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     如图所示半径为R、r(R>r)甲、乙两圆形轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条水平轨道(CD)相连，如小球从离地3R的高处A点由静止释放，可以滑过甲轨道，经过CD段又滑上乙轨道后离开两圆形轨道，小球与CD段间的动摩擦因数为μ，其余各段均光滑.为避免出现小球脱离圆形轨道而发生撞轨现象.试设计CD段的长度.

     

     

     

     

     

     

     解析:

    (1)小球在甲轨道上做圆周运动通过最高点的最小速度为          

    设小球能通过甲轨道最高点时速度为v1.

    由机械能守恒定律得：      

                      ∵>   ∴小球能通过甲轨道而不撞轨

    (2)设CD的长度为x，小球在乙轨道最高点的最小速度为

    小球要通过乙轨道最高点，则需满足：  得：

     x≤

    小球到乙轨圆心等高处之前再返回，则需满足：

    　　且　得：

    ≤x ＜

          总结论：CD≤或≤CD ＜

     

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示半径为R、r（R＞r）甲、乙两圆形轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条水平轨道（CD）相连，如小球从离地3R的高处A点由静止释放，可以滑过甲轨道，经过CD段又滑上乙轨道后离开两圆形轨道，小球与CD段间的动摩擦因数为μ，其余各段均光滑．
    （1）求小球经过甲圆形轨道的最高点时小球的速度？
    （2）为避免出现小球脱离圆形轨道而发生撞轨现象．试设计CD段的长度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （1）如图所示，直线I、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，则电源1和电源2的内阻之比为
    11：7
    11：7
    ．若把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，则在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比为
    1：2
    1：2
    ．
    （2）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径d=
    2.706
    2.706
    mm．另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图乙所示，则该工件的长度L=
    5.015
    5.015
    cm．

    （3）如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，
    并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，圆的半径为R，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的是
    l1、l3．
    l1、l3．
    （用上述所给物理量的字母表示），则玻璃砖的折射率可表示为
    l1
    l3
    l1
    l3
    ．
    （4）在“用多用表测电阻”的实验中，下列说法中正确的是
    AC
    AC

    A．测电阻时，红、黑表笔分别错插入负、正插孔，只要其它方法正确，不影响被测量电阻的结果
    B．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
    C．用×1的欧姆档测量时，指针恰好指示在10Ω与20Ω正中间，所测电阻的阻值一定小于15Ω
    D．多用表使用完毕后，应将选择开关置于欧姆表最大档，以防表头烧坏．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，固定在水平面上的横截面为“精英家教网”形的光滑长直导轨槽，槽口向上，槽内放置一金属滑块，滑块上有
    半径为R=0.5m的半圆柱形光滑凹槽，金属滑块的宽度为d=1.0m，比“精英家教网”形槽的宽度略小．现有半径为r（r＜R）
    的金属小球以水平初速度v0=4.0m/s冲向滑块，从滑块上的半圆形槽口边缘进入．已知金属小球的质量为m=0.5kg，金属滑
    块的质量为M=1.5kg，全过程中无机械能损失．求：
    （1）当金属小球滑离金属滑块时，金属小球和金属滑块的速度各是多大；
    （2）当金属小球经过金属滑块上的半圆柱形槽的底部A点时对金属滑块的作用力．

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    科目：高中物理 来源：2010年大连市长海高中高二下学期期末考试（重点班）物理试题 题型：计算题

    (17分)如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板M和N,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O2、O3,O1、O2、O3在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阻形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出.现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此后粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出.求:
    （1）圆形磁场的磁感应强度B′.
    （2）导体棒的质量M.
    （3）棒下落h的整个过程中,电阻上产生的电热.
    （4）粒子从E点到F点所用的时间.

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