)如圖所示，兩根直金屬軌道ab、cd水平平行放置，相距L，距地面的高度為H。ef、gh為與水平軌道接觸良好并相切的半圓金屬軌道，其半徑為r，在豎直面內(nèi)相互平行放置。水平軌道不光滑，半圓軌道光滑，整個(gè)軌道處于豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。水平軌道的左端接有電阻R，右端靜止放一電阻也為R的金屬桿，質(zhì)量為M，與水平軌道垂直。一個(gè)質(zhì)量為m的小球，以速度v0水平向左撞到金屬桿的中點(diǎn)，撞擊后小球反彈落到水平地面上的位置距水平軌道的右端的水平距離為S。金屬桿在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的過程中，通過電阻R的電荷量為q。金屬桿運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力為mg，水平軌道左端電阻R上產(chǎn)生的總焦耳熱為Q。若M＝2m，軌道電阻忽略不計(jì)。求：

（1）金屬桿運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)的速度大小是多少？

（2）小球與金屬桿碰撞后的瞬間電阻R兩端的電壓是多少？

（3）金屬桿與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少？

（1）（2）

（3）


解析:

（1）設(shè)金屬桿在軌道最高點(diǎn)速度為v3，由牛頓第二定律

∵                                    （3分）

           ∴                                          （1分）

（2）由動(dòng)量守恒得，                             （2分）

由平拋運(yùn)動(dòng)得，，                               （1分）

                                    （1分）

        ∴，                                         （1分）

                     （1分）

        ∵                                             （2分）

       ∴＝                             （2分）

（3）設(shè)水平軌道長(zhǎng)為S0

∵                                        （2分）

     ∴                                                 （1分）

   由能量守恒得               （2分）

     解得               （1分）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：黃岡市部分重點(diǎn)中學(xué)2007年高考沖刺物理模擬試題(十六) 題型：038

2003年諾貝爾物理獎(jiǎng)授予俄羅斯的阿布里科索夫、金茲布爾格和英國(guó)人(后加入美國(guó)國(guó)籍)利蓋特三位科學(xué)家，以表彰他們?cè)诔瑢?dǎo)電體和超流體方面做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)．磁懸浮列車的運(yùn)行原理可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，在水平面上，兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向且等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，導(dǎo)軌上有金屬框abcd，金屬框?qū)挾萢b與磁場(chǎng)B1、B2寬度相同．當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2同時(shí)以速度v0沿直導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)沿直導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，設(shè)直導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，B1＝B2＝B，金屬框的電阻為R，金屬框運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力恒為F，則金屬框運(yùn)動(dòng)的最大速度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，間距為L(zhǎng)的兩根平行金屬導(dǎo)軌彎成“L ”形，豎直導(dǎo)軌面與水平導(dǎo)軌面 均足夠長(zhǎng)，整個(gè)裝置處于豎直向上大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量均為m、阻值均為R的導(dǎo) 體棒ab、cd均垂直于導(dǎo)軌放置，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為u;當(dāng)導(dǎo)體棒cd在水平 恒力作用下以速度v0沿水平導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，釋放導(dǎo)體棒ab，它在豎直導(dǎo)軌上勻加速下滑。(導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌間接觸良好且接觸點(diǎn)及金 屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì);已知重力加速度為g)求：

(1)    導(dǎo)體棒cd向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中的電流 大��；

(2)    導(dǎo)體棒ab勻加速下滑的加速度大��；

(3)    若在某時(shí)刻,將導(dǎo)體棒cd所受水平恒力撤 去，經(jīng)過一段時(shí)間，導(dǎo)體棒cd靜止，此過程流經(jīng)導(dǎo)體棒cd的電荷量為q，則這一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒cd產(chǎn)生的焦耳熱為多少。

 

 

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一根質(zhì)量為的金屬棒水平放置在兩根豎直的光滑平行金屬導(dǎo)軌上，并始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌下端接一阻值為的電阻，其余電阻不計(jì)。在空間內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小只隨豎直方向變化，變化規(guī)律，為大于零的常數(shù)。質(zhì)量為的物體靜止在傾角θ=30°的光滑斜面上，并通過輕質(zhì)光滑定滑輪和絕緣細(xì)繩與金屬相連接。當(dāng)金屬棒沿軸方向從位置由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度恰好為0。不計(jì)空氣阻力，斜面和磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，重力加速度為。求：

   （1）金屬棒上升時(shí)的速度；

   （2）金屬棒上升的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量；

   （3）金屬棒上升的過程中，通過金屬棒橫截面的電量。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

 選做題(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評(píng)分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

(1) (4分)下列說法中正確的是              

A．當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0(平衡位置)時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最小

B．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān)，所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)

C．第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律

D．自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量品質(zhì)在退化

（2）(4分)如圖所示，在開口向上的豎直放置圓筒形容器內(nèi)用質(zhì)量為m活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動(dòng)，大氣壓恒為p0，容器的橫截面積為S，密封氣體的壓強(qiáng)是　　   ，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，在此過程中密閉氣體的內(nèi)能增加      。

（3）晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料，它是一些非常細(xì)的完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體．現(xiàn)有一根鐵(Fe)晶，直徑為d，能承受的最大拉力為F．試求剛要拉斷時(shí)原子間的作用力f．(已知鐵的密度ρ，鐵的摩爾質(zhì)量M，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，忽略鐵分子間的空隙)

 

B．(選修模塊3-4)(12分)

（l）(4分)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法中正確的是              

 A．同種介質(zhì)中，光波長(zhǎng)越短，傳播速度越快

 B．薄膜干涉條紋可以看著是等厚線

 C．眼睛直接觀察全息照片可以看到立體圖象

D．宇航員駕駛一艘接近光速的宇宙飛船飛行時(shí)，他不能感知自身質(zhì)量的增大

(2)（4分）沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形如圖所示，P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。在t1=0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P此后恰好第二次處于波峰位置；則t2=       s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q此后第二次在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)t3=0.9s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為__    ____cm。

（3）(4分) 如圖所示，透明介質(zhì)球球心位于O，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點(diǎn)，DC與AB的距離H=R/2，若DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時(shí)，從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行，求介質(zhì)的折射率。

 

C．(選修模塊3-5)(12分)

（1）（4分）下列說法正確的是              

A．任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”，入射光波長(zhǎng)小于這個(gè)波長(zhǎng)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)

B．氫原子輻射出一個(gè)光子后能量減小，核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度減小

C．用電子流工作的顯微鏡比用相同速度的質(zhì)子流工作的顯微鏡分辨率低

D．核力的飽和性決定了原子核太大，那一定是不穩(wěn)定的

（2）（4分）質(zhì)量為m1的鋰核()俘獲一個(gè)質(zhì)量為m2的質(zhì)子后衰變?yōu)閮蓚�(gè)粒子，粒子質(zhì)量為m3，已知光在真空中速度為c.

①寫出核反應(yīng)方程                            。

②該過程中釋放的核能為ΔE =                      

 (3) （4分）在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m的粒子以初動(dòng)能E0與質(zhì)量M的金核發(fā)生對(duì)心碰撞。若金核初時(shí)靜止且自由，求粒子與金核間距離最近時(shí)電勢(shì)能。

 

 

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科目：高中物理 來源：江蘇省2010屆三校四模聯(lián)考 題型：實(shí)驗(yàn)題

 選做題(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評(píng)分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

(1) (4分)下列說法中正確的是              

A．當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0(平衡位置)時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能最小

B．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān)，所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)

C．第二類永動(dòng)機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律

D．自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量品質(zhì)在退化

（2）(4分)如圖所示，在開口向上的豎直放置圓筒形容器內(nèi)用質(zhì)量為m活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動(dòng)，大氣壓恒為p0，容器的橫截面積為S，密封氣體的壓強(qiáng)是　　   ，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，在此過程中密閉氣體的內(nèi)能增加      。

（3）晶須是一種發(fā)展中的高強(qiáng)度材料，它是一些非常細(xì)的完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體．現(xiàn)有一根鐵(Fe)晶，直徑為d，能承受的最大拉力為F．試求剛要拉斷時(shí)原子間的作用力f．(已知鐵的密度ρ，鐵的摩爾質(zhì)量M，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，忽略鐵分子間的空隙)

 

B．(選修模塊3-4)(12分)

（l）(4分)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法中正確的是              

 A．同種介質(zhì)中，光波長(zhǎng)越短，傳播速度越快

 B．薄膜干涉條紋可以看著是等厚線

 C．眼睛直接觀察全息照片可以看到立體圖象

D．宇航員駕駛一艘接近光速的宇宙飛船飛行時(shí)，他不能感知自身質(zhì)量的增大

(2)（4分）沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形如圖所示，P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。在t1=0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P此后恰好第二次處于波峰位置；則t2=        s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q此后第二次在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)t3=0.9s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的位移為__    ____cm。

（3）(4分) 如圖所示，透明介質(zhì)球球心位于O，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點(diǎn)，DC與AB的距離H=R/2，若DC光線進(jìn)入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時(shí)，從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行，求介質(zhì)的折射率。

 

C．(選修模塊3-5)(12分)

（1）（4分）下列說法正確的是              

A．任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”，入射光波長(zhǎng)小于這個(gè)波長(zhǎng)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)

B．氫原子輻射出一個(gè)光子后能量減小，核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度減小

C．用電子流工作的顯微鏡比用相同速度的質(zhì)子流工作的顯微鏡分辨率低

D．核力的飽和性決定了原子核太大，那一定是不穩(wěn)定的

（2）（4分）質(zhì)量為m1的鋰核()俘獲一個(gè)質(zhì)量為m2的質(zhì)子后衰變?yōu)閮蓚�(gè)粒子，粒子質(zhì)量為m3，已知光在真空中速度為c.

①寫出核反應(yīng)方程                             。

②該過程中釋放的核能為ΔE =                      

 (3) （4分）在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m的粒子以初動(dòng)能E0與質(zhì)量M的金核發(fā)生對(duì)心碰撞。若金核初時(shí)靜止且自由，求粒子與金核間距離最近時(shí)電勢(shì)能。

 

 

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