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    【题目】如图所示，在同一水平面内的光滑平行金属导轨MN、M'N'与均处于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N'P'平滑连接，半圆轨道半径均为r=0.5m，导轨间距L=1m，水平导轨左端MM'接有R=2Ω的定值电阻，水平轨道的ANN'A'区域内有竖直向下的匀强磁场，磁场区域宽度d=1m。一质量为m=0.2kg、电阻为R0=0.5Ω、长度为L=1m的导体棒ab放置在水平导轨上距磁场左边界s处，在与导体棒垂直、大小为2N的水平恒力F的作用下从静止开始运动，导体棒运动过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好，导体棒进入磁场后做匀速运动，当导体棒运动至NN'时撤去F，结果导体棒ab恰好能运动到半圆形轨道的最高点PP'。已知重力加速度g取10m/s2，导轨电阻忽略不计。

    （1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小及s的大小；

    （2）若导体棒运动到AA'时撤去拉力，试判断导体棒能不能运动到半圆轨道上。如果不能，说明理由；如果能，试再判断导体棒沿半圆轨道运动时会不会脱离轨道。

    【答案】（1），；（2），由于h<r，所以不会脱轨

    【解析】

    （1）设导体棒在磁场中匀速运动时的速度为，导体棒恰好能运动到半圆轨道的最高点时的速度大小为，根据牛顿第二定律：

    根据机械能守恒定律：

    联立得：

    导体棒切割磁感线产生的电动势：

    回路中电流：

    根据力的平衡：

    联立得

    根据动能定理有：

    解得

    （2）假设导体棒能穿过磁场区域，穿过磁场区域的速度大小为，根据动量定理：

    即

    解得：

    所以假设成立，能运动到半圆轨道上。

    假设导体棒在半圆轨道上不会离开轨道，上升的最大高度为h

    则有：

    解得：，由于h<r，所以不会脱轨

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，坐杯系xOy在竖直平面内，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上。在第四象限的空间内有与y轴同方向的匀强电场和垂直于坐标平面向外的匀强磁场B1(磁感应强度大小未未知)；在第三象限的空间内有与x轴平行的匀强电场(图中未画出)和垂直于坐标平面向外的匀强磁场B2(磁感应强度大小未未知)。一带正电的粒子从y轴上的P(0，h)点，以初速度v0向右平抛，运动一段时间后从x轴上的a(2h，0)点进人第四象限，通过第四象限后从y轴上的b点进入第三象限，且速度与y轴正方向成45°角，粒子恰好能在第三象限做直线运动，经x轴上的c点离开第三象限。已知粒子在第四象限的电场力与重力大小相等，空气阻力忽略不计。求：

    (1)粒子到达a点时的速度大小和方向；

    (2)第四象限中的匀强磁场B1与第三象限中的匀强磁场B2的磁感应强度之比；

    (3)粒子从P点运动到c点所经历的时间。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】用a、b两种光照射同一种光电管时均能发生光电效应，且a光产生的光电子的遏止电压大于b光产生的光电子的遏止电压，则

    A. b光比a光具有更明显的粒子性

    B. b光产生的光电子最大初动能较大

    C. 单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大

    D. 若a光能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级，则b光也有可能使氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】在利用如图所示装置“探究做功与物体速度变化”的实验中：

    (1)在实验的操作过程中，下列叙述正确的是___________(填序号)。

    A.实验前，必须测量出小车的质量

    B.每次实验中，橡皮拉伸的长度必须保持一致

    C.放小车的长木板必须调节使其水平

    D.每次实验中，先接通打点计时器，再释放连接纸带的小车

    (2)在操作正确的情况下；某次测出AG间的距离为x1，GJ间的距离为x2，小车的质量为m，已知打点计时器的打点频率为f。最终小车的速度为___________，橡皮筋对小车做功为___________。(用题中的物理量符号表示)

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】已知原子核质量为209.98287u，原子核的质量为205.9746u原子核的质量为4.00260u，静止的核在α衰变中放出α粒子后变成．（计算结果均保留三位有效数字）求：

    （1）请写出核反应方程；

    （2）在衰变过程中释放的能量；

    （3）α粒子从Po核中射出的动能（已知u相当于931.5MeV，且核反应释放的能量只转化为动能）。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】矩形线圈abcd，长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200匝，线圈回路总电阻R=5Ω，整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过．若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则（ ）

    A．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化

    B．线圈回路中产生的感应电流为0.4A

    C．当t=0.3s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016N

    D．在1min内线圈回路产生的焦耳热为48J

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图是内径为R，外径为2R的空心玻璃半圆柱体横截面图，在横截面内，一束单色光射向圆柱体，折射光线恰好与圆柱体内表面相切，已知玻璃对该光的折射率为n=，求：

    (i)光线射向圆柱体时的入射角；

    (ii)将光线向下平移，当平移距离为h时，折射光线在圆柱体内表面恰好没有进入空心部分，求平移距离h。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】某同学用图书馆所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图1中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，B球落点痕迹如图2所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。

    （1）碰撞后B球的水平射程应取为__________cm。

    （2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：____________（填选项号）。

    （A）水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

    （B）A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离。

    （C）测量A球或B球的直径

    （D）测量A球和B球的质量（或两球质量之比）

    （E）测量G点相对于水平槽面的高度

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，一带负电的粒子(不计重力)沿水平方向以速度v正对圆心入射，通过磁场区域后速度方向偏转了60°。

    (1)求粒子的比荷及粒子在磁场中的运动时间t。

    (2)如果想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大，在保持原入射速度的基础上，需将粒子的入射点沿圆弧向上平移的距离d为多少？

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