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【題目】能量轉化和守恒是自然界中一條普遍規(guī)律。請結合相關知識完成下列問題:

1)機械運動中的能量轉化和守恒。

如圖所示,以光滑斜面固定在水平面上,斜面傾角為θ,長度為L。一質量為m的小物塊由靜止開始,由斜面頂端滑到底端,求此過程中重力做的功,并說明能量轉化情況。

2)電磁感應中的能量轉化和守恒。

如圖所示,在垂直于紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場中,兩根光滑平行金屬軌道,MN、PQ固定在豎直平面內,相距為L,電阻不計,中間連接阻值為R的電阻。電阻為r的金屬導體棒ab垂直于MN、PQ放在導軌上,且與軌道接觸良好,以速度v豎直向下做勻速運動。探究此過程中,在時間t內重力做的功與感應電流的電功之間的關系,并說明能量轉化情況。

3)機械能與內能轉化和守恒。

理想氣體的分子可視為質點,分子間除相互碰撞外,無相互作用力。如圖所示,正方體容器密封著一定質量的某種理想氣體。每個氣體分子的質量為m,已知該理想氣體分子平均動能與溫度的關系為Ek=kTk為常數(shù),T為熱力學溫度)。如果該正方體容器以水平速度u勻速運動,某時刻突然停下來,求該容器中氣體溫度的變化量T。(容器與外界不發(fā)生熱傳遞)

【答案】見解析

【解析】1)物塊下滑過程中重力做功,重力勢能轉化為物塊的動能,總的機械能不變。

2)導體棒下落過程產生的電動勢,感應電流;

因導體棒勻速下落,有: ;

這段時間內感應電流的電功是;

所以

在此過程中,重力克服安培力做功,重力做功數(shù)值等于電流做的功,減少的重力勢能等于電路中產生的電能,電能通過電流做功轉化為內能。

3)設氣體初始溫度為,末溫度為,容器中氣體分子總數(shù)為N;

初始時分子平均動能,末態(tài)時分子平均動能;

由能量守恒,氣體的動能轉化為氣體的內能, ;

解得

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,邊長為L的正方形單匝線圈abcd,電阻r,外電路的電阻為R,a、b的中點和cd的中點的連線恰好位于勻強磁場的邊界線上,磁場的磁感應強度為B,若線圈從圖示位置開始,以角速度繞軸勻速轉動,則以下判斷正確的是

A.圖示位置線圈中的感應電動勢最大為Em=BL2

B.閉合電路中感應電動勢的瞬時值表達式為

C.線圈轉動一周的過程中,電阻R上產生的熱量為Q=

D.線圈從圖示位置轉過180o的過程中,流過電阻R的電荷量為

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【題目】如圖所示,矩形線圈abcd與理想變壓器原線圈組成閉合電路.線圈在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉動,磁場只分布在bc邊的左側,磁感應強度大小為B,線圈面積為S,轉動角速度為ω,匝數(shù)為N,線圈電阻不計.下列說法正確的是(  )

A. 將原線圈抽頭P向下滑動時,燈泡變暗

B. 將電容器的上極板向上移動一小段距離,燈泡變暗

C. 圖示位置時,矩形線圈中瞬時感應電動勢為零

D. 若線圈abcd轉動的角速度變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍,則變壓器原線圈電壓的有效值也變?yōu)樵瓉淼?/span>2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】光照在某金屬表面上發(fā)生了光電效應。若只減弱光的強度,而保持頻率不變,則(。

A. 有可能不發(fā)生光電效應

B. 逸出的光電子的最大初動能將減小

C. 單位時間內從金屬表面逸出的光電子數(shù)將減少

D. 從光照射到金屬表面到有光電子逸出的時間明顯增加

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【題目】如圖所示,在屏MN的上方有磁感應強度為B的勻強磁場,磁場的方向垂直紙面向里,P為屏上的一個小孔,PCMN垂直,一群質量為m、帶電量為q的粒子(不計重力),以相同的速率v,從P處沿垂直于磁場的方向射入磁場區(qū)域.粒子入射方向在與磁場B垂直的平面內,且散開在與PC夾角為的范圍內,則在屏MN上被粒子打中區(qū)域的長度為

A.

B.

C.

D.

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【題目】如圖所示,質量為m的木塊A放在水平面上的質量為M的斜面B上,現(xiàn)用大小相等方向相反的兩個水平推力F分別作用在AB上,A、B均保持靜止不動。則( )

A. AB之間一定存在摩擦力 B. B與地面之間一定存在摩擦力

C. BA的支持力一定等于mg D. 地面對B的支持力大小一定等于(m+M)g

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直平面內有水平向右、場強為E=1×104 N/C的勻強電場.在勻強電場中有一根長L=2 m的絕緣細線,一端固定在O點,另一端系一質量為0.08 kg的帶電小球,它靜止時懸線與豎直方向成37°角,若小球獲得初速度恰能繞O點在豎直平面內做圓周運動,取小球在靜止時的位置為電勢能零點和重力勢能零點,cos37°=0.8,g10 m/s2.下列說法正確( )

A. 小球的帶電荷量q=6×105 C

B. 小球動能的最小值為1J

C. 小球在運動至圓周軌跡上的最高點時有機械能的最小值

D. 小球繞O點在豎直平面內做圓周運動的電勢能和機械能之和保持不變,且為4J

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【題目】如圖所示是網球發(fā)球機,某次室內訓練時將發(fā)球機放在距地面一定的高度,然后向豎直墻面發(fā)射網球。假定網球水平射出,某兩次射出的網球碰到墻面時與水平方向夾角分別為300600,若不考慮網球在空中受到的阻力,則

A. 兩次發(fā)射的初速度之比為 3

B. 碰到墻面前空中運動時間之比為1

C. 下降高度之比為1

D. 碰到墻面時動能之比為31

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【題目】汽車在平直公路上做剎車試驗,若從t=0時起汽車在運動過程中的位移與速度的平方之間的關系如圖所示,下列說法正確的是

A. 從圖像中可以看出,t=0時汽車位于距坐標原點10m

B. 剎車過程持續(xù)的時間為2s

C. 剎車過程前3s內汽車的位移為7.5m

D. 剎車過程汽車的加速度大小為10m/s

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