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如圖所示,固定在上、下兩層水平面上的平行金屬導(dǎo)軌、和、間距都是,二者之間固定有兩組豎直半圓形軌道和,兩軌道間距也均為,且和的豎直高度均為4R,兩組半圓形軌道的半徑均為R。軌道的端、端的對接狹縫寬度可忽略不計,圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架,能使導(dǎo)軌系統(tǒng)位置固定。將一質(zhì)量為的金屬桿沿垂直導(dǎo)軌方向放在下層導(dǎo)軌的最左端位置,金屬桿在與水平成角斜向上的恒力作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動,運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直,且接觸良好。當(dāng)金屬桿通過4R的距離運(yùn)動到導(dǎo)軌末端位置時其速度大小。金屬桿和導(dǎo)軌的電阻、金屬桿在半圓軌道和上層水平導(dǎo)軌上運(yùn)動過程中所受的摩擦阻力,以及整個運(yùn)動過程中所受空氣阻力均可忽略不計。
(1)已知金屬桿與下層導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為,求金屬桿所受恒力F的大;
(2)金屬桿運(yùn)動到位置時撤去恒力F,金屬桿將無碰撞地水平進(jìn)入第一組半圓軌道和,又在對接狹縫和處無碰撞地水平進(jìn)入第二組半圓形軌道和的內(nèi)
側(cè),求金屬桿運(yùn)動到半圓軌道的最高位置時,它對軌道作用力的大小;
(3)若上層水平導(dǎo)軌足夠長,其右端連接的定值電阻阻值為,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。金屬桿由第二組半圓軌道的最高位置處,無碰撞地水平進(jìn)入上層導(dǎo)軌后,能沿上層導(dǎo)軌滑行。求金屬桿在上層導(dǎo)軌上滑行的最大距離。
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一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,頻率為5Hz,某時刻的波形如圖所示,介質(zhì)中質(zhì)點A在距原點8cm處,質(zhì)點B在距原點16cm處,從圖象對應(yīng)時刻算起,質(zhì)點A的運(yùn)動狀態(tài)與圖示時刻質(zhì)點B的運(yùn)動狀態(tài)相同需要的最短時間為( )
A.0.08s B.0.12s C.0.14s D.0.16s
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中國海軍第二批護(hù)航編隊于4月2日赴亞丁灣、索馬里海域執(zhí)行護(hù)航任務(wù)。其中的“深圳”號導(dǎo)彈驅(qū)逐艦額定功率為3×104 kW,當(dāng)以最大的速度航行時,所受的阻力為2×106N,則該驅(qū)逐艦的最大航速為 m/s,此時牽引力的大小為 N。
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如圖所示,兩根固定的光滑的金屬導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分平滑連接,兩導(dǎo)軌間距為L=0.5m,導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成θ=53°角.導(dǎo)軌的傾斜部分有一個勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd,磁場方向垂直于斜面向上,導(dǎo)軌的水平部分有n個相同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向豎直向上,所有磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T,磁場沿導(dǎo)軌的長度均為L=0.5m,磁場左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直,導(dǎo)軌的水平部分中相鄰磁場區(qū)域的間距也為L.現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.5kg,電阻為r=0.2Ω,邊長也為L的正方形金屬線框PQMN,從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放,釋放時MN邊離水平導(dǎo)軌的高度h=2.4m,金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場abcd時恰好做勻速直線運(yùn)動,此后,金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分并最終停止.取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)金屬線框剛釋放時MN邊與ab的距離s;
(2)金屬線框能穿越導(dǎo)軌水平部分中幾個完整的磁場區(qū)域;
(3)整個過程中金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱.
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歐洲強(qiáng)子對撞機(jī)在2010年初重新啟動,并取得了將質(zhì)子加速到1.18萬億ev的階段成果,為實現(xiàn)質(zhì)子對撞打下了堅實的基礎(chǔ)。質(zhì)子經(jīng)過直線加速器加速后進(jìn)入半徑一定的環(huán)形加速器,在環(huán)形加速器中,質(zhì)子每次經(jīng)過位置A時都會被加速(圖1),當(dāng)質(zhì)子的速度達(dá)到要求后,再將它們分成兩束引導(dǎo)到對撞軌道中,在對撞軌道中兩束質(zhì)子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動,并最終實現(xiàn)對撞(圖2)。質(zhì)子是在磁場的作用下才得以做圓周運(yùn)動的。下列說法中正確的是 ( )
A.質(zhì)子在環(huán)形加速器中運(yùn)動時,軌道所處位置的磁場會逐漸減小
B.質(zhì)子在環(huán)形加速器中運(yùn)動時,軌道所處位置的磁場始終保持不變
C.質(zhì)子:在對撞軌道中運(yùn)動時,軌道所處位置的磁場會逐漸減小
D.質(zhì)子在對撞軌道中運(yùn)動時,軌道所處位置的磁場始終保持不變
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(理)-20(理)題為選修了《物理(選修3-1)》模塊的學(xué)生必答題,選修了《物理(選修1-1)》模塊的學(xué)生不做這部分題目。
16(理)、下列各物理量中,由電場本身性質(zhì)決定的是
A.電場力 B.電場力的功
C.電場強(qiáng)度 D.電勢能
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如圖所示,a、b、c、d是某勻強(qiáng)電場中的四個點,它們正好是一個矩形的四個頂點,電場線與矩形所在平面平行。已知a點電勢為16V,b點電勢為20V,d點電勢為8V。下列判斷正確的是
5 u.c*o m
A.c點電勢高于a點電勢 B.場強(qiáng)的方向由b指向d
C.c點的電勢為12V D.若一電子從b運(yùn)動到c,電場力做功為 —4ev
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如圖所示,A為靜止于地球赤道上的物體,B為繞地球做橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星,C為繞地球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星,P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點.已知A、B、C繞地心運(yùn)動的周期相同且B、C運(yùn)動過程中不會同時經(jīng)過軌道交點,則相對于地心,下列說法中正確的是:
A.物體A的加速度大小大于衛(wèi)星C具有的加速度大小
B.衛(wèi)星C的運(yùn)行速度大小小于物體A的運(yùn)行速度大小
C.衛(wèi)星B的線速度大小不變
D.衛(wèi)星B在P點運(yùn)行的加速度一定等于衛(wèi)星C經(jīng)過P點時的加速度
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如圖1所示,圖中虛線MN是一垂直紙面的平面與紙面的交線,在平面右側(cè)的半空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向外。O是MN上的一點,從O點可以向磁場區(qū)域發(fā)射電量為+q、質(zhì)量為m、速率為v的粒子,粒子射入磁場時的速度可在紙面內(nèi)各個方向。已知先后射入的兩個粒子恰好在磁場中給定的P點相遇,P到O的距離為L,不計重力及粒子間的相互作用。
(1)求所考察的粒子在磁場中的軌道半徑;
(2)求這兩個粒子從O點射入磁場的時間間隔。
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