【题目】如图(a)，超级高铁(Hyperloop)是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具，它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点．如图(b)，已知管道中固定着两根平行金属导轨MN、PQ，两导轨间距为
；运输车的质量为m，横截面是半径为r的圆．运输车上固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体棒1和2，每根导体棒的电阻为R，每段长度为D的导轨的电阻也为R．其他电阻忽略不计，重力加速度为g．
(1)如图(c)，当管道中的导轨平面与水平面成θ=30°时，运输车恰好能无动力地匀速下滑．求运输车与导轨间的动摩擦因数μ；
(2)在水平导轨上进行实验，不考虑摩擦及空气阻力．
①当运输车由静止离站时，在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源，此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B，垂直导轨平向下的匀强磁场中，如图(d)．求刚接通电源时运输车的加速度的大小；（电源内阻不计，不考虑电磁感应现象）
②当运输车进站时，管道内依次分布磁感应强度为B，宽度为D的匀强磁场，且相邻的匀强磁场的方向相反．求运输车以速度v0从如图(e)通过距离2D后的速度v．
【答案】（1）
（2）①
②
【解析】
(1)对运输车进行受力分析，由题意运输车恰能在斜面上匀速下滑，由平衡条件可求得动摩擦因数；
(2)先画出运输车到站时的等效电路图，求出电路的总电阻，由欧姆定律求出电流，表示出安培力的表达式，由牛顿第二定律求出加速度大小；先把运输车分为无数小段，由动量定理写出安培力的冲量与动量的变化关系，再对整个过程求和，从而得到末速度的表达式.
(1)分析运输车的受力，将运输车的重力分解，如图a所示：
设轨道对运输车的支持力为N1、N2，如图b所示：
由几何关系
，
又
，
运输车匀速运动mgsinθ=f1+f2
解得:
(2)①运输车到站时，电路图如图（c）所示：
则
由闭合电路的欧姆定律
又
，
导体棒所受的安培力：
；
运输车的加速度
解得：
②运输车进站时，电路如图d所示：
当车速为v时，由法拉第电磁感应定律：
；
由闭合电路的欧姆定律
导体棒所受的安培力：；
运输车所受的合力：
选取一小段时间t，运输车速度的变化量为v，由动量定律：
即：
两边求和：
解得：
活力课时同步练习册系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】下列说法正确的是（ ）
A.若大气温度升高的同时绝对湿度增大了，则相对湿度会增大
B.单位时间内气体分子对容器单位面积上的碰撞次数增多，气体压强一定增大
C.液体与固体接触时，如果附着层液体分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润
D.相对湿度较大时，较低的温度也可能引起人们中暑
E.将1
的油酸溶于酒精制成300的油酸酒精溶液。测得1的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜面积是
。由此估算油酸分子的直径为5.1×
m
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【题目】如图所示，在
平面的第I象限内有沿
轴正方向的有界匀强电场，在第IV象限过
点放一张垂直于平面的感光胶片。一电子以垂直于轴的初速度
从
点射入电场中，并从
点射出电场，最后打在感光胶片上。已知电子的电荷量大小为
，质量为
，不计电子的重力。求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）电子从出发到打在感光胶片上的总时间。
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【题目】（多选）为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a=1m、b=0．2m、c=0．2m，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B=1．25T的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满装置以某一速度从左向右匀速流经该装置时，测得两个电极间的电压U=1V．且污水流过该装置时受到阻力作用，阻力f=kLv，其中比例系数k=15Ns/m2，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速．下列说法中正确的是（ ）
A. 金属板M电势不一定高于金属板N的电势，因为污水中负离子较多
B. 污水中离子浓度的高低对电压表的示数也有一定影响
C. 污水的流量（单位时间内流出的污水体积）Q=0．16m3/s
D. 为使污水匀速通过该装置，左、右两侧管口应施加的压强差为△P=1500Pa
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【题目】某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，力传感器记录细绳对小车的拉力大小。
(1)实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是____________；
(2)实验时，下列物理量中必须测量的是___________；
A．长木板的长度L B．重物的质量m C．小车的总质量M
(3)实验中，力的传感器的示数为F，打出的纸带如图乙。将打下的第一个点标为O，在纸带上依次取A、B、C三个计数点。已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C三点到O点的距离分别为x1、x2、x3。则从打O点到打B点过程中，探究结果的表达式是：____________（用题中所给字母表示）。
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【题目】甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其v－t图象如图所示，下列对汽车运动状况的描述正确的是
A. 在第10 s末，乙车改变运动方向
B. 在第10 s末，甲、乙两车相距150 m
C. 若开始时乙车在前，则两车可能相遇两次
D. 在第20 s末，甲、乙两车相遇
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【题目】某课外学习小组想描绘标有“4 V、2 W”的小灯泡的U—I图象 ， 除导线和开关外还备有以下器材可供选择:
A.电流表（量程0.6 A ，内阻约为1 Ω）
B.电流表（量程3.0 A ，内阻约为0.2 Ω）
C.电压表（量程5.0 V ，内阻约为5 kΩ）
D.电压表（量程15.0 V ，内阻约为15 kΩ）
E.滑动变阻器（最大阻值为200Ω，额定电流100 mA）
F.滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流1.0 A） G.电源（电动势为6.0 V，内阻约为1.5 Ω）
（1）实验中所用的电流表应选___________;电压表选__________;滑动变阻器应选________.（只需填器材前面的字母代号）
（2）将图中的实物连接成实验所需的电路（有两根导线已经接好）__________.
（3）实验开始时，滑动变阻器的滑片应该置于最__________端.（填“左”或“右”）
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【题目】为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时，一定要进行的操作是______。
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。
A．
B．
C．k D．
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【题目】如图所示，一平行板电容器的A、B两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，两极板间有一个质量为m的带电粒子静止于P点。下列说法正确的是
A. 带电粒子带负电
B. 若仅将A板稍微向上移动一定距离，则带电粒子仍将保持静止
C. 若仅将两极板各绕其中点快速顺时针转过一定小角度后，则粒子将向左做直线运动
D. 若断开电源并将B板稍向右移动一定距离，则带电粒子将向上做直线运动
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