1.春天來了，雨后荷葉上有很多晶瑩剔透的水珠，如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 荷葉上的水珠呈球形是因為水珠受到重力
B. 在水珠表面層，水分子間的作用力表現(xiàn)為引力
C. 在水珠表面層，水分子間的作用力表現(xiàn)為斥力
D. 在水珠表面層，水分子間的作用力為零
2.某同學自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動(皮帶不打滑)，小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。磁體間的磁場可視為勻強磁場。大輪勻速轉(zhuǎn)動帶動小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直。線圈通過導線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒定的燈泡。假設(shè)發(fā)電機發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作電壓保持在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是( )
A. 大輪邊緣質(zhì)點的線速度比小輪邊緣質(zhì)點的線速度小
B. 若僅增大大輪的轉(zhuǎn)速，則燈泡變暗
C. 若僅增加線圈的匝數(shù)，則燈泡變亮
D. 若僅將小輪的半徑增大，則燈泡變得更亮
3.一列簡諧橫波在0時刻的波動圖如圖甲所示，傳播方向上有平衡位置相距為10m的兩個質(zhì)點P、Q(圖中未畫出)，質(zhì)點P的振動圖像如圖乙所示，下列說法正確的是( )
A. 該波的波長為5mB. 該波的波速為2m/s
C. 6s時質(zhì)點P沿y軸負方向振動D. 6s時質(zhì)點Q沿y軸負方向振動
4.如圖甲所示，一點電荷P(圖中未畫出)所在的水平直線上有a、b兩點。在a、b兩點分別放置試探電荷，兩試探電荷受到的靜電力與其電荷量的關(guān)系分別如圖乙中的直線Ⅰ、Ⅱ所示。規(guī)定向右為正方向，則下列說法正確的是( )
A. P帶正電B. P在a點左側(cè)
C. a點的電勢比b點的高D. a點的電場強度比b點的大
5.某人坐在樹下看到熟透的蘋果(視為質(zhì)點)從樹上掉下來，從與頭頂相同高度處落到水平地面的時間為0.1s。已知頭頂?shù)降孛娴母叨葹?.25m，取重力加速度大小為10m/s2，則蘋果( )
A. 經(jīng)過與頭頂相同高度處時的速度大小為10m/s
B. 在空中運動的時間為1.2s
C. 剛掉落時離地的高度為8.45m
D. 落地時的速度大小為12m/s
6.如圖所示，電源的電動勢為3V、內(nèi)阻為2Ω，R1的電阻為8Ω，電容器的電容為600μF，所有電壓表和電流表均視為理想電表。在將滑動變阻器R2(最大阻值為8Ω)的滑片由上端緩慢地滑到下端的過程中，下列說法正確的是( )
A. V1示數(shù)增大，V2示數(shù)減小
B. R2消耗的電功率先增大后減小
C. R1兩端的最大電壓為2V
D. 電容器極板上增加的電荷量為8×10?4C
7.一電動玩具汽車啟動時，以額定功率沿直線加速并達到最大速度，其加速度a與速度倒數(shù)1v的關(guān)系圖像如圖所示。已知電動玩具汽車受到的阻力大小恒為100N，取重力加速度大小g=10m/s2。則電動玩具汽車的額定功率和最大速度分別為( )
A. 200W2m/sB. 100W4m/sC. 100W2m/sD. 200W4m/s
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.設(shè)想將來發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，其繞地球運行的軌道半徑是月球繞地球運行軌道半徑的14。該衛(wèi)星與月球繞地球做勻速圓周運動時的( )
A. 周期之比為1：8B. 線速度大小之比為8：1
C. 向心加速度大小之比為16：1D. 角速度之比為4：1
9.研究光電效應中遏止電壓、光電流大小與照射光的頻率及強弱等物理量關(guān)系的電路如圖甲所示。圖中陽極A和陰極K間的電壓大小可調(diào)，電源的正負極也可以對調(diào)。分別用a、b、c三束單色光照射陰極K，調(diào)節(jié)A、K間的電壓U的大小，得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示。已知電子的電荷量為e，則下列說法正確的是( )
A. 單色光a的頻率等于單色光b的頻率
B. 單色光a的頻率大于單色光c的頻率
C. 單色光a的強度大于單色光b的強度
D. 單色光c與單色光a的光子能量之差為(Uc2?Uc1)e
10.如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)存在一勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向里。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子由A點沿平行于直徑CD的方向射入磁場，射入時粒子運動的速率為qBRm，粒子經(jīng)過圓心O，最后離開磁場。已知圓形區(qū)域半徑為R，不計粒子受到的重力。下列說法正確的是( )
A. 粒子在磁場中運動的半徑為R2B. A點到CD的距離為R2
C. 粒子在磁場中運動的位移大小為 3RD. 粒子在磁場中運動的時間為πm3qB
三、實驗題：本大題共2小題，共14分。
11.某同學想驗證“當系統(tǒng)在某一方向上所受外力之和為0時，系統(tǒng)在該方向上動量守恒”的物理規(guī)律。為此他設(shè)計了一個實驗：如圖甲所示，把一個小球從末端切線水平的斜槽上某一位置由靜止釋放，在斜槽末端安裝光電門1，調(diào)整光電門1的高度，使光電門1與小球在斜槽末端時球心的位置等高。在下方水平面上放置光滑氣墊導軌，把一帶凹槽的滑塊放在導軌上，滑塊里裝有細砂，不考慮砂從滑塊上漏出。調(diào)整裝置的位置，使小球從斜槽上釋放后恰好能落入細砂中(立即與滑塊共速)。在氣墊導軌的右端安裝光電門2，在滑塊上安裝寬度為d2的遮光條。
(1)用游標卡尺測量小球的直徑d1，測量結(jié)果如圖乙所示，則小球的直徑d1=______ mm。
(2)實驗中光電門1、2記錄的時間分別為Δt1、Δt2，則小球經(jīng)過光由門1的速度大小為______，滑塊經(jīng)過光電門2的速度大小為______。(用題中所給字母表示)
(3)用天平分別測量小球和滑塊(含遮光條和砂)的質(zhì)量，測量結(jié)果分別為m、M。當?shù)仁絤d1Δt1=______時，由小球和滑塊組成的系統(tǒng)在相互作用的過程中水平方向動量守恒。(用題中所給字母表示)
12.某同學做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗，使用的雙縫間距d=0.30mm，雙縫到光屏的距離L=900mm，該同學觀察到的干涉條紋如圖甲所示。
(1)在測量頭上的是一個螺旋測微器(又叫“千分尺”)，分劃板上的刻度線處于x1、x2位置時，對應的示數(shù)如圖乙、丙所示，則相鄰亮條紋的間距Δx=______mm(結(jié)果保留三位小數(shù))。
(2)計算單色光的波長的公式λ=______(用L、d、x1、x2表示)，可得波長λ=______nm(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(3)若該單色光恰好能使某金屬發(fā)生光電效應，則用波長更長的單色光照射時，一定______(填“能”或“不能”)發(fā)生光電效應。
四、簡答題：本大題共3小題，共40分。
13.2023年3月23日，山西省考古研究院發(fā)布消息，考古專家證實山西運城董家營西漢墓出土墨書題銘陶罐，從中可以窺見漢代河東地區(qū)豐富多樣的飲食生活。現(xiàn)有一半徑R=13m的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO′重合，如圖所示。轉(zhuǎn)臺靜止不轉(zhuǎn)動時，將一質(zhì)量m=0.3kg的物塊(視為質(zhì)點)放入陶罐內(nèi)，物塊恰能靜止于陶罐內(nèi)壁的A點，且A點與陶罐球心O的連線與對稱軸OO′的夾角θ=37°。取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。
(1)求物塊與陶罐內(nèi)壁之間的動摩擦因數(shù)μ；
(2)若物塊位于與O點等高的陶罐上且與陶罐一起繞OO′軸轉(zhuǎn)動，求轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的最小角速度ωmin。
14.無人快遞車在水平路面上從靜止開始先做勻加速直線運動，再做勻速直線運動，后做勻減速直線運動，經(jīng)過160s到達目的地停止運動，快遞車在整個運動過程中牽引力F隨時間t的變化關(guān)系如圖所示，圖中f和t1均未知。已知快遞車與貨物的總質(zhì)量m=80kg，運行時所受阻力大小恒定，快遞車加速時的加速度大小a1=0.4m/s2，取重力加速度大小g=10m/s2，0～t1時間內(nèi)位移大小s1=20m。求：
(1)快遞車在運動過程中受到的阻力大小及減速過程中的加速度大??；
(2)在快遞車的整個運動過程中，牽引力對快遞車所做的功。
15.如圖所示，平行的兩光滑金屬導軌固定在絕緣水平面上，PQ右側(cè)區(qū)域存在如圖所示的勻強磁場，其磁感應強度大小B=0.5T，正方形導線框abcd、導體棒ef均靜止放置在金屬導軌上，開始階段先固定導線框abcd，對ef施加水平向左的恒力F(大小未知)，當ef達到最大速度v1后撤去恒力，同時釋放導線框abcd，之后導線框abcd達到最大速度v2=3m/s時，ad邊恰好到達PQ處，此時立即將ef固定。已知ef和導線框abcd的質(zhì)量都為m=124kg，ef的電阻及導線框的ad、bc邊的電阻都為r=2Ω，導軌的寬度、導線框abcd的邊長及ef的長度均為L=1m，其余電阻不計，且ef與導線框abcd始終不相撞。
(1)求導體棒ef的最大速度v1和恒力F的大??；
(2)求在導線框abcd通過PQ的過程中，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱Q；
(3)若導線框abcd的ad邊到達PQ時為0時刻，自0時刻起對導線框施加水平方向的作用力f，使導線框abcd以a=3m/s2的加速度勻減速離開磁場，求f與t的關(guān)系式及bc邊剛要出磁場時作用力f的大小。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A.荷葉上的水珠呈球形是因為液體的表面張力，故A錯誤；
BCD.在水珠表面層，水分子相對于水珠內(nèi)部分布比較稀疏，水分子間的作用力表現(xiàn)為引力，故B正確，CD錯誤。
故選：B。
根據(jù)表面張力產(chǎn)生的原因以及其效果解答闡述。
本題考查了分子間作用力、液體表面張力等知識，學生平時要加強記憶。
2.【答案】C
【解析】解：A、由于屬于皮帶傳動，所以大輪邊緣質(zhì)點的線速度大小與小輪邊緣質(zhì)點的線速度大小相等，故A錯誤；
B、若僅增大大輪的轉(zhuǎn)速，大輪邊緣質(zhì)點線速度增大，則小輪邊緣質(zhì)點線速度增大，小輪角速度增大，即線圈在磁場中轉(zhuǎn)動角速度增大，產(chǎn)生的電動勢增大，回路電流增大，燈泡變亮，故B錯誤；
C、若僅增加線圈的匝數(shù)，根據(jù)E=NBSω可知線圈產(chǎn)生的電動勢最大值增大，則電動勢有效值增大，回路電流增大，燈泡變亮，故C正確；
D、若僅將小輪的半徑增大，根據(jù)v=ωr可知小輪角速度減小，即線圈在磁場中轉(zhuǎn)動角速度減小，產(chǎn)生的電動勢減小，回路電流減小，燈泡變暗，故D錯誤。
故選：C。
小輪和大輪屬于皮帶傳動，線速度大小相等；根據(jù)感應電動勢的峰值表達式，判斷過燈泡的電流變化情況，從而判斷其亮度變化；根據(jù)線速度的表達式得出小輪的角速度變化，結(jié)合感應電動勢的計算公式得出燈泡亮度的變化。
本題主要考查了交流電的相關(guān)應用，熟悉感應電動勢峰值的計算公式，結(jié)合歐姆定律即可完成分析。
3.【答案】D
【解析】解：A、根據(jù)圖甲可知，該波的波長為λ=4m，故A錯誤；
B、根據(jù)圖乙可知，該波的周期為T=4s，該波的波速為：v=λT=44m/s=1m/s，故B錯誤；
C、t=0時刻P點沿?y方向振動，t=6s=64T=32T，所以6s時質(zhì)點P沿y軸正方向振動，故C錯誤；
D、P和Q平衡位置相距x=10m=104λ=212λ，P和Q的振動情況完全相反，6s時質(zhì)點P沿y軸正方向振動，則6s時質(zhì)點Q沿y軸負方向振動，故D正確。
故選：D。
根據(jù)圖甲得到波的波長，根據(jù)圖乙可知該波的周期，由此得到該波的波速；根據(jù)圖像可知6s時質(zhì)點P沿y軸正方向振動，P和Q的振動情況完全相反，由此判斷6s時質(zhì)點Q的振動方向。
本題既要理解振動圖像和波動圖像各自的物理意義，由振動圖像能判斷出質(zhì)點的速度方向，同時要把握兩種圖像的內(nèi)在聯(lián)系，知道波速、波長和頻率之間的關(guān)系v=fλ。
4.【答案】A
【解析】解：AB、由圖像中直線Ⅱ可知，在b點放置的試探電荷帶正電，受到的電場力向右，則b點的場強方向向右。由圖像中直線Ⅰ可知，在a點放置的試探電荷帶負電，受到的電場力向右，則a點的場強方向向左，可知點電荷P應位于a、b兩點之間，且P帶正電，故A正確，B錯誤；
CD、根據(jù)F=Eq，可知F?q圖像的斜率表示場強，由F?q圖像可知，直線Ⅰ對應的場強小于直線Ⅱ?qū)膱鰪?，即b點電場強度比a點的大。根據(jù)E=kQr2可知b點比a點離正點電荷P更近，所以a點電勢比b點的低，故CD錯誤。
故選：A。
根據(jù)試探電荷受到的電場力方向，結(jié)合其電性，分析a、b兩點的場強方向，再判斷點電荷P的電性和位置。根據(jù)F?q圖像的斜率表示場強，分析a、b兩點場強的大小，從而判斷出a、b兩點到P的距離，即可判斷a、b兩點電勢關(guān)系。
解答本題的關(guān)鍵要理解F?q圖像的意義，知道F?q圖像的斜率表示場強，正電荷所受電場力方向與場強方向相同，負電荷所受電場力方向與場強方向相反。
5.【答案】C
【解析】解：A、根據(jù)題意，令t=0.1s，h=1.25m，設(shè)經(jīng)過與頭頂相同高度處時的速度大小為v，根據(jù)
h=vt+12gt2
代入數(shù)據(jù)解得v=12m/s，故A錯誤；
B、根據(jù)公式v=gt0，解得從剛開始下落到落到頭頂時需要時間t0=vg
代入數(shù)據(jù)解得t0=1.2s
所以在空中運動的時間t總=t+t0
代入數(shù)據(jù)解得t總=1.3s，故B錯誤；
C、剛掉落時離地的高度為
h總=12gt總2
代入數(shù)據(jù)解得h總=8.45m，故C正確；
D、落地時的速度大小為v1=gt
代入數(shù)據(jù)解得v1=13m/s，故D錯誤。
故選：C。
A、可利用位移與時間公式計算速度；
B、可利用速度與時間公式計算時間；
C、可利用位移與時間公式計算總位移；
D、可利用速度與時間公式計算落地速度。
本題考查了對自由落體運動特點的理解，旨在考查對勻變速直線運動規(guī)律的理解。
6.【答案】D
【解析】解：A、由題意可知R2增大，干路電流I減小，由U1=E?Ir可知路端電壓U1增大，即V1示數(shù)增大，根據(jù)UR1=IR1知電阻R1兩端的電壓減小，根據(jù)U1=UR1+UR2可知UR2增大，即V2示數(shù)增大，故A錯誤；
B、把定值電阻R1視為電源內(nèi)電阻，等效電源的內(nèi)阻為r效=r+R1=2Ω+8Ω=10Ω，滑動變阻器的阻值從0逐漸增大到最大值8Ω得過程中電源的輸出功率一直增大，所以滑動變阻器消耗的功率也逐漸增大，故B錯誤；
C、當R2的阻值為零時，干路中的電流最大為Im=Er+R1=32+8A=0.3A，此時定值電阻R1兩端的電壓最大，其值為UR1m=ImR1=0.3×8V=2.4V，故C錯誤；
D、當R2的阻值為零時，電容器兩端電壓為0，當R2的阻值為8Ω時，電容器兩端電壓達到最大值，其值為Uc=ER2r+R1+R2=3×82+8+8V=43V
則電容器上增加的電荷量ΔQ=CΔU=C(Uc?0)=600×10?6×43C=8×10?4C，故D正確。
故選：D。
根據(jù)滑片的移動特點得出電路中電阻的變化趨勢，結(jié)合電路構(gòu)造的分析得出電學物理量的變化趨勢；
根據(jù)等效電源的方法，結(jié)合輸出功率最大值時的特點完成分析；
根據(jù)U=IR1分析定值電阻兩端的電壓最大值；
根據(jù)ΔQ=CΔU計算電容器極板上增加的電荷量。
本題主要考查了閉合電路的歐姆定律，熟悉電路構(gòu)造的分析，結(jié)合歐姆定律和功率的計算公式即可完成解答。
7.【答案】A
【解析】解：汽車以額定功率P啟動，設(shè)牽引力大小為F，則有P=Fv，阻力大小恒為f=100N
由牛頓第二定律得F?f=ma
則有Pv?f=ma
則a=Pm?1v?fm
則a一1v圖像是條以Pm為斜率，?fm為縱截距的直線
則有?fm=?2m/s2，m=f2=50kg
Pm=6?(?2)2?0=4
則P=82×50W=200W
當F=f時有最大速度vm
則vm=PF=Pf=200100m/s=2m/s
故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
(1)對玩具汽車受力分析，根據(jù)牛頓第二定律和P=Fv結(jié)合圖像求解玩具汽車的功率；
(2)當玩具汽車達到最大速度時，玩具汽車的加速度為0，結(jié)合圖像分析求解即可。
本題考查機車啟動問題，解題關(guān)鍵是對玩具汽車做好受力分析，知道汽車加速度為零時，速度最大，結(jié)合牛頓第二定律和功率公式列式分析即可。
8.【答案】AC
【解析】解：A、根據(jù)開普勒第三定律可得r3T2=k，人造衛(wèi)繞地球運行的軌道半徑與月球繞地球運行軌道半徑之比為r1：r2=1：4，則人造衛(wèi)繞地球運行的周期與月球繞地球運行周期之比為：T1：T2=1：8，故A正確；
B、衛(wèi)星和月球繞地球做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力有：GMmr2=mv2r，解得：v= GMr，人造衛(wèi)繞地球運行的軌道半徑與月球繞地球運行軌道半徑之比為r1：r2=1：4，則二者線速度大小之比為2：1，故B錯誤；
C、根據(jù)牛頓第二定律可得GMmr2=ma，解得a=GMr2，則人造衛(wèi)繞地球運行的加速度與月球繞地球運行的加速度大小之比為16：1，故C正確；
D、由萬有引力提供向心力有：GMmr2=mrω2，解得：ω= GMr3，則人造衛(wèi)繞地球運行的角速度與月球繞地球運行的角速度大小之比為8：1，故D錯誤。
故選：AC。
根據(jù)開普勒第三定律求解周期之比；由萬有引力提供向心力得到線速度、角速度表達式進行分析；根據(jù)牛頓第二定律求解加速度大小之比。
本題主要是考查萬有引力定律及其應用，解答本題的關(guān)鍵是能夠根據(jù)萬有引力提供向心力結(jié)合向心力公式進行分析，掌握開普勒第三定律的應用方法。
9.【答案】AD
【解析】解：AB、根據(jù)eUc=Ek=hν?W0可知由圖像可知：
由于單色光a、b的截止電壓相等，所以單色光a的頻率等于單色光b的頻率；單色光a的截止電壓小于單色光c的截止電壓，可知，單色光a的頻率小于單色光c的頻率，故A正確，B錯誤；
C、單色光a的飽和光電流小于b的飽和光電流，可知單色光a的強度小于單色光b的強度，故C錯誤；
D、根據(jù)eUc=Ek=hν?W0可知：
對c光，有eUc1=hνc?W0
對a光，有eUc2=hνa?W0
單色光c與單色光a的光子能量之差為ΔE=hνc?hνa=e(Uc2?Uc1)，故D正確。
故選：AD。
根據(jù)動能定理結(jié)合光電效應方程列式分析即可。
該題考查了愛因斯坦光電效應方程的相關(guān)知識，解決本題的關(guān)鍵掌握截止電壓、截止頻率，以及理解光電效應方程，同時理解光電流的大小與光強有關(guān)。
10.【答案】BC
【解析】解：A.帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，設(shè)帶電粒子運動的軌道半徑為r，根據(jù)牛頓第二定律有
qvB=mv2r
代入v=qBRm
得r=R，故A錯誤；
B.根據(jù)半徑r=R，粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示
由上圖可知AO′=OO′=AO，所以△AO′O是等邊三角形，故∠AO′O=60°，A點到CD的距離為Rcs60°=R2，故B正確；
C.粒子在磁場中運動的位移大小為AE=2Rsin60°=2R× 32= 3R，故C正確；
D.粒子在磁場中做圓周運動的周期公式是T=2πmqB，帶電粒子在磁場中運動對應的圓心角為α=120°，故運動時間t=120°360°?T=13×2πmqB=2πm3qB，故D錯誤。
故選：BC。
A.根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解；
BCD.結(jié)合r=R畫出帶電粒子在磁場中運動的軌跡，根據(jù)幾何關(guān)系分別求解相應距離和位移大小，再由周期公式和對應的圓心角求解運動時間。
考查帶電粒子在磁場中的運動問題，會根據(jù)題意作圖并結(jié)合相應的幾何關(guān)系列式求解相關(guān)的物理量。
11.【答案】10.6d1Δt1 d2Δt2 (m+M)d2Δt2
【解析】解：(1)該游標卡尺的精確度為0.1mm，根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則，其讀數(shù)為10mm+6×0.1mm=10.6mm；
(2)根據(jù)光電門計算速度的方法，小球經(jīng)過光電門1的速度大小為v1=d1Δt1，滑塊經(jīng)過光電門2的速度大小為v2=d2Δt2。
(3)小球和滑塊組成的整體在水平方向的合外力為0，故系統(tǒng)在水平方向動量守恒，規(guī)定水平向右的方向為正方向，則有
mv1=(m+M)v2
即md1Δt1=(m+M)d2Δt2
故答案為：(1)10.6；(2)d1Δt1，d2Δt2；(3)(m+M)d2Δt2。
(1)根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則完成讀數(shù)；
(2)根據(jù)光電門計算速度的公式求解；
(3)根據(jù)水平方向動量守恒列式變形求解。
考查基本器材的使用和讀數(shù)，會利用光電門計算速度，結(jié)合動量守恒定律推導表達式。
12.【答案】1.236d(x2?x1)5L 412 不能
【解析】解：(1)螺旋測微器的精確度為0.01mm，讀數(shù)x1=1.5mm+19.0×0.01mm=1.690mm
讀數(shù)x2=7.5mm+37.0×0.01mm=7.870mm
相鄰亮條紋之間的距離Δx=x2?x16?1=7.870?1.6905mm=1.236mm
(2)相鄰亮條紋之間的距離Δx=x2?x15
根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=Ldλ
解得單色光的波長λ=d(x2?x1)5L
代入數(shù)據(jù)解得λ=4.12×10?7m=412nm
(3)該單色光恰好能使金屬產(chǎn)生光電效應，根據(jù)光電效應產(chǎn)生的條件可知，入射光的頻率ν=ν0；
用波長更長的單色光照射時，入射光的頻率減小，此時ν′a=3m/s2，故施加的作用力f的方向向左。
bc邊切割磁感線的速度為：v=v2?at
bc中的電流為：I=BLvR1+r
根據(jù)牛頓第二定律得：BIL?f=ma
聯(lián)立解得：f=18?14t (N)
設(shè)bc邊剛要出磁場的時間為t1，則有
L=v2t1?12at2
解得：t1=3? 33s，(另一解為t1=3+ 33s，不合理，舍去)
此時作用力f的大小為：f1=18?14t1=(18?14×3? 33)N=2 3?324N
答：(1)導體棒ef的最大速度v1為6m/s，恒力F的大小為0.5N；
(2)在導線框abcd通過PQ的過程中，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱Q為16J；
(3)f與t的關(guān)系式為f=18?14t (N)(t≤3? 33s)，bc邊剛要出磁場時作用力f的大小為2 3?324N。
【解析】(1)撤去力F后ef和導線框組成的系統(tǒng)滿足動量守恒定律，導線框達到最大速度時兩者共速，由動量守恒定律求解v1；ef達到最大速度時其加速度為零，由平衡條件、根據(jù)法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、安培力計算公式求解；
(2)導線框由動量定理求得離開磁場時的速度，根據(jù)能量守恒定律求解整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱；
(3)先判斷所施加的作用力的方向。根據(jù)法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、安培力計算公式、牛頓第二定律與運動學公式求解。
對于電磁感應現(xiàn)象中涉及電路問題的分析方法是：確定哪部分相當于電源，根據(jù)電路連接情況畫出電路圖，結(jié)合法拉第電磁感應定律和閉合電路的歐姆定律、以及電功率的計算公式列方程求解。對于涉及的力學問題，加速度不恒定的情況下，應用動量定理求時間，末速度，位移等物理量。

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