【題目】2012年11月，“殲15”艦載機(jī)在“遼寧號”航空母艦上著艦成功，它的阻攔技術(shù)原理是，飛機(jī)著艦時利用阻攔索的作用力使它快速停止。隨著電磁技術(shù)的日趨成熟，新一代航母已準(zhǔn)備采用全新的電磁阻攔技術(shù)，它的阻攔技術(shù)原理是，飛機(jī)著艦時利用電磁作用力使它快速停止。為研究問題的方便，我們將其簡化為如圖所示的模型。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場中，兩根平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L，電阻不計(jì)。軌道端點(diǎn)MP間接有阻值為R的電阻。一個長為L、質(zhì)量為m、阻值為r的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好。質(zhì)量為M的飛機(jī)以水平速度v0迅速鉤住導(dǎo)體棒ab，鉤住之后關(guān)閉動力系統(tǒng)并立即獲得共同的速度。假如忽略摩擦等次要因素，飛機(jī)和金屬棒系統(tǒng)僅在安培力作用下很快停下來。求：

（1）飛機(jī)鉤住金屬棒后它們獲得的共同速度v的大��；

（2）飛機(jī)在阻攔減速過程中獲得的加速度a的最大值；

（3）從飛機(jī)鉤住金屬棒到它們停下來的整個過程中運(yùn)動的距離x。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）以飛機(jī)和金屬棒為研究對象

根據(jù)動量守恒定律 Mv0 =（M + m）v

解得它們共同的速度

（2）飛機(jī)鉤住金屬棒后它們以速度v開始在安培力的作用下做減速運(yùn)動，所以當(dāng)它們速度為v時安培力最大，此時由安培力產(chǎn)生的加速度也最大

根據(jù)牛頓第二定律 BIL =（M + m）a

根據(jù)全電路歐姆定律

聯(lián)立以上兩式解得

（3）以飛機(jī)和金屬棒為研究對象，在很短的一段時間t內(nèi)

根據(jù)動量定理 BiL·t =（M + m）v ①

在某時刻根據(jù)全電路歐姆定律 ②

由①②兩式得 ③

飛機(jī)經(jīng)時間t停下來，對③式在時間t內(nèi)求和

解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在絕熱圓柱形汽缸中用光滑絕熱活塞密閉有一定質(zhì)量的理想氣體，在汽缸底部開有一小孔，與U形水銀管相連，外界大氣壓為P0=75cmHg，缸內(nèi)氣體溫度t0=27℃，穩(wěn)定后兩邊水銀面的高度差為△h=1.5cm，此時活塞離容器底部的高度為L=50cm（U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì)）．已知柱形容器橫截面S=0.01m2，取75cmHg壓強(qiáng)為1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2．

（i）求活塞的質(zhì)量；

（ii）若容器內(nèi)氣體溫度緩慢降至-3℃，求此時U形管兩側(cè)水銀面的高度差△h′和活塞離容器底部的高度L′．

【答案】（i） （ii）

【解析】（i）A中氣體壓強(qiáng)PA=P0+P△h=76.5cmHg=1.02×105Pa

對活塞 PAS=P0S+mg

解得m=2kg．

（ii）由于氣體等壓變化，U形管兩側(cè)水銀面的高度差不變△h′=1.5cm

T1=300K，體積V1=50cm.s

T2=270K，體積V2= L′S

由：

解得：L′=45cm．

【題型】解答題
【結(jié)束】
31

【題目】下列說法正確的是_____

A.當(dāng)一列聲波從空氣傳入水中時，波長一定會變長

B.同一單擺在高山山腳的振動周期一定大于在該山山巔的振動周期

C.電磁波是橫波，可以觀察到其偏振現(xiàn)象

D.愛因斯坦狹義相對論認(rèn)為在不同慣性參考系中光速不同

E.若測得來自某遙遠(yuǎn)星系上某些元素發(fā)出的光波波長比地球上這些元素靜止時發(fā)出的光波波長長，則說明該星系正在遠(yuǎn)離我們而去

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一玻璃立方體中心有一點(diǎn)狀光源。今在立方體的部分表面鍍上不透明薄膜，以致從光源發(fā)出的光線只經(jīng)過一次折射不能透出立方體。已知該玻璃的折射率為，求鍍膜的面積與立方體表面積之比的最小值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某種靜電分選器的原理簡圖。兩個豎直放置的平行金屬板PQ和MN，加上恒定電壓可形成勻強(qiáng)電場（電場可視為僅局限在平行板之間）。一帶負(fù)電顆粒電荷量為q，質(zhì)量為m，從絕緣斜槽滑下，從PQ板上邊緣水平進(jìn)入金屬板間區(qū)域。已知兩板間距為d，板長為l，重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)。

(1)若兩金屬板未加上電壓，顆粒恰好從QN中央離開，求顆粒進(jìn)入金屬板的速度大小v0；

(2)若兩金屬板加上電壓（MN板接正極），顆粒仍以v0水平進(jìn)入金屬板間，要使顆粒下落過程中不接觸到金屬板MN，求所加電壓應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】測定電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材：

A．待測電阻R(阻值約10kΩ) B．滑動變阻器R1(0-lkΩ)

C．電阻箱Ro(99999.9Ω) D．靈敏電流計(jì)G(500A，內(nèi)阻不可忽略)

E．電壓表V(3V，內(nèi)阻約3kΩ) F．直流電源E(3V，內(nèi)阻不計(jì))

G．開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖a所示的電路，請你指出他的設(shè)計(jì)中存在的問題：

①___________；②___________；③___________

(2)乙同學(xué)用圖b所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

①請?jiān)趫Dd中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接_______.

②先將滑動變阻器的滑動頭移到_____(選填“左”或“右”)端，再接通開關(guān)S；保持S2斷開，閉合S1，調(diào)節(jié)R1使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)至某一位置，并記下電流I1

③斷開S1，保持R1不變，調(diào)整電阻箱R0阻值在10kΩ左右，再閉合S2，調(diào)節(jié)R0阻值使得電流計(jì)讀數(shù)為________時，R0的讀數(shù)即為電阻的阻值.

(3)丙同學(xué)查得靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻為Rg，采用電路c進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，改變電阻箱電阻R0值，讀出電流計(jì)相應(yīng)的電流I，由測得的數(shù)據(jù)作出-R0圖象如圖e所示，圖線縱軸截距為m，斜率為k，則電阻的阻值為________________

【答案】（1）電流表不應(yīng)外接或滑動變阻器不應(yīng)該用限流解法；（2）如圖；左；I1（3）

【解析】（1）①連接實(shí)物電路圖，如圖：

②為保護(hù)電路，先將滑動變阻器的滑動頭移到左端，③斷開，保持不變，調(diào)整電阻箱阻值在10kΩ左右，再閉合，調(diào)節(jié)阻值使得電流計(jì)讀數(shù)為時，的讀數(shù)即為電阻的阻值．(2) 由圖c所示電路可知，在閉合電路中，電源電動勢：，則有：，由圖d所示圖象可知，圖象截距為：，圖象斜率，解得電阻阻值為：.

【題型】實(shí)驗(yàn)題
【結(jié)束】
142

【題目】氘核和氚核()結(jié)合成氦核()的核反應(yīng)方程如下：，要發(fā)生這樣的核反應(yīng)，需要將反應(yīng)物質(zhì)的溫度加熱到幾百萬開爾文．式中17.6 MeV是核反應(yīng)中________(填“放出”或“吸收”)的能量，核反應(yīng)后生成物的總質(zhì)量比核反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量________(填“增加”或“減少”)了________kg.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一帶負(fù)電的粒子只在電場力作用下沿x軸正方向運(yùn)動，其電勢能Ep隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0～x2段是關(guān)于直線x=x1對稱的曲線，x2～x3段是直線，則下列說法正確的是

A. x1處電場強(qiáng)度最小，但不為零

B. 粒子在0～x2段做勻變速運(yùn)動，x2～x3段做勻速直線運(yùn)動

C. 若x1、x3處電勢為1、3，則1<3

D. x2～x3段的電場強(qiáng)度大小方向均不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，腰長為a，∠A＝90°。一束細(xì)光線沿此截面所在平面且平行于BC邊的方向射到AB邊上的中點(diǎn)，光進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射。已知真空中的光速為c，試求：

(i)該棱鏡材料的折射率n；

(ii)光從AB邊到AC邊的傳播時間t。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)要準(zhǔn)確測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻�，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：

A.待測干電池(電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為1Ω)

B.電流表A(量程，內(nèi)阻為19Ω)

C.電阻箱R(最大阻值9999.9Ω)

D.定值電阻R0=1Ω

E.開關(guān)，導(dǎo)線若干

(1)該同學(xué)想改裝一個大量程的電流表，他需要把電流表A和定值電阻__________ (填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”)。

(2)使用改裝好的電流表(表盤未改動)和其他實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并把電路原理圖畫在圖甲虛線框內(nèi)________________。

(3)該同學(xué)在圖乙的坐標(biāo)系中根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行了描點(diǎn)(I表示電流表A的示數(shù))，根據(jù)圖像，求得電源電動勢為__________V，內(nèi)阻為__________Ω(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個邊長為2L的正方形PQMN和HGKJ區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1和B2，兩磁場區(qū)域中間夾有兩個寬度為L、方向水平且相反、場強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場，兩電場區(qū)域分界線經(jīng)過PN、GK的中點(diǎn)．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)從G點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)上方電場加速后通過磁場回旋，又經(jīng)歷下方電場沿NK二次加速后恰好回到G點(diǎn)，則下列說法正確的是(　　)

A. B2＝2B1

B. 帶電粒子第二次進(jìn)入右邊磁場后一定從MN邊離開

C. 第一次完整回旋過程經(jīng)歷的時間為

D. 要實(shí)現(xiàn)兩次以上的回旋過程，可以同時增大兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

【答案】BCD

【解析】帶電粒子在電場中第一次加速有，在右邊磁場中做勻速圓周運(yùn)動的向心力由洛倫茲力提供，有 解得 帶電粒子在電場中第二次加速有 帶電粒子在左邊磁場中做圓周運(yùn)動回到G點(diǎn)，有，解得 ，故有 ，選項(xiàng)A錯誤；由帶電粒子在電場中第三次加速有得， 則粒子第二次在右邊磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為，，故帶電粒子一定從MN邊射出磁場，選項(xiàng)B正確；把帶電粒子在電場中兩次加速的過程等效成一次連續(xù)的加速過程，則在電場中加速的時間為，在右邊磁場中運(yùn)動的時間為，在左邊磁場中運(yùn)動的時間為，故第一次完整的回旋時間為，選項(xiàng)C正確；因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度B越大，帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑越小，故可以同時增大兩邊磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，選項(xiàng)D正確．

【題型】多選題
【結(jié)束】
157

【題目】為了探究加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，帶滑輪的長木板水平放置，板上有兩個光電門相距為d，滑塊通過細(xì)線與重物相連，細(xì)線的拉力F大小等于力傳感器的示數(shù)．讓滑塊從光電門1由靜止釋放，記下滑到光電門2的時間t.改變重物質(zhì)量來改變細(xì)繩拉力大小，重復(fù)以上操作5次，計(jì)算后得到下表中的5組數(shù)據(jù)．

(1)請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出aF圖象；

(2)分析aF圖象，可求出滑塊質(zhì)量m＝________kg，滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝________(重力加速度g＝10 m/s2)

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同步練習(xí)冊答案