【題目】如圖所示,空中等間距分布水平方向的條形勻強(qiáng)磁場,豎直方向磁場區(qū)域足夠長,磁感應(yīng)強(qiáng)度均一樣,每一條形磁場區(qū)域的寬及相鄰條形磁場區(qū)域的間距均為d,F(xiàn)讓一邊長為L(L<d)、質(zhì)量為m、總電阻為R的勻質(zhì)正方形線框 MNOP受到瞬時的水平?jīng)_量I0,使線框從左側(cè)磁場邊緣水平進(jìn)入磁場。(不計空氣阻力)
(1)線進(jìn)入磁場的過程中,MN邊相當(dāng)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的“電源”,這“電源”的非靜電與什么力有關(guān)?
(2)線剛穿過第一個磁場區(qū)域后水平速度變?yōu)関1,求線完全處在第一個磁場中時的水平速度大小v;
(3)若L=0.2m,m=0.1kg,R=0.1Ω,d=0.5m,I0=0.9Ns,且每個區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,求線框從剛進(jìn)入磁場到開始豎直下落的過程中已穿過完整條形磁場的區(qū)域個數(shù)n和產(chǎn)生的焦耳熱Q。
【答案】(1)與洛倫茲力有關(guān)(2)(3)5;
【解析】
(1)根據(jù)運動電荷在磁場中受到洛倫茲力分析“電源”產(chǎn)生的電動勢;
(2)線圈進(jìn)入磁場和出離磁場的過程,分別用動量定理列式求解線圈完全處在第一個磁場中時的水平速度;
(3)對線圈完全穿過磁場的整個過程運用動量定理結(jié)合電量的公式以及能量關(guān)系求解產(chǎn)生的焦耳熱;
(1)線進(jìn)入磁場的過程中,MN邊相當(dāng)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的“電源”,導(dǎo)體內(nèi)的電荷受洛倫茲力作用產(chǎn)生定向移動,從而形成電流,所以這“電源”的非靜電洛倫茲力有關(guān);
(2)初速度為:
線框進(jìn)入第一個磁場區(qū)域過程,水平方向由動量定理:
既有:BLq=mv0-mv
線圈出第一個磁場區(qū)域過程,水平方向由動量定理:
既有:BLq=mv-mv1
由以上方程解得:
(3)線框剛開始豎直下落時水平方向的速度為0;設(shè)已穿過完整條形磁場區(qū)域n個,整個過程中由動量定理:2nBLq=mv0-0;
解得:
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【題目】如圖所示,長均為L、質(zhì)量均為m的A、B兩個相同的長木板靠在一起鎖定在光滑水平面上,一個質(zhì)量為為的滑塊C從長木板A的左端以大小為v0的初速度滑上長木板,結(jié)果剛好能停在長木板B的右端,不計滑塊C的大小,求:
(1)滑塊C與A、B間的動摩擦因數(shù)及滑塊C滑行的時間;
(2)若解除鎖定,再讓滑塊C以同樣的初速度滑上長木板A,則最終A、B的速度分別為多少?
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【題目】物理學(xué)家通過對實驗的深入觀察和研究,獲得正確的科學(xué)認(rèn)知,推動物理學(xué)的發(fā)展。下列說法符合事實的是( 。
A. 盧瑟福通過粒子散射實驗,證實了原子核內(nèi)存在質(zhì)子和中子
B. 約里奧居里夫婦用粒子轟擊發(fā)現(xiàn)了人工放射性同位素
C. 普朗克提出了光子說,成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象
D. 密立根通過陰極射線在電場中和在磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成,并測出了該粒子的比荷
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【題目】底面積,S=40 cm2、高L0=15 cm的圓柱形汽缸開口向上固定在水平地面上,開口處兩側(cè)有擋板,如圖所示。缸內(nèi)有一可自由移動的質(zhì)量為m=2kg的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,不可伸長的細(xì)線一端固定在活塞上,另一端跨過兩個光滑定滑輪拉著質(zhì)量為M=10kg的物體A。開始時,氣體溫度tl:27℃,活塞到缸底的距離L1=l0cm,物體A的底部離地面高h1=4cm,對汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱使活塞緩慢上升。已知大氣壓強(qiáng)P0=1.0105 Pa, g=10m·s-2。求:
(1)物體A剛著地時氣體的溫度;
(2)活塞剛到達(dá)汽缸頂部時氣體的溫度。
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【題目】行星Ⅰ和行星Ⅱ繞某恒星的公轉(zhuǎn)可視為勻速圓周運動,忽略行星自轉(zhuǎn)影響。根據(jù)下表給出的數(shù)據(jù),行星Ⅱ和行星Ⅰ相比,下列說法正確的是( )
A. 行星Ⅱ的公轉(zhuǎn)周期較小
B. 行星Ⅱ的公轉(zhuǎn)線速度較大
C. 行星Ⅱ表面的重力加速度較大
D. 行星Ⅱ的第一宇宙速度較小
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【題目】關(guān)于氣體、固體,下列說法正確的是( 。
A. 一定量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),溫度升高時內(nèi)能一定增加
B. 盛有氣體的容器做減速運動時,容器中氣體的內(nèi)能隨之減小
C. 一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中,內(nèi)能一定增加
D. 因為石英是晶體,所以由石英制成的玻璃也是晶體
E. 單晶體具有天然規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按一定規(guī)律排列
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【題目】如圖所示,底板長度L=1 m、總質(zhì)量M=10 kg的小車放在光滑水平面上,原長為的水平輕彈簧左端固定在小車上.現(xiàn)將一質(zhì)量m=1 kg的鋼塊C(可視為質(zhì)點)放在小車底板上,用細(xì)繩連接于小車的A端并使彈簧壓縮,彈簧彈性勢能Ep0=8.14 J.開始時小車和鋼塊均靜止,現(xiàn)突然燒斷細(xì)繩,鋼塊被釋放,使鋼塊離開彈簧水平向右運動,與B端碰后水平向左反彈,碰撞時均不考慮系統(tǒng)機(jī)械能的損失.若小車底板上左側(cè)一半是光滑的,右側(cè)一半是粗糙的,且與鋼塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,取重力加速度g=10 m/s2.
①求鋼塊第1次離開彈簧后的運動過程中彈簧的最大彈性勢能Epmax.
②鋼塊最終停在何處?
【答案】①7.14 J ②0.36 m
【解析】試題分析:鋼塊和小車大作用的過程中,動量守恒,由能量守恒可求彈簧的最大彈性勢能Epmax,和鋼塊最終位置。
①燒斷細(xì)繩后,當(dāng)鋼塊第1次從B端返回后壓縮彈簧且與小車速度相等時,彈簧的彈性勢能最大,設(shè)此時速度為v1,則根據(jù)動量守恒定律有
得
根據(jù)能量守恒定律有
得Epmax=7.14 J
②鋼塊最終停在粗糙的底板上,此時小車與鋼塊的共同速度設(shè)為v2,則根據(jù)動量守恒定律有,得
根據(jù)能量守恒定律有
得xmax=8.14 m
又
鋼塊最終停止時與B端相距為
【題型】解答題
【結(jié)束】
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【題目】(18 分)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系第Ⅲ象限內(nèi)充滿+y 方向的勻強(qiáng)電場, 在第Ⅰ象限的某個圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(電場、磁場均未畫出);一個比荷為的帶電粒子以大小為 v 0的初速度自點沿+x 方向運動,恰經(jīng)原點O進(jìn)入第Ⅰ象限,粒子穿過勻強(qiáng)磁場后,最終從 x軸上的點 Q(9 d,0 )沿-y 方向進(jìn)入第Ⅳ象限;已知該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ,不計粒子重力。
(1)求第Ⅲ象限內(nèi)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大小;
(2) 求粒子在勻強(qiáng)磁場中運動的半徑R及時間t B;
(3) 求圓形磁場區(qū)的最小半徑rm。
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【題目】某學(xué)習(xí)小組在研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時,采用如圖甲所示的裝置,通過改變小托盤和砝碼總質(zhì)量m來改變小車受到的合力,通過加減鉤碼來改變小車總質(zhì)量M.
(1) 實驗中需要平衡摩擦力,應(yīng)當(dāng)取下_________(選填“小車上的鉤碼” 或“小托盤和砝碼”),將木板右端適當(dāng)墊高,直至小車在長木板上運動時,紙帶上打出來的點________。
(2) 圖乙為實驗中得到的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未畫出,所用交流電的頻率為50 Hz,從紙帶上測出x1=3.20 cm,x2=4.74 cm,x3=6.30 cm,x4=7.85 cm,x5=9.41 cm,x6=10.96 cm.小車運動的加速度大小為____m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
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【題目】關(guān)于庫侖定律,下列說法正確的是( )
A. 庫侖定律的適用范圍是真空中兩個點電荷間的相互作用
B. 根據(jù)公式,當(dāng)兩個點電荷距離趨于0時,電場力將趨于無窮大
C. 若點電荷Q1的電荷量大于Q2的電荷量,則Q1對Q2電場力大于Q2對Q1電場力
D. 庫侖定律適用于點電荷,點電荷其實就是體積很小的球體
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