题目列表(包括答案和解析)
14. 如图所示,光滑的平行导轨P、Q相距l=1m,处在同一水平面中,导轨的左端接有如图所示的电路,其中水平放置的电容器两极板相距d=10mm,定值电阻R1=R3=8Ω,R2=2Ω,导轨的电阻不计,磁感强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动(开关S断开)时,电容器两极之间质量m=1×10-14kg,带电量q=-1×10-15C的微粒恰好静止不动;当S闭合时,微粒的加速度a=7m/s2向下做匀加速运动,取g=10m/s2, 求:
(1)金属棒所运动的速度多大?电阻多大?
(2)S闭合后,使金属棒ab做匀速运动的外力的功率多大?
解答:(1)带电微粒在电容器两极间静止时,受向上的电场力和向下的重力而平衡,根据平衡条件有,解得电容器两极间电压为:
由于微粒带负电,可知上板电势较高,由于S断开,R3上无电流,R1、R2上电压等于U1, 可知电路中的感应电流,即通过R1、R2的电流强度为:
根据闭合电路欧姆定律,可知ab切割磁感线运动产生的感应电动势为: (1)
S闭合时,带电微粒向下做匀加速运动,根据牛顿第二定律有:
可以求得S闭合时电容器两板间的电压为:
这是电路中的电流为:=
根据闭合电路欧姆定律有: (2)
将已知量代入(1)(2)式,可求得:V,
由E=BLv得:
(2)S闭合时,通过ab电流I2=0.15A,ab所受磁场力为,ab的速度v=3m/s做匀速运动,所受外力与磁场力FB大小相等,方向相反,即F=0.06N,方向向右,则外力功率为P=Fv=0.06×3w=0.18w
13.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为l的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O点到斜面底边的距离,求:
(1)小球通过最高点A时的速度.
(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力.
(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球滑落到斜面底边时到C点的距离若相等,则l和L应满足什么关系?
解:(1) 小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,刚小球通过A点时细线的拉力为零,根据圆周运动和牛顿第二定律有:
解得: (3分)
(2)小球从A点运动到B点,根据机械能守恒定律有:
解得: (3分)
小球在B点时根据圆周运功和牛顿第二定律有
解得: ( 3 分)
(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球在平行底边方向做匀速运动,在垂直底边方向做初速为零的匀加速度运动( 类平抛运动)
细线在A点断裂:
细线在B点断裂:
又
联立解得: ( 3 分)
12.在光学仪器中,为了减少在光学元件(透镜、棱镜等)表面上的反射损失,可在光学元件表面涂上一层增透膜,利用薄膜的相消干涉来减少反射光,如果照相机镜头所镀薄膜对绿光的折射率为n,厚度为d,它能使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,那么绿光在真空中波长λ为( D )
A.d/4 B.nd/4 C.4d D.4nd
B组:(1)在一列横波在x轴上传播,在x=0与x=1cm的两点的振动图线分别如图中实线与虚线所示。由此可以得出
A、波长一定是4cm B、波的周期一定是4s
C、波的振幅一定是2cm D、波的传播速度一定是1cm/
(2)某同学用圆柱形玻璃砖做测定玻璃折射率的实验,先在白纸上放好圆柱形玻璃砖,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,然后在圆柱形玻璃砖另一侧观察,调整视线使P1的像被P2的像挡住,接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,使P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示.
(1)在图上画出所需的光路.
(2)为了测量出玻璃砖折射率,需要测量的物理量有 (要求在图上标出).
(3)写出计算折射率的公式n= 。
答案:(1)光路如图所示 (2)∠i和∠r (3)
C组:如图所示,质量为M=20kg的平板车静止在光滑的水平面上,车上最左端放着质量为m=5kg的电动车,电动车与平板车上的档板相距L=5m。电动车由静止开始向右做匀加速运动,经时间t=2s电动车与档板相碰,问:
(1) 碰撞前瞬间两车的速度各为多少?
(2) 若碰撞过程中无机械能无损失,且碰后电动车关闭,使电动车只能在平板车上滑动,要使电动车不脱离平板车,它们之间的动磨擦因数至少多大?
12.
A组:(1)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时波传播到x轴上的质点B,在它的左边质点A位于正最大位移处,从计时起,在t=0.6s时,质点A第二次出现在负的最大位移处。则 A
A.该波的速度等于5m/s
B.t=0.5s时,质点D在平衡位置处且向上运动
C.t=0.5s时,质点D在平衡位置处且向下运动
D.当E质点第一次出现在最大位移处,质点A恰好在平衡位置且向下运动
(2)由某种透光物质制成的等腰直角棱镜ABO,两腰长都为16cm,如图所示,为了测定物质的折射率,将棱镜放在直角坐标中,使两腰与xy、oy轴重合,从OB边的C点注视A棱,发现A棱的视位置在OA边的D点,在CD两点插上大头针,看出C点坐标位置为(0,12),D点坐标位置为(9,0),则该物质的折射率为 .4/3
10.(1)(6分)
(2)为电压表的示数(2分),为电压表的示数(2分)
11.(10分)现有器材:电压表(量程3V,内阻约几千欧),电压表 (量程15V,内阻约几十千欧),定值电阻 (3.0kΩ),滑动变阻器R(0-1750Ω),直流电源(约6V,内阻不计),开关、导线若干。要求利用这些器材测量电压表的内阻值。
(1)在方框中画出实验电路图
(2)用已知量和直接测得量表示的电压表内阻的表达式为r=___________。
式中各直接测得量的意义是:____________________________________________。
10.一同学要研究轻弹簧的弹性势能与弹簧改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示,让钢球每次向左压缩弹簧一段相同的距离后由静止释放,使钢球沿水平方向飞出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为s,重力加速度为g。
(1)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地高度h、水平距离s等物理量的关系________________________
(2)弹簧长度的压缩量Δx与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如右表所示:
根据上面的实验数据,探究得出弹簧的弹性势能Ep与弹簧长度的压缩量Δx之间的关系式________________________
解:(1)设小球在空中运动时间为t,则竖直方向h =
解得:t = (2分)
小球平抛的初速度v0 = (2分)
由机械能守恒,小球在弹开过程中获得的动能等于开始时弹簧的弹性势能, (1分)
有: (4分)
(2)从表格中可以看出s正比于Δx,即s∝Δx(或s = 3Δx) (2分)
又由
可知(或),
即弹性势能Ep与弹簧的压缩量Δx的平方成正比关系,
,k为比例系数。 (3分)
9.如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为 μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2。下列说法正确的是 ( AD )
A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C.当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动
D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
8、某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中,如右图中的a、b、c所示。则下列说法中正确的是( CD )
A、图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系,
B、图中a线最高点对应的功率为最大输出功率,
C、在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C 三点这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC
D、b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比一定为1:2,纵坐标之比一定为1:4。
7.2006年5月20 三峡大坝封顶,大大地缓解了我国用电紧张的情况,水力发电站的发电机的输出电压稳定,它发出的电先经过电站附近的升压变压器升压,然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器,经降低电压后,再用线路接到各用户.设两变压器都是理想变压器,那么在用电高峰期,用电总功率增加,白炽灯不够亮,这时 ( BD )
A.升压变压器的副线圈的电压变大
B.高压输电线路的电压损失变大
C.降压变压器的副线圈上的电压变大
O.降压变压器到各用户的输电线上的电压损失变大
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