【题目】如图所示,两条间距l=1 m的光滑金属导轨制成倾角37°的斜面和水平面,上端用阻值为R=4 Ω的电阻连接.在斜面导轨区域和水平导轨区域内分别有垂直于斜面和水平面的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=0.5 T.ab和cd是质量均为m=0.1 kg,电阻均为r=4 Ω的两根金属棒,ab置于斜面导轨上,cd置于水平导轨上,均与导轨垂直且接触良好.已知t=0时刻起,cd棒在外力作用下开始水平向右运动(cd棒始终在水平导轨上运动),ab棒受到F=0.6-0.2t(N)沿斜面向上的力作用,处于静止状态.不计导轨的电阻.
(1)求流过ab棒的电流Iab随时间t变化的函数关系;
(2)分析并说明cd棒在磁场B2中做何种运动;
(3)t=0时刻起,1 s内通过cd棒的电荷量q为多少?
(4)若t=0时刻起,1.2 s内作用在cd棒上外力做功为W=16 J,则这段时间内电阻R上产生的焦耳热QR多大?
【答案】(1)0.4tA (2)v=9.6t m/s的匀加速直线运动 (3)0.4 C (4)1.56 J
【解析】(1)ab棒平衡,则F+F安=mgsin 37°
又因F安=B1Iabl
代入数据得Iab=0.4t A.
(2)cd棒上的电流Icd=2Iab=0.8t A①
电源电动势E=IcdR总②
cd棒切割磁感线,产生的感应电动势为E=B2lv③
联立①②③得,cd棒的速度v=9. 6t m/s
所以,cd棒做初速度为零的匀加速直线运动.
(3)cd棒的加速度为a=9.6 m/s2
1 s内的位移为x=at2=×9.6×12 m=4.8 m
根据===
得q=t==C=0.4 C.
(4)t=1.2 s时,cd棒的速度v=at=11.52 m/s
根据动能定理:W-W安=mv2-0
得1.2 s内克服安培力做功W安=9.36 J
回路中产生的焦耳热Q=W安=9.36 J
电阻R上产生的焦耳热QR=Q/6=1.56 J.
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【题目】图甲为“测量小车与水平桌面间的动摩擦因数”的实验装置,带滑轮的长木板水平固定,跨过小车上的光滑定滑轮的两根细线均与长木板平行。某实验小组在实验中得到一纸带如图乙所示,A、B、C、D、E为5个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的工作频率为50Hz。
(1)现把一直尺紧贴各计数点放置,如图乙所示。E点的读数xE=______cm。
(2)根据纸带数据,可求出小车的加速度a=_____m/s2(结果保留2位有效数字)。
(3)若已求出小车的加速度为a,读出拉力传感器的示数为F,测得小车的质量为m,当地的重力加速度为g,则小车与水平桌面间的动摩擦因数的计算式为μ=_______。
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【题目】如图所示,固定的光滑圆弧面与质量为6 kg的小车C的上表面平滑相接,在圆弧面上有一个质量为2 kg的滑块A,在小车C的左端有一个质量为2 kg的滑块B,滑块A与B均可看做质点.现使滑块A从距小车的上表面高h=1.25 m处由静止下滑,与B碰撞后瞬间粘合在一起共同运动,最终没有从小车C上滑出.已知滑块A、B与小车C的动摩擦因数均为μ=0.5,小车C与水平地面的摩擦忽略不计,取g=10 m/s2.求:
(1)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小;
(2)小车C上表面的最短长度.
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【题目】如图所示.在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B,桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动,经过时间t=0.80s与B发生碰撞,碰后两木块都落到地面上,木块B离开桌面后落到地面上的D点。设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m,木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)木块B离开桌面时的速度大小;
(2)两木块碰撞前瞬间,木块A的速度大小;
(3)两木块碰撞后瞬间,木块A的速度大小。
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【题目】下图为氢原子的能级图,现有一大群处于n=5的激发态的氢原子向低能级跃迁,下列说法正确的是:
A. 跃迁中能释放的光子只有4种
B. 跃迁到低能级后核外电子速率变小
C. 若某种金属的逸出功为13ev,则跃迁释放的光子中有且只有一种能使该金属发生光电效应
D. 若跃迁释放的光子中某些光子能使某种金属发生光电效应,则逸出的光电子动能一定大于13.6ev
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【题目】下列说法正确的是____________
A. 在同一地点,单摆做简谐振动的周期与其摆长成正比
B. 弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变
C. 弹簧振子做简谐振动时,弹簧的劲度系数越大,单摆做简谐振动的周期越大
D. 系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率
E. 已知弹簧振子初始时刻的位置、振幅及周期,仍不一定能确定振子在任意时刻的位置
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【题目】如图(a)所示,A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉,小球C用细绳拴在铁钉B上(细绳能承受足够大的拉力),A、B、C在同一直线上。t=0时,给小球一个垂直于绳的速度,使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。在0≤t≤10s时间内,细绳的拉力随时间变化的规律如图(b)所示,则下列说法中正确的有 ( )
A.两钉子间的距离为绳长的1/6
B.t=10.5s时细绳拉力的大小为6N
C.t=14s时细绳拉力的大小为10N
D.细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为3s
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【题目】某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案,实验室提供的器材有:
A.电流表A1(内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=3 mA)
B.电流表A2(内阻约为0.4 Ω,量程为0.6 A)
C.定值电阻R0=900 Ω D.滑动变阻器R(5 Ω,2 A)
E.干电池组(6 V,0.05 Ω) F.一个开关和导线若干
G.螺旋测微器,游标卡尺
(1)如图甲,用螺旋测微器测金属棒直径为________mm;如图乙,用20分度游标卡尺测金属棒长度为________cm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值:用“×1 Ω”挡指针静止时如图丙所示,则金属棒的阻值约为________Ω。
(3)该同学根据提供的器材,设计实验电路如图丁,并测得电流表A1示数为2.8mA,电流表A2示数为0.30A,则金属棒电阻Rx=________Ω。(保留两位有效数字)
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【题目】测量分子大小的方法有很多,如油膜法、显微法
(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入标注250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴入2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜待薄膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下勾画出油膜边框,如图所示。坐标格的正方形大小为2cm×2cm。由图可以估算出油膜的面积是____________cm2,由此估算出油酸分子的直径是______m。(保留一位有效数字)
(2)根据查找资料,得知油酸分子的直径为4.6×10-10m,则造成实验结果偏差的原因可能是______________
A. 痱子粉撒得过多
B. 勾画油膜边框时面积圈大了
C. 计算每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液的滴数多记了几滴
D. 在滴入量筒之前,配置的溶液在空气中搁置了较长时间
(3)如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10-8m的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为______m。(保留两位有效数字)
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