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(15分)4×100m接力賽是田徑比賽中一個激烈的比賽項目，甲、乙兩運動員在訓練交接棒的過程中發(fā)現(xiàn)，甲短距離加速后能保持9m/s的速度跑完全程，為了確定乙起跑的時機，需在接力區(qū)前適當?shù)奈恢迷O置標記。在某次練習中，甲在接力區(qū)前s0處作了標記，當甲跑到此標記時向乙發(fā)出起跑口令，乙在接力區(qū)的前端聽到口令時立即起跑(忽略聲音傳播的時間及人的反應時間)，已知接力區(qū)的長度L＝20m，設乙起跑后加速階段的運動是勻加速運動。

⑴若s0＝13.5m，且乙恰好在速度達到與甲相同時被甲追上，完成交接棒，則在完成交接棒時乙離接力區(qū)末端的距離為多大？

⑵若s0＝16m，乙的最大速度為8m/s，并能以最大速度跑完全程，要使甲、乙能在接力區(qū)完成交接棒，則乙在聽到口令后加速的加速度最大值為多少？

 

【答案】

 ⑴Δs＝6.5m；⑵a＝m/s2

【解析】

試題分析：⑴設甲運動的速度為v，經過時間t1甲追上了乙，根據題意有：vt1－＝s0

在完成交接棒時乙離接力區(qū)末端的距離為：Δs＝L－

聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據解得：Δs＝6.5m

⑵由題意可知，乙的加速度越大，在完成交接棒時跑過的距離越長，當在接力區(qū)的邊緣完成交接棒時，乙的加速度最大，設為a，運動的總時間為：t＝

乙做加速運動的時間為：t2＝

乙的位移滿足：L＝＋vm(t－t2)

聯(lián)立以上各式，并代入數(shù)據解得：a＝m/s2

考點：本題主要考查了相遇追及問題，屬于中檔題。

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖1所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間，利用光電計時器來探究合外力做功與動能變化的關系．
如圖2所示，水平面O點左側是光滑平面，右側是粗糙平面，彈簧的左端固定在豎直的墻壁上，彈簧處于自然長度時右端恰好在O點，在O點固定光電門可以測出木塊通過O點的時間，木塊與彈簧不相連．現(xiàn)用木塊將彈簧壓縮一段距離，然后由靜止釋放，將彈簧壓縮的長度x、木塊通過光電門的時間t、木塊在粗糙水平面上滑行的距離s記入表中．

實驗序號 1 2 3 4 5 6
壓縮量x/cm 10 15 20 25 30 35
時間t/s 0.100 0.067 0.050 0.040 0.033 0.029
距離s/m 0.50 1.13 2.00 3.12 4.50 6.13
（1）若木塊長L，通過光電門時間t，則木塊通過光電門時的速度v0=
L
t
L
t
；
（2）從理論上講，木塊在粗糙水平面上滑動的距離s和木塊通過光電門的時間t關系應是s∝
t-2
t-2
；請你運用數(shù)據表中測定的數(shù)據在圖a所示的坐標系中作出相應的圖象驗證理論的正確性；
（3）選擇適當?shù)奈锢砹吭趫Db所示的坐標紙上作出能直觀反映木塊在粗糙水平面上滑行距離s與彈簧壓縮量x的關系圖象，根據圖象寫出的關系應是s∝
x2
x2
；
（4）由能量守恒定律，彈簧的最大彈性勢能應等于木塊在水平面上滑行中產生的總內能，由此可以確定彈簧的彈性勢能與彈簧壓縮量的關系應是EP∝
x2
x2
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ．步驟如下：
（1）用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖1，由圖1可知其長度為
50.15
50.15
mm；

（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖，由圖1可知其直徑為
4.700
4.700
mm；
（3）用多用電表測定該圓柱體電阻的阻值，多用電表電阻擋有3種倍率，分別是×100Ω、×10Ω、×1Ω．該同學選擇×10Ω倍率，用正確的操作方法測量時，發(fā)現(xiàn)指針轉過角度太�。疄榱藴蚀_地進行測量，請你從以下給出的操作步驟中，選擇必要的步驟，并排出合理順序：
BEDC
BEDC
．（填步驟前的字母）
A．旋轉選擇開關至歐姆擋“×lΩ”
B．旋轉選擇開關至歐姆擋“×100Ω”
C．旋轉選擇開關至“OFF”，并拔出兩表筆
D．將兩表筆分別連接到Rx，的兩端，讀出阻值后，斷開兩表筆
E．將兩表筆短接，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，斷開兩表筆
②按正確步驟測量時，指針指在圖2示位置，則該電阻的阻值約為
2200
2200
Ω．
（4）該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：
待測圓柱體電阻R
電流表A1（量程0～4mA，內阻約50Ω）
電流表A2（量程0～10mA，內阻約30Ω）
電壓表V1（量程0～3V，內阻約10kΩ）
電壓表V2（量程0～15V，內阻約25kΩ）
直流電源E（電動勢4V，內阻不計）
滑動變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
滑動變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）
開關S導線若干
為使實驗誤差較小，要求測得多組數(shù)據進行分析，請在圖3中畫出測量的電路圖，并標明所用器材的代號．
（5）若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ=
0.76
0.76
Ω?m．（保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2010?鹽城三模）本題包括A、B、C三小題，請選定其中的兩題，并在相應的答題區(qū)域作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．
A．（1）以下說法正確的是的
BD
BD

A、液體中的擴散現(xiàn)象是由于外界對液體作用引起的．
B、多晶體沿各個方向的物理性質表現(xiàn)為各向同性．
C、分子間距離為平衡距離時，分子間作用力為零，分子勢力能最大．
D、溫度相同的物體分子平均動能一定相同，而分子無規(guī)則運動的平均速率不一定相同．
（2）給旱區(qū)人民送水的消防車停在水平地面上，在緩慢放水的過程中，若車胎不漏氣，胎內氣體溫度不變，不計分子間作用力，則胎內
吸收
吸收
熱量（填“吸收”或“放出”），單位時間內單位面積的車胎內壁受到氣體分子平均撞擊次數(shù)不清
減少
減少
（填“增加”、“減少”或“不變”）．
（3）標準狀態(tài)下氣體的摩爾體積為V0=22.4L/mol，請估算教室內空氣分子的平均間距d．設教室內的溫度為0℃，阿伏加德羅常數(shù)NA=6X1023mol-1，（要寫出必要的推算過程，計算結果保留1位有效數(shù)字）．
B．
（1）北京時間2011年3月11日13時46分，在日本東北部宮城縣以東太平洋海域發(fā)生里氏9.0級地震，地震造成了重大的人員傷亡，下列說法正確的是
BC
BC

A、震源停止振動時，地震波的傳播立即停止．
B、地震波能傳播能量．
C、當?shù)卣鸩ㄓ珊５讉鞑サ胶Ｋ袝r地震波的頻率不變．
D、地震波與電磁波一樣均可以在真空中傳播．
（2）圖甲所示是一列沿X軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形，質點P的振動圖象如圖乙所示，則這列波的傳播速度
2
2
m/s，質點P的振動方程為X=
8sin0.5πt
8sin0.5πt
cm．
（3）如圖丙所示，一個截面為直角三角形的玻璃磚放在水平面上，折射率n=
2
．入射光線垂直于AB邊從F點射入玻璃磚，經E點折射后到達地面上的P點，已知AE=ED=L，∠ABD=60°，試求光線從F到P所用時間？（光在真空中的速度大小為c）．

C．（1）核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，但安全是核電站面臨的非常嚴峻的問題．核泄漏中的钚（Pu）是一種具有放射性的超鈾元素，钚的危險性在于它對人體的毒性，與其他放射性元素相比钚在這方面更強，一旦侵入人體，就會潛伏人體肺部、骨骼等組織細胞中，破壞細胞基因，提高罹患癌癥的風險．已知钚的一種同位素94239Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為94239Pu→X+24He+γ，下列有關說法正確的是
AD
AD


A、X原子核中含有143個中子．
B、100個94239Pu經過24100年后一定還剩余50個．
C、由于衰變時釋放巨大能量，根據E=mC2，衰變過程總質量增加．
D、衰變發(fā)出的γ、放射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力．
（2）氫原子彈的光譜在可見光范圍內有四條譜線，其中在靛紫色區(qū)內的一條是處于量子數(shù)n=4的能級氫原子躍遷到n=2的能級發(fā)出的，氫原子的能級如圖所示，已知普朗克恒量h=6.63×10-34J?s，則該條譜線光子的能量為
2.55
2.55
eV，該條譜線光子的頻率為
6.15×1014
6.15×1014
Hz．（結果保留3位有效數(shù)字）
（3）已知金屬銣的極限頻率為5.15×1014Hz，現(xiàn)用波長為5.0×10-7m的一束光照射金屬銣，能否使金屬銣發(fā)生光電效應？若能，請算出逸出光電子的最大初動能．（結果保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

2013年12月14日21時11分，嫦娥三號探測器完美著陸月球虹灣地區(qū)．大約11分鐘的落月過程中，嫦娥三號從15千米高度開啟發(fā)動機反推減速，在距離月面100米高度時，探測器懸停，自動進行月面識別，下降到距月面4米高度時以自由落體方式著陸．在接下來的幾個小時里，月球車成功與嫦娥三號進行器件分離，開始執(zhí)行為期3個月的科學探測任務．已知月球表面重力加速度約為1.6．閱讀材料中的下列數(shù)據表示時刻的是（　�。�
A、21時11分B、11分鐘C、幾個小時D、3個月

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

第Ⅰ卷（選擇題　共31分）

一、單項選擇題．本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意．

1. 關于科學家和他們的貢獻，下列說法中正確的是[來源:Www..com]

A．安培首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應

B．伽利略認為自由落體運動是速度隨位移均勻變化的運動

C．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并計算出太陽與地球間引力的大小

D．法拉第提出了電場的觀點，說明處于電場中電荷所受到的力是電場給予的

2．如圖為一種主動式光控報警器原理圖，圖中R1和R2為光敏電阻，R3和R4為定值電阻．當射向光敏電阻R1和R2的任何一束光線被遮擋時，都會引起警鈴發(fā)聲，則圖中虛線框內的電路是

A．與門                  B．或門               C．或非門                  D．與非門

 


3．如圖所示的交流電路中，理想變壓器原線圈輸入電壓為U1，輸入功率為P1，輸出功率為P2，各交流電表均為理想電表．當滑動變阻器R的滑動頭向下移動時

A．燈L變亮                                    B．各個電表讀數(shù)均變大

C．因為U1不變，所以P1不變                              D．P1變大，且始終有P1= P2

4．豎直平面內光滑圓軌道外側，一小球以某一水平速度v0從A點出發(fā)沿圓軌道運動，至B點時脫離軌道，最終落在水平面上的C點，不計空氣阻力．下列說法中不正確的是

A．在B點時，小球對圓軌道的壓力為零

B．B到C過程，小球做勻變速運動

C．在A點時，小球對圓軌道壓力大于其重力

D．A到B過程，小球水平方向的加速度先增加后減小

5．如圖所示，水平面上放置質量為M的三角形斜劈，斜劈頂端安裝光滑的定滑輪，細繩跨過定滑輪分別連接質量為m1和m2的物塊．m1在斜面上運動，三角形斜劈保持靜止狀態(tài)．下列說法中正確的是

A．若m2向下運動，則斜劈受到水平面向左摩擦力

B．若m1沿斜面向下加速運動，則斜劈受到水平面向右的摩擦力

C．若m1沿斜面向下運動，則斜劈受到水平面的支持力大于（m1+ m2+M）g

D．若m2向上運動，則輕繩的拉力一定大于m2g

二、多項選擇題．本題共4小題，每小題4分，共計16分．每小題有多個選項符合題意．全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分．

6．木星是太陽系中最大的行星，它有眾多衛(wèi)星．觀察測出：木星繞太陽作圓周運動的半徑為r1、 周期為T1；木星的某一衛(wèi)星繞木星作圓周運動的半徑為r2、 周期為T2．已知萬有引力常量為G，則根據題中給定條件

A．能求出木星的質量

B．能求出木星與衛(wèi)星間的萬有引力

C．能求出太陽與木星間的萬有引力

D．可以斷定

7．如圖所示，xOy坐標平面在豎直面內，x軸沿水平方向，y軸正方向豎直向上，在圖示空間內有垂直于xOy平面的水平勻強磁場．一帶電小球從O點由靜止釋放，運動軌跡如圖中曲線．關于帶電小球的運動，下列說法中正確的是

A．OAB軌跡為半圓

B．小球運動至最低點A時速度最大，且沿水平方向

C．小球在整個運動過程中機械能守恒

D．小球在A點時受到的洛倫茲力與重力大小相等

8．如圖所示，質量為M、長為L的木板置于光滑的水平面上，一質量為m的滑塊放置在木板左端，滑塊與木板間滑動摩擦力大小為f，用水平的恒定拉力F作用于滑塊．當滑塊運動到木板右端時，木板在地面上移動的距離為s，滑塊速度為v1，木板速度為v2，下列結論中正確的是

A．上述過程中，F做功大小為　　　　　　　　　　　　

B．其他條件不變的情況下，F越大，滑塊到達右端所用時間越長

C．其他條件不變的情況下，M越大，s越小

D．其他條件不變的情況下，f越大，滑塊與木板間產生的熱量越多

9．如圖所示，兩個固定的相同細環(huán)相距一定的距離，同軸放置，O1、O2分別為兩環(huán)的圓心，兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷．一帶正電的粒子從很遠處沿軸線飛來并穿過兩環(huán)．則在帶電粒子運動過程中

A．在O1點粒子加速度方向向左

B．從O1到O2過程粒子電勢能一直增加

C．軸線上O1點右側存在一點，粒子在該點動能最小

D．軸線上O1點右側、O2點左側都存在場強為零的點，它們關于O1、O2連線中點對稱

 


第Ⅱ卷（非選擇題　共89分）

三、簡答題：本題分必做題（第lO、11題)和選做題(第12題)兩部分，共計42分．請將解答填寫在答題卡相應的位置．

必做題

10．測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)時，采用如圖所示的裝置，圖中長木板水平固定．

（1）實驗過程中，電火花計時器應接在  ▲  （選填“直流”或“交流”）電源上．調整定滑輪高度，使  ▲  ．

（2）已知重力加速度為g，測得木塊的質量為M，砝碼盤和砝碼的總質量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ=  ▲  ．

（3）如圖為木塊在水平木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未畫出．從紙帶上測出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．則木塊加速度大小a=  ▲  m/s2(保留兩位有效數(shù)字)．

 


11．為了測量某電池的電動勢 E（約為3V）和內阻 r，可供選擇的器材如下：

A．電流表G1（2mA  100Ω）             B．電流表G2（1mA  內阻未知）

C．電阻箱R1（0~999.9Ω）                      D．電阻箱R2（0~9999Ω）

E．滑動變阻器R3（0~10Ω  1A）         F．滑動變阻器R4（0~1000Ω  10mA）

G．定值電阻R0（800Ω  0.1A）               H．待測電池

I．導線、電鍵若干

（1）采用如圖甲所示的電路，測定電流表G2的內阻，得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示：

I1（mA）

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2（mA）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

 


根據測量數(shù)據，請在圖乙坐標中描點作出I1—I2圖線．由圖得到電流表G2的內阻等于

  ▲  Ω．

（2）在現(xiàn)有器材的條件下，測量該電池電動勢和內阻，采用如圖丙所示的電路，圖中滑動變阻器①應該選用給定的器材中  ▲  ，電阻箱②選  ▲  （均填寫器材代號）．

（3）根據圖丙所示電路，請在丁圖中用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接．

 


12．選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

（1）下列說法中正確的是  ▲ 

A．液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離，液體表面存在張力

B．擴散運動就是布朗運動

C．蔗糖受潮后會粘在一起，沒有確定的幾何形狀，它是非晶體

D．對任何一類與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程進行方向的說明，都可以作為熱力學第二定律的表述

（2）將1ml的純油酸加到500ml的酒精中，待均勻溶解后，用滴管取1ml油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共200滴．現(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤內，待油膜充分展開后，測得油膜的面積為200cm2，則估算油酸分子的大小是  ▲  m（保留一位有效數(shù)字）．

（3）如圖所示，一直立的汽缸用一質量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S，汽缸內壁光滑且缸壁是導熱的，開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞下落，經過足夠長時間后，活塞停在B點，已知AB=h，大氣壓強為p0，重力加速度為g．

①求活塞停在B點時缸內封閉氣體的壓強；

②設周圍環(huán)境溫度保持不變，求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q（一定量理想氣體的內能僅由溫度決定）．

B．(選修模塊3-4)(12分)

（1）下列說法中正確的是  ▲ 

A．照相機、攝影機鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的干涉原理

B．光照射遮擋物形成的影輪廓模糊，是光的衍射現(xiàn)象

C．太陽光是偏振光

D．為了有效地發(fā)射電磁波，應該采用長波發(fā)射

（2）甲、乙兩人站在地面上時身高都是L0, 甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8c（c為光速）的飛船同向運動，如圖所示．此時乙觀察到甲的身高L  ▲  L0；若甲向乙揮手，動作時間為t0，乙觀察到甲動作時間為t1，則t1  ▲  t0（均選填“>”、“ =” 或“<”）．

（3）x=0的質點在t=0時刻開始振動，產生的波沿x軸正方向傳播，t1=0.14s時刻波的圖象如圖所示，質點A剛好開始振動．

①求波在介質中的傳播速度；

②求x=4m的質點在0.14s內運動的路程．

   C．(選修模塊3-5)(12分)

（1）下列說法中正確的是  ▲ 

A．康普頓效應進一步證實了光的波動特性

B．為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的

C．經典物理學不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征

D．天然放射性元素衰變的快慢與化學、物理狀態(tài)有關

（2）是不穩(wěn)定的，能自發(fā)的發(fā)生衰變．

①完成衰變反應方程    ▲  ．

②衰變?yōu)?img width=40 height=25 src="http://thumb.1010pic.com/pic1/1899/wl/3/40403.gif" >，經過  ▲  次α衰變，  ▲  次β衰變．

（3）1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質子．科學研究表明其核反應過程是：α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復核，復核發(fā)生衰變放出質子，變成氧核．設α粒子質量為m1，初速度為v0，氮核質量為m2，質子質量為m0, 氧核的質量為m3，不考慮相對論效應．

①α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復核的瞬間，復核的速度為多大？

②求此過程中釋放的核能．

四、計算題：本題共3小題，共計47分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．

13．如圖所示，一質量為m的氫氣球用細繩拴在地面上，地面上空風速水平且恒為v0，球靜止時繩與水平方向夾角為α．某時刻繩突然斷裂，氫氣球飛走．已知氫氣球在空氣中運動時所受到的阻力f正比于其相對空氣的速度v，可以表示為f=kv（k為已知的常數(shù)）．則

（1）氫氣球受到的浮力為多大？

（2）繩斷裂瞬間，氫氣球加速度為多大？

（3）一段時間后氫氣球在空中做勻速直線運動，其水平方向上的速度與風速v0相等，求此時氣球速度大�。ㄔO空氣密度不發(fā)生變化，重力加速度為g）．

 


14．如圖所示，光滑絕緣水平面上放置一均勻導體制成的正方形線框abcd，線框質量為m，電阻為R，邊長為L．有一方向豎直向下的有界磁場，磁場的磁感應強度為B，磁場區(qū)寬度大于L，左邊界與ab邊平行．線框在水平向右的拉力作用下垂直于邊界線穿過磁場區(qū)．

（1）若線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)，求線框在離開磁場時ab兩點間的電勢差；

（2）若線框從靜止開始以恒定的加速度a運動，經過t1時間ab邊開始進入磁場，求cd邊將要進入磁場時刻回路的電功率；

（3）若線框以初速度v0進入磁場，且拉力的功率恒為P0．經過時間T，cd邊進入磁場，此過程中回路產生的電熱為Q．后來ab邊剛穿出磁場時，線框速度也為v0，求線框穿過磁場所用的時間t．

      

15．如圖所示，有界勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向里，MN為其左邊界，磁場中放置一半徑為R的圓柱形金屬圓筒，圓心O到MN的距離OO1=2R，圓筒軸線與磁場平行．圓筒用導線通過一個電阻r0接地，最初金屬圓筒不帶電．現(xiàn)有范圍足夠大的平行電子束以速度v0從很遠處沿垂直于左邊界MN向右射入磁場區(qū)，已知電子質量為m，電量為e．

（1）若電子初速度滿足，則在最初圓筒上沒有帶電時，能夠打到圓筒上的電子對應MN邊界上O1兩側的范圍是多大？

（2）當圓筒上電量達到相對穩(wěn)定時，測量得到通過電阻r0的電流恒為I，忽略運動電子間的相互作用，求此時金屬圓筒的電勢φ和電子到達圓筒時速度v（取無窮遠處或大地電勢為零）．

（3）在（2）的情況下，求金屬圓筒的發(fā)熱功率．

 


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