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(19分)如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定...

(19分)如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b,测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度g取l0m/s2,轨道足够长且电阻不计。

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⑴ 当R = 0时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向;

⑵ 求金属杆的质量m和阻值r;

⑶ 当R = 4Ω时,求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。

 

⑴ E = 2V    杆中电流方向从b → a   ⑵ m = 0.2kg   r = 2Ω     ⑶ W = 0.6J 【解析】 试题分析:⑴ 由图可知,当R = 0 时,杆最终以v = 2 m/s匀速运动,产生电动势 E = BLv     2分     E = 2V     1分    杆中电流方向从b → a       1分 ⑵ 设最大速度为v,杆切割磁感线产生的感应电动势 E = BLv 由闭合电路的欧姆定律:   1分 杆达到最大速度时满足      2分 解得:v =     1分 由图像可知:斜率为,纵截距为v0=2m/s, 得到:= v0     1分     k     1分  解得:m = 0.2kg        1分  r = 2Ω       1分 ⑶ 由题意:E = BLv          1分  得     1分    1分 由动能定理得W =     2分      1分     W = 0.6J   1分 考点:电磁感应  安培力  欧姆定律  动能定理
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考点分析:
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(9分)如图所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连接.质量为m的小球从高为h处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC段上质量为km的小球发生碰撞,碰撞前后两小球的运动方向处于同一水平线上。求:

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(1)若两小球碰撞后粘连在一起,求碰后它们的共同速度;

(2)若两小球在碰撞过程中无机械能损失,为使两小球能发生第二次碰撞,求k应满足的条件。

 

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(6分)如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像。由图像可知                   

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A.该金属的逸出功等于E

B.该金属的逸出功等于hν0

C.入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为E

D.入射光的频率为满分5 manfen5.com时,产生的光电子的最大初动能为满分5 manfen5.com

 

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(9分)如图所示,是一种折射率n=1.5的棱镜,用于某种光学仪器中,现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上,入射角的大小满分5 manfen5.com,求:

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(i)光在棱镜中传播的速率。

(ii)画出此束光线射出棱镜后的方向,要求写出简要的分析过程。(不考虑返回到AB和BC面上的光线)。

 

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(6分)一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示,已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s,b和c之间的距离是5m,以下说法正确的是 _________(填入选项前的字母,有填错的不得分)

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A.此列波的波长为2.5m                       B.此列波的频率为2Hz

C.此列波的波速为2.5m/s                     D.此列波的传播方向为沿x轴正方向传播

 

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(9分)如图所示p-V图中,一定质量的理想气体由状态A经过 ACB过程至状态B,气体对外做功280J,放出热量410J;气体又从状态B经BDA过程回到状态A,这一过程中外界对气体做功200J。

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(i)ACB过程中气体的内能如何变化?变化了多少?

(ii)BDA过程中气体吸收还是放出多少热量?

 

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