題目列表(包括答案和解析)
(19分)如圖所示,質(zhì)量M=4.0kg的滑板B靜止于光滑的水平面上。滑板右端固定著一根輕質(zhì)彈簧,彈簧的自由端C到滑板左端的距離L=0.5m,在L=0.5m這一段滑板上B與木塊A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,而彈簧的自由端C到彈簧固定端D所對(duì)應(yīng)的滑板上表面光滑?梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的木塊A質(zhì)量m=1.0kg,靜止于滑板的左端。滑板B受水平向左的恒力F=14.0N,作用一定時(shí)間后撤去該力,此時(shí)木塊A恰好運(yùn)動(dòng)到滑板C處(g取10.0m/s2)。試求:(1)恒力F的作用時(shí)間t;(2)彈簧貯存的最大彈性勢能;(3)彈簧再次恢復(fù)原長時(shí),A、B速度各多大?分析論證A能否從B上落下?
(19分)如圖所示,光滑斜面的傾角a =30°,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長l1= 1m,bc邊的邊長l2 =0. 6ra,線框的質(zhì)量m = 1kg,電阻R=0. 1Ω,線框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用,已知F = 1ON.斜面上ef線(ef//gh)的右方有垂直斜面向上的均勻磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如B- t圖象所示,時(shí)間t是從線框由靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻起計(jì)的.如果線框從靜止開始運(yùn)動(dòng),進(jìn)人磁場最初一段時(shí)間是勻速的,ef線和gh的距離s =5.1m,取 g = 10m/s2.求:
(1) 線框進(jìn)人磁場前的加速度;
(2 )線框進(jìn)人磁場時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v;
(3) ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱
(19分)如圖甲所示,虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,MN下方存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場,兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。相距L=1.5 m的足夠長的金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,金屬棒的電阻Rab=Rcd=0.9Ω,ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75,F(xiàn)由靜止釋放cd棒,同時(shí)ab棒受方向豎直向上,大小按圖乙所示變化的外力F作用而運(yùn)動(dòng),經(jīng)研究證明ab棒做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),g取10m/s2。
(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度的大小;
(2)已知在前2s內(nèi)外力F做功為40J,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;
(3)求cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t0。
(19分)某種元素的原子能級(jí)圖如下圖甲所示,當(dāng)大量處于n= 4能級(jí)的原子自發(fā)向n= 2的低能級(jí)發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí),會(huì)發(fā)出各種不同頻率的光子,試求:
(1)從n= 4能級(jí)向n= 2能級(jí)躍遷,總共發(fā)出多少種光子?
(2)計(jì)算(1)問所得到的光子中能量最低的光子的頻率.(結(jié)果保留一位小數(shù),普朗克常數(shù)h= 6.63×10-34J·S)
(3)若用(1)問得到的這些光當(dāng)中頻率較高的兩種光(假定命名叫A、B光)來做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)(如下圖乙),當(dāng)用高頻率的A光做實(shí)驗(yàn)時(shí),在屏幕上的P點(diǎn)出現(xiàn)二級(jí)亮紋(規(guī)定中央亮紋為0級(jí)亮紋).不改變實(shí)驗(yàn)裝置任何部分,換用低頻率的B光再做此實(shí)驗(yàn)時(shí),P點(diǎn)將出現(xiàn)什么條紋?(要求:先用物理量的字母運(yùn)算,表達(dá)出用B光做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該是亮紋或暗紋的計(jì)算式,再代值計(jì)算得出數(shù)據(jù)結(jié)果,最后用文字說明是亮紋還是暗紋.即中間過程一律不代值計(jì)算)
(19分)如圖甲所示,豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場,電場和磁場的范圍足夠大,電場強(qiáng)度E=40N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,選定磁場垂直紙面向里為正方向。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=8×10-4kg、電荷量q=+2×10-4C的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度v=0.12m/s,O´是擋板MN上一點(diǎn),直線OO´與擋板MN垂直,取g=10m/s2。求:
(1)微粒再次經(jīng)過直線OO´時(shí)與O點(diǎn)的距離;
(2)微粒在運(yùn)動(dòng)過程中離開直線OO´的最大高度;
(3)水平移動(dòng)擋板,使微粒能垂直射到擋板上,擋板與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足的條件。
一、
二、6ABC 7ACD 8CD 9BD 10BC
三、11.⑴4/3; ⑵選用量程盡可能小的靈敏電流計(jì)。
12.(1)圓心O處
(2)B、C
(3)鐵絲距B(或A)
(4)由上面實(shí)驗(yàn)步驟知P′為鐵絲在P時(shí)的像,PC為入射光線,i、r為對(duì)應(yīng)入、折射角,由折射定律、折射率: 而
(用其他方法表示的結(jié)果正確也給分)
四、13.(1)a1 =
(2)v =
(3)21層樓房總高為
14.(1)①Fe的核子質(zhì)量較。虎谠有驍(shù)比Fe大的物質(zhì)核子平均隨原子序數(shù)增大而增大;③原子序數(shù)比Fe小的物質(zhì)核子平均質(zhì)量隨原子序數(shù)減小而增大。
(2)核反應(yīng)方程:4 (3)kg
15.(1)2;(2)0.75W
16.(1)(2)(3)
17.(1)∵,得:
帶電粒子進(jìn)入電場的速度方向沿O1O2,,則有,得
(2)從a點(diǎn)沿某一方向進(jìn)入磁場的粒子從b點(diǎn)飛出,軌道的圓心在C點(diǎn)。四邊形aObc是菱形,所以Cb∥Oa,即粒子飛出磁場的速度方向與OO1平行。
(3)粒子經(jīng)過電場,偏轉(zhuǎn)距離一定,所以能從電場中飛出的粒子是從中點(diǎn)O1到上板M之間區(qū)域進(jìn)入電場的粒子。設(shè)粒子從a點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向與aO夾角為θ時(shí)恰好能從M板邊緣進(jìn)入電場,則∠Obd=30o,所以∠Cab=∠Oab=30o,θ=30o,即粒子進(jìn)入磁場的方向應(yīng)在aO左側(cè)與aO夾角小于30o(或不大于30o)的范圍內(nèi)。
18.⑴ M靜止時(shí),設(shè)彈簧壓縮量為l0,則Mg=kl0
速度最大時(shí),M、m組成的系統(tǒng)加速度為零,則(M+m)g-k(l0+l1)=0
解得:l0=
[或:因M初位置和速度最大時(shí)都是平衡狀態(tài),故mg=kl1
解得:k=50N/m]
⑵ m下落h過程中,mgh=mv02
m沖擊M過程中, m v0=(M+m)v
所求過程的彈性勢能的增加量:ΔE=(M+m)g(l1+l2)+(M+m)v2
解得:ΔE=0.66J
(用彈性勢能公式計(jì)算的結(jié)果為ΔE=0.65J也算正確)
⑶ 在最低點(diǎn),M、m組成的系統(tǒng):k(l0+l1+l2)-(M+m)g=(M+m)a1
在最高點(diǎn),對(duì)m:mg-N=m a2
根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知:a1=a2
解得:a1=a2=
[或:由簡諧運(yùn)動(dòng)易知,其振幅A=l2,
在最低點(diǎn),kA=(M+m)a 1
故在最高點(diǎn)對(duì)m有mg-N=m a2
根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知:a1=a2
解得:N=0.2N
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