题目内容
如图所示，两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m，导轨平面与水平面夹角为α=30°，导轨上端跨接一定值电阻R=16Ω，导轨电阻不计，整个装置处于与导轨平面垂直且向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1.0T。一根与导轨等宽的金属棒ef垂直MN、PQ静止放置，且与导轨保持良好接触。金属棒质量m=0.1kg、电阻r=0.4Ω，距导轨底端S1=3.75m。另一根与金属棒ef平行放置的绝缘棒gh长度也为d，质量为
，从导轨最低点以速度v0=10m／s沿轨道上滑并与金属棒发生正碰（碰撞时间极短），碰后金属棒沿导轨上滑S2=0.2m后再次静止，此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.2J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为
，g取10m／s2，求：
（1）绝缘棒gh与金属棒ef碰前瞬间绝缘棒的速率；
（2）两棒碰后，安培力对金属棒做的功以及碰后瞬间金属棒的加速度；
（3）金属棒在导轨上运动的时间。
（1）
（2）
（3）
【解析】（1）（5分）设绝缘体与金属棒碰前的速率为v1，绝缘棒在导轨由最低点向上滑动的过程中，由动能定理
…………3分
…………2分
（2）（9分）设碰后安培力对金属棒做功为W安，由功能关系，安培力做的功W安等于回路中产生的总电热
…………3分
设金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E，回路中感应电流为I，安培力为F安
…………1分
…………1分
F安=Bid …………1分
设两棒碰后瞬时金属棒的加速度为a，由牛顿第二定律
…………2分
…………1分
（3）（6分）设金属棒在导轨上运动时间为t，在此运动过程中，安培力的冲时为I安，沿导轨方向运用动量定理
…………2分
…………1分
由闭合电路欧姆定律
…………1分
由法拉第电磁感应定律
…………1分
得
导轨间动摩擦因数均为u;当导体棒cd在水平 恒力作用下以速度v0沿水平导轨向右匀速运动时，释放导体棒ab，它在竖直导轨上匀加速下滑。(导体棒ab、cd与导轨间接触良好且接触点及金 属导轨的电阻不计;已知重力加速度为g)求：
的金属棒
水平放置在两根竖直的光滑平行金属导轨上，并始终与导轨保持良好接触，导轨间距为L，导轨下端接一阻值为
的电阻，其余电阻不计。在空间内有垂直于导轨平面的磁场，磁感应强度大小只随竖直方向
变化，变化规律
，
为大于零的常数。质量为
的物体静止在倾角θ=30°的光滑斜面上，并通过轻质光滑定滑轮和绝缘细绳与金属相连接。当金属棒沿
位置由静止开始向上运动
时，加速度恰好为0。不计空气阻力，斜面和磁场区域足够大，重力加速度为
。求：
封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，大气压恒为p0，容器的横截面积为S，密封气体的压强是 ，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，在此过程中密闭气体的内能增加 。
(2)（4分）沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5m和x=6.5m处。在t1=0.5s时，质点P此后恰好第二次处于波峰位置；则t2= s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t3=0.9s时，质点P的位移为__ ____cm。 
（3）(4分) 如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质的C点，DC与AB的距离H=
R/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，求介质的折射率。
)俘获一个质量为m2的质子后衰变为两个
粒子，
粒子以初动能E0与质量M的金核发生对心碰撞。若金核初时静止且自由，求
封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，大气压恒为p0，容器的横截面积为S，密封气体的压强是 ，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，在此过程中密闭气体的内能增加 。
(2)（4分）沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5m和x=6.5m处。在t1=0.5s时，质点P此后恰好第二次处于波峰位置；则t2=
s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t3=0.9s时，质点P的位移为__ ____cm。 
（3）(4分) 如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质的C点，DC与AB的距离H=
R/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，求介质的折射率。
)俘获一个质量为m2的质子后衰变为两个
粒子，
粒子以初动能E0与质量M的金核发生对心碰撞。若金核初时静止且自由，求