题目内容

14．铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析不正确的是（　　）
A．轨道半径R=$\frac{{v}^{2}}{gtanθ}$
B．v=$\sqrt{gRtanθ}$
C．若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外
D．若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内

分析 火车以轨道的速度转弯时，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，先平行四边形定则求出合力，再根据根据合力等于向心力求出转弯速度，当转弯的实际速度大于或小于轨道速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力，火车有离心趋势或向心趋势，故其轮缘会挤压车轮．

解答 解：A、火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力

由图可以得出
F合=mgtanθ（θ为轨道平面与水平面的夹角）
合力等于向心力，故
mgtanθ=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
解得$R=\frac{{v}^{2}}{gtanθ}$，
$v=\sqrt{gRtanθ}$，故AB正确；
C、当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外，故C正确；
D、当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内，故D错误；
因选不正确的，故选：D．

点评 本题关键抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况，计算出临界速度，然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析．

练习册系列答案
相关题目
10．如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V，12W”字样，电动机线圈的电阻RM=0.50Ω．若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是（　　）
A．电动机的输入功率为24 WB．电动机的输出功率为12 W
C．电动机的热功率为2.0 WD．整个电路消耗的电功率为22 W
5．某实验小组利用如图所示的装置来探究“质量一定时物体的加速度与力之间的关系”．实验中认为绳子拉力等于小桶及桶中物体的总重力，小车质量约300g，交流电频率50Hz．小组同学按图甲所示安装好装置后，将轨道右端适当垫起，来平衡阻力．请指出不合理之处平衡摩擦力时不能挂着小桶．正确操作后，小组同学在小桶里加适当的物体，拉动小车加速运动．在小桶里逐渐增加物体改变拉力大小，所加物体应选用如图乙中的砝码（填实物名称）．
2．1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差．
（1）如图甲所示，某长方体导体abcd-a′b′c′d′的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，其电荷量为e，处在与abb′a′面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B0．在导体中通有垂直于bcc′b′面的恒定电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横向霍尔电势差为UH，求此导体中单位体积内自由电子的个数$\frac{{B}_{0}I}{e{U}_{H}l}$．
（2）对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H=$\frac{1}{nq}$定义为该导体材料的霍尔系数．利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面（相当于图甲中的abb′a′面）的面积可以在0.1cm2以下，因此可以用来较精确地测量空间某一位置的磁感应强度．如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直．这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又可以监测探头所产生的霍尔电势差UH，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内．
①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对控杆的放置方位有何要求；应调整探杆的放置位置（或调整探头的方位），使霍尔电势差达到最大（或使探杆与磁场方向平行；使探头的正对横截面与磁场方向垂直；abb′a′面与磁场方向垂直）
②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、UH外，还需要知道哪个物理量，并用字母表示．推导出用上述这些物理表示所测位置磁感应强度大小的表达式．B=$\frac{{U}_{H}l}{HI}$，还需要知道探头沿磁场方向的宽度l．
9．如图（a）所示，一根细线上端固定在S点，下端连一小铁球A，让小铁球在水平面内做匀速圆周运动，此装置构成一圆锥摆（不计空气阻力）．下列说法中正确的是（　　）
A．小球做匀速圆周运动时的角速度一定等于$\sqrt{\frac{g}{l}}$（l为摆长）
B．小球做匀速圆周运动时，受到重力，绳子拉力和向心力作用．
C．另有一个圆锥摆，摆长更长一点，两者悬点相同．如图（b）所示，如果改变两小球的角速度，使两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动，则B球的角速度等于A球的角速度
D．如果两个小球的质量相等，则在图（b）中两条细线受到的拉力相等
19．如图所示，质量m=1kg的小球用细线拴住，线长l=1m，细线所受拉力达到F=19N时就会被拉断．当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断．若此时小球距水平地面的高度h=5m，重力加速度g=10m/s2，则小于落地处距地面上P点的距离为（P点在悬点的正下方）（　　）
A．1mB．2mC．3mD．4m
6．下列说法正确的是（　　）
A．恒定电流能通过电容器
B．交流电能通过电容器
C．直流电的电流越大，电流通过电容器的能力越强
D．交变电流的频率越低，电流通过电容器的能力越强
3．如图所示，一辆汽车在水平公路上转弯，汽车与路面之间的最大静摩擦力为重力的n倍，转弯处的轨道半径为R．求：
（1）汽车在转弯处的最大安全速度；
（2）若要增大转弯时的最大安全速度，可以采取怎样的措施？（举出一项措施即可，不必说明理由）
4．做匀速圆周运动的物体，质量为2.0kg，如果物体的速度变为原来的2倍，则所需的向心力就比原来的向心力大15N．试求：
（1）物体原来所受向心力的大小；
（2）物体后来的向心加速度．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网