【题目】在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为m1、m2,弹簧劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开挡板C时,物块A运动的距离为d,速度为v。 则此时
A. B的质量满足m2gsin θ=kd
B. A的加速度为
C. 拉力做功的瞬时功率为Fvsin θ
D. 此过程中,弹簧弹性势能的增加量为Fd-m1gdsinθ-m1v2
【答案】D
【解析】开始A、B组成的系统处于静止状态,弹簧弹力等于A的重力沿斜面向下的分力,当B刚要离开挡板C时,弹簧的弹力等于B的重力沿斜面向下的分力,故m2gsin θ=kx2,x2为弹簧相对于原长的伸长量,但由于开始时弹簧是压缩的,故d>x2,m2gsin θ<kd,故A错误;当B刚要离开挡板C时,对A根据牛顿第二定律有:F-m1gsin θ-kx2=m1a,已知m1gsin θ=kx1,x1+x2=d,所以A的加速度为,故B错误;拉力的瞬时功率P=Fv,故C错误;根据功能关系,弹簧弹性势能的增加量等于拉力做的功减去系统动能和重力势能的增加量,即为,故D正确。所以D正确,ABC错误。
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【题目】如图所示,用折射率的玻璃制成30°角的三棱镜截面。
①平行光线由AB面入射,从BC面射出时光线从BC面垂直,则斜射到AB面上光线的入射角是多少?
②斜射到AB面上的光束,不能从BC面上射出的那部分光束占AB边长的多少?
【答案】①45°②
【解析】①使光线从BC面射出时光线与BC面垂直,那么在三棱镜中的入射光线也必须与BC面垂直,这样的入射光线只有经AC面全反射才能获得,如图所示。
此时,θ=90°-30°=60°,r=30°
根据光的折射定律可得,i=45°
②斜射到AB面上的光束,并能从BC面上射出的那部分光束的边界如图,其中射向AO段的能从BC面垂直射出,OB段则不能
, ,所以
【题型】解答题
【结束】
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【题目】下列说法正确的是( )
A. 自然界的电荷只有两种,库仑把它们命名为正电荷和负电荷
B. 欧姆发现了电流的热效应
C. 楞次根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说
D. 电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
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【题目】如图甲所示,半径为r的金属细圆环水平放置,环内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化关系为(k>0,且为已知的常量)。
(1)已知金属环的电阻为R。根据法拉第电磁感应定律,求金属环的感应电动势和感应电流I;
(2)麦克斯韦电磁理论认为:变化的磁场会在空间激发一种电场,这种电场与静电场不同,称为感生电场或涡旋电场。图甲所示的磁场会在空间产生如图乙所示的圆形涡旋电场,涡旋电场的电场线与金属环是同心圆。金属环中的自由电荷在涡旋电场的作用下做定向运动,形成了感应电流。涡旋电场力F充当非静电力,其大小与涡旋电场场强E的关系满足。如果移送电荷q时非静电力所做的功为W,那么感应电动势。
图甲 图乙
a.请推导证明:金属环上某点的场强大小为;
b.经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞。在考虑大量自由电子的统计结果时,电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力,其大小可表示为(b>0,且为已知的常量)。已知自由电子的电荷量为e,金属环中自由电子的总数为N。展开你想象的翅膀,给出一个合理的自由电子的运动模型,并在此基础上,求出金属环中的感应电流I。
(3)宏观与微观是相互联系的。若该金属单位体积内自由电子数为n,请你在(1)和(2)的基础上推导该金属的电阻率ρ与n、b的关系式。
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【题目】电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度的大小。测量前天平已调至平衡,测量时,在左边托盘中放入质量为m的砝码,右边托盘中不放砝码,将一个质量为m0、匝数为n、下边长为l的矩形线圈挂在右边托盘的底部,再将此矩形线圈的下部分放在待测磁场中。如图甲所示,线圈的两头连在如图乙所示的电路中,不计连接导线对线圈的作用力,电源电动势为E,内阻为r。开关S闭合后,调节可变电阻至R1时,天平正好平衡。此时电压表读数为U;已知m0>m,取重力加速度为g,则
A. 矩形线圈中电流的方向为逆时针方向
B. 矩形线圈的电阻
C. 匀强磁场的磁感应强度的大小
D. 若仅将磁场反向,在左盘添加质量为2m0 -m的砝码可使天平重新平衡
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【题目】如图所示,一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管,右端通过橡胶管与放在水中导热的球形容器连通,球形容器连同橡胶管的容积为V0=90cm3,U形玻璃管中,被水银柱封闭有一定质量的理想气体。当环境温度为O℃时,U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=16 cm,水银柱上方空气柱长h0=20 cm,(已知大气压强P0 =76cmHg,U形玻璃管的横截面积为S=0.5cm2)
(i)若对水缓慢加热,应加热到多少摄氏度,两边水银柱高度会在同一水平面上?
(ii)保持加热后的温度不变,往左管中缓慢注入水韫,问注入水银的高度多少时右管水银面回到原来的位置?
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【题目】某同学在“测定金属丝的电阻率”的实验中:
(1)为了精确地测出金属丝的电阻,需用欧姆表对金属丝的电阻粗测,用多用电表“×1”欧姆挡粗测其电阻示数如图甲,则阻值为________Ω。
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,从图乙中可以读出该金属丝的直径d=________mm。
(3)除刻度尺、金属丝Rx、螺旋测微器外,实验室还提供如下器材,为使测量尽量精确,电流表应选___________(选填“A1”或“A2”),电压表应选________(选填“V1”或“V2”)。
电源E(电动势为3 V、内阻约为0.5 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)
电流表A1(量程0.6 A、内阻约为2 Ω)
电流表A2(量程1 A、内阻约为1 Ω)
电压表V1(量程15 V、内阻约为3 000 Ω)
电压表V2(量程3.0 V、内阻约为1 000 Ω)
开关一只、导线若干
(4)在测量金属丝Rx阻值时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,请在图丙中画完整测量金属丝Rx阻值的电路图(图中务必标出选用的电表、电阻和滑动变阻器的符号) ________。
(5)若用刻度尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝的直径为d,电流表的读数为I,电压表的读数为U,则该金属丝的电阻率表达式为ρ=________(用L、d、I、U表示)。
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【题目】如图所示,倾角为30°的光滑绝缘直角斜面ABC,D是斜边AB的中点。在C点固定一个带电荷量为+Q的点电荷,一质量为m,电荷量为-q的小球从A点由静止释放,小球经过D点时的速度为v,到达B点时的速度为0,则( )
A. 小球从A到D的过程中静电力做功为
B. 小球从A到B的过程中电势能先减小后增加
C. B点电势比D点电势高
D. AB两点间的电势差
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【题目】北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径均为r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置,如图所示。若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力。以下判断中正确的是
A. 卫星1的线速度可能大于7.9km/s
B. 这两颗卫星的向心加速度大小相等,均为
C. 如果使卫星1加速,它就一定能追上卫星2
D. 卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功
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【题目】甲、乙两个学习小组利用如图(1)所示的电路进行光电效应的实验,甲组同学实验过程中选择的光电管阴极材料为金属银,乙组同学实验过程中选择的光电管阴极材料为金属锌,两个小组均换用不同频率的入射光进行实验并记录相关数据,之后均以反向截止电压Ue为纵坐标、人射频率ν为横坐标描点作图,其中甲同学得到的图线如图(2)所示,下列说法正确的是
A. 金属银的极限频率为5.0×1014Hz
B. 金属银的极限频率为2.0×1014Hz
C. 甲组同学实验过程中,入射光频率为10×1014Hz时的光电流一定比频率为17.5×1014Hz时的光电流小
D. 甲、乙两个学习小组所描绘的Ue-ν图象的斜率在实验误差允许范围内是相等的
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