【题目】如图（a）所示，两个完全相同的“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内，间距为d，它们的上端公共轨道部分保持竖直，下端均通过一小段弯曲轨道与一段直轨道相连，底端置于绝缘水平桌面上。MM′、PP′（图中虚线）之下的直轨道MN、M′N′、PQ、P′Q′长度均为L且不光滑（轨道其余部分光滑），并与水平方向均构成37°斜面，在左边轨道MM′以下的区域有垂直于斜面向下、磁感强度为B0的匀强磁场，在右边轨道PP′以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场Bx，其它区域无磁场。QQ′间连接有阻值为2R的定值电阻与电压传感器（e、f为传感器的两条接线）。另有长度均为d的两根金属棒甲和乙，它们与MM′、PP′之下的轨道间的动摩擦因数均为μ=1/8。甲的质量为m、电阻为R；乙的质量为2m、电阻为2R。金属轨道电阻不计。先后进行以下两种操作：
操作Ⅰ：将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧，从某处由静止释放，运动到底端NN′过程中棒始终保持水平，且与轨道保持良好电接触，计算机屏幕上显示的电压—时间关系图像U—t图如图（b）所示（图中U已知）；
操作Ⅱ：将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧、金属棒乙（图中未画出）紧靠竖直轨道的右侧，在同一高度将两棒同时由静止释放。多次改变高度重新由静止释放，运动中两棒始终保持水平，发现两棒总是同时到达桌面。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）试求操作Ⅰ中甲到MM′的速度大小；
（2）试求操作Ⅰ全过程定值电阻上产生的热量Q；
（3）试求右边轨道PP′以下的区域匀强磁场Bx的方向和大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】试题分析：（1）由动能定理得：
由图象知：棒进入磁场时定值电阻2R的电压为U，通过的电流为：
，
则有：
解得：
（2）当甲棒离开磁场时的速度为v2，则有：
对甲棒，由动能定理，有：
式中Q总为克服安培力所做的功，转化成了甲、乙棒上产生的热量；
故有：
定值电阻上产生的热量为：
．
（3）由右手定则得：
沿斜面向下；（两棒由静止释放的高度越高，甲棒进入磁场时的安培力越大，加速度越小，而乙棒只有摩擦力越大加速度才越小，故乙棒所受安培力应垂直斜面向下）
从不同高度下落两棒总是同时到达桌面，说明两棒运动的加速度时刻相同．
对甲棒，根据牛顿第二定律，有：
对乙棒，根据牛顿第二定律，有：
则有：
解得：
；
金钥匙试卷系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】下列说法正确的是______________（选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，没选错一个扣3分，最低得分为0）
A．晶体的熔点和液体的沸点都与压强有关
B．气体很容器充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
C．一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加
D．在温度不变的情况下，增大液面上方饱和汽的体积，待气体重新达到饱和时，饱和汽的压强增大
E．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，质量为M的足够长气缸开口向下与大气连通，放在水平地面上。气缸内部有一个质量为m的活塞，气缸内部的横截面积为S，初始时活塞静止，距离气缸底部为h，热力学温度为T。已知大气压强为p0，重力加速度为g。（不计气缸内气体的重量及活塞与气缸壁间的摩擦）
①若将活塞上方气体的热力学温度升高到2T，则活塞下降的距离？
②若保持温度为T不变，现用手握住活塞手柄缓慢向上推，求将气缸刚推离地面时活塞上升的距离为多少？
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【题目】跳水是一项优美的水上运动，图中是在双人跳台跳水比赛中，小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿。她们站在离水面10m高的跳台上跳下，若只研究运动员如水前的下落过程，下列说法中正确的是( )
A. 为了运动员的技术动作，可将正在比赛中的运动员视为质点
B. 运动员在下落过程中，感觉水面在加速上升
C. 以陈若琳为参考系，王鑫做竖直上抛运动
D. 跳水过程中陈若琳和王鑫的重心位置相对她们自己是不变的
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【题目】某同学为了测量某灯泡内阻，进行了如下实验：
（1）首先用多用电表进行粗测，下列操作步骤正确的是：_______
A．甲图，欧姆调零过程中，红黑表笔短接
B．乙图，对灯泡电阻进行测量
C．丙图，利用所示旋钮进行欧姆调零
D．丁图，实验完成后，挡位调至所示位置
（2）选择×10Ω挡位，在正确的操作步骤下，测量灯泡电阻，测量结果如图戊所示，灯泡的电阻为________Ω
（3）接下来用如图(已)所示的实物图来测量小灯泡的伏安特性曲线，请在实物图上用细线连接成完整的电路图________。
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【题目】把一质量为m的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。已知A、B的高度差为h，C、B高度差为2h，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，选A位置为重力势能零势能点，则（ ）
A．刚松手瞬间，弹簧弹力等于小球重力
B．状态甲中弹簧的弹性势能为2mgh
C．状态乙中小球的动能为mgh
D．状态丙中系统的机械能为3mgh
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【题目】小杨同学采用如图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验
（1）除了图1装置中的器材之外，还必须从图2中选取实验器材，其名称是____；
（2）指出图1装置中一处不合理的地方____；
（3）计算打下计数点5时纸带速度的大小为____m/s（保留3位有效数字）。
（4）若实验数据处理结果0到5点过程中动能的增加量略大于重力势能的减少量，可能的原因为_________。
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【题目】在电影《飞屋环游记》中，主角用一簇气球使他的房子成功升空。小屋从地面静止出发匀加速运动，它加速上升到h处时，速度达到了v，不计小屋受到的浮力和空气阻力，则在这一过程中（ ）
A. 绳对小屋的拉力等于小屋的重力
B. 绳对小屋的拉力做的功等于小屋动能的增量
C. 绳对小屋的拉力做的功等于小屋机械能的增量
D. 绳对小屋的拉力和小屋重力对小屋做的总功等于小屋机械能的增量
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】电视机的显像管中电子束的偏转是应用磁偏转技术实现的。如图1所示为显像管的原理示意图。显像管中有一个电子枪，工作时阴极发射的电子（速度很小，可视为零）经过加速电场加速后，穿过以O点为圆心、半径为r的圆形磁场区域（磁场方向垂直于纸面），撞击到荧光屏上使荧光屏发光。已知电子质量为m、电荷量为e，加速电场的电压为U，在没有磁场时电子束通过O点打在荧光屏正中央的M点，OM间距离为S。电子所受的重力、电子间的相互作用力均可忽略不计，也不考虑磁场变化所激发的电场对电子束的作用。由于电子经过加速电场后速度很大，同一电子在穿过磁场的过程中可认为磁场不变。
（1）求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上时的速率；
（2）若磁感应强度随时间变化关系如图2所示，其中
，求电子束打在荧光屏上发光所形成的“亮线”长度。
（3）若电子束经偏转磁场后速度的偏转角θ=60°，求此种情况下电子穿过磁场时，螺线管线圈中电流I0的大小；
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