11.如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ.一质量为m(m<M)的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中的机械能损失.如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面的顶端.如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为( )
12.在同一高度同时释放A、B和C三个物体,自由下落距离h时,物体A被水平飞来的子弹击中并留在A内,B受到一个水平方向的冲量,则A、B和C落地时间t1、t2和t3的关系是()
A.t1=t2=t3B.t1>t2>t3C.t1<t2<t3D.t1>t2=t3
二、计算题
13.1)可见光的光子“平均能量”是多少?
(可看成波长为500nm的光子的能量)其动量是多少?
(2)一个100W的电灯泡所放出的能量约有1%的能量由可见光携带,请估计灯泡每秒钟放出可见光光子的数目.
(3)当上述灯泡所发出的光子垂直打在离灯泡2m处的黑体上时,所产生的光压是多大?
(假定灯泡发出光子在各个方向是均匀的)(提示:
光子的
15.如图所示,在光滑水平地面上,有一质量m1=4.0kg的平板小车,小车的右端有一固定的竖直挡板,挡板上固定一轻质细弹簧.位于小车上A点处质量m2=1.0kg的木块(可视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接,此时弹簧与木块间无相互作用力.木块与A点左侧的车面之间的动摩擦因数μ=0.40,木块与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计.现小车与木块一起以v0=2.0m/s的初速度向右运动,小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞,已知碰撞时间极短,碰撞后小车以v1=1.0m/s的速度反向弹回,已知重力加速度g取10m/s2,弹簧始终处于弹性限度内.求:
(1)小车撞墙后弹簧的最大弹性势能;
(2)要使木块最终不从小车上滑落,则车面A点左侧粗糙部分的长度应满足什么条件?
16.如图所示,光滑水平面上,有一质量为M,长为L的长木板,它的左端有一质量为m的小物块(已知m<M),物块与长木板之间的动摩擦因数为μ。
开始时木板与小物块均靠在左边固定的竖直挡板处,以共同速度v0向右运动,右边也有一同样固定的竖直挡板,且左右挡板之间的距离足够长。
假设长木板与两挡板的碰撞时间极短,碰撞前后速度反向,速率不变。
⑴试求物块不从长木板上滑下板长L应满足的条件。
(用上述已知字母表达)
⑵若第一问条件满足,且M=2kg,m=1kg,v0=3m/s,μ=0.5。
试计算整个过程中小物块在长木板上滑行的总路程以及长木板在第三次与挡板碰撞前系统损失的机械能。
三、实验题
17.
(1)某同学利用假期进行实验复习,验证电磁感应产生的条件。
他通过如图所示实验,观察到以下实验现象:
磁铁不动
①把磁铁插入线圈时,线圈中有感应电流;
②把磁铁放在线圈内不动,线圈中无感应电流;
③把磁铁从线圈中拔出,线圈中有感应电流。
这次实验表明,穿过闭合线圈的磁通量(选填“变化”或“不变化”),线圈中就有感应电流。
(2)如图所示,甲乙两个完全相同的金属小球,甲带有+q的电量,乙带有-q的电量。
若乙球与甲球接触后放回原处,则甲球带电量为。
乙球
18.如图所示,图甲为热敏电阻的R—t图象,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器的电阻为100Ω.当线圈的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0V,内阻可以不计.图中的“电源”是恒温箱加热器的电源.问:
(1)应该把恒温箱内的加热器接在__________(填“A、B端”或“C、D端”).
(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃,可变电阻R′的阻值应调节为________Ω.
物理参考答案
(二)
一、单项选择
【解析】
试题分析:
图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断,而本实验的内容之一就是用来研究在天关通断瞬间,电流的有无是否导致磁场发生变化,进而产生感应电流的情况,因而图中接法达不到目的。
故选A,
关键是开关没有起到控制电源接通,断开的作用,开关应串联到电源和导线1、2之间
考点:
考查楞次定律
点评:
这是高中的一个演示实验,主要是让学生明白磁通量发生变化时才有感应电流产生,电键应该接到哪个电路中是本题的关键。
6.【答案】D
【解析】安培力的方向既垂直于磁场方向,又垂直于电流方向,即垂直于磁场与电流决定的平面.但电流方向与磁场方向不一定垂直.
7.【答案】D
8.【答案】C
【解析】导体棒受重力G、支持力F与安培力FB作用,
重力G与支持力F的合力为F合,导体棒静止,
处于平衡状态,由平衡条件可知,安培力FB与F合重力等大反向,
安培力水平向里,由图示可知,ab棒中的电流由a指向b,
由左手定则可知,磁场竖直向下;
9.【答案】C
【解析】
试题分析:
开关S断开瞬间,无电流流过灯泡A,灯泡A立即熄灭,C正确,B错误.线圈和电容构成LC振荡电路,所以AD均错误
考点:
自感现象
点评:
本题考查了自感线圈和电容器对电流的阻碍作用,通过自感线圈阻碍电流变化,通过电容器滤波。
10.【答案】D
【解析】
试题分析:
两平行导线电流方向相反,则两通电导线相互排斥.由于电流越强,产生的磁场B越强,根据F=BIL可知电流越大则相互作用力越大.
当电键S置于a处时电源为一节干电池电流的方向是M′MNN′,电流大小为
,由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥;当电键S置于b处时电源为两节干电池,电流的方向仍是M′MNN′,由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥.又由于电路中灯泡电阻不变,此时电路中电流大小为
;显然Ib>Ia,MM′在NN′处的磁感应强度Ba<Bb,应用安培力公式F=BIL可知fa<fb.综上所述这两段导线相互排斥,fa<fb.故D正确,
故选D
考点:
安培力;闭合电路的欧姆定律.
点评:
励磁电流越大,产生的磁场越强,而安培力F=BIL,故两通电导线之间的安培力越大.通电导线处于磁场中要受到安培力作用,可得:
同向电流相互吸引,异向电流相互排斥.可作为结论让学生记住.
11.【答案】D
【解析】斜面固定时,由动能定理得:
斜面不固定时,由水平方向动量守恒得:
mv0=(M+m)v,
由机械能守恒得:
12.【答案】D
二、计算题
13.【答案】
(1)可见光的光子“平均能量”是3.98×10-19J;其动量是1.33×10-27kg.m/s;
(2)灯泡每秒钟放出可见光光子的数目2.51×1018;
(3)产生的光压是6.6×10-11Pa.
【解析】
由光子的能量和动量的关系可得,
(2)灯泡在可见光区域内辐射能量为N=1%×100=1(W),
(3)光子对黑体的压强,就是黑体在单位面积上每秒钟受到光子冲击时光子动量的改变量.
因为光子被黑体吸收,所以动量的改变量在数值上等于光子原来的动量.
以灯泡为球心,2m为半径作一个球面,则球面积S=4πR2
15.【答案】
(1)小车撞墙后弹簧的最大弹性势能3.6J.
(2)要使木块最终不从小车上滑落,则车面A点左侧粗糙部分的长度应大于0.90m.
【解析】
(1)小车与墙壁碰撞后向左运动,木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时,二者速度相等,此时弹簧的弹性势能最大,此过程中,二者组成的系统动量守恒,设弹簧压缩至最短时,小车和木块的速度大小为v,根据动量守恒定律有:
m1v1-m2v0=(m1+m2)v…①
解得v=0.40m/s…②
设最大的弹性势能为EP,根据机械能守恒定律可得
由②③得EP=3.6J…④
(2)根据题意,木块被弹簧弹出后滑到A点左侧某处与小车具有相同的速度v’时,木块将不会从小车上滑落,此过程中,二者组成的系统动量守恒,
故有v’=v═0.40m/s…⑤
木块在A点右侧运动过程中,系统的机械能守恒,而在A点左侧相对滑动过程中将克
服摩擦阻力做功,设此过程中滑行的最大相对位移为L,根据功能关系有
解得L=0.90m…⑦
即车面A点左侧粗糙部分的长度应大于0.90m
16.【答案】
(1)
(2)
【解析】木板第一次与右侧固定板相撞后,木板反弹,块与板相对运动,最后一起向左运动,然后板与左侧固定板相撞块与板的相对运动与第一次相反,所以物块不从木板上滑下木板长度不小于第一次相对位移即可。
根据动量守恒:
根据能量守恒:
解得:
所以:
(2)木板不断与竖直板碰撞,总动量不断减少,最后变为零。
根据能量守恒:
解得:
第一次碰撞:
根据动量守恒:
得:
第二次碰撞:
根据动量守恒:
得:
所以与板碰撞损失的机械能
三、实验题
17.【答案】
(1)变化;
(2)0
【解析】
(1)只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化就有感应电流产生
(2)电荷之间能够相互中和
考点:
考查电磁感应与电荷守恒定律
点评:
难度较小,明确产生感应电流的条件
18.【答案】
(1)A、B端
(2)260
【解析】恒温箱内的加热器应接在A、B端.当线圈中的电流较小时,继电器的衔铁在上方,恒温箱的加热器处于工作状态,恒温箱内温度升高.
随着恒温箱内温度升高,热敏电阻R的阻值变小,则线圈中的电流变大,当线圈的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸到下方来,则恒温箱加热器与电源断开,加热器停止工作,恒温箱内温度降低.
随着恒温箱内温度降低,热敏电阻R的阻值变大,则线圈中的电流变小,当线圈的电流小于20mA时,继电器的衔铁又被释放到上方,则恒温箱加热器又开始工作,这样就可以使恒温箱内保持在某一温度.
要使恒温箱内的温度保持50℃,即50℃时线圈内的电流为20mA.由闭合电路欧姆定律
,r为继电器的电阻.由图甲可知,50℃时热敏电阻的阻值为90Ω,所以R′=260Ω.