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如圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L＝0.20 m，電阻R＝10 W，有一質量為m＝1kg的金屬棒平放在軌道上，與兩軌道垂直，金屬棒及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道平面向下的勻強磁場中，磁感應強度B=5T，現用一外力F沿軌道方向拉金屬棒，使之做勻加速運動，加速度a＝1m/s2，試求：

（1）力F與時間t的關系。

（2）F＝3N時，電路消耗的電功率P。

（3）若外力F的最大值為5N，為求金屬棒運動所能達到的最大速度，某同學解法為：先由（1）中的結果求出F＝5N時的時間t，然后代入求解。指出該同學解法的錯誤之處，并用正確的方法解出結果。

略

解析:解：

（1）由F－＝ma ，得：F＝0.1t+1 （3分）

（2）F＝3N時，t＝20s，v＝a t＝20 m/s （2分）

電功率P＝（F拉－ ma ）v＝40W （2分）

（3）錯誤之處： F剛達到最大值時，速度并未達到最大值，金屬棒做加速度逐漸減小的變加速運動，直到加速度為0時，速度達到最大。（2分）

正確解法：由F－＝ma＝0得：（3分）

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相關習題

科目：高中物理 來源：成功之路·突破重點線·物理（學生用書） 題型：038

如圖1所示．一對平行光距l＝0.20m，電阻R＝1.0Ω；有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感強度B＝0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道向下．現在一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關系如圖2所示．求桿的質量m和加速度α．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實驗的示意圖，取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸，雙縫S₁、S₂對稱分布在z軸兩側，它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d，光源S到雙縫的距離為l，雙縫到屏的距離為D，，。

　　1.從z軸上的線光源S出發經S₁、S₂不同路徑到P0點的光程差為零，相干的結果產生一亮紋，稱為零級亮紋。為了研究有一定寬度的擴展光源對于干涉條紋清晰度的影響，我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋，S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行，兩者相距，則由線光源S′出發分別經S₁、S₂產生的零級亮紋，與P₀的距離

　　2.當光源寬度為的擴展光源時，可將擴展光源看作由一系列連續的、彼此獨立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對應的干涉條紋將彼此錯開，在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強相加的結果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設擴展光源各處發出的光強相同、波長皆為。當增大導致零級亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時光源的寬度

　　3.在天文觀測中，可用上述干涉原理來測量星體的微小角直徑。遙遠星體上每一點發出的光到達地球處都可視為平行光，從星體相對的兩邊緣點發來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠星體的角直徑很小，為測量如些微小的角直徑，邁克爾遜設計了測量干涉儀，其裝置簡化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個平面反射鏡，它們兩兩平行，對稱放置，與入射光（a、 a′）方向成45°角。S1和S2是一對小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對稱調節來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、 a′和b、 b′分別是從星體上相對著的兩邊緣點發來的平行光束。設光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長是，試導出星體上角直徑的計算式。

注：將星體作圓形擴展光源處理時，研究擴展光源的線度對于干涉條紋圖像清晰度的影響會遇到數學困難，為簡化討論，本題擬將擴展光源作寬度為的矩形光源處理。

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)

（1）下列說法正確的是（）

A．熵是物體內分子運動無序程度的量度

B．由氫氣的摩爾體積和每個氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數

C．滿足能量守恒定律的客觀過程都不是可以自發進行的

D．液體表面層的分子比液體內部的分子有更大的分子勢能

（2）一定質量的理想氣體由狀態A經狀態B變化到狀態C的p-V圖象如圖所示．在由狀態A變化到狀態B的過程中，理想氣體的溫度（填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態A變化到狀態C的過程中，理想氣體吸收的熱量它對外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德羅常數為6.0×10²³mol^-1，在標準狀態（壓強p₀=1atm、溫度t₀=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設第（2）問中理想氣體在狀態A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數．（計算結果取兩位有效數字）

B．(選修模塊3-4)

（1）以下說法中正確的是 ( )

A．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度

B．全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性

C．根據宇宙大爆炸學說，遙遠星球發出的紅光被地球接收到時可能是紅外線

D．超聲波可以在真空中傳播

（2）平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發現只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球對a光的折射率為，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為v_a和v_b，則v_a v_b（選填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均勻介質中選取平衡位置在同一直線上的9個質點，相鄰兩質點間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達質點1，質點1開始向下運動，振幅為0.2m，經過時間0.3s第一次出現如圖（b）所示的波形．試寫出質點1的振動方程．

C．(選修模塊3-5)

（1）下列說法正確的有（）

A．盧瑟福的α粒子散射實驗可以估測原子核的大小

B．氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動加速度增大

C．物質波是一種概率波，在微觀物理學中不可以用“軌跡”來描述粒子的運動

D．若氫原子從 n = 6 能級向 n = 1 能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發生光電效應，則氫原子從 n = 6 能級向 n = 2 能級躍遷時輻射出的光能使該金屬發生光電效應

（2）正電子發射計算機斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內衰變放出的正電子與人體內的負電子相遇而湮滅，轉化為一對γ光子，被探測器探測到，并經計算機處理后產生清晰的圖象．根據PET的原理，在人體內衰變的方程式是；在PET中，的主要用途是作為．

（3）如圖所示，質量分別為m₁和m₂的兩個小球在光滑水平面上分別以速度v₁、v₂同向運動，并發生對心碰撞，碰后m₂被右側墻壁原速彈回，又與m₁碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m₁球速度的大小.

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科目：高中物理 來源：2010年江蘇省揚州市高三第四次模擬考試物理試題 題型：計算題

選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評分．)
A．(選修模塊3-3)
（1）下列說法正確的是                                           （      ）
A．熵是物體內分子運動無序程度的量度
B．由氫氣的摩爾體積和每個氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數
C．滿足能量守恒定律的客觀過程都不是可以自發進行的
D．液體表面層的分子比液體內部的分子有更大的分子勢能
（2）一定質量的理想氣體由狀態A經狀態B變化到狀態C的p-V圖象如圖所示．在由狀態A變化到狀態B的過程中，理想氣體的溫度         （填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態A變化到狀態C的過程中，理想氣體吸收的熱量      它對外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德羅常數為6.0×10²³mol^-1，在標準狀態（壓強p₀=1atm、溫度t₀=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設第（2）問中理想氣體在狀態A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數．（計算結果取兩位有效數字）
B．(選修模塊3-4)
（1）以下說法中正確的是                                           (      )
A．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度
B．全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性
C．根據宇宙大爆炸學說，遙遠星球發出的紅光被地球接收到時可能是紅外線
D．超聲波可以在真空中傳播
（2）平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發現只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球對a光的折射率為        ，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為v_a和v_b，則v_a       v_b（選填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均勻介質中選取平衡位置在同一直線上的9個質點，相鄰兩質點間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達質點1，質點1開始向下運動，振幅為0.2m，經過時間0.3s第一次出現如圖（b）所示的波形．試寫出質點1的振動方程．

C．(選修模塊3-5)
（1）下列說法正確的有                                              （   ）
A．盧瑟福的α粒子散射實驗可以估測原子核的大小
B．氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動加速度增大
C．物質波是一種概率波，在微觀物理學中不可以用“軌跡”來描述粒子的運動
D．若氫原子從 n =" 6" 能級向 n =" 1" 能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發生光電效應，則氫原子從 n =" 6" 能級向 n =" 2" 能級躍遷時輻射出的光能使該金屬發生光電效應
（2）正電子發射計算機斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內衰變放出的正電子與人體內的負電子相遇而湮滅，轉化為一對γ光子，被探測器探測到，并經計算機處理后產生清晰的圖象．根據PET的原理，在人體內衰變的方程式是               ；在PET中，的主要用途是作為              ．
（3）如圖所示，質量分別為m₁和m₂的兩個小球在光滑水平面上分別以速度v₁、v₂同向運動，并發生對心碰撞，碰后m₂被右側墻壁原速彈回，又與m₁碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m₁球速度的大小.