被压缩后具有弹性势能的表达式：Ep=$\frac{mg{x}^{2}}{4h}$．
分析 （1）弹簧压缩最短，储存的弹性势能最大，释放小球后，小球在弹簧的弹力作用下加速，弹簧与小球系统机械能守恒，通过测量小球的动能来求解弹簧的最大弹性势能，小球离开桌面后，做平抛运动，根据平抛运动的知识可以求平抛的初速度，根据以上原理确定待测量即可；
（2）根据平抛运动的知识先求平抛的初速度，求出初动能就得到弹簧压缩最短时储存的弹性势能大小．
解答 解：（1）释放弹簧后，弹簧储存的弹性势能转化为小球的动能为：
Ep=$\frac{1}{2}$mv2…①，
故需测量最大速度；
小球接下来做平抛运动，要测量初速度，还需要测量测量平抛的水平位移x和高度h；
故选：CD．
（2）对于平抛运动，有：x=vt…②，
h=$\frac{1}{2}$gt2…③，
由①②③式可解得：Ep=$\frac{mg{x}^{2}}{4h}$
故答案为：CD，$\frac{mg{x}^{2}}{4h}$．
点评 本题关键是通过平抛运动测量初速度，从而测量出弹簧释放的弹性势能，也就是弹簧储存的弹性势能．
练习册系列答案
相关题目
13．关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是（ ）
| A． | 加速度越大，速度越大 | B． | 速度越大，加速度越大 | ||
| C． | 速度变化量越大，加速度越大 | D． | 速度变化率越大，加速度越大 |
如图所示，足够长的光滑水平平行金属轨道宽l=0.4m，处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T．轨道右端接入一灯L，已知L上标有“2V、1W”字样（设灯电阻保持不变），左端有根金属棒搁在水平轨道上，金属棒质量m=0.2kg，在一平行于轨道平面的外力F作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，加速度a=2m/s2．除灯电阻外不考虑其他地方的电阻．
如图所示，质量为M=2.0kg的小车A静止在光滑水平面上，A的右端停放有一个质量为m=0.10kg带正电荷q=5.0×10-2 C的小物体B，整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B=2.0T的匀强磁场．现从小车的左端，给小车A一个水平向右的瞬时冲量I=26N•s，使小车获得一个水平向右的初速度，此时物体B与小车A之间有摩擦力作用，设小车足够长，g取10m/s2．求：
3．一群处于基态的氢原子吸收某种光子后，向外辐射了a、b、c三种光，其波长分别为λa、λb、λc，且λa＞λb＞λc，三种光子的能量分别为Ea、Eb、Ec，若a光恰能使某金属产生光电效应，则（ ）
| A． | 被氢原子吸收的光子的能量为h$\frac{c}{{λ}_{a}}$ | B． | Ea=Eb+Ec | ||
| C． | $\frac{1}{{λ}_{b}}$=$\frac{1}{{λ}_{a}}$+$\frac{1}{{λ}_{c}}$ | D． | b光一定能使该金属发生光电效应 |
用自由落体法验证机械能守恒定律，器材安装如图甲所示，若将纸带从图示所示位置由静止释放．
20．2016年诺贝尔物理学奖颁发给了三位美国科学家，以表彰他们将拓扑概念应用于物理研究所做的贡献．
我们知道，按导电性能不同传统材料大致可分为导体和绝缘体两类，而拓扑绝缘体性质独特，它是一种边界上导电、体内绝缘的新型量子材料，例如，在通常条件下石墨烯正常导电，但在温度极低、外加强磁场的情况下，其电导率（即电阻率的倒数）突然不能连续改变，而是成倍变化，此即量子霍尔效应（关于霍尔效应，可见下文注释）．在这种情况下，电流只会流经石墨烯边缘，其内部绝缘，导电过程不会发热，石墨烯变身为拓扑绝缘体，但由于产生量子霍尔效应需要极低温度和强磁场的条件，所以其低能耗的优点很难被推广应用．
2012年10月，由清华大学薛其坤院士领衔的中国团队，首次在实验中发现了量子反常霍尔效应，被称为中国“诺贝尔奖级的发现”，量子反常霍尔效应不需要外加强磁场，所需磁场由材料本身的自发磁化产生，这一发现使得拓扑绝缘材料在电子器件中的广泛应用成为可能．
注释：霍尔效应是指将载流导体放在匀强磁场中，档磁场方向与电流方向垂直时，导体将在与磁场、电流垂直的方向上形成电势差．
根据以上材料推断，下列说法错误的是（ ）
我们知道，按导电性能不同传统材料大致可分为导体和绝缘体两类，而拓扑绝缘体性质独特，它是一种边界上导电、体内绝缘的新型量子材料，例如，在通常条件下石墨烯正常导电，但在温度极低、外加强磁场的情况下，其电导率（即电阻率的倒数）突然不能连续改变，而是成倍变化，此即量子霍尔效应（关于霍尔效应，可见下文注释）．在这种情况下，电流只会流经石墨烯边缘，其内部绝缘，导电过程不会发热，石墨烯变身为拓扑绝缘体，但由于产生量子霍尔效应需要极低温度和强磁场的条件，所以其低能耗的优点很难被推广应用．
2012年10月，由清华大学薛其坤院士领衔的中国团队，首次在实验中发现了量子反常霍尔效应，被称为中国“诺贝尔奖级的发现”，量子反常霍尔效应不需要外加强磁场，所需磁场由材料本身的自发磁化产生，这一发现使得拓扑绝缘材料在电子器件中的广泛应用成为可能．
注释：霍尔效应是指将载流导体放在匀强磁场中，档磁场方向与电流方向垂直时，导体将在与磁场、电流垂直的方向上形成电势差．
根据以上材料推断，下列说法错误的是（ ）
| A． | 拓扑绝缘体导电时具有量子化的特征 | |
| B． | 霍尔效应与运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力有关 | |
| C． | 在量子反常霍尔效应中运动电荷不再受磁场的作用 | |
| D． | 若将拓扑绝缘材料制成电脑芯片有望解决其工作时的发热问题 |
如图所示，不可伸长的轻绳穿过光滑竖直固定细管，细管长为l，两端拴着质量分别为m、2m的小球A和小物块B，拉着小球A使它停在管的下端，这时物块B离管的下端距离为l，管的下端离水平地面的距离为2l，拉起小球A，使绳与竖直方向成一定夹角，给小球A适当的水平速度，使它在水平面内做圆周运动，上述过程中物块B的位置保持不变，已知重力加速度为g．
18．下列说法正确的是（ ）
| A． | 铀（${\;}_{92}^{238}$U）经过α，β衰变形成稳定的铅（${\;}_{82}^{206}$Pb），在这一变化过程中，共有6个中子转变为质子 | |
| B． | 一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，能辐射3个光子 | |
| C． | 结合能越大的原子核，核子结合得越牢固，原子核越稳定 | |
| D． | 某入射光照射到金属锌版表面时发生光电效应，当增大入射光频率时，光电子最大初动能也随之增大 |