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    水平光滑轴上用长L的轻绳静止悬挂一小球，t=0时刻，对小球施加一瞬时水平向右的冲量I1。当t＝3T时，再次给小球施加一与I1同方向的瞬时冲量I2，小球才恰好能到达最高点。已知小球始终在圆周上运动，求（）的最大值？


    解析:

    本题考查了动量定理、竖直平面内的圆周运动、机械能守恒定律等内容。考查了考生综合应用知识分析解决问题的能力。这类问题的关键在于通过受力分析、运动过程的分析，找出临界状态及临界条件进行求解。

    两次施加水平冲量后小球恰好能到达最高点，说明总的能量是一定值即，小球始终在圆周上运动易得第一次能量有最大值(即冲量有最大值)是使小球运动到与轴水平的位置，从而知第二次能量有最小值(即冲量有最小值) ，因此（）有最大值。

    由动量定理，得小球受冲量I1后速度V1为

    ，

    又因小球始终在圆周上运动，分析知此情况下最大运动范围是轴下方的半个圆周，由机械能守恒定律可得第一次冲量最大值I1max

    。

    同理分析经过周期的整数倍数的时间，小球到最低点恰好向右运动，此时又施加了水平向右的冲量I2， 最低点到最高点的过程中，由机械能守恒定律得

    ，

    V2是小球到最高点的临界速度

    ，

    所以由上述公式得I2的最小值为，则。

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，如都作答则按A、B两小题评分．）
    A．（选修模块3-3）
    （1）下列说法中正确的是
    B
    B

    A．布朗运动是分子的无规则热运动
    B．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大
    C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体
    D．机械能不可能全部转化为内能
    （2）如图1所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中
    CD
    CD

    A．气体的内能增大
    B．气缸内分子平均动能增大
    C．气缸内气体分子密度增大
    D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

    （3）在做用油膜法估测分子的大小实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得50滴这样的溶液为1mL．把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸正方形小方格的边长为20mm．则油酸膜的面积是
    2.4×10-2
    2.4×10-2
    m2，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
    1.2×10-11
    1.2×10-11
    m3，根据上述数据，可估算出油酸分子的直径．
    B．（选修模块3-4）
    （1）关于对光现象的解释，下列说法中正确的是
    AC
    AC
    ．
    A．自然光斜射到玻璃表面时，反射光和折射光都是偏振光
    B．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
    C．光纤导光利用了光的全反射规律
    D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
    （2）一列横波沿x轴正方向传播，在t0=0时刻的波形如图3所示，波刚好传到x=3m处，此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点
    后
    后
    （选填“先”、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过△t时间，在x轴上-3m～3m区间内的波形与t0时刻的正好相同，则△t=
    0.4ns（n=1，2，3┅）
    0.4ns（n=1，2，3┅）
    ．
    （3）某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图4所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移一时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls，则弹簧振子的振动频率为
    0.5
    0.5
    Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=
    5cosлt
    5cosлt
    cm．

    C．（选修模块3-5）
    （1）下列关于原子和原子核的说法正确的是
    B
    B
    ．
    A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
    B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
    C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
    D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
    （2）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级      示意图如图5所示，那么
    金属 铯 钙 镁 钛
    逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
    ①氢原子可能发射
    6
    6
    种频率的光子．
    ②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是
    6.15×1014
    6.15×1014
    Hz，用这样的光子照射右表中几种金属，金属
    铯
    铯
    能发生光电效应，发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是
    0.65
    0.65
    eV．（普朗克常量h=6?63×10-34J?S，1eV=1.6×10-19J）
    （3）在氘核
     
    2
    1
    H    和氚核
     
    3
    1
    H    结合成氦核
     
    4
    2
    He    的核反应方程如下：
     
    2
    1
    H+
     
    3
    1
    H→
     
    4
    2
    He+
     
    1
    0
    n+17.6MeV
    ①这个核反应称为
    聚变
    聚变

    ②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6MeV是核反应中
    放出
    放出
    （选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量
    减少
    减少
    （选填“增加”或“减少”）了
    3×10-29
    3×10-29
    ㎏（保留一位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    水平光滑轴上用长L的轻绳静止悬挂一小球，t=0时刻，对小球施加一瞬时水平向右的冲量I1，当t＝3T时，再次给小球施加一与I1同方向的瞬时冲量I2，小球才恰好能到达最高点。已知小球始终在圆周上运动，求（）的最大值？

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    科目：高中物理 来源：2010-2011学年山东省莱芜市高三（上）段考物理试卷（11月份）（解析版） 题型：解答题

    A、B两球（视为质点）质量分别为m1与m2，用一劲度系数为K的轻质弹簧相连，一长为l1的细线与B球相连，置于水平光滑桌面上，细线的另一端拴在竖直轴OO′上，如图所示．当m1与m2均以角速度ω绕竖直轴OO'做匀速圆周运动时，弹簧长度为l2．求：
    （1）弹簧原长l多大？
    （2）绳子张力多大？

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    科目：高中物理 来源：2011年江苏省无锡一中高考物理二轮复习卷（一）（解析版） 题型：解答题

    选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，如都作答则按A、B两小题评分．）
    A．（选修模块3-3）
    （1）下列说法中正确的是______
    A．布朗运动是分子的无规则热运动
    B．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大
    C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体
    D．机械能不可能全部转化为内能
    （2）如图1所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中______
    A．气体的内能增大
    B．气缸内分子平均动能增大
    C．气缸内气体分子密度增大
    D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

    （3）在做用油膜法估测分子的大小实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得50滴这样的溶液为1mL．把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸正方形小方格的边长为20mm．则油酸膜的面积是______m2，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______m3，根据上述数据，可估算出油酸分子的直径．
    B．（选修模块3-4）
    （1）关于对光现象的解释，下列说法中正确的是______．
    A．自然光斜射到玻璃表面时，反射光和折射光都是偏振光
    B．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
    C．光纤导光利用了光的全反射规律
    D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
    （2）一列横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图3所示，波刚好传到x=3m处，此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点______（选填“先”、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过△t时间，在x轴上-3m～3m区间内的波形与t时刻的正好相同，则△t=______．
    （3）某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图4所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移一时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls，则弹簧振子的振动频率为______Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=______cm．

    C．（选修模块3-5）
    （1）下列关于原子和原子核的说法正确的是______．
    A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
    B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
    C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
    D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
    （2）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级      示意图如图5所示，那么
    金属铯钙镁钛
    逸出功W/eV1.92.73.74.1
    ①氢原子可能发射______种频率的光子．
    ②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是______Hz，用这样的光子照射右表中几种金属，金属______能发生光电效应，发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是______eV．
    （3）在氘核和氚核结合成氦核的核反应方程如下：
    ①这个核反应称为______
    ②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6MeV是核反应中______（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量______（选填“增加”或“减少”）了______㎏（保留一位有效数字）

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