（10分）2008年9月25日至28日，我国在酒泉卫星发射中心成功发射了“神州七号”载人航天宇宙飞船，。承担此次飞行任务的航天员分别是翟志刚、刘伯明和景海鹏,9月25日21时09分，火箭点火起飞，583秒后，飞船与火箭分离，准确入轨。已知“神州七号”总质量为m。在离地h高处绕地球做匀速圆周运动，地球质量为M，地球半径为R，地球表面重力加速为g，万有引力常量为G。

（1）如图所示，是A“神州七号”的火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行发射，若长征二号F型火箭托着载人三名宇航员的“神舟七号”飞船向太空，已知火箭总长58.3m，发射塔的过程中，点火后，经7.0S火箭离开发射塔，设火箭的运动为匀加速运动，则在火箭离开发射塔的过程中（结果保留三位有效数字）火箭的加速度多大？

（2）质量为60kg的宇航员受到的飞船对他的作用力多大？（g=10m/s²）

（3）为了转播发射实况，我国科技工作者在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.556m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能听到和收看实况，必须通过在山顶的转发站来转发电视信号，这是因为什么呢？

（4）飞船在绕地球飞行的第五圈进行了变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道。则飞船在轨道上正常运行的速度是多大？飞船在轨道上运行周期是多少？质量为m₀的宇航员，他在飞船中的重力将变为多大？（用已知量字母表示）

（20分）提高铁路运行时速是人们孜孜以求的。1966年，有人建议利用超导磁体和路基导体中的感应电流之间的磁力把列车悬浮起来运行，如图所示，在车辆底部安装超导磁体，在轨道两旁埋设一系列闭合的铝环。当列车运行时，超导磁体产生的磁场相对于铝环运动，列车凌空浮起，使车与轨道间的摩擦减少到零，如果要进一步减小运行中受到的空气阻力，可以使列车在抽成真空的地下隧道中行驶。由于阻力极小，车速可高达1000m/s。当然列车启动与停站均需有一个变速过程。设绝大多数乘客的生理能承受0.1g（g为重力加速度）的加速度。

   （1）分析使列车浮起的力的原因。

   （2）假设从东海之滨的上海到西域名城乌鲁木齐之间有这样的一条笔直的地下隧道。估计轨道的长度最接近于下列哪个数值？

A．500km   　B．1000km   C．4000km    D．8000km

   （3）乘坐超高速客车沿上述线路完成横跨祖国东西的漫长旅行最短时间是多少？

   （4）设列车的质量为5×10⁵kg，由于阻力极小，列车只需在加速阶段做功，而减速过程甚至可以利用特定装置回收列车释放的动能，把节省的能量用于产生真空，实现磁浮。试求上述运行每次可回收的能量。

（12分）为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图甲的装置，它是由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成（记录测量仪未画出）。当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，就能求出列车在各位置的速度和加速度。

如图乙所示，假设磁体端部磁感应强度B=0.004T，且全部集中在端面范围内，与端面相垂直。磁体的宽度与线圈的宽度相同，且都很小，线圈匝数n，长l=0.2m，电阻R=0.4Ω（包括引出线的电阻），测试记录下来的电流―位移图，如图丙所示。

（1）试计算在离Q（原点）30m、130m处列车的速度v₁和v₂的大小。

（2）假设列车作的是匀加速直线运动，求列车加速度的大小。

（10分）在某市区内，一辆小汽车在平直公路上以速度v_A向东匀速行驶，一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路，汽车司机发现前方有危险（游客正在D处向北走）经0.7s作出反应，从A点开始紧急刹车，但仍将正步行至B处的游客撞伤，该汽车最终在C处停下.为了清晰了解事故现场，现以图示之：

为了判断汽车司机是否超速行驶，并测出肇事汽车速度v_A，警方派一车胎磨损情况与肇事车相当的车以法定最高速度v_m=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段，在肇事汽车的出事点B急刹车，恰好也在C点停下来.在事故现场测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m，问：

(1)该肇事汽车的初速度v_A是多大？

(2)游客横过马路的速度是多大？

（6分）随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小的坡度，请你从提高能量利用效率的角度，分析这种设计的优点。 

超声波遇到障碍物会发生反射，测速仪发出并接收反射回来的超声波脉冲信号，根据发出和接收到的时间差，测出汽车的速度。图（a）是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的时间差，测出汽车的速度。图（b）中是测速仪发出的超声波信号，n₁、n₂分别是由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p_1、、p₂之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是V＝340m./s，若汽车是匀速行驶的，则根据图（b）可知，汽车在接收到p_1、p₂两个信号之间的时间内前进的距离是­­­      m，汽车的速度是_____________m/s

铁路提速，要解决许多技术问题。通常，列车阻力与速度平方成正比，即f=kv²，k为阻力系数为定值。列车要跑得快，须用大功率的机车来牵引。若列车以72km/h的速度匀速行驶时，机车的输出功率为2.4×10⁶w，现将列车提速到108km/h匀速行驶，则机动车功率要增加         瓦？

（16分）根据量子理论，光子具有动量。光子的动量等于光子的能量除以光速，即，光照射到物体表面并被反射时，会对物体产生压强，这就是“光压”。光压是光的粒子性的典型表现。光压的产生机理如同气体压强：由大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。

（1）激光器发生的一束激光的功率为P，光束的横截面积为S.当该激光束垂直照射在物体表面，试计算单位时间内到达物体表面的光子的总动量.

（2）若该激光束被物体表面完全反射，试求出其在物体表面引起的光压表达式.

（3）设想利用太阳的光压将物体送到太阳系以外的空间去，当然这只有当太阳对物体的光压超过了太阳对物体的引力才行.现如果用一种密度为1.0×10³kg/m³的物体做成的平板，它的刚性足够大，则当这种平板厚度较小时，它将能被太阳的光压送出太阳系.试估算这种平板的厚度应小于多少米（计算结果保留二位有效数字）？设平板处于地球绕太阳运动的公转轨道上，且平板表面所受的光压处于最大值，不考虑太阳系内各行星对平板的影响.已知地球公转轨道上的太阳常量为1.4×10³J/m²?s（即在单位时间内垂直辐射在单位面积上的太阳光能量，地球绕太阳公转的加速度为5.9×10^－3m/s2）。

（18分）如图所示，置于光滑水平面上的绝缘小车A、B质量分别为，质量为、带电量为、可视为质点的绝缘物体C位于光滑小车B 的左端。在A、B、C所在的空间有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度B=10T，现小车B静止，小车A以速度m/s向右运动和小车B碰撞，碰后物体C在A上滑动。已知碰后小车B的速度为9m/s，物体C与小车A之间有摩擦，其他摩擦均不计，小车A足够长，全过程中C的带电量保持不变，求：

（1）物体C在小车A上运动的最大速率和小车A运动的最小速度。（g取10m/s²）

（2）全过程产生的热量。

（18分）如图所示，边长为L=2m的正方形导线框ABCD和一金属棒MN由粗细相同的同种材料制成，每米长的电阻为R₀=1/m，以导线框两条对角线交点O为圆心，半径r=0.5m的圆形匀强磁场区域的磁感应强度为B=0.5T，方向垂直纸面向里且垂直于导线框所在平面。金属棒MN与导线框接触良好且与对角线AC平行放置于导线框上。若棒以m/s的速度沿垂直于AC方向向右匀速运动，当运动至AC位置时，求：

（1）棒MN上通过的电流强度的大小方向；

（2）棒MN所受安培力的大小和方向。