高中物理计算题

1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的Al，发现了放射性磷P和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖．
(1)写出这个过程的核反应方程式．
(2)若该种粒子以初速度v₀与一个静止的¹²C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v₁，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后¹²C核的速度．

如图所示，一质量为M的物块静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v₀射入物块后，以水平速度v₀/2射出．重力加速度为g.求：
(1)此过程中系统损失的机械能；
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离．

已知氢原子基态的电子轨道半径r₁＝0.53×10^－10 m，基态的能级值为E₁＝－13.6 eV.
(1)求电子在n＝1的轨道上运动形成的等效电流．
(2)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线．
(3)计算这几条光谱线中最长的波长．

2006年，我国自行设计并研制的“人造太阳”——托卡马克实验装置运行获得重大进展，这标志着我国已经迈入可控热核反应领域先进国家行列．该反应所进行的聚变过程是H＋H→He＋n，反应原料氘(H)富存于海水中，而氚(H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核(Li)的人工核转变得到．则：
(1)请把下列用中子轰击锂核(Li)产生一个氚核(H)和一个新核的人工核转变方程填写完整；
Li＋________→________＋H.
(2)在(1)中，每生产1 g的氚同时有多少个Li核实现了核转变？(阿伏加德罗常数N_A取6.0×10²³mol^－1)
(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时，平均每个核子释放的能量为5.6×10^－13 J，求该核聚变过程中的质量亏损．

1930年科学家发现钋放出的射线贯穿能力极强，它甚至能穿透几厘米厚的铅板，1932年，英国年轻物理学家查德威克用这种未知射线分别轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核，测量出被打出的氢核和氮核的速度，并由此推算出这种粒子的质量．若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰，测出被打出的氢核最大速度为v_H＝3.3×10⁷m/s，被打出的氮核的最大速度v_N＝4.5×10⁶m/s，假定正碰时无机械能损失，设未知射线中粒子质量为m，初速为v，质子的质量为m′.
(1)推导被打出的氢核和氮核的速度表达式；
(2)根据上述数据，推算出未知射线中粒子的质量m与质子的质量m′之比．(已知氮核质量为氢核质量的14倍，结果保留三位有效数字)

如图为一列横波某时刻的波形图，已知该波沿＋x方向连续传播，传播速度为2 m/s.

(1)求波上质点P的振动周期并画出从该时刻计时开始的振动图象．
(2)如图所示，在探究共振现象的实验中发现：当作用在装置上MN间的驱动力的频率与上述横波的频率相同时，MN间五个单摆中D摆恰好发生共振．现测得D摆摆线长l＝99.6 cm.摆球的直径d＝0.8 cm，求当地重力加速度g.(结果取两位有效数字)

我国受印度洋板块和太平洋板块推挤，地震活动比较频繁，这次汶川地震是我国大陆内部地震，属于浅源地震，其破坏力度较大．地震波分三种：纵波(P波)，速度v_P＝9.9 km/s；横波(S波)，速度v_S＝4.5 km/s；面波(L波)，速度v_L＝1.4 m/s，

(1)位于震源上方汶川附近的地震观测点N处有水平摆A与竖直摆B(如图16甲)，地震发生时最先剧烈振动的是哪个摆？
(2)地震观测台T记录到的地震曲线假如如图16乙所示，则由图可知a、b、c三种波形各对应于哪种地震波？若在曲线图上测得P波与S波的时间差为5.80 s，则地震观测台T距震源Z多远？
(3)若地震P波沿直线传播到地震观测台T时，地表某标志物振动方向沿图丙中ZT方向，测得某时刻标志物的水平分位移x＝24 mm，竖直分位移y＝1.2 mm，由此估算震源深度．

如图，一透明球体置于空气中，球半径R＝10 cm，折射率n＝.MN是一条通过球心O的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，AB与MN间距为5 cm，CD为出射光线．

(1)补全光路并求出光从B点传到C点的时间；
(2)求CD与MN所成的角α.(需写出求解过程)

⑴在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为，该金属的逸出功为。若用波长为（）的单色光做该实验，则其遏止电压为。已知电子的电荷量、真空中的光速和布朗克常量分别为、和。
⑵如图，、、三个木块的质量均为。置于光滑的水平面上，、之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连。将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把和紧连，使弹簧不能伸展，以至于、可视为一个整体。现以初速沿、的连线方向朝运动，与相碰并粘合在一起。以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使与、分离。已知离开弹簧后的速度恰为。求弹簧释放的势能。

在一个放射源水平放射出和三种射线，垂直射入如图所示磁场。区域和的宽度均为，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感强度大小相等，方向相反（粒子运动不考虑相对论效应）。
（1）若要筛选出速率大于的粒子进入区域，要磁场宽度与B和的关系。
（2）若，（是光速度），则可得；粒子的速率为，计算和射线离开区域时的距离；并给出去除和射线的方法。
（3）当满足第（1）小题所给关系时，请给出速率在区间的粒子离开区域时的位置和方向。
（4）请设计一种方案，能使离开区域的粒子束在右侧聚焦且水平出射。
已知：电子质量，粒子质量，电子电荷量，。

如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从狭缝射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为的偏转电场，最后打在照相底片上。已知同位素离子的电荷量为，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为的匀强电场和磁感应强度大小为的匀强磁场，照相底片与狭缝、的连线平行且距离为，忽略重力的影响。

(1)求从狭缝射出的离子速度的大小；

(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度方向飞行的距离为，求出与离子质量之间的关系式（用、、、、、表示）。

如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒和放在导轨上，与导轨垂直开良好接触。斜面上水平虚线以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的棒恰好静止。当棒运动到磁场的上边界处时，撤去拉力，棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b棒已滑离导轨。当棒再次滑回到磁场上边界处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知棒、棒和定值电阻的阻值均为，棒的质量为，重力加速度为，导轨电阻不计。求
（1）棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，棒中的电流强度与定值电阻中的电流强度之比；
（2）棒质量；   
（3）棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力。

如图所示，物体放在足够长的木板上，木板静止于水平面。时，电动机通过水平细绳以恒力拉木板，使它做初速度为零，加速度的匀加速直线运动。已知的质量和B的质量均为,、之间的动摩擦因数，与水平面之间的动摩擦因数，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度取。求

（1）物体刚运动时的加速度
（2）时，电动机的输出功率；
（3）若时，将电动机的输出功率立即调整为，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，时物体A的速度为。则在到这段时间内木板的位移为多少？

甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比。

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(1)一振动周期为，振幅为，位于=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动，该波源产生的一维简谐横波沿轴正向传播，波速为，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点，关于质点振动的说法正确的是。

A．	振幅一定为
B．	周期一定为
C．	速度的最大值一定为
D．	开始振动的方向沿轴向上或向下取决于它离波源的距离
E．	若点与波源距离，则质点的位移与波源的相同

(2)一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面镀银（图中粗线），表示半圆截面的圆心。一束光线在横截面内从点的入射角为30º，=60º，=30º。求
（ⅰ）光线在点的折射角；
（ⅱ）透明物体的折射率。