2024年1月吉林省普通高等学校招生考试适应性测试物理试题(解析版)2077.pdf

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得ma+mgsinθ=F=,真空中足够大的铝板M与金属板N平行放置,通过电流表与电压可调的电源相连。一束波长。λ=200nm的紫外光持续照射到M上,光电子向各个方向逸出。已知铝的逸出功=×10?19J,光0速=×108m/s,普朗克常量h=×10?34J?s。(1)求光电子的最大初动能E(计算结果保留两位有效数字);k3(2)调节电压使电流表的示数减小到0时,M、N间的电压为U;当电压为U时,求能到达N的光电040子中,初速度与M之间夹角的最小值θ。【答案】(1)×10?19J;(2)60°【解析】【详解】(1)×10?34××108E=?W=J?×10?19J=×10?19Jkλ0200×10?9(2)因调节电压使电流表的示数减小到0时,M、N间的电压为U,则0E=Uek03当电压为U时恰能到达N的光子满足40:..31=Ue=m(vsinθ)2E(sinθ)24020k解得3sinθ=2则θ=60?(a),水平传送带以恒定速率v顺时针转动,宽为4L、足够高的矩形匀强磁场区域MNPQ,磁0感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场下边界QP水平。矩形导体框abcd无初速度地放在传送带上且ad与MQ重合,bc向右运动到NP时恰与传送带共速,此时施加水平向右的拉力,使导体框保持共速前的加速度离开磁场。ad离开磁场时撤掉拉力,同时将QP提升到传送带上方距上表面L处。导体框继续向右运动,。当ad返回NP时,施加水平向左的拉力,使导体框以此时的速度匀速通过磁场。已知导体框质量为m,总电阻为R,ab长为3L,ad长为2L,导体框平面始终与磁场垂直且不脱离传送带,重力加速度为g。(1)求导体框从开始运动到与传送带共速过程中,ad两点间的电势差U与时间t的关系式;ad(2)求导体框向右离开磁场过程中,拉力冲量I的大小;F(3)导体框向左通过磁场的过程中,设ad到NP的距离为x,导体框受到的摩擦力大小为F,在图(b)f中定量画出导体框通过磁场过程中F?x图像,不要求写出推导过程。f112B2L3【答案】(1)U=Bv2t;(2)I=;(3)见解析ad20FR【解析】【详解】(1)由法拉第电磁感应定律知U=2BLvad设线框运动到共速速度为v,由匀变速直线运动平均速度关系知:..0+vv=v=22由题知,bc向右运动到NP时恰与传送带共速,位移为L,由动能定理知1fL=mv220代入得mv2f=02L由牛顿第二定律知f=ma代入得v2a=02L设线框运动到共速时间为t,由匀变速直线运动速度与时间关系式知v=at代入得mv20t2mL1=U2=BLv2BL=Bv2tad220(2)由题知,bc向右运动到NP时恰与传送带共速,此时施加水平向右的拉力,使导体框保持共速前的加速度离开磁场。如图所示,由于整个过程中加速度没变,设导体框向右离开磁场时间为t,由题知线框移动1位移为4L,由匀变速直线运动位移与时间关系式知14L=at221代入得Lt=41v0bc向右运动到NP时恰与传送带共速,位移为L,线框运动到共速时间为t,由匀变速直线运动位移与时间关系式知1L=at221代入得:..Lt=2v0则线框磁通量变化时间为L?t=t?t=21v0由题知,施加水平向右的拉力,使导体框保持共速前的加速度离开磁场。则拉力F与安培力F大小相等,安方向相反I=?IFF安由法拉第电磁感应定律知?φBS=En=n?t?t=S3L×2L由闭合电路欧姆定律知EI=R代入得B(3L×2L)EΔt3BLv=I==0RRR代入得3BLvL12B2L3=I2BIL?=t2B0L×2=FRvR0(3)