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题文

如图所示,电阻为 0 . 1 Ω 的正方形单匝线圈 abcd 的边长为 0 . 2 m bc 边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长,磁感应强度大小为 0 . 5 T .在水平拉力作用下,线圈以 8 m / s 的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中

(1)感应电动势的大小 E

(2)所受拉力的大小 F

(3)感应电流产生的热量 Q

科目 物理   题型 解答题   难度 中等
知识点: 法拉第电磁感应定律 电磁感应中的能量转化
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广义相对论认为,在任何参考系中,物理规律都是

同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用,其基本原理简化为如图所示的模型。 M N 为两块中心开有小孔的平行金属板。质量为 m 、电荷量为 +q 的粒子 A (不计重力)从 M 板小孔飘入板间,初速度可视为零,每当 A 进入板间,两板的电势差变为 U ,粒子得到加速,当 A 离开 N 板时,两板的电荷量均立即变为零。两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场, A 在磁场作用下做半径为 R 的圆周运动, R 远大于板间距离, A 经电场多次加速,动能不断增大,为使 R 保持不变,磁场必须相应地变化。不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射,不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。求

(1) A 运动第1周时磁场的磁感应强度 B 1 的大小;

(2)在 A 运动第n周的时间内电场力做功的平均功率 P n

(3)若有一个质量也为 m 、电荷量为 +kq (k为大于1的整数)的粒子 B (不计重力)与A同时从 M 板小孔飘入板间, A 、B初速度均可视为零,不计两者间的相互作用,除此之外,其他条件均不变,下图中虚线、实线分别表示 A B 的运动轨迹。在 B 的轨迹半径远大于板间距离的前提下,请指出哪个图能定性地反映 A B 的运动轨迹,并经推导说明理由。


冰球运动员甲的质量为80.0 kg 。当他以5.0 m/s 的速度向前运动时,与另一质量为100 kg 、速度为3.0 m/s 的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短,求:
(1)碰后乙的速度的大小;

(2)碰撞中总机械能的损失。

如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为 m 1 m 2 ,各接触面间的动摩擦因数均为 μ 。重力加速度为 g

(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力大小;

(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;

(3)本实验中, m 1 =0.5kg m 2 =0.1kg μ=0.2 ,砝码与纸板左端的距离 d=0.1m ,取 g=10m/s2 。若砝码移动的距离超过 l=0.002m ,人眼就能感知,为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?

如图所示,一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B C D 后再回到状态 A 。其中, A®B C®D 为等温过程, B®C D®A 为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的"卡诺循环"。

(1)该循环过程中,下列说法正确的是.
A. A®B 过程中,外界对气体做功
B. B®C 过程中,气体分子的平均动能增大
C. C®D 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D. D®A 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化
(2)该循环过程中,内能减小的过程是(选填" A®B "、" B®C "、" C®D "或" D®A "). 若气体在 A®B 过程中吸收 63kJ 的热量,在 C®D 过程中放出 38kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为 kJ .

(3)若该循环过程中的气体为 1mol ,气体在 A 状态时的体积为 10L ,在 B 状态时压强为 A 状态时的 2 3 。求气体在 B 状态时单位体积内的分子数。(已知阿伏加德罗常数 N A =6.0×1023mol - 1 ,计算结果保留一位有效数字)

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