题目列表(包括答案和解析)
16、解⑴由于线圈完全处于磁场中时不产生电热,所以线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热,而2、4位置动能相同,由能量守恒得:Q=mgd=0.50J
⑵3位置时线圈速度一定最小,而3到4线圈是自由落体运动因此有:v02-v2=2g(d-l),得v=2m/s
⑶2到3是减速过程,因此安培力减小,由F-mg=ma知加速度减小,到3位置时加速度最小,a=4.1m/s2
16.(1)粒子在电场中偏转:在垂直电场方向,平行电场分量
得(2分)
粒子在磁场中做匀速圆周运动,故穿出磁场速度
(2)在电场中运动时 (1分)
得 (2分)
在磁场中运动如右图
运动方向改变45°,运动半径R、
(1分) 又(1分)
(1分)
得(1分)
(3)粒子在磁场中运动时间 (2分),
(2分)
运动总时间t总=t+t’=(1分)
点评:本题运动的合成与分解、带电粒子在电场、磁场中运动的一道综合题,解决本题主要是画出带电粒子的运动轨迹,求出电场强度,再根据牛顿定律求出其在磁场中的轨道半径。
备用题:16、如图所示,水平的平行虚线间距为d=50cm,其间有B=1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm,线圈质量m=100g,电阻为R=0.020Ω。开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取g=10m/s2,求:
⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q。
⑵线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v。
⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a。
14、(1)子弹打木块过程、满足动量守恒
mVo=(M+m)V1 ①-------------------2分
在拉紧瞬间木块失去了沿绳方向的速度
V=V1sin ②------------------2分
sin= ③------------------2分
由①②③式得V=10m/s-------------------2分
(2)木块离地以后的运动满足机械能守恒则
④--------2分
T+(M+m)g=(M+m) ⑤--------------------2分
由④⑤式可得T=4N-------------------------------------------2分
15(1)轮子转动的线速度: ………(1分)
板运动的加速度: ………………(1分)
所以板在轮子上作匀加速运动的时间:………… (1分)
板在作匀加速运动中所发生的位移: …(1分)
板在作匀速运动的全过程中其重心平动发生的位移为:
………………………………………… (2分)
因此,板运动的总时间为: …………… (2分)
(2)由功能关系知:轮子在传送木板的过程中所消耗的机械能一部分转化成了木板的动能,另一部分因克服摩擦力作功转化成了内能,即:
木板获得的动能: ……………………… (1分)
摩擦力做功产生的内能: …………………… (2分)
木板与轮子间的相对位移: …………… (2分)
消耗的机械能: ……………………………… (1分)
联立上述四个方程解得: ………… (1分)
点评:本题看上去是新题,实质是传送带类似的问题。是牛顿定律结合运动学知识、能量观点来解本题。
14、解(1)A落地时,B的速度为: ①
设B反弹后上升的最大高度为x,A刚好离开地面有:kx=mg ②
据机械能守恒定律,有: ③
解得:x=0.6m ④
(2)B换成C后,A落地时,C的速度为: ⑤
C反弹后上升的最大高度仍为x,A刚好离开地面有:kx=mg ⑥
据机械能守恒定律,有: ⑦
解得:m ⑧
评分标准:①②③各1分④⑤⑥⑧各2分。⑦3分
点评:本题解题的关键在于两种情况下弹簧的弹性势能没有改变。然后结合能量观点或者机械能守恒定律来解决本题。
14备用题:如图所示,在光滑的水平面上放着一个质量为M=0.3kg的木块(可视为质点),在木块正上方1m处有一个固定悬点O,在悬点O和木块之间用一根长2m的不可伸长的轻绳连接。有一个质量m=0.1kg的子弹以80m/s的速度水平射入木块并留在其中,之后木块绕O点在竖直平面内做圆周运动。g取10m/s2。求
(1)木块以多大速度离开水平地面?
(2)当木块到达最高点时轻绳对木块的拉力多大?
13、因为磁场的宽度和电阻丝间的距离均为l,所以总有一根切割磁感线,而其它电阻丝并联后构成外电路。(2分)
所以电路的总阻值为(2分)
每根电阻丝产生的感应电动势为E=Blv(3分)
电路中的总电流为(3分)
电阻丝发热的功率(3分)
13、由于空间站离地面的高度与地球半径之比,可以认为空间站与太阳之间距离同样是。太阳辐射的能量均匀地分布在以太阳为球心的球面上。在半径为地球与太阳距离R的球面上,每面积接收到的太阳能功率(该数据称为太阳常数)为:
(5分)
太阳能电池发电时将太阳能转化为电能的功率为:
(5分)
由于每绕地球运行一周有大约一半时间在地球的阴影中,又由于太阳能电池内阻是空间站用电电路总电阻的1/9,所以太阳能电池对空间站供电的平均功率为(3分)
点评:解决本题主要就是建立好物理模型:太阳辐射的能量均匀地分布在以太阳为球心的球面上,为此就要算出半径为地球与太阳距离为R的球面上,单位面积接收到太阳能的功率。结合电路特点求出本题。
13备用题:如图所示,传送带的两条边是电阻不计的金属丝,两条边的中间用n根电阻为r、长为l的电阻丝焊接起来。电阻丝条与条之间间隔也为l,蹄形磁铁的匀强磁场宽度、长度恰都为l,磁感应强度为B,且正好卡满传送带,其余磁场不计。传送带在电动机带动下以速度v作匀速运动,求电阻丝的发热功率。
12、(1) D 、 F (4分)
(2) m1m1+m2 (4分)
(3) m1LE=m1LD+m2LF (4分)。
由平抛运动知识可知,设斜面的倾角为,物体从斜面顶端平抛落到斜面上,两者距离为L,,可得,由于,g都是恒量所以,,所以动量守恒的表达式可以是m1m1+m2。
由能量守恒可得m1LE=m1LD+m2LF。
点评:本题是从书本上的验证动量守恒定律转变而来,加了平抛运动知识,要求考生对平抛运动知识和验证动量守恒定律的原理十分清楚的情况下才能推导出来。
11、⑴19.9;10.0;50;1.20×103,将选择开关换到×1Ω档,重新进行欧姆调零,再进行测量。
⑵4、乙 a,当给二极管加反向电压时,二极管的电阻很大很大,相当于一个断开的开关,当给二极管加上正向电压时,二极管的电阻很小;处于导通状态,相当于一个接通的开关。这种特性叫二极管的单向导电性。由多用表原理知电流从多用电表的负接线柱流出从正接线柱流进。综合两方面可以看出而甲图断路,而丙图中的二极管被击穿。
点评:本题只要考查考生对多用电表的原理的掌握及理解,以及掌握多用电表的读数,别外对二极管的单向导电性也要充分掌握。
10、正确答案:AD。由于回路中只有ab切割磁感线,所以产生感应电动势为,回路中的电流强度为,方向由a到b,故ab、cd杆所受的安培力为F安=,对ab杆受力分析可知A选项正确、C选项错误;而由于cd杆受到的安培力向右,且cd向下做匀速运动,所以cd杆肯定受到向上的摩擦力,B选项错误。对cd受力分析可得出cd所受的重力与摩擦力平衡,变形可知D选项是错误的。
点评:本题只要考查考生对法拉第电磁感应定律及通电导线在磁场中所受安培力以及对物体的受力分析的掌握及熟练运用。
9、正确答案:BD。子弹以初速度V0穿透木块的过程中,子弹、木块在水平方向都受恒力作用,子弹做匀减速运动,木块做匀加速运动,子弹、木块运动的V--t图如图中实线所示.图中OA、V0 B分别表示子弹穿过木块的过程中木块、子弹的运动图象,而图中梯形0ABV0的面积表示子弹相对木块的位移即木块长l.当子弹入射速度增大变为V0'时,子弹、木块的运动图象便如图中虚线所示,梯形OA'B 'V0'的面积仍等于子弹相对木块的位移即木块长Z,故梯形OABV0与梯形OA'B 'V0'的面积相等.由图可知。当子弹入射速度增加时,木块获得的动能变小,子弹穿过木块的时间变短,所以本题的正确答案是B、D.
点评:在利用作图分析法解题时,如何能根据题意将题目中抽象的文字用图象正确地表现出来是解题的关键.在画图时,要特别注意状态变化连接处的特征和前后不同过程的区别和联系,同时也要将这种区别和联系表现在图象上
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