问题 计算题

如图所示,物块C质量mc=4kg,上表面光滑,左边有一立柱,放在光滑水平地面上。一轻弹簧左端与立柱连接,右端与物块B连接,mB=2kg;竖直放置的半径R=1.8m的光滑四分之一圆弧最低点的切线水平,且与物块C上表面在同一水平面上。物块A从圆弧的顶点静止释放,达到最低点时炸裂成质量m1=2kg,m2=1kg的两个物块1和2,物块1水平向左运动与B粘合在一起,物块2具有水平向右的速度,刚好回到圆弧的最高点。A、B都可以看着质点。取g="10" m/s2。求:

(1) 物块A炸裂时增加的机械能△E是多少?

(2) 在以后的过程中,弹簧最大的弹性势能Epm是多大?

答案

设物块A炸裂前的速度为v0,由动能定理

设物块1的初速度为v1,物块2的初速度为v2,则v2=v0

由动量守恒定律得mAv0= m1v1-m2v2

而mA=m1+m2,解得v1=12m/s

,解得△E ="108" J

(2) 设物块1 与B粘合在一起的共同速度为vB,由动量守恒m1v1=(m1+mB)vB,所以vB="6" m/s

在以后的过程中,当物块C和1、B的速度相等时,弹簧的弹性势能最大,设共同速度为vm,由动量守恒    (m1+mB)vB = (m1+mB+mC)vm,有vm="3" m/s

由能量守恒得,得Epm=" 36" J

阅读理解与欣赏

阅读下面的文字,完成文后各题(12分)

按照进化论的观点,生物都有一个共同的起源,它们都是通过一个至今仍在延续的过程逐渐转变和发展起来的,这除了博物学家的观察之外,还有分子生物学展现的一些“证据”。

其中一个重要的“证据”就是在研究一种特殊蛋白质时所发现的细胞色素C。所有的生物有机体都需要这种细胞色素C,以便通过它呼吸氧化食物分子获得能量。它在进化过程中的出现为多细胞的有机体的产生做出了极其重要的贡献。这种细胞色素C是由104个氨基酸构成的,这些氨基酸围绕着一个玫瑰花形的、中心有一个铁原子的血红素基团。这些氨基酸的位置可以变化而分子的结构不变:在人和黑猩猩身上相同的,而在人和马身上就有了区别(104个中有12个位置不同),在人和粮食霉菌上则达到了最大区别(104个中有44个位置不同)。两个如此不同的蛋白链为什么能有相似的功能呢?答案是这样的:即大多数的氨基酸是可以相互置换的,只有一些(在我们熟知的所有物种中仅有35个)不能在蛋白质还没有停止其活动时被替代。另一方面,从进化的观点看,这种区别是很重要的:现在分离开的两个有机体的共同祖先距今时间越远,其氨基酸的排列顺序发生的改变就越大。

细胞色素C以其古老和易于获得结晶而引起了有关生物学家的极大重视,有助于通过分析不同物种的细胞色素C的区别,掌握其有关进化的很多信息,估计生物的主要属种发生进化的可能时间。这样绘制的进化谱系图与传统方法绘制的谱系图相一致:氨基酸排列顺序的对照就成为研究进化过程的一种宝贵的工具和手段。

小题1:下列对细胞色素C的解说,不正确的一项是

A.细胞色素C被发现后,进化论关于生物有一个共同的起源的观点终于得以证明。

B.细胞色素C在所有的生物有机体中分子结构不变。

C.细胞色素C是生物有机体进行呼吸的基本要素。

D.细胞色素C由氨基酸构成,而氨基酸的排列顺序大都可以变化。小题2:对文中加点的“相似的功能”理解正确的一项是

A.促使多细胞的有机体产生。

B.区别开人和马、人和粮食霉菌。

C.在蛋白质活动或停止活动时相互置换。

D.通过呼吸氧化食物分子获得能量。小题3:下面对“所有的生物有机体都需要这种细胞色素C,以便通过呼吸氧化食物分子获得能量”这句话的理解正确的一项是

A.所有的生物有机体都有细胞色素C。

B.如果缺乏细胞色素C,生物有机体就会死亡。

C.细胞色素C可以给生物有机体供给能量。

D.细胞色素C可以呼吸氧化食物分子获得能量。

小题4:选出不符合文章内容的一项

A.因为细胞色素C非常古老,所以通过对它的研究,可以估计生物的主要属种发生进化的可能时间。

B.两个分离开的有机体的细胞色素C中氨基酸排列顺序越接近,说明它们的共同祖先距今距离越近。

C.氨基酸的序列,不同的物种有不同的变化,尽管有一些位置上的氨基酸在所有的物种中都是一致的。

D.除了35个不能在蛋白质还没有停止活动时被替换的氨基酸外,其他的氨基酸可以相互置换。

选择题