(06年北京)24.(20分)磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静
海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。 如图2所示,通道尺寸a=2.0m,b=0.15m、c=0.10m。工作时,在通道内沿z轴正方向加
B=8.0T的匀强磁场;沿x轴正方向加匀强电场,使两金属板间的电压U=99.6V;海水沿y轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ=0.22Ω·m。
(1)船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向;
(2)船以vs=5.0m/s的速度匀速前进。若以船为参照物,海水以5.0m/s的速率涌入进水口
由于通道的截面积小球进水口的截面积,在通道内海水速率增加到vd=8.0m/s。求此时两金属板间的感应电动势U感。
(3)船行驶时,通道中海水两侧的电压U/=U-U感计算,海水受到电磁力的80%可以转
化为对船的推力。当船以vs=5.0m/s的船速度匀速前进时,求海水推力的功率。
参考答案
13.A 14.B 15.D 16.A 17.B 18.C 19.C 20.D 21.(18分) (1) 0.15 宽
(2)① A2 V2 R1 R2 ② 1.5 11.5 0.78 ③ A 22.(16分)
(1)运动员从D点飞出时的速度 v=
Sx?30m/s t依题意,下滑到助滑雪道末端B点的速度大小是30 m/s (2)在下滑过程中机械能守恒,有
mgh=
12mv 2v2下降的高度 h=?45m
2g12mv 212运动员克服阻力做功Wt=mgH- mv=3 000 J
2 (3)根据能量关系,有mgh-Wt=23.(18分)
(1)电场强度 E=
U dU,F=ma dqUa?=4?109m/s2
dmT1T2-2(2)粒子在0~时间内走过的距离为a()=5.0?10m
222T故粒子在t=时恰好到达A板
2g带电粒子所受电场力 qE=q根据动量定理,此时粒子
p=Ft=4.0×10(3)带电粒子在t=
?23kg·m/s
TTT3T~t=向A板做匀加速运动,在t=~t=向A板做匀减速
4422运动,速度减为零后将返回。粒子向A板运动可能的最大位移 s=2×
1T212a()=aT 2416 要求粒子不能到达A板,有,s<d 由f=
24.(20分)
(1)根据安培力公式,推力F1=I1Bb,其中I1=则Ft=
a1=52?104Hz ,电势变化频率应满足 f>T16dUb,R=ρ RacUUBb?acB?796.8 N Rp对海水推力的方向沿y轴正方向(向右) (2)U感=Bu感b=9.6 V (3)根据欧姆定律,I2=
U'(U?Bv4b)ac??600 A Rpb安培推力F2=I2Bb=720 N
对船的推力F=80ò=576 N
推力的功率P=Fvs=80òvs=2 880 W
2007年普通高等学校招生全国统一考试(北京卷)
理科综合能力测试
第I卷
(07年北京)13. 光导纤维的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播。以下
关于光导纤维的说法正确的是( )
A.内芯的折射率比外套大,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
内芯
B.内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 C.内芯的折射率比外套小,光传播时在内芯与外套的界面发生折射 D.内芯的折射率比外套相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用 外套
(07年北京)14. 下列说法正确的是( )
A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B.汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构
C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的波长太短
D.按照波尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增加
(07年北京)15. 不久前欧洲天文学就发现了一颗可能适合人类居住的行星,命名为“格利斯
581c”。该行星的质量是地球的5倍,直径是地球的1.5倍。设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为Ek1,在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的
人造卫星的动能为Ek2,则A.0.13 B.0.3 C.3.33 D.7.5
Ek1为( ) Ek2(07年北京)16. 为研究影响家用保温瓶保温效果的因素,某同学在保温瓶中灌入热水,现测
量初始水温,经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件,先后共做了6次实验,实验数据记录如下表: 序号 瓶内水量(mL) 初始水温(℃) 时间(h) 末态水温(℃) 1 1000 91 4 78 2 1000 98 8 74 3 1500 91 4 80 4 1500 98 10 75 5 2000 91 4 82 6 2000 98 12 77
下列研究方案中符合控制变量方法的是( )
A.若研究瓶内水量与保温效果的关系,可用第1、3、5次实验数据 B.若研究瓶内水量与保温效果的关系,可用第2、4、6次实验数据 C.若研究初始水温与保温效果的关系,可用第1、2、3次实验数据 C.若研究保温时间与保温效果的关系,可用第4、5、6次实验数据
(07年北京)17. 电阻R1、R2交流电源按照图1所示方式连接,R1=10 Ω,R2=20 Ω。合上开
关后S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示,则( ) i/A R1 0.62 交流电源 0 R2 ~ 1 2 3 i/×10-2 s
-0.62 S 图2
图1
A.通过R1的电流的有效值是1.2 A B.R1两端的电压有效值是6 V
C.通过R2的电流的有效值是1.22A D.R2两端的电压有效值是62V
(07年北京)18. 图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照 片。该照片经过放大后分析出,在曝光时间内,子弹影响前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%。已知子弹飞行速度约为500 m/s,因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近( )
--
A.103 s B.106 s
--
C.109 s D.1012 s
(07年北京)19. 如图所示的单摆,摆球a向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左运
动的粘性小球b发生碰撞,并粘在一起,且摆动平面不变。已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h,摆动的周期为T,a球质量是b球质量的5倍,碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半。则碰撞后( )
A.摆动的周期为5T 66T 5h O B.摆动的周期为C.摆球最高点与最低点的高度差为0.3h D.摆球最高点与最低点的高度差为0.25h
a b
(07年北京)20. 在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块。开始时滑块静止。若在滑块
所在空间加一水平匀强电场E1,持续一段时间后立即换成与E1相反方向的匀强电场E2。当电场E2与电场E1持续时间相同时,滑块恰好回到初始位置,且具有动能Ek。在上述过程中,E1对滑块的电场力做功为W1,冲量大小为I1;E2对滑块的电场力做功为W2,冲量大小为I2。则( )
A.I1=I2
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