设图中平面代表轨道平面,轴与轨道平行,现有一与轨道平面垂直的磁场正以速度向方向匀速运动,设在时,该磁场的磁感应强度B的大小随空间位置x的变化规律为(式中B0、k为已知常量),且在y轴处,该磁场垂直平面指向纸里。与轨道平面平行的一金属矩形框MNPQ处在该磁场中,已知该金属框的MN边与轨道垂直,长度为L,固定在y轴上,MQ边与轨道平行,长度为d=,金属框的电阻为R,忽略金属框的电感的影响。求:
(1) t=0时刻,金属框中的感应电流大小和方向;
(2) 金属框中感应电流瞬时值的表达式;
15.(16分)磁悬浮列车是一种高速运载工具。它具有两个重要系统:一是悬浮系统,利用磁力使车体在导轨上悬浮起来;另一是驱动系统,在沿轨道上安装的三相绕组中,通上三相交流电,产生随时间和空间做周期性变化的磁场,磁场与固连在车体下端的感应金属板相互作用,使车体获得牵引力。
(3)如果在最高点P时,小球对轨道的压力是重力的0.6倍,则小球运动到最低点时,它对轨道的压力是其重力的多少倍?
(1)求初速度;
(2)在整个运动过程中,小球的最大速度多大?
14.(15分)如图所示,一个内外半径均可看作R=、光滑绝缘且竖直放置的细圆管,处于水平方向的匀强电场和匀强磁场内,电场与管道平面平行向左,磁场垂直管道平面向里。一个带正电的小球置于细圆管内,其所受电场力是重力的倍,现在最高点P给该小球一水平向左的初速,恰好使小球在细圆管内做完整的圆周运动。
(2)现使卡车以恒定功率P沿斜坡向上行驶,达到的最大速度为54,求功率P;
(3)当卡车开上平台后,继续保持此恒定功率行驶40s,重新匀速行驶,求卡车开上平台后到匀速行驶的过程中克服阻力所做的功。
13.(14分)如图所示,一个与平台连接的足够长斜坡倾角,一辆卡车的质量为1t。关闭发动机,卡车从静止开始沿斜坡滑下,最大速度可达120,已知卡车运动过程中所受空气阻力和地面阻力与速度成正比,即。
(1)求出比例系数k;
③若反应前中子以的动能和锂核发生正碰,且碰撞前中子和锂核具有等大反向的动量,核反应过程中释放出的核能全部转化为动能,则反应后生成的氚核和α粒子的动能各为多大?
(2)用中子轰击锂核()发生核反应,生成氚核()和α粒子,同时释放出的核能()。
①写出上述核反应方程。
②计算核反应过程中的质量亏损(以千克为单位,计算结果保留两位有效数字)。
①试证明:无论入射角多大,该激光束都能从玻璃中射出。
②若该激光束经折射从B点射出,射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30°,AB弧所对的圆心角为120°,求该激光束在玻璃中的波长。
Ⅲ.(12分)(选修3-5试题)
(1)下列说法中正确的是( )
A.物质波既是一种电磁波,又是一种概率波
B.虽然我们用肉眼看不见黑暗中的人,但此人也向外发出热辐射,我们可用红外摄像拍摄到此人
C.普通红光照射到某金属表面时,没有电子逸出;如改用红色激光照射该金属表面时,就会有电子逸出
D.若γ光子与一个静止的自由电子发生作用,则γ光子被电子散射后波长会变大,速度可能不变化
E.根据玻尔氢原子理论,一个氢原子从半径较小的轨道直接跃迁到半径较大的轨道需要吸收某一频率的光子
F.由于原子里的核外电子不停地绕核做加速运动,所以原子要向外辐射能量,这就是原子光谱的来源