如图是世界物理学史上两个著名实验的装置图,下列有关实验的叙述正确的是
A.图甲是粒子散射实验装置,卢瑟福指导他的学生们进行粒子散射实验研究时,发现了质子和中子
B.图甲是粒子散射实验装置,汤姆孙根据粒子散射实验,提出了原子“枣糕模型”结构
C.图乙是研究光电效应的实验装置,根据光电效应规律,超过极限频率的入射光频率越大,则光电子的最大初动能越大
D.图乙是研究光电效应的实验装置,根据光电效应规律,超过极限频率的入射光光照强度一定,则光的频率越大所产生的饱和光电流就越大
C
【解析】
AB、图甲是粒子散射实验装置,卢瑟福提出了核式结构模型;卢瑟福通过用粒子轰击氮原子放出氢核,发现了质子;查得威克发现了中子;汤姆孙通过研究阴极射线中粒子的性质发现了电子,故选项A、B错误;
C、图乙是研究光电效应的实验装置,根据光电效应方程可知超过极限频率的入射光频率越大,则光电子的最大初动能越大,故选项C正确;
D、光较强时,包含的光子数较多,照射金属时产生的光电子较多,因而饱和电流较大,入射光的光强一定时,频率越大,光电子的最大初动能最越大,而不是所产生的饱和光电流就越大,故选项D错误.
如图所示,一光滑半圆形轨道固定在水平地面上,圆心为O、半径为R,一根轻橡皮筋一端连在可视为质点的小球上。另一端连在距离O点正上方R处的P点。小球放在与O点等高的轨道上A点时,轻橡皮筋处于原长。现将小球从A点由静止释放,小球沿圆轨道向下运动,通过最低点B时对圆轨道的压力恰好为零。已知小球的质量为m,重力加速度为g,则小球从A点运动到B点的过程中下列说法正确的是( )
A.小球通过最低点时,橡皮筋的弹力等于mg
B.橡皮筋弹力做功的功率逐渐变大
C.小球运动过程中,橡皮筋弹力所做的功等于小球动能增加量
D.小球运动过程中,机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量
D
【解析】
小球运动到最低点时,根据牛顿第二定律可得F-mg=m,橡皮筋的弹力F=mg+m,故F大于mg,故A错误;根据P=Fvcosα可知,开始时v=0,则橡皮筋弹力做功的功率P=0.在最低点速度方向与F方向垂直,α=90°,则橡皮筋弹力做功的功率P=0,故橡皮筋弹力做功的功率先变大后变小,故B错误;小球运动过程中,根据动能定理知,重力做功和橡皮筋弹力所做的功之和等于小球动能增加量,故C错误。小球和弹簧组成的系统机械能守恒,知小球运动过程中,机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量,故D正确。
电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线)。图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面。当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一电压表(内阻很大)的两端连接,U表示测得的电压值。则可求得流量为( )
A. B. C. D.
A
【解析】
将流量计上、下两表面分别与一电压表(内阻很大)的两端连接,U表示测得的电压值,
那么电动势E=U;根据粒子平衡得, 联立两式解得,。则流量Q=vS=vbc= .故A正确,BCD错误。
一含有理想变压器的电路如图所示,交流电源输出电压的有效值不变,图中三个电阻R完全相同,电压表为理想交流电压表,当开关S断开时,电压表的示数为U0;当开关S闭合时,电压表的示数为.变压器原、副线圈的匝数比为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
B
【解析】
设变压器原、副线圈匝数之比为k,当开关断开时,副线圈电压为,根据欧姆定律得副线圈中电流为:,则原线圈中电流为:,则交流电的输出电压为:①;当S闭合时,电压表的示数为,则副线圈的电压为,根据欧姆定律得:,则原线圈中电流为:,则交流电的输出电压为:②;①②联立解得k=6,故B正确.
如图所示为鱼饵自动投放器的装置示意图,其下部是一个高度可以调节的竖直细管,上部是四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向.竖直细管下端装有原长为L0的轻质弹簧,弹簧下端与水面平齐,将弹簧压缩并锁定,把鱼饵放在弹簧上.解除锁定当弹簧恢复原长时鱼饵获得速度v0.不考虑一切摩擦,重力加速度取g,调节竖直细管的高度,可以改变鱼饵抛出后落水点距管口的水平距离,则该水平距离的最大值为
A.+L0 B.+2L0 C.-L0 D.-2L0
A
【解析】
设弹簧恢复原长时弹簧上端距离圆弧弯管口的竖直距离为h,根据动能定理有-mgh=,鱼饵离开管口后做平抛运动,竖直方向有h+L0=gt2,鱼饵被平抛的水平距离x=vt,联立解得,所以调节竖直细管的高度时,鱼饵被投放的最远距离为+L0,选项A正确.
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