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11.一质点从A点开始做初速度为零的匀加速直线运动,加速度的大小为a,B,C,D三点是质点运动路径上三点,且BC=x1,CD=x2.质点通过BC间所用时间与经过CD间所用时间相等,则质点经过C点的速度为(  )
A.$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2}$$\sqrt{\frac{a}{{x}_{2}-{x}_{1}}}$B.$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{4}$$\sqrt{\frac{a}{{x}_{2}-{x}_{1}}}$
C.$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{2}$$\sqrt{\frac{a}{{x}_{2}+{x}_{1}}}$D.$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{4}$$\sqrt{\frac{a}{{x}_{2}+{x}_{1}}}$

分析 根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出通过BC间所用时间与经过CD间所用时间,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即可求出质点经过C点时的速度.

解答 解:设质点从B到C所用时间为T,则${x}_{2}^{\;}-{x}_{1}^{\;}=a{T}_{\;}^{2}$,因此$T=\sqrt{\frac{{x}_{2}^{\;}-{x}_{1}^{\;}}{a}}$,则从B到D的时间为$2\sqrt{\frac{{x}_{2}^{\;}-{x}_{1}^{\;}}{a}}$,质点经过C点的速度${v}_{C}^{\;}=\frac{{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}}{2T}$=$\frac{{x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}}{2}\sqrt{\frac{a}{{x}_{1}^{\;}-{x}_{2}^{\;}}}$,故A正确,BCD错误;
故选:A

点评 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的公式和推论,并能灵活运用.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

16.如图甲所示,光滑绝缘斜面的倾角θ=30°,矩形区域GHIJ (GH与IJ相距为d)内存在着方向垂直于斜面的匀强磁场.质量为m、边长为d的正方形闭合金属线框abcd平放在斜面上,开始时ab边与GH相距也为d,现用一平行于斜面的恒力拉动线框,使其由静止开始(t=0)沿斜面向上运动,当线框完全通过磁场后运动一段时间再撤去外力.已知线框运动的过程中产生的电流I随时间t变化的 I一t图象如图乙所示(规定电流沿abcd方向为正).已知向上穿过磁场时线框中电流大小为I0,前后两次通过磁场产生电流的时间之比为2:1,重力加速度为g,斜 足够长,线框ab边始终与GH平行,求:

(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(2)线框的电阻阻值;
(3)撤去外力之前线框位移的大小.

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2.一辆沿笔直公路匀加速行驶的汽车,经过路旁两根相距40m的电线杆共用4s时间,它经过第二根电线杆时的速度为16m/s,则汽车运动过程中的加速度为(  )
A.3m/s2B.4m/s2C.5m/s2D.6m/s2

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19.如图所示,足够长的光滑水平平行金属轨道宽l=0.4m,处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T.轨道右端接入一灯L,已知L上标有“2V、1W”字样(设灯电阻保持不变),左端有根金属棒搁在水平轨道上,金属棒质量m=0.2kg,在一平行于轨道平面的外力F作用下,从静止开始向右做匀加速直线运动,加速度a=2m/s2.除灯电阻外不考虑其他地方的电阻.
(1)画出金属棒运动过程中流过灯L的电流方向;
(2)经过多长时间灯L达到正常发光?正常发光时外力F大小?
(3)当灯L达到正常发光后,撤去外力,则金属棒做什么运动?

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6.以15m/s的速度水平抛出一石子,石子落地时速度方向与抛出时速度方向成53°,不计空气阻力,g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)石子落地时的竖直分速度大小.         
(2)石子在空中的飞行时间.
(3)石子抛出点与落地点的高度差.          
(4)石子落地时的位移大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.如图所示,质量为M=2.0kg的小车A静止在光滑水平面上,A的右端停放有一个质量为m=0.10kg带正电荷q=5.0×10-2 C的小物体B,整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B=2.0T的匀强磁场.现从小车的左端,给小车A一个水平向右的瞬时冲量I=26N•s,使小车获得一个水平向右的初速度,此时物体B与小车A之间有摩擦力作用,设小车足够长,g取10m/s2.求:
(1)瞬时冲量使小车获得的动能Ek
(2)物体B的最大速度vm

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3.一群处于基态的氢原子吸收某种光子后,向外辐射了a、b、c三种光,其波长分别为λa、λb、λc,且λa>λb>λc,三种光子的能量分别为Ea、Eb、Ec,若a光恰能使某金属产生光电效应,则(  )
A.被氢原子吸收的光子的能量为h$\frac{c}{{λ}_{a}}$B.Ea=Eb+Ec
C.$\frac{1}{{λ}_{b}}$=$\frac{1}{{λ}_{a}}$+$\frac{1}{{λ}_{c}}$D.b光一定能使该金属发生光电效应

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20.2016年诺贝尔物理学奖颁发给了三位美国科学家,以表彰他们将拓扑概念应用于物理研究所做的贡献.
我们知道,按导电性能不同传统材料大致可分为导体和绝缘体两类,而拓扑绝缘体性质独特,它是一种边界上导电、体内绝缘的新型量子材料,例如,在通常条件下石墨烯正常导电,但在温度极低、外加强磁场的情况下,其电导率(即电阻率的倒数)突然不能连续改变,而是成倍变化,此即量子霍尔效应(关于霍尔效应,可见下文注释).在这种情况下,电流只会流经石墨烯边缘,其内部绝缘,导电过程不会发热,石墨烯变身为拓扑绝缘体,但由于产生量子霍尔效应需要极低温度和强磁场的条件,所以其低能耗的优点很难被推广应用.
2012年10月,由清华大学薛其坤院士领衔的中国团队,首次在实验中发现了量子反常霍尔效应,被称为中国“诺贝尔奖级的发现”,量子反常霍尔效应不需要外加强磁场,所需磁场由材料本身的自发磁化产生,这一发现使得拓扑绝缘材料在电子器件中的广泛应用成为可能.
注释:霍尔效应是指将载流导体放在匀强磁场中,档磁场方向与电流方向垂直时,导体将在与磁场、电流垂直的方向上形成电势差.
根据以上材料推断,下列说法错误的是(  )
A.拓扑绝缘体导电时具有量子化的特征
B.霍尔效应与运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力有关
C.在量子反常霍尔效应中运动电荷不再受磁场的作用
D.若将拓扑绝缘材料制成电脑芯片有望解决其工作时的发热问题

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1.如图所示,PQ和MN是两根间距为L的光滑水平长直导轨,P与M之间连接一个阻值为R的定值电阻,一个长为L、质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放在导轨上,整个装置处于竖直方向匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B.
(1)现在金属棒ab上作用一个大小为F的水平恒力,使其沿导轨运动,求ab棒最大速度的大小;
(2)若在金属棒ab上作用一个水平力F′,使金属棒ab沿导轨由静止做加速度为a的匀加速直线运动,求水平力F′与时间t的函数关系式,并在所给坐标系中大致做出F′与时间t的函数图象.

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