2.在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上,存在著兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,區(qū)域I的磁場方向垂直斜面向上,區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下,磁場的寬度均為L,一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框,由靜止開始沿斜面下滑,當(dāng)ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場Ⅰ區(qū)時,恰好以速度 v1做勻速直線運(yùn)動;當(dāng)ab邊下滑到JP與MN的中間位置時,線框又恰好以速度v2做勻速直線運(yùn)動,從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中,線框的動能變化量大小為△Ek,重力對線框做功大小為W1,安培力對線框做功大小為W2,下列說法中正確的有( 。
A.在下滑過程中,由于重力做正功,所以有v2>v1
B.從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中,機(jī)械能守恒
C.從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程,有(W1+△Ek)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
D.從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中,線框動能的變化量大小為△Ek=W2-W1

分析 由題,當(dāng)ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場Ⅰ區(qū)時和當(dāng)ab邊下滑到JP與MN的中間位置時,線框都做勻速運(yùn)動,安培力與重力沿斜面向下的分力大小相等,根據(jù)平衡條件得到速度的表達(dá)式,即可求出兩速度之比.在線框下滑的過程中,安培力做負(fù)功,機(jī)械能減小.從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程,機(jī)械能減小,轉(zhuǎn)化為電能,根據(jù)功能關(guān)系分析.由動能定理求解動能的變化量.

解答 解:A、當(dāng)安培力與重力沿斜面向下的分力mgsinθ相等時,線框做勻速運(yùn)動,則ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場Ⅰ區(qū)時,有:mgsinθ=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{R}$,ab邊下滑到JP與MN的中間位置時,ab、dc兩邊都切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,回路中總電動勢為2BLv2,兩邊都受到安培力,則有:mgsinθ=$\frac{4{B}^{2}{L}^{2}{v}_{2}}{R}$,則得到:v1=4v2.故A錯誤;
B、ab進(jìn)入GH時勻速下滑動能不變,下滑重力勢能減小,故機(jī)械能不守恒,故B錯誤;
C、從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中,安培力做負(fù)功,機(jī)械能減小轉(zhuǎn)化為電能.根據(jù)功能關(guān)系得知,機(jī)械能減小量是(W1+△Ek)轉(zhuǎn)化為電能,故C正確;
D、由動能定理可知,線框動能的變化量大小為:△Ek=W2-W1;故D正確.
故選:CD.

點(diǎn)評 導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動時,要抓住受力平衡及能量的轉(zhuǎn)化及守恒的關(guān)系進(jìn)行分析判斷; 在分析能量關(guān)系時一定要找出所有發(fā)生變化的能量,增加的能量一定等于減少的能量.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.軌道電子俘獲(EC)是指原子核俘獲了其核外內(nèi)層軌道電子所發(fā)生的衰變,如釩(${\;}_{23}^{47}$V)俘獲其K軌道電子后變成鈦(${\;}_{22}^{47}$Ti),同時放出一個中微子υe,方程為${\;}_{23}^{47}$V+${\;}_{-1}^{0}$e→${\;}_{22}^{47}$Ti+υe
(1)關(guān)于上述軌道電子俘獲,下列說法中正確的是A.
A.原子核內(nèi)一個質(zhì)子俘獲電子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?br />B.原子核內(nèi)一個中子俘獲電子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子
C.原子核俘獲電子后核子數(shù)增加
D.原子核俘獲電子后電荷數(shù)增加
(2)中微子在實(shí)驗(yàn)中很難探測,我國科學(xué)家王淦昌1942年首先提出可通過測量內(nèi)俘獲過程末態(tài)核(如${\;}_{22}^{47}$Ti)的反沖來間接證明中微子的存在,此方法簡單有效,后來得到實(shí)驗(yàn)證實(shí).若母核${\;}_{23}^{47}$V原來是靜止的,${\;}_{22}^{47}$Ti質(zhì)量為m,測得其速度為v,普朗克常量為h,則中微子動量大小為mv,物質(zhì)波波長為$\frac{h}{mv}$
(3)發(fā)生軌道電子俘獲后,在內(nèi)軌道上留下一個空位由外層電子躍遷補(bǔ)充.設(shè)鈦原子K
軌道電子的能級為E1,L軌道電子的能級為E2,E2>E1,離鈦原子無窮遠(yuǎn)處能級為零.
①求當(dāng)L軌道電子躍遷到K軌道時輻射光子的波長λ;
②當(dāng)K軌道電子吸收了頻率υ的光子后被電離為自由電子,求自由電子的動能EK

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13.如圖所示,在光滑絕緣水平面上有一半徑為R的圓,AB是一條直徑,空間有勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小為E,方向與水平面平行.在圓上A點(diǎn)有一發(fā)射器,以相同的動能平行于水平面沿不同方向發(fā)射帶電量為+q的小球,小球會經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn),在這些點(diǎn)中,經(jīng)過C點(diǎn)的小球的動能最大.由于發(fā)射時刻不同時,小球間無相互作用.且∠α=30°,下列說法正確的是( 。
A.電場的方向與AC間的夾角為90°
B.電場的方向與AC間的夾角為60°
C.小球在A點(diǎn)垂直電場方向發(fā)射,恰能落到C點(diǎn),則初動能為$\frac{1}{8}$qER
D.小球在A點(diǎn)垂直電場方向發(fā)射,恰能落到C點(diǎn),則初動能為$\frac{1}{4}$qER

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10.在測定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)中,金屬導(dǎo)線長約0.8m,直徑小于1mm,電阻在5Ω左右.實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:
(1)用刻度尺測量金屬絲的長度,測3次,求出平均值L;
(2)在金屬導(dǎo)線的3個不同位置上用螺旋測微器測量直徑,求出平均值d;
(3)用伏安法測量金屬導(dǎo)線的電阻R. 根據(jù)以上測量值,得到該金屬電阻率的表達(dá)式為ρ=$\frac{πsd6u3wx^{2}R}{4L}$.

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17.防止放射性污染的防護(hù)措施有( 。
A.將廢棄的放射性物質(zhì)進(jìn)行深埋
B.將廢棄的放射性物質(zhì)倒在下水道里
C.接觸放射性物質(zhì)的人員穿上鉛防護(hù)服
D.嚴(yán)格和準(zhǔn)確控制放射性物質(zhì)的放射劑量

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7.四川省部分地方曾遭受到強(qiáng)降雨襲擊,造成部分市州發(fā)生山洪泥石流災(zāi)害,假設(shè)當(dāng)時有一汽車停在小山坡底,突然司機(jī)發(fā)現(xiàn)在距坡底240m的山坡處泥石流以8m/s的初速度、0.4m/s2的加速度勻加速傾瀉而下,假設(shè)司機(jī)(反應(yīng)時間為1s)以0.5m/s2的加速度勻加速啟動汽車且一直做勻加速直線運(yùn)動(如圖所示),而泥石流到達(dá)坡底后速率不變且在水平面的運(yùn)動近似看成勻速直線運(yùn)動.問:汽車司機(jī)能否安全脫離?

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14.如圖所示,一木板B放在水平地面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過輕質(zhì)彈簧秤固定在直立的墻壁上.用F向左拉動B,使它以速度v運(yùn)動,這時彈簧秤的示數(shù)為T.下面說法正確的是( 。
A.木塊A受到的滑動摩擦力的大小等于T
B.地面受到的滑動摩擦力的大小等于T
C.若木板以2v的速度運(yùn)動,木塊A受到的摩擦力大小等于2T
D.若2F的力作用在木板上,木塊A所受摩擦力的大小等于T

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11.質(zhì)量為30kg的小孩坐在10kg的雪橇上,大人用與水平方向成37°斜向上的拉力拉雪橇,拉力的大小為100N,雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,(取sin37°=0.6,cos37°=0.8,取取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)雪橇對地面的壓力多大?
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(3)如果拉力作用10s后撤去,撤去該力后雪橇還能向前滑多遠(yuǎn)?

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12.如圖所示,半徑大小不同的金屬環(huán)在同一平面內(nèi),當(dāng)大環(huán)內(nèi)通以不斷增大的電流I時,小環(huán)中( 。 
A.有順時針方向的感應(yīng)電流B.有逆時針方向感應(yīng)電流
C.有感應(yīng)電流,但方向無法判斷D.無感應(yīng)電流

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