【題目】(1)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),除了類似太陽系的恒星-行星系統(tǒng),還存在許多雙星系統(tǒng),通過對它們的研究,使我們對宇宙有了較深刻的認(rèn)識。雙星系統(tǒng)是由兩個(gè)星體構(gòu)成,其中每個(gè)星體的線度(直徑)都遠(yuǎn)小于兩星體間的距離,一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠(yuǎn),可以當(dāng)做孤立系統(tǒng)處理。已知某雙星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量都是M0,兩者相距L,它們正圍繞兩者連線的中點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,引力常量為G。 求:

該雙星系統(tǒng)中星體的加速度大小a;

該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動周期T。

(2)微觀世界與宏觀世界往往存在奇妙的相似性。對于氫原子模型,因?yàn)樵雍说馁|(zhì)量遠(yuǎn)大于電子質(zhì)量,可以忽略原子核的運(yùn)動,形成類似天文學(xué)中的恒星-行星系統(tǒng),記為模型。另一種模型認(rèn)為氫原子的核外電子并非繞核旋轉(zhuǎn),而是類似天文學(xué)中的雙星系統(tǒng),核外電子和原子核依靠庫侖力作用使它們同時(shí)繞彼此連線上某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,記為模型。已知核外電子的質(zhì)量為m,氫原子核的質(zhì)量為M,二者相距為r,靜電力常量為k,電子和氫原子核的電荷量大小均為e。

模型中系統(tǒng)的總動能分別用Ek Ek表示,請推理分析,比較Ek Ek的大小關(guān)系;

模型、中核外電子做勻速圓周運(yùn)動的周期分別用TT表示,通常情況下氫原子的研究采用模型的方案,請從周期的角度分析這樣簡化處理的合理性。

【答案】(1) ① (2) ①,因?yàn)?/span>M>>m,可得TT,所以采用模型更簡單方便。

【解析】1根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有:

解得

由運(yùn)動學(xué)公式可知,

解得

2模型中,設(shè)電子和原子核的速度分別為v對于電子繞核的運(yùn)動,根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律有

解得:

模型中,設(shè)電子和原子核的速度分別為v1、v2,電子的運(yùn)動半徑為r1,原子核的運(yùn)動半徑為r2。根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律

對電子有: ,解得

對于原子核有: ,解得

系統(tǒng)的總動能:Ek=Ek1+ Ek2=

即在這兩種模型中,系統(tǒng)的總動能相等。

模型中,根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律有

,解得

模型中,電子和原子核的周期相同,均為T

根據(jù)庫侖定律和牛頓第二定律

對電子有 , 解得

對原子核有 , 解得

r1+r2=r,將以上兩式代入,可解得

所以有

因?yàn)?/span>M>>m,可得TT,所以采用模型更簡單方便。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖甲所示,在某介質(zhì)中波源A、B相距d=20m;t=0時(shí)兩者開始上下振動,A只振動了半個(gè)周期,B連續(xù)振動,已知兩波源之間連線上距A點(diǎn)1m處的質(zhì)點(diǎn)Ct=0t=22s內(nèi)所經(jīng)過的路程為128cm,開始階段兩波源的振動圖像如圖乙所示(AB所形成的波傳播速度大小相同)

)在t=0t=22s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)C遇到從B發(fā)出的波在前進(jìn)過程中的波峰的個(gè)數(shù)

)波源A、B所形成的波的傳播速度是多少?

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【題目】某時(shí)刻,兩車從同一地點(diǎn)、沿同一方向做直線運(yùn)動。下列關(guān)于兩車的位移x、速度v隨時(shí)間t變化的圖象中,能反映t1時(shí)刻兩車相遇的是

A. B.

C. D.

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【題目】中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí),質(zhì)量虧損為,相應(yīng)的能量是氘核的結(jié)合能。下列說法正確的是(

A. 用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí),氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子

B. 用能量等于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí),氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子,它們的動能之和為零

C. 用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí),氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子,它們的動能之和為零

D. 用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí),氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子,它們的動能之和不為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體在某段運(yùn)動中,下列說法正確的是(  )

A. 瞬時(shí)速度的方向一定與位移的方向相同

B. 瞬時(shí)速度的大小和方向始終不變

C. 平均速度的方向可能與位移的方向相反

D. 位移的大小可能等于路程

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【題目】圖甲是某人站在力傳感器上做下蹲、起跳動作的示意圖,點(diǎn)P是他的重心位置。圖乙是根據(jù)力傳感器采集到的數(shù)據(jù)作出的力-時(shí)間圖線。兩圖中ag各點(diǎn)均對應(yīng),其中有幾個(gè)點(diǎn)在圖甲中沒有畫出。g10m/s2。根據(jù)圖像分析可知( )

A. 此人的重力為750N

B. b點(diǎn)是此人下蹲至最低點(diǎn)的位置

C. 此人在f點(diǎn)的加速度等于零

D. 此人在d點(diǎn)的加速度等于20m/s2

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【題目】如圖為豎直放置的П形管,水銀柱在管中將兩端密封的理想氣體隔開。穩(wěn)定時(shí),兩邊水銀柱液面高度差為h=10cm。則下列方法中,一定能使h變大的是( )

A. 使П形管兩端密封氣體升高相同的溫度

B. 將П形管整體在豎直平面內(nèi)左轉(zhuǎn)90°

C. 將П形管整體由豎直變?yōu)樗椒胖?/span>

D. 讓?dǎo)毙喂苷w保持豎直做自由落體運(yùn)動

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【題目】在運(yùn)動會上,運(yùn)動員在標(biāo)準(zhǔn)400m跑道的第一跑道上比賽,按規(guī)定跑完1500m,則運(yùn)動員的位移大小是

A. 100m B. 1500m C. 0 D. 無法確定

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A. 單色光ac的頻率相同,但a更強(qiáng)些

B. 單色光ac的頻率相同,但c更強(qiáng)些

C. 單色光b的頻率大于a的頻率

D. 單色光b的頻率小于a的頻率

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