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題目列表(包括答案和解析)

(19分)如圖所示,質(zhì)量M=4.0kg的滑板B靜止于光滑的水平面上;逵叶斯潭ㄖ桓p質(zhì)彈簧,彈簧的自由端C到滑板左端的距離L=0.5m,在L=0.5m這一段滑板上B與木塊A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,而彈簧的自由端C到彈簧固定端D所對(duì)應(yīng)的滑板上表面光滑?梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的木塊A質(zhì)量m=1.0kg,靜止于滑板的左端。滑板B受水平向左的恒力F=14.0N,作用一定時(shí)間后撤去該力,此時(shí)木塊A恰好運(yùn)動(dòng)到滑板C處(g取10.0m/s2)。試求:(1)恒力F的作用時(shí)間t;(2)彈簧貯存的最大彈性勢(shì)能;(3)彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),A、B速度各多大?分析論證A能否從B上落下?

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(19分)如圖所示,光滑斜面的傾角a =30°,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長(zhǎng)l1= 1m,bc邊的邊長(zhǎng)l2 =0. 6ra,線框的質(zhì)量m = 1kg,電阻R=0. 1Ω,線框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用,已知F = 1ON.斜面上ef線(ef//gh)的右方有垂直斜面向上的均勻磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如B- t圖象所示,時(shí)間t是從線框由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻起計(jì)的.如果線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),進(jìn)人磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的,ef線和gh的距離s =5.1m,取 g = 10m/s2.求:

(1) 線框進(jìn)人磁場(chǎng)前的加速度;

(2 )線框進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v;

(3) ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱

 

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(19分)如圖甲所示,虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN下方存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。相距L=1.5 m的足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,金屬棒的電阻Rab=Rcd=0.9Ω,ab棒光滑,cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75,F(xiàn)由靜止釋放cd棒,同時(shí)ab棒受方向豎直向上,大小按圖乙所示變化的外力F作用而運(yùn)動(dòng),經(jīng)研究證明ab棒做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),g取10m/s2。

  (1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度的大;

  (2)已知在前2s內(nèi)外力F做功為40J,求這一過(guò)程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;

  (3)求cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t0

 

 

 

 

 

 

 

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(19分)某種元素的原子能級(jí)圖如下圖甲所示,當(dāng)大量處于n= 4能級(jí)的原子自發(fā)向n= 2的低能級(jí)發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí),會(huì)發(fā)出各種不同頻率的光子,試求:

(1)從n= 4能級(jí)向n= 2能級(jí)躍遷,總共發(fā)出多少種光子?

(2)計(jì)算(1)問(wèn)所得到的光子中能量最低的光子的頻率.(結(jié)果保留一位小數(shù),普朗克常數(shù)h= 6.63×1034J·S)

(3)若用(1)問(wèn)得到的這些光當(dāng)中頻率較高的兩種光(假定命名叫A、B光)來(lái)做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)(如下圖乙),當(dāng)用高頻率的A光做實(shí)驗(yàn)時(shí),在屏幕上的P點(diǎn)出現(xiàn)二級(jí)亮紋(規(guī)定中央亮紋為0級(jí)亮紋).不改變實(shí)驗(yàn)裝置任何部分,換用低頻率的B光再做此實(shí)驗(yàn)時(shí),P點(diǎn)將出現(xiàn)什么條紋?(要求:先用物理量的字母運(yùn)算,表達(dá)出用B光做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該是亮紋或暗紋的計(jì)算式,再代值計(jì)算得出數(shù)據(jù)結(jié)果,最后用文字說(shuō)明是亮紋還是暗紋.即中間過(guò)程一律不代值計(jì)算)

 

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(19分)如圖甲所示,豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)的范圍足夠大,電場(chǎng)強(qiáng)度E=40N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,選定磁場(chǎng)垂直紙面向里為正方向。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=8×10-4kg、電荷量q=+2×10-4C的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度v=0.12m/s,O´是擋板MN上一點(diǎn),直線OO´與擋板MN垂直,取g=10m/s2。求:

(1)微粒再次經(jīng)過(guò)直線OO´時(shí)與O點(diǎn)的距離;

(2)微粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離開(kāi)直線OO´的最大高度;

(3)水平移動(dòng)擋板,使微粒能垂直射到擋板上,擋板與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足的條件。

 

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一、1C           2B             3C               4D              5D

二、6ABC         7ACD       8CD            9BD               10BC

三、11.⑴4/3;   ⑵選用量程盡可能小的靈敏電流計(jì)。

12.(1)圓心O處

(2)B、C

(3)鐵絲距B(或A)

(4)由上面實(shí)驗(yàn)步驟知P′為鐵絲在P時(shí)的像,PC為入射光線,i、r為對(duì)應(yīng)入、折射角,由折射定律、折射率:   而   

   (用其他方法表示的結(jié)果正確也給分)

四、13.(1)a1 = 1.6m/s2,豎直向上,a2 = 0.8m/s2,豎直向下;

              (2)v = 4.8m/s;

              (3)21層樓房總高為69.6m,平均每層樓高3.31m。

14.(1)①Fe的核子質(zhì)量較小;②原子序數(shù)比Fe大的物質(zhì)核子平均隨原子序數(shù)增大而增大;③原子序數(shù)比Fe小的物質(zhì)核子平均質(zhì)量隨原子序數(shù)減小而增大。

(2)核反應(yīng)方程:4 (3)kg

15.(1)2;(2)0.75W

16.(1)(2)(3)

17.(1)∵,得:

帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)的速度方向沿O1O2,,則有,得

(2)從a點(diǎn)沿某一方向進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子從b點(diǎn)飛出,軌道的圓心在C點(diǎn)。四邊形aObc是菱形,所以Cb∥Oa,即粒子飛出磁場(chǎng)的速度方向與OO1平行。

(3)粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)距離一定,所以能從電場(chǎng)中飛出的粒子是從中點(diǎn)O1到上板M之間區(qū)域進(jìn)入電場(chǎng)的粒子。設(shè)粒子從a點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與aO夾角為θ時(shí)恰好能從M板邊緣進(jìn)入電場(chǎng),則∠Obd=30o,所以∠Cab=∠Oab=30o,θ=30o,即粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的方向應(yīng)在aO左側(cè)與aO夾角小于30o(或不大于30o)的范圍內(nèi)。 

       18.⑴ M靜止時(shí),設(shè)彈簧壓縮量為l0,則Mgkl0

速度最大時(shí),M、m組成的系統(tǒng)加速度為零,則(Mm)gk(l0l1)=0

解得:l08cm,k=50N/m

[或:因M初位置和速度最大時(shí)都是平衡狀態(tài),故mgkl1

解得:k=50N/m]

m下落h過(guò)程中,mghmv02

m沖擊M過(guò)程中, m v0=(Mm)v

所求過(guò)程的彈性勢(shì)能的增加量:ΔE=(Mm)g(l1l2)+(Mm)v2

解得:ΔE=0.66J

(用彈性勢(shì)能公式計(jì)算的結(jié)果為ΔE=0.65J也算正確)

⑶ 在最低點(diǎn),M、m組成的系統(tǒng):k(l0l1l2)-(Mm)g=(Mm)a1

在最高點(diǎn),對(duì)mmgNm a2

根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知:a1a2

解得:a1a28m/s2,N=0.2N

[或:由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)易知,其振幅Al2

在最低點(diǎn),kA=(Mm)a 1

故在最高點(diǎn)對(duì)mmgNm a2

根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知:a1a2

解得:N=0.2N

 

 

 


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