热门试卷

如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间 OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场上边边界相距d0．现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计）．求：

（1）棒ab在离开磁场下边界时的速度

（2）棒ab在通过磁场区的过程中系统内产生的焦耳热．

如图（a）所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L，导轨平面与水平面成θ角，上端通过导线连接阻值为R的电阻，阻值为r的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，整个装置处在垂直导轨平面向上的磁场中，若所加磁场的磁感应强度大小恒为B，使金属棒沿导轨由静止向下运动，金属棒运动的v-t图象如图（b）所示，当t=t0时刻，物体下滑距离为s．已知重力加速度为g，导轨电阻忽略不计．试求：

（1）金属棒ab匀速运动时电流强度I的大小和方向；

（2）导体棒质量m；

（3）在t0时间内电阻R产生的焦耳热．

20世纪60年代初期，美国科学家发现了“记忆合金”．“记忆合金”不同于一般的金属，它和有生命的生物一样，具有较强的“记忆性”，它能“记”住自己原来的形状．某人用一种记忆合金制成了太阳灶，为了便于储存和运输，在温度较低时将太阳灶压缩成了一个体积较小的球．使用时在太阳光的强烈照射下又恢复成了伞状．恢复形状后的太阳灶正对着太阳，它的半径为R，已知太阳的辐射功率（太阳每秒辐射出的能量）为P，由于大气层的反射和吸收，太阳能只有到达地面．若把太阳光看成是频率为v的单色光，太阳中心到地面的距离为L，则这个太阳灶每秒钟能接收多少个光子？（普朗克常量为h）

如图所示，这是一种“永动机”的设计方案，轮子中央有一个转动轴，轮子的边缘安装着12 个可以活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球．方案的设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此右边球产生的力矩比左边球产生的力矩大，这样，轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去，并可以带动机器转动，你认为它真会那样吗？

“奋进号”航天飞机进行过一次太空飞行，其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板．该太阳能电池板长L=73m，宽d=12m，将太阳能转化为电能的转化率为η=20%，已知太阳的辐射总功率为P0=3.83×1026W，地日距离为R0=1.5×1011m，国际空间站离地面的高度为h=370km，它绕地球做匀速圆周运动约有一半时间在地球的阴影内，所以在它能发电的时间内将把所发电的一部分储存在蓄电池内．由以上数据，估算这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是多少？

阅读如下资料并回答问题：

自然界中的物体由于具有一定的温度．会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射．热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同．处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体．它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P0=σT4．其中常量σ=6×10-8W/（m2•K4）．在下面的问题中，把研究对象（太阳、火星）都简单地看作黑体．有关数据及数学公式：太阳半径Rs=7×108m，太阳表面温度T=6000K，火星半径r=3.4×106m．求面积S=4πR2，其中R为球半径．（计算时都保留两位有效数字）

（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7m～1×10-5m范围内，求相应的频率范围（光速C=3×108m/s）？

（2）每秒从太阳表面辐射的总能量为多少？

（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为πr2（r为火星半径）的圆盘上．已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度．

2013年12月15日“嫦娥三号”探测器成功实现“月面软着陆”．若着陆的最后阶段可简化为三个过程：①探测器从月球表面附近高为H处开始匀减速竖直下降至静止；②悬停（即处于静止状态）；③自由下落至月球表面．为了保证探测器的安全，要求探测器到达月球表面的速度不能超过vm，月球表面附近的重力加速度为g0，探测器在减速过程中每秒钟消耗的燃料为△m=pa+q（a为探测器匀减速下降的加速度大小，p、q为大于零的常数）．忽略探测器因消耗燃料而引起的质量变化．

（1）求探测器悬停位置距月球表面的最大高度hm；

（2）若在（1）中悬停最大高度hm不变的情况下，为使探测器减速下降过程中消耗的燃料质量最少，则该过程中探测器的加速度为多大，最低消耗燃料的质量m为多少．

一个晴朗的天气，小明觉得湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景很美，于是画了一幅鱼儿戏水的图画（如图所示）。但旁边的同学认为他的画有不符合物理规律之处，请根据你所掌握的物理知识正确画出草图，并指出这样画的物理依据。

①（2分）请在答题纸上画上你认为正确的草图

②（3分）依据                                 

③（2分）如果认为小气泡在水中缓慢上升，则小气泡中的气体对外做的功   （填“大于”、“等于或“小于”）气体吸收的热量。