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题型:解答题 题类: 难易度:困难

浙江省杭州市浙南联盟2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题

如图甲所示,水平面内有两条间距为的不计电阻的平行金属直导轨,左端接一个原本不带电的电容器,电容。导轨在G、H两处被不计长度的绝缘材料分隔开。一根长度也为L、质量、电阻的金属棒ab跨放在GH左侧足够远处。另有质量、电阻为的均匀金属丝制成的一个半径也为L的刚性圆环,水平放在GH右侧某处,其圆心到两直导轨的距离相等。仅在两导轨之间的区域内有一个竖直向下的匀强磁场,磁感应强度。现给金属棒ab一个水平向右的初速度(大小未知),已知ab棒经过GH时速度为。不计任何摩擦,且所有金属部件的接触处均连接良好,无接触电阻。

(1)、金属棒ab刚经过GH后的瞬间,a点电势b点电势(选填“大于”或“小于”),并求ab两端的电压大小U;
(2)、求电容器的最终带电量Q以及ab棒的初速度
(3)、如图乙,撤去原磁场、金属棒ab和电容C,在轨道右侧固定一个形状完全等同圆弧EF的绝缘挡板LJ,并仅在曲线图形EFJI区域内加竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为。同时在两导轨的P、N处也由不计长度的绝缘材料分隔开; , 金属环触碰到挡板即被锁定不动。现给金属环一个水平向右的初速度 , 方向与导轨平行。求金属环在整个运动过程中产生的焦耳热,以及通过金属环的K部位处横截面的电荷量。(K位于圆弧EF之间)
举一反三
利用物理模型对复杂现象进行分析,是重要的科学思维方法。

已知太阳的质量为M,半径为R,万有引力常量为G。

(1)太阳的外层大气不断向四周膨胀,形成由太阳径向向外的粒子流,通常被称为太阳风。关于太阳风的成因,一种观点认为:由于太阳外层温度高,粒子的动能较大,能够克服太阳的引力向外层空间运动。

a.已知质量为m的粒子与太阳中心相距r时具有的引力势能为(以无穷远处势能为零)。忽略粒子间的相互作用。求在距离太阳中心2R处、质量为m的粒子,为了脱离太阳引力的束缚所需的最小速率vm

b.太阳风会造成太阳质量的损失。已知太阳风粒子的平均质量为m,探测器在距离太阳r处探测到该处单位体积内太阳风粒子的数目为n,太阳风粒子在探测器周围的平均速率为v。求单位时间内太阳因太阳风而损失的质量Δm。

(2)彗星的彗尾主要由尘埃粒子和气体组成。一种观点认为:太阳光辐射的压力和太阳的引力,对彗尾尘埃粒子的运动起关键作用。假定太阳光的辐射功率P0恒定,尘埃粒子可视为密度相同、半径不都相等的实心球体,辐射到粒子上的太阳光被全部吸收,太阳光的能量E、动量P、光速c的关系为

如图所示,当彗星运动到A处,部分尘埃粒子被释放出来,不再沿彗星轨道运动。已知沿轨道切线方向释放的三个尘埃粒子,分别沿直线Ab和曲线Aa、Ac运动。关于造成这三个尘埃粒子轨迹分开的原因,有同学认为是它们被释放出来时的速度大小不同所致。请分析说明该同学的结论是否正确。

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