題目列表(包括答案和解析)
磁懸浮列車是一種高速交通工具,它具有兩個重要系統(tǒng):一個是懸浮系統(tǒng),另一個是驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)的簡化模型如下:左圖是實驗車與軌道示意圖,右圖是固定在實驗車底部的金屬框與軌道間的運動磁場的示意圖。水平地面上有兩根很長的平行直導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間有垂直于水平面的等間距的勻強磁場(每個磁場的寬度與金屬框的寬度相同),磁感應(yīng)強度B1、B2大小相同,相鄰磁場的方向相反,所有磁場同時以恒定速度v0沿導(dǎo)軌方向向右運動,這時實驗車底部的金屬框?qū)艿较蛴业拇艌隽Γ瑤訉嶒炣囇貙?dǎo)軌運動。
設(shè)金屬框總電阻R=1.6Ω,垂直于導(dǎo)軌的邊長L=0.20m,實驗車與金屬框的總質(zhì)量m=2.0kg,磁感應(yīng)強度B1=B2=B=1.0T,磁場運動速度v0=10m/s。回答下列問題:
(1)t=0時刻,實驗車的速度為零,求此時金屬框受到的磁場力的大小和方向;
(2)已知磁懸浮狀態(tài)下,實驗車運動時受到的阻力恒為f1=0.20N,求實驗車的最大速率vm;
(3)若將該實驗車A與另外一輛質(zhì)量相等但沒有驅(qū)動裝置的磁懸浮實驗車P掛接,設(shè)A與P掛接后共同運動所受阻力恒為f2=0.50N。A與P掛接并經(jīng)過足夠長時間后已達到了最大速度,這時撤去驅(qū)動磁場,保留磁懸浮狀態(tài),A與P所受阻力f2保持不變,那么撤去驅(qū)動磁場后A和P還能滑行多遠?
1.(3-4模塊) (1)CD (2)y的負方向(1分)、0.4(1分)、1.9(1分)
(3)解:a.由折射定律:
在BC界面:sin60°=sinγ ①(1分) γ=300°
∵sinC= ②(1分)
∴光線在AC界面發(fā)生反射再經(jīng)AB界面折射 (1分)
sin30°=sinγ/ ③(1分)
γ/=60° 則射出光線與AB面的夾角 β=90°-γ/=30° ④(1分)
2.(1)v2=
(2),----1分 ------1分--------1分
若F反比于△t-2,則加速度正比于外力。
15.(1)30.5
(2)①如圖; (2分)
②(A-1) (2分)
③ 0.10-0.14Ω (2分)、9.00-9.60Ω/m(2分)
3、(16分)(1)(5分)設(shè)物塊塊由D點以初速做平拋,落到P點時其豎直速度為
得
平拋用時為t,水平位移為s,
在桌面上過B點后初速
BD間位移為 則BP水平間距為
(2)(5分)若物塊能沿軌道到達M點,其速度為
軌道對物塊的壓力為FN,則
解得 即物塊不能到達M點
(3)(6分)設(shè)彈簧長為AC時的彈性勢能為EP,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為,
釋放 釋放
且
在桌面上運動過程中克服摩擦力做功為Wf,
則 可得
4.17. (共14分)解:(1)微粒在盒子內(nèi)、外運動時,盒子的加速度a’=μMg/M=μg=0.2×
盒子全過程做勻減速直線運動,所以通過的總路程是:(4分)
(2)A在盒子內(nèi)運動時, 方向以向上為正方向
由以上得 a=qE/m=1×10-6×1×103/1×10
A在盒子外運動時, 則a=qE/m=1×
A在盒子內(nèi)運動的時間t1=2v/ a=2×1/1×102s=2×10-2s
同理A在盒子外運動的時間t2=2×10-2s
A從第一次進入盒子到第二次進入盒子的時間t= t1+t2=4×10-2s (4分)
(3)微粒運動一個周期盒子減少的速度為△v= a’ (t1+ t2)=2×(0.02+0.02)=
從小球第一次進入盒子到盒子停下,微粒球運動的周期數(shù)為n=v1/△v=0.4/0.08=5
故要保證小球始終不與盒子相碰,盒子上的小孔數(shù)至少為2n+1個,即11個. (4分)
5. ⑴1N,向右(提示:注意相當(dāng)于左右兩個邊都以v0=
6.解:(1)子彈打擊滑塊,滿足動量守恒定律,設(shè)子彈射入滑塊后滑塊的速度為v1,則
① (4分)
(2)從O到A滑塊做加速度增大的減速運動,從A到O滑塊可能做加速度增大的減速運動,或先做加速度減小的加速運動再做加速度增大的減速運動。
滑塊向右到達最右端時,彈簧的彈性勢能最大。設(shè)在OA段克服摩擦力做的功為Wf,與滑塊的動摩擦因數(shù)為μ,彈性勢能最大值為Ep,根據(jù)能量守恒定律:
② (2分)
由于滑塊恰能返回到O點,返回過程中,根據(jù)能量守恒定律:
(3)設(shè)第二顆子彈射入滑塊后滑塊的速度為v2,由動量守恒定律得:
(2分)
如果滑塊第一次返回O點時停下,則滑塊的運動情況同前,對該過程應(yīng)用能量守恒定律:
⑥
①②③④⑤⑥聯(lián)立解得
如果滑塊第三次返回O點時停下,對該過程由能量守恒:
①②③④⑥⑦聯(lián)立解得
所以,滑塊僅兩次經(jīng)過O點,第二顆子彈入射速度的大小范圍在
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