利用图甲的实验装置可探究重物下落过程中物体的机械能守恒问题．如图乙给出的是实验中获取的一条纸带.点O为电火花打点计时器打下的第一个点.分别测出若干连续点A.B.C-与O点的距离h1=70．99cm.h——青夏教育精英家教网—

利用图甲的实验装置可探究重物下落过程中物体的机械能守恒问题．如图乙给出的是实验中获取的一条纸带，点O为电火花打点计时器打下的第一个点，分别测出若干连续点A、B、C…与O点的距离h1=70．99cm、h2=78．57cm、h3=86．59cm…如图所示，已知重物的质量为m=100g，g取9．80m/s2，请回答下列问题：（所有结果均保留三位有效数字）

（1）下列有关此实验的操作中正确的是：

A．重物应靠近打点计时器，然后再接通电源放开纸带让重物带动纸带自由下落

B．重物应选择质量大、体积小、密度大的材料

C．实验时采用的电源为4—6V的低压交流电源

D．计算B点的瞬时速度时既可用也可用来求解

（2）在打下点到打下点B的过程中重物动能的增量为△Ek= J，重物重力势能的减少量为△EP = J。

（3）取打下点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能EK和重力势能EP，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示EK和EP，根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值为k1，图线Ⅱ的斜率的绝对值为k2，则可求出重物和纸带下落过程中所受平均阻力为（用k1和k2表示）。

实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3V和15V，其内部电路如图所示．因电压表的表头G已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻R1、R2完好，测得R1=2．9kΩ，R2=14．9kΩ．现有两个表头，外形都与原表头G相同，已知表头G1的满偏电流为1mA，内阻为70Ω；表头G2的满偏电流0．5mA，内阻为100Ω，又有两个定值电阻r1=40Ω，r2=30Ω．若保留R1、R2的情况下，对电压表进行修复，则：

（1）原表头G满偏电流I=________，内阻r=_________．

（2）用于修复电压表的器材有：______________（填器材符号）．

（3）在虚线框中画出修复后的电路．

（4）在利用修复的电压表，某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，又提供器材及规格为：电流表A量程0~5mA，内阻未知；最大阻值约为100Ω的滑动变阻器；电源E（电动势约3V）;开关S、导线若干。由于不知道未知电阻的阻值范围，学习小组为较精确测出未知电阻的阻值，选择合适的电路，请你帮助他们补完整电路连接，正确连线后读得电压表示数为2．0V,电流表示数为4mA，则未知电阻阻值Rx为___________Ω；

飞机若仅依靠自身喷气式发动机推力起飞需要较长的跑道，某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离，他的设计思想如下：如图所示，航空母舰的水平跑道总长l=180m，其中电磁弹射器是一种长度为l1=120m的直线电机，这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力F牵。一架质量为m=2．0×104kg的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推=1．2×105N。考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0．05倍，在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0．2倍。飞机离舰起飞的速度v=100m/s，航母处于静止状态，飞机可视为质量恒定的质点。请计算（计算结果保留两位有效数字）

（1）飞机在后一阶段的加速度大小；

（2）电磁弹射器的牵引力F牵的大小；

（3）电磁弹射器输出效率可以达到80％，则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量。

目前，我国的高铁技术已处于世界领先水平，它是由几节自带动力的车厢（动车）加几节不带动力的车厢（拖车）组成一个编组，称为动车组。若每节动车的额定功率均为1．35×104kw，每节动车与拖车的质量均为5×104kg，动车组运行过程中每节车厢受到的阻力恒为其重力的0．075倍。若已知1节动车加2节拖车编成的动车组运行时的最大速度v0为466．7km/h。我国的沪昆高铁是由2节动车和6节拖车编成动车组来工作的，其中头、尾为动车，中间为拖车。当列车高速行驶时会使列车的“抓地力”减小不易制动，解决的办法是制动时，常用“机械制动”与“风阻制动”配合使用，所谓“风阻制动”就是当检测到车轮压力非正常下降时，通过升起风翼（减速板）调节其风阻，先用高速时的风阻来增大“抓地力”将列车进行初制动，当速度较小时才采用机械制动。（所有结果保留2位有效数字）求:

（1）沪昆高铁的最大时速v为多少km/h？

（2）当动车组以加速度1．5m/s2加速行驶时，第3节车厢对第4节车厢的作用力为多大？

（3）沪昆高铁以题（1）中的最大速度运行时，测得此时风相对于运行车厢的速度为100m/s，已知横截面积为1m2的风翼上可产生1．29×104N的阻力，此阻力转化为车厢与地面阻力的效率为90%。沪昆高铁每节车厢顶安装有2片风翼，每片风翼的横截面积为1．3m2,求此情况下“风阻制动”的最大功率为多大？

涡流制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式，它的基本原理如图甲所示．水平面上固定一块铝板，当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时，铝板内感应出的涡流会对磁铁的运动产生阻碍作用．涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式．某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程．车厢下端安装有电磁铁系统，能在长为L1=0．6m，宽L2=0．2m的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场，磁感应强度可随车速的减小而自动增大（由车内速度传感器控制），但最大不超过B1=2T，将铝板简化为长大于L1，宽也为L2的单匝矩形线圈，间隔铺设在轨道正中央，其间隔也为L2，每个线圈的电阻为R1=0．1Ω，导线粗细忽略不计．在某次实验中，模型车速度为v=20m/s时，启动电磁铁系统开始制动，车立即以加速度a1=2m/s2做匀减速直线运动，当磁感应强度增加到B1时就保持不变，直到模型车停止运动．已知模型车的总质量为m1=36kg，空气阻力不计．不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响．

（1）电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为多大？

（2）模型车的制动距离为多大？

（3）为了节约能源，将电磁铁换成若干个并在一起的永磁铁组，两个相邻的磁铁磁极的极性相反，且将线圈改为连续铺放，如图丙所示，已知模型车质量减为m2=20kg，永磁铁激发的磁感应强度恒为B2=0．1T，每个线圈匝数为N=10，电阻为R2=1Ω，相邻线圈紧密接触但彼此绝缘．模型车仍以v=20m/s的初速度开始减速，为保证制动距离不大于80m，至少安装几个永磁铁？

如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u，金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场，板长L=0．2m，板间距离d=0．1m，在金属板右侧有一边界为MN的匀强磁场，MN与两板中线OO′ 垂直，磁感应强度 B=5×10－3T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子的比荷=108C/kg，重力忽略不计，在0-0．8×10－5s时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极板边缘的影响）。已知t = 0时刻进入两板间的带电粒子恰好在0．2×10－5s时刻经极板边缘射入磁场。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）。