题目内容

10．如图所示是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系，在装置安装完毕后、闭合电路开关前的示意图．图中A为沙桶和沙，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池（电动势为6V），S为开关，请指出图中的三处错误：
（1）B与滑块间的细线应水平（或与导轨平行）；
（2）滑块C离电火花计时器太远；
（3）电火花计时器E应接220V的交变电，不能接6V的直流电．

分析 打点计时器应使用交流电源，细线应保持水平，与轨道平行，释放滑块时，应将滑块靠近打点计时器．

解答 解：连接滑块的细线需保持水平，因为若倾斜，拉力不等于滑块的合力．释放滑块时，滑块应靠近打点计时器．打点计时器应使用交流电，电火花打点计时器使用220V的交流电．
故答案为：（1）B与滑块间的细线应水平（或与导轨平行）．
（2）滑块C离电火花计时器太远．
（3）电火花计时器E应接220V的交变电，不能接6V的直流电．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，掌握实验装置的安装，需加强这方面的实际操作，培养动手的能力．

练习册系列答案
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20．如图所示为氢原子的能级，已知：实验时用紫外线照射锌板会发生光电效应，可见光的光子能量范围为1.62eV～3.11eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（　　）
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象
B．用能量为11.0eV的自由电子轰击，可使处于基态的氢 原子跃迁到激发态
C．处于n=2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线
D．处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
E．用波长为60nm的伦琴射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子
1．如图所示，两根间距为0.5m的金属导轨MN和PQ，电阻不计，左端向上弯曲，其余水平，水平导轨左端有宽度为0.28m、方向竖直向上的匀强磁场I，右端有另一磁场II，其宽度也为0.28m，但方向竖直向下，磁场的磁感强度大小均为1T．有两根质量均为0.1kg、电阻均为0.5Ω的金属棒a和b与导轨垂直放置，b棒置于磁场II中点C、D处，导轨除C、D两处（对应的距离极短）外其余均光滑，两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的0.5倍，a棒从弯曲导轨某处由静止释放．当只有一根棒作切割磁感线运动时，它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比，即△v∝△x．求：

（1）若a棒释放的高度大于h0，则a棒进入磁场I时会使b棒运动，判断b 棒的运动方向并求出h0为多少？
（2）若将a棒从高度小于h0的某处释放，使其以速度1.4m/s进入磁场I，结果a棒以0.7m/s的速度从磁场I中穿出，求在a棒穿过磁场I过程中通过b棒的电量q和两棒即将相碰时b棒上的电功率Pb为多少？（g取10m/s2，保留三位有效数字）
18．一静止的质量为M的原子核发生一次α衰变．已知衰变后α粒子的质量为m、速度为v，并假设衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子和新核的动能．（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）求：
（Ⅰ）衰变后新核反冲的速度大小；
（Ⅱ）衰变过程中的质量亏损．
5．如图所示，虚线左方为磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面水平向外．右方为匀强电场，电场方向沿纸面竖直向下，电场宽度为磁场宽度的$\sqrt{2}$倍．一个带电粒子（重力不计）从左方O1处以速度v沿纸面水平向右射入该磁场；另一个完全相同的带电粒子从O2处（O1和O2在同一水平线上）同时以同样大小的速度沿纸面水平向左射入该电场，两粒子都从磁场和电场边界的P点分别射出磁场和电场，已知从磁场射出的粒子的出射方向与入射方向成θ1=60°的夹角（图中未画出）．求：
（1）电场的电场强度；
（2）带电粒子穿过磁场和穿过电场的时间的比值；
（3）穿过电场的带电粒子穿出电场时的速度方向．
15．如图所示，在直角坐标平面的第I象限内有一垂直纸面向内的匀强磁场；磁感应强度为B，直线OA是磁场右侧的边界．在第Ⅱ象限，存在电场强度为E的水平向左的匀强电场，y轴是电场、磁场区域的分界线，曲线OM满足方程x=-ky2（k＞0）．有一电量为-q（q＞0），质量为m的粒子（重力不计），在曲线OM上某一点由静止释放，穿过y轴进入磁场中．
（1）试写出带电粒子穿过y轴时的速度大小与释放点纵坐标的关系式；
（2）若粒子从曲线OM上任意位置释放，要求粒子穿过磁场区域后，都垂直于x轴射出．求直线OA与x轴的夹角θ的正切值．（用题中已知物理量的符号表示）
2．1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：在只有一个磁极的粒子即“磁单极子”．1982年美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验，他设想如果只有N极的磁单极子从上而下穿过如图所示的电阻趋于零的（超导）线圈，那么从上向下看，这个线圈将出现（　　）
A．先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流
B．先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流
C．顺时针方向持续流动的感应电流
D．逆时针方向持续流动的感应电流
19．如图所示，MN、PQ是相互平行的足够长的直导轨，与水平面成37°角倾斜放置，其间距l=0.2m，R1、R2是连在导轨两端的电阻，R1=R2=0.8Ω，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg，长度L=0.3m的粗细均匀的导体棒，导体棒的总电阻r=0.3Ω，空间存在B=0.5T，方向斜向上与斜面轨道垂直的匀强磁场，如图1所示，从零时刻开始，通过微型电动机对ab棒施加一个牵引力F，沿斜面轨道平行向上，使其从静止开始沿导轨做加速运动，2s末牵引力F的功率是2.64W，此过程中导体棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图2是棒3s内的速度-时间图象，除R1、R2及导体棒的总电阻以外，其余部分的电阻均不及，g=10m/s2．

（1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数；
（2）如果牵引力F从静止起作用3s后突然变为大小为0.73N的恒力，方向不变，求这之后电阻R1消耗的最小功率．
5．如图是一个半径为R的半球形透明物体的截面图，其轴线OA水平，现用一细束单色光水平入射到距O点$\frac{\sqrt{3}}{3}$R处的C点，此时透明体左侧恰好不再有光线射出．
（1）求透明体对该单色光的折射率；
（2）将细光束平移到距O点$\frac{R}{2}$处，求出射光线与OA轴线的交点距O点的距离．

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