1、计算题 如图16所示,两光滑轨道相距L=0.5m,固定在倾角为的斜面上,轨道下端连入阻值为R=4Ω的定值电阻,整个轨道处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,一质量m=0.1㎏的金属棒MN从轨道顶端由静止释放,沿轨道下滑,金属棒沿轨道下滑x=30m后恰达到最大速度(轨道足够长),在该过程中,始终能保持与轨道良好接触。(轨道及金属棒的电阻不计)
(1)金属棒下滑过程中,M、N哪端电势高.
(2)求金属棒下滑过程中的最大速度v.
(3)求该过程中回路中产生的焦耳热Q.
参考答案:(1)M端电势较高;(2)v=15m/s;(3)
本题解析:
试题分析: (1)根据右手定则,可判知M端电势较高?(2分)
(2)设金属棒的最大速度为v,根据法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势
E=BLVcos?(1分)
根据闭合电路欧姆定律,回路中的电流强度
I=E/R?(1分)
金属棒所受安培力F为? F=BIL?(1分)
对金属棒,根据平衡条件列方程
mgsin=Fcos?(2分)
联立以上方程解得? v=15m/s?(2分)
(3)根据能量守恒
?(3分)
代入数据解得?(2分)
本题难度:一般
2、选择题 如图19所示,在水平传送带上有三个质量分别为m、2m、3m的木块1、2、3,
中间分别用原长均为L、劲度系数均为k的相同轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数为,现用水平细绳将木块I固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,则(?)
A.当三个木块达到平衡后,1、2两木块之间的距离是L+5mg/k
B.如果传送带的速率加倍同,1、2两木块之间的距离将加倍
C.如果将细线剪断,那么木块2的瞬间加速度大小为0
D.2、3间弹簧的弹性势能大于1、2间弹簧的弹性势能
参考答案:AC
本题解析:当三个木块达到平衡后,以1、2两木块为研究对象,可知1、2间弹力大小等于1、2两木块所受滑动摩擦力,即,所以弹簧伸长量为,则1、2两木块之间的距离是L+,故A正确
传送带传送速度改变之后,不影响摩擦力,则弹力大小也不不变,所以如果传送带的速率加倍同,1、2两木块之间的距离不变,故B错误
如果将细线剪断,弹力不能突变,那么木块2受力情况没变,故瞬间加速度大小为0,故C正确
2、3间弹力大小为,所以2、3间弹簧的弹性势能小于1、2间弹簧的弹性势能,故D错误
故选AC
本题难度:一般
3、计算题 甲、乙、丙三个物体用不可伸长的轻线通过轻滑轮连接,甲与地面用轻弹簧连接,如图所示。物体乙与物块丙之间的距离和物体丙到地面的距离相等。已知物体乙与物块丙的质量均为m,物体甲的质量大于m,但是小于2m;弹簧的劲度系数为k。物体在运动过程中不会与滑轮相碰,且不计一切阻力,物体碰地后不反弹。
(1)若将乙与丙间的线剪断,甲下降多大距离时它的速度最大?
2)若将弹簧剪断后,要保证物块乙在运动过程中不会着地,求这种情形之下甲物体的质量等于多少?
参考答案:(1)(2)当2m>时
本题解析:(1)设甲物体质量为M,开始时弹簧处于伸长状态,其伸长量x1
k x1=(2m-M)g??① (2分)
剪断轻线,甲的加速度为零时,速度达最大,②(2分)
设:此时弹簧压缩量x2?
k x2="(" M- m)g??③? (2分)
所以, 甲速度最大时,下降的距离? ④(2分)
(2)设丙距离地面为L,丙刚好落地时,甲、乙的速度为v
对于甲乙丙三物体组成系统,机械能守恒
⑤?(2分)
若乙恰能着地,此时甲、乙物体速度为零? ⑥(2分)
对甲乙两物体组成系统,其机械能守恒
有: ⑦(2分)
由⑤⑦得:? ⑧ (2分)
∴当2m>时,乙物体将不会着地? ⑨(3分)
本题难度:一般
4、选择题 质量为m的物体,从静止开始,以向下g/2的加速度竖直下落高度h的过程中
[? ]
A.物体的机械能守恒?
B.物体的机械能减少mgh/2
C.物体的重力势能减少mgh
D.物体受到阻力做功为mgh/2
参考答案:BC
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 对于连入不同电路的不同灯泡,亮度较大的灯泡一定是( )
A.通过的电流较大
B.两端电压较大
C.电阻较大
D.消耗电功率较大
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般