如图所示,倾角为30°的粗糙斜面的底端有一小车,车内有一根垂直小车底面的细直管,车与斜面间的动摩擦因数
,在斜面底端的竖直线上,有一可以上下移动的发射枪,能够沿水平方向发射不同速度的带正电的小球,其电量与质量之比
=0.5773×10
2c/kg(计算时取
×10
2c/kg),在竖直线与斜面之间有垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,小球在运动过程中重力和电场力始终平衡.当小车以V
=7.2m/s的初速度从斜面底端上滑至2.7m的A处时,小球恰好落入管中且与管壁无碰撞,此时小球的速率是小车速率的两倍.取g=10m/s
2.求:
(1)小车开始上滑到经过A处所用的时间;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小.
考点分析:
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光电计时器的实验简易示意图如下,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,所用的西瓯XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01ms.光滑水平导轨MN上放两相同小物块A、B,其宽度a=3.0×10
-2m,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带理想连接,今将挡光效果好,宽度为d=3.6×10
-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上,且高出物块,并使高出物块部分在通过光电门时挡光.传送带水平部分长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速传动.物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,质量m
A=m
B=1kg.开始时在A、B间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开A、B,迅速移去轻弹簧,两物块第一次通过光电门,计时器显示读数均为t=9.0×10
-4s.取g=10m/s
2,试求:
(1)弹簧储存的弹性势能E
P;
(2)物块B沿传送带向右滑动的最远距离s
m;
(3)物块B滑回水平面MN的速度大小v′
B;
(4)若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上相碰,且A、B碰后互换速度,则弹射装置P至少必须对A做多少功,才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出.求此过程中,滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能△E.
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如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上固定一光滑金属导轨CDEFG,图中OH∥CD∥FG,∠DEF=60°,CD=DE=EF=FG=OE=L;一根质量为m、长度为2L的导体棒AB在电机牵引下,以恒定速度v
沿OH方向从斜面底端滑上导轨并到达斜面顶端,O是AB棒的中点,AB⊥OH.金属导轨的CD、FG段电阻不计,DEF段与AB棒材料与横截面积均相同,单位长度的电阻均为r,整个斜面处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中.求:
(1)导体棒在导轨DEF上滑动时电路中电流的大小;
(2)导体棒运动到DF位置时AB两端的电压;
(3)将导体棒从底端拉到斜面顶端过程电机对杆做的功.
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(选修模块3-5)
(1)(1)以下说法正确的有______
A.用如图所示两摆长相等的单摆验证动量守恒定律时,只要测量出两球碰撞前后摆起
的角度和两球的质量,就可以分析在两球的碰撞过程中总动量是否守恒
B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
C.对于某种金属,只要入射光的强度足够大,就会发生光电效应
D.α粒子散射实验正确解释了玻尔原子模型
E.普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说
F.原子核的结合能越大,核子结合得越牢固,原子越稳定
(2)一个高能r光子,经过重核附近时与原子核场作用,能产生一对正负电子,请完成相应的反应方程:r→______
-1
e
e
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(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是______
A.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度
B.如果质点所受总是指向平衡位置的合外力,质点的运动就是简谐运动
C.静止在地面上的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆,观察到的长度比杆静止时长
D.麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在
E.由光子说可知,光子的能量是与频率成正比的,这说明了光的波动性与光的粒子性是统一的
F.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
(2)一列简谐横波在t=0时的波形图如图1,若波自右向左传播的,则处于平衡位置的P点此时的运动方向是______.若经过时间t=0.03s后,P 点刚好第一次到达波峰,则波的传播速度是______.
(3)如图2所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,∠A=30°.它对红光的折射率为n
1.对紫光的折射率为n
2.在距AC边d处有一与AC平行的光屏.现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜.
(1)红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少?
(2)若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点间的距离.
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(选修模块3-3)
(1)奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成,当稳压阀打开以后,燃气以气态形式从气罐里出来,经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧.则以下说法中正确的是______.
A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
C.燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程
D.燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用
(2)某运动员吸一口气,吸进400cm
3的空气,据此估算他所吸进的空气分子的总数为______个.已知1mol气体处于标准状态时的体积是22.4L.(结果保留一位有效数字)
(3)如图所示,绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分,S与气缸壁的接触是光滑的.两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用可忽略不计.现通过恒定电压为U的电源和阻值为R的电热丝构成回路,对气体a缓慢加热一段时间t后,a、b各自达到新的平衡状态.在此过程中,气体a内能增加量为△U,试求气体b的内能增加量.
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