高三物理选择题中等难度题
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
磁悬浮列车在行进时会“浮”在轨道上方,从而可高速行驶,可高速行驶的原因是列车浮起后( )
A.减小了列车的惯性 B.减小了地球对列车的引力
C.减小了列车与铁轨间的摩擦力 D.减小了列车所受的空气阻力
高三物理选择题简单题查看答案及解析
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磁悬浮列车在行进时会“浮”在轨道上方,从而高速行驶。其高速行驶的原因是:列车浮起后
A.通过电磁感应减少了列车的重力
B.通过电磁作用增加了列车的动力
C.由于“悬浮”减少了列车与铁轨间的摩擦力
D.利用浮力增加了列车对铁轨的压力
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当一块磁体靠近超导体时就会产生强大的电流,并对磁体产生排斥作用,用这种排斥力可以使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车由此而诞生。由于列车浮起,使列车与轨道间的摩擦力减少到零,假设通过减小列车与空气的摩擦力,可使车速高达200m/s。当然,列车启动与停站均需一个变速过程,设乘客的生理能承受a=0.1g(g为重力加速度,取10m/s2)的加速度。假设上海与乌鲁木齐(s约4000km)间建设有这样的磁悬浮列车,则从上海到乌鲁木齐市所需最短的时间t为多少?
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一个物体重2 N,那么在下列哪些情况下受的重力还是2N( )
A.将它放到水里,它被浮起 B.将它放到月球或木星上
C.将它放到高速行驶的列车上 D.将它从直升飞机上抛下
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中国航天科工集团公司将研制时速达千公里级的“高速飞行列车”.“高速飞行列车”是利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力,实现超声速运行的运输系统.若某列高速飞行列车的质量为m=kg,额定功率为P=1.2×107W,阻力恒为Ff =4×104N,假设列车在水平面内做直线运动.
(1)若列车以恒定加速度a=5m/s2启动,则匀加速过程持续的时间;
(2)若列车以额定功率启动直到达到最大速度所用的时间为t0=100s,求列车在该过程的位移.
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人类总想追求更快的速度,继上海磁悬浮列车正式运营,又有人提出了新设想“高速飞行列车”,并引起了热议。如图1所示,“高速飞行列车”拟通过搭建真空管道,让列车在管道中运行,利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力,最大时速可达4千公里。我们可以用高中物理知识对相关问题做一些讨论,为计算方便,取“高速飞行列车”(以下简称“飞行列车”)的最大速度为v1m=1000m/s;取上海磁悬浮列车的最大速度为v2m=100 m/s;参考上海磁悬浮列车的加速度,设“飞行列车”的最大加速度为a=0.8m/s2。
(1)若“飞行列车”在北京和昆明(距离为L=2000km)之间运行,假设列车加速及减速运动时保持加速度大小为最大值,且功率足够大,求从北京直接到达昆明的最短运行时间t。
(2)列车高速运行时阻力主要来自于空气阻力,因此我们采用以下简化模型进行估算:设列车所受阻力正比于空气密度、列车迎风面积及列车相对空气运动速率的平方;“飞行列车”与上海磁悬浮列车都采用电磁驱动,可认为二者达到最大速度时功率相同,且外形相同。在上述简化条件下,求在“飞行列车”的真空轨道中空气的密度与磁悬浮列车运行环境中空气密度的比值。
(3)若设计一条线路让“飞行列车”沿赤道穿过非洲大陆,如图2所示,甲站在非洲大陆的东海岸,乙站在非洲大陆的西海岸,分别将列车停靠在站台、从甲站驶向乙站(以最大速度)、从乙站驶向甲站(以最大速度)三种情况中,车内乘客对座椅压力的大小记为F1、F2、F3,请通过必要的计算将F1、F2、F3按大小排序。(已知地球赤道长度约为4×104km,一天的时间取86000s)
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