如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上．导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好．在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v
1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内．
（1）求导体棒所达到的恒定速度v
2；
（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？
（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？
（4）若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t关系如图（b）所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为v
t，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小．
考点分析：
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如图所示，在磁感应强度为B=2T，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个由两条曲线状的金属导线及两电阻（图中黑点表示）组成的固定导轨，两电阻的阻值分别为R
1=3Ω、R
2=6Ω，两电阻的体积大小可忽略不计，两条导线的电阻忽略不计且中间用绝缘材料隔开，导轨平面与磁场垂直（位于纸面内），导轨与磁场边界（图中虚线）相切，切点为A．现有一根电阻不计、足够长的金属棒MN与磁场边界重叠，在A点对金属棒MN施加一个方向与磁场垂直、位于导轨平面内的并与磁场边界垂直的拉力F，将金属棒MN以速度v=5m/s匀速向右拉，金属棒MN与导轨接触良好，以切点为坐标原点，以F的方向为正方向建立x轴，两条导线的形状符合曲线方程y=±2
sin
x m．求：
（1）推导出感应电动势e的大小与金属棒的位移x的关系式；
（2）整个过程中力F所做的功；
（3）从A到导轨中央的过程中通过R
1的电荷量．
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如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力F，并描绘出v-
图象．假设某次实验所得的图象如图乙所示，其中线段AB与v轴平行，它反映了被提升重物在第一个时间段内v和
的关系；线段BC的延长线过原点，它反映了被提升重物在第二个时间段内v和
的关系；第三个时间段内拉力F和速度v均为C点所对应的大小保持不变，因此图象上没有反映．实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s，速度增加到v
C=3.0m/s，此后物体做匀速运动．取重力加速度g=10m/s
2，绳重及一切摩擦和阻力均可忽略不计．
（1）在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一个时间段内和第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变．请分别指出第一个时间段内和第二个时间段内所有其他保持不变的物理量，并求出它们的大小；
（2）求被提升重物在第一个时间段内和第二个时间段内通过的总路程．
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选修3-5
（1）下列关于近代物理知识说法，你认为正确的是______．
A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长
D．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加
（2）一个氘核（
H）和一个氚核（
H）结合成一个氦核并放出一个中子时，质量亏损为△m，已知阿伏加德罗常数为N
A，真空中的光速为c，若1mol氘和1mol氚完全发生上述核反应，则在核反应中释放的能量为______．
A．N
A△mc
2 B．2N
A△mc
2 C.
N
A△mc
2 D．5N
A△mc
2（3）用速度为v
、质量为m
1的
He核轰击质量为m
2的静止的
N核，发生核反应，最终产生两种新粒子A和B．其中A为
O核，质量为m
3，速度为v
3；B的质量为m
4．
①计算粒子B的速度v
B．
②粒子A的速度符合什么条件时，粒子B的速度方向与He核的运动方向相反．
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选修3-4
（1）惯性系S中有一边长为l的正方形（如图A所示），从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是______．
（2）一列简谐横波，沿x轴正向传播，位于原点的质点的振动图象如图1所示．
①该振动的振幅是______cm；②振动的周期是______s；③在t等于
周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是______cm．图2为该波在某一时刻的波形图，A点位于x=0.5m处．④该波的传播速度是______m/s；⑤经过
周期后，A点离开平衡位置的位移是______cm．
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某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为______mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为______mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为______Ω．
（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R；电流表A
1（量程0～4mA，内阻约50Ω）；
电流表A
2（量程0～10mA，内阻约30Ω）；电压表V
1（量程0～3V，内阻约10kΩ）
电压表V
2（量程0～15V，内阻约25kΩ）；直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器R
1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）；
滑动变阻器R
2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）；开关S；导线若干．
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．
（5）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=______Ω•m．（保留2位有效数字）
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