1、2015-2016学年江西省宜春市丰城中学高二（下）周练物理试卷（实验班4.10）一、选择题（本题共10个小题，其中8，9，10为多选，每小题4分，共40分）1要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜有关电子显微镜的下列说法正确的是（）A它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射B它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射C它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射D它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射2关于光电效应，下列说法正确的是（）A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时
2、间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D遏止电压越大，则金属材料逸出功越大3在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近，已知中子质量m=1.671027 kg，普朗克常量h=6.631034Js，可以估算出德布罗意波长=1.821010m的热中子的动量的数量级可能是（）A1017 kgm/sB1018 kgm/sC1020 kgm/sD1024 kgm/s42003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯杨”双缝干涉实验装置，进行电子干涉的实验
3、从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（）A光具有波动性B光具有波粒二象性C微观粒子也具有波动性D微观粒子也是一种电磁波5用如图所示的装置演示光电效应现象当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表G的读数为i若改用更高频率的光照射，此时（）A将电池正负的极性反转，则光电管中没有光电子产生B将电键S断开，则有电流流过电流表GC将变阻器的触点c向b移动，光电子到达阳极时的速度可能变小D只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点c向a端移动，电流表G的读数必将变大6某光波射到一逸出功为W的光电材料表面，所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的最
4、大半径为r，则该光波的频率为（设电子的质量为m，带电量为e，普朗克常量为h）（）ABC +D7下表给出了一些金属材料的逸出功材料铯钙镁铍钛逸出功（1019） J3.04.35.96.26.6现用波长为300nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常量h=6.631034 Js，光速c=3.0108 m/s）（）A2种B3种C4种D5种8三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a、b、c表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长ABC，则（）A用入射光A照射金属b和c，金属b和c均可发出光电效应现象B用入射光A和B照射金属c，金属c可发生光电效应现象C用入
5、射光C照射金属a与b，金属a、b均可发生光电效应现象D用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应现象9在甲、乙两次不同的光电效应实验中，得到如图所示的相应的Ucv图象，已知电子电荷量为e，则下列判断正确的是（）A甲、乙图线斜率表示普朗克常数hB甲实验中金属的逸出功比乙实验中金属的逸出功大C在能发生光电效应的前提下，用频率相同的光照射金属，甲实验中光电子的最大初动能比乙实验中光电子的最大初动能大D在乙实验中用某一频率的光照射金属发生光电效应，用频率相同的光在甲实验中照射金属一定能发生光电效应10用图示装置研究光电效应现象，光阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连，当滑动头P从b移到c的过程中
6、，光电流开始为零，后逐渐增大为Ic为了增大光电流Ic，一定可行的措施是（）A保持入射光频率不变，增大入射光的强度B保持入射光强度不变，增大入射光的频率C把P向a移动D保持P的位置不动，增大电源电动势二、填空题（每空4分，共8分）11用一束单色光照射截止频率为c=1.51015 Hz的某种金属，产生的光电子的最大初动能Ek=6eV，该单色光一个光子的动量为_kgm/s（普朗克常量h=6.631034 Js，光在真空中的速度c=3108m/s）（结果保留两位有效数字）12在X射线管中，由阴极发射的电子由静止开始加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能已
7、知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的最短波长为_三、计算题（本题共5个小题，共52分）13在粒子散射实验中，假设粒子以速率v0与静止的电子或金原子核发生弹性正碰，电子质量me=m，金原子核质量mAu=49m求：（1）粒子与电子碰撞后的速度变化；（2）粒子与金原子核碰撞后的速度变化14如图所示，光滑水平面上有A、B、C三个物块，其质量分别为mA=2.0kg，mB=1.0kg，mC=1.0kg现用一轻弹簧将A、B两物块连接，并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近，此过程外力做功108J（弹簧仍处于弹性限度内），然后同时释放A、B，弹簧开始逐渐变长
8、，当弹簧刚好恢复原长时，C恰以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并粘连在一起求（1）弹簧刚好恢复原长时（B与C碰撞前）A和B物块速度的大小？（2）当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能为多少？15小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为m2，原来静止在光滑的水平面上今有一个可以看作质点的小球，质量为m1，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下求：（1）曲面最高点到小车上表面的高度h；（2）滑到底端时小球的速度16如图所示，光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离），甲车上表
9、面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数=0.5一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P（可视为质点）与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止状态现剪断细线，求：滑块P滑上乙时的瞬时速度的大小；滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑块P在乙车上滑行的距离（取g=10m/s2）17半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r，质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下，在
10、内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出）直导体棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒和导轨的电阻均可忽略重力加速度大小为Ek0求（1）通过电阻R的感应电流的方向和大小；（2）外力的功率（提示：先求摩擦力做功，再由动能定理得到结论）2015-2016学年江西省宜春市丰城中学高二（下）周练物理试卷（实验班4.10）参考答案与试题解析一、选择题（本题共10个小题，其中8，9，10为多选，每小题4分，共40分）1要观察纳米级以下的微小结构，需要利用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜有关电子显微
11、镜的下列说法正确的是（）A它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射B它是利用了电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射C它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射D它是利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射【考点】光的衍射【分析】衍射是波特有的性质，是光遇到障碍物时发生的现象，发生明显的衍射现象的条件时：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近或比波长还小光在同一均匀介质中沿直线传播【解答】解：A、分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜，因为电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射，所以A错误；B、分辨率比
12、光学显微镜更高的电子显微镜，因为电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射，所以B错误；C、分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜，因为电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射，所以C错误；D、分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜，因为电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射，所以D正确；故选：D2关于光电效应，下列说法正确的是（）A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D遏止电压越大，则金属材料逸出功越大【
13、考点】光电效应【分析】当入射光子的频率大于金属的逸出功时，会发生光电效应，根据光电效应方程判断光电子最大初动能与什么因素有关，而遏止电压越大，最大初动能越大【解答】解：A、根据W0=h0知，极限频率越大的金属材料逸出功越大故A正确 B、发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与入射光照射的时间无关故B错误 C、根据光电效应方程得，EKm=hvW0，光电子最大初动能越大，逸出功不一定小，有可能是入射光子的能量大故C错误 D、遏止电压越大，最大初动能越大，而金属材料逸出功却不变的故D错误故选：A3在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近，已知
14、中子质量m=1.671027 kg，普朗克常量h=6.631034Js，可以估算出德布罗意波长=1.821010m的热中子的动量的数量级可能是（）A1017 kgm/sB1018 kgm/sC1020 kgm/sD1024 kgm/s【考点】物质波【分析】热中子的动能由热中子的质量与速度求出，然而速度则是由=得P=算出【解答】解：由德布罗意波公式=得P= 所以P=kgm/s因此热中子的动量的数量级1024J故选：D42003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯杨”双缝干涉实验装置，进行电子干涉的实验从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜
15、的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明（）A光具有波动性B光具有波粒二象性C微观粒子也具有波动性D微观粒子也是一种电磁波【考点】双缝干涉的条纹间距与波长的关系【分析】干涉是波所特有的现象，电子的双缝干涉说明微观粒子具有波动性【解答】解：电子的双缝干涉说明微观粒子具有波动性，因为干涉是波所特有的现象故C正确，A、B、D错误故选：C5用如图所示的装置演示光电效应现象当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表G的读数为i若改用更高频率的光照射，此时（）A将电池正负的极性反转，则光电管中没有光电子产生B将电键S断开，则有电流流过电流表GC将变阻器的触点c向b移动，光电子到达阳极时的速度可能变小D只要电源的电
16、动势足够大，将变阻器的触点c向a端移动，电流表G的读数必将变大【考点】光电效应【分析】发生光电效应的条件：0，可知道入射频率越高，则光电子的最大初动能越大，而在电场力作用下，到达阳极，从而形成光电流，即可求解【解答】解：A、将电池正的极性反转，光电管中仍然有光电子产生，只是电流表读数可能为零，故A错误；B、即使开关S断开，由于入射光的频率更高，则导致光电子的最大初动能更大，当能到达阳极时，则有电流流过电流表A，故B正确；C、触头c向b端移动，导致阳极与阴极的电压减小，则电场力也减小，所以电子获得的加速度减小，因此光电子到达阳极时的速度必将变小，故C正确；D、只要电源的电压足够大，将变阻器的触头
17、c向a端移动，因受到电场阻力，则可能导致到达阳极时，动能为零，则电流表A读数可能为0，故D错误故选：BC6某光波射到一逸出功为W的光电材料表面，所产生的光电子在垂直于磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的最大半径为r，则该光波的频率为（设电子的质量为m，带电量为e，普朗克常量为h）（）ABC +D【考点】光电效应【分析】根据光电效应方程求出光电子的最大初动能；最大初动能的光电子垂直进入匀强磁场，半径最大，根据半径公式求出最大速度，从而得出最大初动能【解答】解：根据光电效应方程得，EKm=hW根据洛伦兹力提供向心力，有：，则，最大初动能该光波的频率：故C正确，A、B、D错误故选C7下表给出了一些
18、金属材料的逸出功材料铯钙镁铍钛逸出功（1019） J3.04.35.96.26.6现用波长为300nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常量h=6.631034 Js，光速c=3.0108 m/s）（）A2种B3种C4种D5种【考点】爱因斯坦光电效应方程【分析】光子能量E=h，只有光子能量大于金属材料的逸出功，才能发生光电效应【解答】解：一个光子的能量=h=6.631019 J，所以能发生光电效应的材料有5种故选：D8三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a、b、c表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长ABC，则（）A用入射光A照射金属b和c，金
19、属b和c均可发出光电效应现象B用入射光A和B照射金属c，金属c可发生光电效应现象C用入射光C照射金属a与b，金属a、b均可发生光电效应现象D用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应现象【考点】光电效应【分析】光电效应产生的条件是入射光的频率大于等于金属的极限频率，波长越大频率越小，然后根据光电效应的条件，当入射光的频率大于极限频率，会发生光电效应进行判断【解答】解：恰能使金属逸出光电子说明入射光的频率恰好等于金属的极限频率，由题意知入射光的频率fAfBfCA、A的频率最小，照射金属b和c，金属b和c均不能发生光电效应现象，A错误；B、A、B光的频率都小于C的，用入射光A和B照射金属c
20、，金属c不能发生光电效应现象，B错误；C、C的频率比AB的都大，所以用入射光C照射金属a与b，金属a、b均可发生光电效应现象，C正确；D、A的频率小于B、C的，所以用入射光B、C照射金属a，能使金属a发生光电效应现象，D正确故选CD9在甲、乙两次不同的光电效应实验中，得到如图所示的相应的Ucv图象，已知电子电荷量为e，则下列判断正确的是（）A甲、乙图线斜率表示普朗克常数hB甲实验中金属的逸出功比乙实验中金属的逸出功大C在能发生光电效应的前提下，用频率相同的光照射金属，甲实验中光电子的最大初动能比乙实验中光电子的最大初动能大D在乙实验中用某一频率的光照射金属发生光电效应，用频率相同的光在甲实验中
21、照射金属一定能发生光电效应【考点】光电效应【分析】根据光电效应方程Ekm=hW，结合Ekm=eUc，再依据图象的纵截距与斜率的含义，即可求解【解答】解：A、根据光电效应方程Ekm=hW，结合Ekm=eUc，则有：Uc=v，结合图象可知，甲、乙图线斜率表示普朗克常数h与电子电量e的比值，故A错误；B、由上分析可知，图象的纵截距为，因此甲实验中金属的逸出功比乙实验中金属的逸出功小，故B错误；C、在能发生光电效应的前提下，用频率相同的光照射金属，依据光电效应方程Ekm=hW，甲实验金属的逸出功较小，那么甲实验中光电子的最大初动能比乙实验中光电子的最大初动能大，故C正确；D、在乙实验中用某一频率的光照
22、射金属发生光电效应，由于甲实验中金属的逸出功比乙实验中金属的逸出功小，那么用频率相同的光在甲实验中照射金属一定能发生光电效应，故D正确；故选：CD10用图示装置研究光电效应现象，光阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连，当滑动头P从b移到c的过程中，光电流开始为零，后逐渐增大为Ic为了增大光电流Ic，一定可行的措施是（）A保持入射光频率不变，增大入射光的强度B保持入射光强度不变，增大入射光的频率C把P向a移动D保持P的位置不动，增大电源电动势【考点】光电效应【分析】当滑动头P从a移到c的过程中，光电管加的是正向电压，光电流始终为零，说明没有产生光电效应，根据光电效应产生的条件进行分析【解答】解：A
23、B、根据光电流大小与入射光的强度有关，与入射光的频率无关故A正确，B错误C、把P向a移动P点电势大于的c点电势，光电管加上正向电压，能产生光电效应，有光电流形成，当正向电压越大时，则光电流越强故C正确D、若保持P的位置不动，增大电源电动势，则光电管两端的电压越大，则光电流也会越大，若当光电流达到饱和时，则不会再增大故D错误故选：AC二、填空题（每空4分，共8分）11用一束单色光照射截止频率为c=1.51015 Hz的某种金属，产生的光电子的最大初动能Ek=6eV，该单色光一个光子的动量为6.51027kgm/s（普朗克常量h=6.631034 Js，光在真空中的速度c=3108m/s）（结果保
24、留两位有效数字）【考点】光电效应【分析】根据W=h0即可求出该金属的逸出功，然后根据爱因斯坦光电效应方程，结合光电子的最大初动能，即可求解一个光子的频率，再依据，及p=，即可求解一个光子的动量【解答】解：根据光电效应方程，Ekm=hW=hhc；则有：=+c=+1.51015 Hz=2.951015 Hz再依据，及p=，则有：P=6.51027kgm/s故答数为：6.5102712在X射线管中，由阴极发射的电子由静止开始加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的
25、最短波长为【考点】物质波；匀强电场中电势差和电场强度的关系【分析】根据动能定理、光速与波长和频率的关系公式c=f、光量子方程E=h列式分析【解答】解：根据动能定理、光速与波长和频率的关系公式c=f、光量子方程E=h，有eUEc=E=h故故答案为：三、计算题（本题共5个小题，共52分）13在粒子散射实验中，假设粒子以速率v0与静止的电子或金原子核发生弹性正碰，电子质量me=m，金原子核质量mAu=49m求：（1）粒子与电子碰撞后的速度变化；（2）粒子与金原子核碰撞后的速度变化【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律【分析】（1）粒子与静止的粒子发生弹性碰撞，动量和能量均守恒，由此列式求出碰撞后粒子与
26、电子碰撞后的速度，再得到速度的变化量（2）用同样的方法求解即可【解答】解：粒子与静止的质量为m的粒子发生弹性碰撞，动量和能量均守恒，取碰撞前粒子速度方向为正方向由动量守恒定律得：mv0=mv1+mv2由能量守恒定律得： mv02=mv12+mv22解得，碰撞后粒子的速度为：v1=v0速度变化为：v=v1v0=v0（1）与电子碰撞，将me=m代入得：v12.7104v0；（2）与金原子核碰撞，将mAu=49m代入得：v2=1.96v0答：（1）粒子与电子碰撞后的速度变化是2.7104v0（2）粒子与金原子核碰撞后的速度变化是1.96v014如图所示，光滑水平面上有A、B、C三个物块，其质量分别为
27、mA=2.0kg，mB=1.0kg，mC=1.0kg现用一轻弹簧将A、B两物块连接，并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近，此过程外力做功108J（弹簧仍处于弹性限度内），然后同时释放A、B，弹簧开始逐渐变长，当弹簧刚好恢复原长时，C恰以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并粘连在一起求（1）弹簧刚好恢复原长时（B与C碰撞前）A和B物块速度的大小？（2）当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能为多少？【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律【分析】（1）当弹簧恢复过程中，A、B物体动量守恒，且减少的弹性势能完全转化为两物体的动能列出两组方程，从而求出两个未知量，即为A、B物体的速度大小（2）当弹簧第二
28、次被压缩时，A和B、C组成的系统动量守恒，机械能守恒，从而由这两个守恒定律可列出两组方程，同样可求出结果【解答】解：（1）弹簧刚好恢复原长时，A和B物块速度的大小分别为A、B由动量守恒定律有：0=mAAmBB此过程机械能守恒有：Ep=mAA2+mBB2代入Ep=108J，解得：A=6m/s，B=12m/s，A的速度向右，B的速度向左（2）C与B碰撞时，C、B组成的系统动量守恒，设碰后B、C粘连时速度为，则有：mBBmCC=（mB+mC），代入数据得=4m/s，的方向向左此后A和B、C组成的系统动量守恒，机械能守恒，当弹簧第二次压缩最短时，弹簧具有的弹性势能最大，设为Ep，且此时A与B、C三者有
29、相同的速度，设为，则有：动量守恒：mAA（mB+mC）=（mA+mB+mC），代入数据得=1m/s，的方向向右机械能守恒： mAA2+（mB+mC）2=Ep+（mA+mB+mC）2，代入数据得Ep=50J答：（1）弹簧刚好恢复原长时（B与C碰撞前）A的速度为6m/s，B物块速度大小12m/s（2）当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能为50J15小车的上面是中突的两个对称的曲面组成，整个小车的质量为m2，原来静止在光滑的水平面上今有一个可以看作质点的小球，质量为m1，以水平速度v从左端滑上小车，恰好到达小车的最高点后，又从另一个曲面滑下求：（1）曲面最高点到小车上表面的高度h；（2）滑到
30、底端时小球的速度【考点】动量守恒定律；功能关系【分析】（1）小球到达最高点时与小车的速度相等，根据小球和车水平方向动量守恒和机械能守恒定律列出等式求解h；（2）对整个过程，根据小球和车水平方向动量守恒和机械能守恒定律列出等式求解滑到底端时小球的速度【解答】解：（1）小球恰好到达最高点时与小车的速度相等，设共同速度为v共，小球运动到最高点过程中，小球和车水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得：m1v=（m1+m2）v共根据机械能守恒定律得：m1v2=（m1+m2）v共2+m1gh解得：h=（2）小球从最高点下滑到另一侧底端时时，设小球、小车的速度分别为v1、v2，由水平方向动量守
31、恒得： m1v=m1v1+m2v2根据机械能守恒定律得： m1v2=m1v12+m2v22解得：v1=v答：（1）曲面最高点到小车上表面的高度h是；（2）滑到底端时小球的速度是v16如图所示，光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离），甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数=0.5一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P（可视为质点）与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止状态现剪断细线，求：滑块P滑上乙时的瞬时速度的
32、大小；滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑块P在乙车上滑行的距离（取g=10m/s2）【考点】动量守恒定律；功能关系【分析】（1）、因地面光滑，所以滑块P在甲车上滑动的过程中，符合动量守恒的条件，同时除了弹簧的弹力做功之外，没有其他的力做功，所以机械能也是守恒的，分别应用动量守恒和机械能守恒列式求解，可得出滑块P滑上乙时的瞬时速度（2）、滑块P滑上乙车时，甲乙两车脱离，滑块和乙车做成了系统，经对其受力分析，合外力为零，动量守恒，可求出滑块和乙车的最终共同速度，由能量的转化和守恒可知，系统减少的机械能转化为了内能，即为摩擦力与相对位移的乘积从而可求出相对位移，即滑块P在乙车上滑行的距离【解答】解：
33、（1）设滑块P滑上乙车前的速度为v，以整体为研究对象，作用的过程中动量和机械能都守恒，选向右的方向为正，应用动量守恒和能量关系有：mv12Mv2=0两式联立解得：v1=4m/s v2=1m/s（2）以滑块和乙车为研究对象，选向右的方向为正，在此动过程中，由动量守恒定律得： mv1Mv2=（m+M）v共由能量守恒定律得：mgL=联立并代入shuju得： m答：滑块P滑上乙时的瞬时速度的大小为4m/s滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑块P在乙车上滑行的距离为m17半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r，质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨
34、中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下，在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出）直导体棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒和导轨的电阻均可忽略重力加速度大小为Ek0求（1）通过电阻R的感应电流的方向和大小；（2）外力的功率（提示：先求摩擦力做功，再由动能定理得到结论）【考点】法拉第电磁感应定律；电磁感应中的能量转化【分析】（1）由E=BL2求出感应电动势，由欧姆定律求出电流，由右手定则判断出感应电流方向；（2）外加机械功率等于电阻
35、器上电功率与克服摩擦力做功的功率之和，根据能量转化守恒定律求解杆ab克服摩擦力做功的功率【解答】解：（1）AB中感应电动势的大小为E=B（2r）2Br2=1.5Br2，感应电流大小：I=；由右手定则判断可知，感应电流的方向是从B端流向A端，所以通过电阻R的电流方向为：CD（2）设导体棒克服摩擦力做功的功率为P，在竖直方向有：mgN=0，由于质量分布均与，内、外圆导轨对导体棒的正压力相等，故两导轨对导体棒的摩擦力均为f=mg，所以P=f=mg（2r+r）=mgr，电功率：P电=I2R=，由能量守恒定律得：P外=P+P电，解得：P外=mgr+答：（1）通过电阻R的感应电流的方向：CD，大小：；（2）外力的功率为mgr+2016年9月30日