题目内容
16．
将一质量为m、长度为L、通有垂直纸面向里的电流的导体棒放在倾角为α的光滑斜面体上，当在空间加一与斜面体垂直斜向上的匀强磁场时，导体棒刚好在斜面体上处于静止状态，现将磁场逆时针转动到水平向左的过程中，若导体棒始终处于静止状态，已知导体棒中的电流强度为I，则下列叙述正确的是（ ）| A． | 磁感应强度大小不变 | |
| B． | 磁场逐渐减弱 | |
| C． | 整个过程中磁感应强度的最小值为$\frac{mgsinα}{IL}$ | |
| D． | 整个过程中磁感应强度的最大值为$\frac{mgtanα}{IL}$ |
分析 对导体棒受力分析，根据共点力平衡中的动态分析方法分析安培力的变化，从而明确磁场强度的变化；再通过过程分析明确极值的大小．
解答 
解：A、导体棒受重力、支持力、安培力的作用而处于平衡状态，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上的逆时针方向转至水平向左的过程中，安培力由沿斜面向上转至竖直向上，导体棒受力的动态变化如图所示，则由图可知，安培力应逐渐增大；即此过程中磁感应强度B增大；磁场增强；故AB错误；
C、刚开始时安培力F最小，有sinα=$\frac{F}{mg}$，所以此过程中磁感应强度的最小值为$\frac{mgsinα}{IL}$；故C正确；
D、最后时安培力最大，则有F=mg，故整个过程中磁感应强度的最大值为$\frac{mg}{IL}$；故D错误；
故选：C．
点评 本题考查共点力平衡的动态分析以及安培力的性质，要注意明确图解法的正确应用，能通过图象分析安培力的变化情况是解题的关键．
练习册系列答案
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15．
一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只饶有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中（ ）
一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只饶有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中（ ）| A． | U2＞U1，U2降低 | B． | U2＞U1，U2升高 | C． | U2＜U1，U2降低 | D． | U2＜U1，U2升高 |
7．
氢原子的能级如图所示．氢原子从n=4能级直接向n=1能级跃迁所放出的光子，恰能使某金属产生光电效应．下列判断正确的是（ ）
氢原子的能级如图所示．氢原子从n=4能级直接向n=1能级跃迁所放出的光子，恰能使某金属产生光电效应．下列判断正确的是（ ）| A． | 氢原子辐射出光子后，氢原子能量变小 | |
| B． | 该金属的逸出功W=12.75eV | |
| C． | 用一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，该金属仍有光电子逸出 | |
| D． | 氢原子处于n=1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动 | |
| E． | 氢原子处于n=1能级时，氢原子能量最大 |
1．利用如图（a）所示电路，可以测量金属丝的电阻率ρ，所用的实验器材有：
待测的粗细均匀的电阻丝、电流表（量程0.6A，内阻忽略不计）
电源（电动势3.0V，内阻r未知）、
保护电阻（R0=4.0Ω）
刻度尺、开关S、导线若干、滑片P
实验步骤如下：
①用螺旋测微器测得电阻丝的直径d如图（b）所示．
②闭合开关，调节滑片P的位置，分别记录每次实验中aP长度x及对应的电流值I．
③以$\frac{1}{I}$为纵坐标，x为横坐标，作$\frac{1}{I}$-x图线（用直线拟合）．
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b．
回答下列问题：
（1）螺旋测微器示数为d=0.400mm．
（2）用题中字母可求得$\frac{1}{I}$与x的关系式为$\frac{1}{I}$=$\frac{4ρ}{πE{d}^{2}}x$+$\frac{{R}_{0}+r}{E}$．
（3）实验得到的部分数据如表所示，其中aP长度x=0.30m时电流表的示数如图（c）所示，读出数据，完成下表，答：①0.38，②2.63
（4）在图（d）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k=3.00A-1m-1，截距b=1.78A-1．（保留小数点后两位小数）
（5）根据图线求得电阻丝的电阻率ρ=1.1×10-6Ω•m，电源的内阻为r=1.3Ω．（保留小数点后一位小数）
待测的粗细均匀的电阻丝、电流表（量程0.6A，内阻忽略不计）
电源（电动势3.0V，内阻r未知）、
保护电阻（R0=4.0Ω）
刻度尺、开关S、导线若干、滑片P
实验步骤如下：
①用螺旋测微器测得电阻丝的直径d如图（b）所示．
②闭合开关，调节滑片P的位置，分别记录每次实验中aP长度x及对应的电流值I．
③以$\frac{1}{I}$为纵坐标，x为横坐标，作$\frac{1}{I}$-x图线（用直线拟合）．
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b．
回答下列问题：
（1）螺旋测微器示数为d=0.400mm．
（2）用题中字母可求得$\frac{1}{I}$与x的关系式为$\frac{1}{I}$=$\frac{4ρ}{πE{d}^{2}}x$+$\frac{{R}_{0}+r}{E}$．
（3）实验得到的部分数据如表所示，其中aP长度x=0.30m时电流表的示数如图（c）所示，读出数据，完成下表，答：①0.38，②2.63
| x（m） | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 |
| I（A） | 0.49 | 0.43 | ① | 0.33 | 0.31 | 0.28 |
| $\frac{1}{I}$（A-1） | 2.04 | 2.33 | ② | 3.03 | 3.23 | 3.57 |
（5）根据图线求得电阻丝的电阻率ρ=1.1×10-6Ω•m，电源的内阻为r=1.3Ω．（保留小数点后一位小数）
8．某课外小组利用如图所示的装置研究合外力一定时，加速度与质量的关系．主要实验步骤如下：
①用天平测量并记录小桶（包括放在桶内的砝码）的质量m，滑块（包括加装在滑块两侧的铜片和固定在滑块上的加速度传感器）的质量M，每个钢片的质量；
②接通气泵，将滑块（不挂小桶）置于气垫导轨上，将固定在滑块上的加速度传感器调零，轻推滑块，观察滑块的运动．在滑块运动的大部分时间内，当加速度传感器的示数趋于0时，说明气垫导轨已经水平；
③挂上小桶和砝码，调整定滑轮的高度，使气垫导轨上方的细绳水平；
④将加速度传感器调零，在气垫导轨上合适位置释放滑块，记录加速度传感器的示数a；
⑤利用在滑块上增加钢片的方法改变滑块的质量M，重复步骤④…
数据记录及处理如下：
请回答下列问题：
（1）实验步骤②中的横线上应填写趋于0；
（2）上表中，滑块加速度的理论值是在忽略阻力的情况下根据牛顿第二定律计算得出的，其表达式是$\frac{mg}{M+m}$（用表中物理量的符号表示），最后一行的空格内的数据是1.027m/s2；
（3）观察上表中最后两行，滑块加速度的理论值均大于其测量值，原因可能是受到阻力作用（写出一个原因即可）；
（4）根据上表正确描点，绘制了下列四个图象，根据图象D（从A、B、C、D中至少选填一个）可得出结论：在实验误差范围内，当小桶的重力mg一定时，加速度与滑块、小桶组成的系统的质量成反比．
①用天平测量并记录小桶（包括放在桶内的砝码）的质量m，滑块（包括加装在滑块两侧的铜片和固定在滑块上的加速度传感器）的质量M，每个钢片的质量；
②接通气泵，将滑块（不挂小桶）置于气垫导轨上，将固定在滑块上的加速度传感器调零，轻推滑块，观察滑块的运动．在滑块运动的大部分时间内，当加速度传感器的示数趋于0时，说明气垫导轨已经水平；
③挂上小桶和砝码，调整定滑轮的高度，使气垫导轨上方的细绳水平；
④将加速度传感器调零，在气垫导轨上合适位置释放滑块，记录加速度传感器的示数a；
⑤利用在滑块上增加钢片的方法改变滑块的质量M，重复步骤④…
数据记录及处理如下：
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 小桶质量m（单位：kg） | 0.105 | |||||
| 小桶重力mg（单位：N） | 1.028 | |||||
| 滑块质量M（单位：kg） | 0.397 | 0.496 | 0.596 | 0.696 | 0.796 | 0.896 |
| $\frac{1}{M}$（单位：kg-1） | 2.519 | 2.016 | 1.678 | 1.437 | 1.256 | 1.116 |
| $\frac{1}{M+m}$（单位：kg-1） | 1.992 | 1.664 | 1.427 | 1.248 | 1.110 | 0.999 |
| 滑块加速度的测量值a（单位：m/s2） | 2.014 | 1.702 | 1.460 | 1.268 | 1.110 | 1.004 |
| 滑块加速度的理论值a0（单位：m/s2） | 2.048 | 1.711 | 1.467 | 1.283 | 1.141 | |
（1）实验步骤②中的横线上应填写趋于0；
（2）上表中，滑块加速度的理论值是在忽略阻力的情况下根据牛顿第二定律计算得出的，其表达式是$\frac{mg}{M+m}$（用表中物理量的符号表示），最后一行的空格内的数据是1.027m/s2；
（3）观察上表中最后两行，滑块加速度的理论值均大于其测量值，原因可能是受到阻力作用（写出一个原因即可）；
（4）根据上表正确描点，绘制了下列四个图象，根据图象D（从A、B、C、D中至少选填一个）可得出结论：在实验误差范围内，当小桶的重力mg一定时，加速度与滑块、小桶组成的系统的质量成反比．
5．
如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近．已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为ω，引力常量为G，则下列选项不正确的是（ ）
如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近．已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为ω，引力常量为G，则下列选项不正确的是（ ）| A． | 发射卫星a时速度要大于7.9km/s | |
| B． | 若要卫星c与b实现对接，让卫星c加速即可 | |
| C． | 卫星b距离地面的高度为$\root{3}{\frac{GM}{{ω}^{2}}}$ | |
| D． | 卫星a和b下一次相距最近还需经过的时间t=$\frac{2π}{\sqrt{\frac{GM}{8{R}^{3}}-ω}}$ |
如图，A、B、C三个木块的质量均为m．置于光滑的水平面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触可不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速v0沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知C离开弹簧后的速度恰为v0．求弹簧释放的势能．