2003年諾貝爾物理獎授予俄羅斯的阿布里科索夫、金茲布爾格和英國人(后加入美國國籍)利蓋特三位科學家，以表彰他們在超導電體和超流體方面做出了開創(chuàng)性的貢獻．磁懸浮列車的運行原理可簡化為如圖所示的模型，在水平面上，兩根平行直導軌間有豎直方向且等距離分布的勻強磁場B₁和B₂，導軌上有金屬框abcd，金屬框?qū)挾萢b與磁場B₁、B₂寬度相同．當勻強磁場B₁和B₂同時以速度v₀沿直導軌向右做勻速運動時，金屬框也會沿直導軌運動，設直導軌間距為L，B₁＝B₂＝B，金屬框的電阻為R，金屬框運動時受到的阻力恒為F，則金屬框運動的最大速度為多少？

查看答案和解析>>

題號

考    點

要求

答    案

分值

1

電磁波譜

Ⅰ

D

48分

2

熱學

Ⅰ

A

3

波

Ⅰ

ABC

4

圓周運動  萬有引力

Ⅱ

D

5

磁場

Ⅰ

A

6

光學

Ⅱ

AB

7

力學

Ⅱ

B

8

電學

Ⅱ

BD

9.(1)

實驗

Ⅰ

1.000

5分

(2)

實驗

Ⅱ

  I₁、I₂分別為電流表A1A2的示數(shù)

12分

10

圓周運動  萬有引力

Ⅰ

I≥

16分

11

電磁感應綜合

Ⅱ

V_m＝

18分

12

力、能、動量觀點綜合應用

Ⅱ

2≤S

21分

附注：

10．解：I≥（設星球表面附近的重力加速度為g，由豎直上拋運動公式t=。當小球恰好能做完整的圓周運動時，設最高點的速度為v’，由mg=m有v’＝，此時經(jīng)過最高點細繩剛好松弛，小球?qū)�細繩無力作用，則小球在最低點的最大速度為v_max。則由機械能守恒定律和動量定理有即 I≥。

11．解：V_m＝(線框必然同時有兩條邊切割磁感線而產(chǎn)生感應電動勢。線框切割磁感線的速度為v=v₀-v_m①，（當線框以最大速度v_m勻速行駛時）線框產(chǎn)生的感應電動勢為E＝2BLv ②，線框中產(chǎn)生的感應電流為I＝ ③，線框所受安培力為F_安=2BIL ④，線框勻速行駛時，據(jù)平衡條件可得F_安=F ⑤，解得V_m＝。)

12．解：設B受到的最大靜摩擦力為f_1m，則f_1m=μ₁m_Bg=2.5N  ①，設A受到的滑動摩擦力為f₂，則f₂=μ₂(m_A+m_B)g=4.0N ②，施加電場后，設A、B以相同的加速度向右做勻減速運動，加速度大小為a，由牛頓第二定律qE+f₂=(m_A+m_B)a ③，解得a=2.0m/s²。設B受到的摩擦力為f₁，由牛頓第二定律得f_­1=m_Ba ④，解得f₁=2.0N，由于f₁<f­_1m，所以電場作用后，A、B仍保持相對靜止以相同加速度a向右做勻減速運動，A與擋板碰前瞬間，設A、B向右的共同速度為v₁，v₁²=v₀²－2aS ⑤，A與擋板碰后，以A、B系統(tǒng)為研究對象 qE=f₂ ⑥，故A、B系統(tǒng)動量守恒，設A、B向左共同速度為v，規(guī)定向左為正方向m_Av₁－m_Bv₁=(m­_A+m_B)v ⑦，設該過程中，B相對于A向右的位移為S₁，A向左的位移為S₂，由系統(tǒng)功能關系qES₂－μ₁mgS₁－μ₂(m_A+m_B)gS₂＝(m_A+m_B)v²－(m_A+m_B)v₁² ⑧，[或?qū)憺棣?sub>1m_BgS­₁＝(m_A+m_B)v₁²－(m_A+m_B)v²，同樣給這4分]，A、B達到共同速度v后做勻速運動，要使B不從A上滑下S₁≤L ⑨，解⑤⑦⑧⑨代入數(shù)據(jù)得S≥2.0m。