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    4．如图所示，两条平行光滑导轨水平放置，导轨左端接有与平行板电容器，导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放置与金属棒，金属棒用一绝缘细绳跨过光滑定滑轮后与与重物相连，导轨及金属棒的电阻不计．t=0时刻，金属棒由静止释放，金属棒沿导轨向右运动过程中始终保持与导轨垂直并良好接触，若用x、a、Ek、q分别表示金属棒运动的位移大小、加速度大小、动能和电容器的电荷量，t表示时间，则下列图象能正确描述这一运动过程的是（　　）
    A．B．C．D．

    分析 金属棒切割磁感线产生感应电动势，回路中电容器有充电电流，结合动量定理，推导加速度，分析是否是匀变速运动，根据x-t、a-t、Ek-t、q-t关系，然后分析．

    解答 解：设金属棒的质量为m，重物的质量为M，以导体棒和重物为研究对象，根据动量定理可得：
    Mgt-BILt=（m+M）v，
    电容器的充电电量为：q=It=CU=CBLv，
    所以有：Mgt-B2L2Cv=（m+M）v，
    解得：v=$\frac{Mg}{（m+M）+{B}^{2}{L}^{2}C}•t$，
    根据运动学公式v=at可知，金属棒做初速度为零的匀加速直线运动；
    A、由于金属板做匀加速直线运动，所以x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，图象A错误；
    B、由于金属棒做初速度为零的匀加速直线运动，所以图象B错误；
    C、根据动能的计算公式可得：Ek=$\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}m{a}^{2}{t}^{2}$，Ek-t图象为开口向上的抛物线，且经过原点，C错误；
    D、根据电容器的充电电量为：q=It=CU=CBLv=CBLat，所以D正确．
    故选：D．

    点评 本题考查分析棒受力情况和运动情况的能力，关键推导出电路中电流表达式，由动量定理得到加速度的表达式．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    14．“风洞”是空气动力学实验室中的常见设备，由于能比较准确地控制和测量其风力的大小，而被广泛应用于各种力学研究中．某实验小组决定进行以下研究：如图甲所示，将-长L=5m、倾角θ=37°的光滑斜面底端顺滑连接一粗糙的水平面，并将其置于“风洞”之中．现将一小滑块从斜面顶端由静止释放．同时开启送风设备，使小滑块受到水平向左的恒定风力当小滑块运动到斜面底端时，能触发开关自动关闭送风设备．当风力F取不同数值时，滑块沿斜面下滑最后在水平地面上滑过的距离s不同．研究发现s与F之间的关系如图乙所示．若不考虑送风设备启动与关闭时，风力的滞后效应，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
    （1）滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ；
    （2）滑块质量m；
    （3）当F=3N时，物体运动的总时间．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    15．在做”用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000ml溶液中有纯油酸0.2ml，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm（保留2位有效数字），求：
    （1）油酸膜的面积是4.0×10-3m2．
    （2）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是6.3×10-10m．
    （3）某同学在本实验中，计算结果明显偏小，可能是由于D
    A．油酸未完全散开
    B．油酸中含有大量酒精
    C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
    D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    12．如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，如图所示．若天文学家测得在相同时间t内水星转过的角度为θ1；金星转过的角度为θ2（θ1、θ2均为锐角），且已知水星离太阳表面的高度和太阳的半径之比为k，则由此条件可求得（　　）
    A．水星和金星绕太阳运动的周期之比B．水星和金星的密度之比
    C．水星和金星的动能之比D．太阳的密度

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    19．长征五号系列多级运载火箭，是中国新一代运载火箭中芯级直径为5米的火箭系列．能够将13吨物体直接送入地球同步转移轨道．如图是同步转移轨道示意图，近地点接近地球表面，到地心距离为R，速度大小是v1；远地点距地面35787km，到地心距离用r表示，速度大小是v2．下列论述中正确的是（　　）
    A．近地点与远地点的速度大小之比$\frac{v_1}{v_2}=\sqrt{\frac{{{r_{\;}}}}{R}}$
    B．从近地点运动到远地点的过程中航天器相对地心的总能量在减少
    C．从近地点运动到远地点的过程中航天器相对地心的总能量在增加
    D．航天器在近地点的速度大于第一宇宙速度$\sqrt{gR}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    9．以下说法正确的是（　　）
    A．大量分子做无规则运动，速率有大有小，但是分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布
    B．一定质量的理想气体，温度升高时，分子平均动能增大，气体的压强不一定增大
    C．由于液体表面层分子间平均距离大于液体内部分子间平均距离，液体表面存在张力
    D．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越快
    E．用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏伽德罗常数，只需要再知道油的摩尔体积即可

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    16．如图所示，S1和S2是两个相干波源，由它们发生的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，对于a、b、c三点的振动情况，下列判断中正确的是（　　）
    A．b在此时刻是波谷与波谷相遇B．c处的振动永远减弱
    C．b处的振动永远减弱D．a处永远是波峰与波峰相遇

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    13．某同学用下列器材测定一块手机电池的电动势和内电阻．
    电流表A（量程3A，内阻约0.5Ω）；
    电压表V（量程15V，内阻约15kΩ）；
    滑动变阻器R（0～50Ω，额定电流3A）；
    定值电阻R0=3Ω；
    开关S及导线若干．

    （1）为减小实验误差，电路图甲中的导线应连接到a（选填“a”或“b”）．
    （2）连接好电路闭合S前，滑动变阻器的滑片P应置于d（选填“c”或“d”）端．
    （3）根据正确操作，依据得到的电压表和电流表读数，作出对应的U-I图象如图乙所示．由图线可知该电池的电动势E=8.5 V，内电阻r=0.75Ω（结果保留两位有效数字）．
    （4）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及电池的输出功率P都会发生变化．图丙的各示意图中正确反映P-U关系的是C．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    14．“娱乐风洞”是一种惊险的娱乐项目．在竖直的圆筒内，从底部竖直向上的风可把游客“吹”起来，让人体验太空飘浮的感觉（如图甲）．假设风洞内各位置的风速均相同且保持不变，人体水平横躺时所受风力的大小为其重力的2倍，站立时所受风力的大小为其重力的$\frac{1}{4}$．如图乙所示，在某次表演中，质量为m的表演者保持站立身姿从距底部高为H的A点由静止开始下落，经过B点时，立即调整身姿为水平横躺并保持，到达底部的C点时速度恰好减为零．重力加速度为g，下列说法正确的有（　　）
    A．A、B两点间的距离为$\frac{4}{7}$H
    B．表演者从A到C的过程中始终处于失重状态
    C．若保持水平横躺，表演者从C返回到A的过程中风力对人的冲量大小为2m$\sqrt{2gH}$
    D．若保持水平横躺，表演者从C返回到A时风力的瞬时功率为2mg$\sqrt{2gH}$

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