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9.2014年4月10日,南海舰队372潜艇在远航巡逻中,遭遇海水密度突变造成的“断崖”掉深,该潜艇急速下沉,全艇官兵在能见度几乎为零的水雾环境中,关闭了近百个阀门和开关,操纵了几十种仪器,成功将险情化解,创下了同类潜艇大深度自救成功的新纪录!假设总质量为M=3.45×106kg的潜艇正在深度为h1=150m、密度为p1=1.029×103kg/m3的水下缓慢水平潜航,突然进入密度为p2=1.008×103kg/m3区域发生“断崖”,潜艇沿竖直方向从静止开始匀加速下沉,经一系列操作在很短的时间排出一定量的水后,潜艇转为匀减速下沉,当速度减为0时到达最大深度h2=330m,整个过程历时t=90s.设潜艇在下沉中只受重力与浮力的作用,忽略排水的时间及潜艇体积的变化,取g=9.8m/s2,求:
(1)潜艇匀加速下沉的时间;
(2)紧急排出水的质量.

分析 (1)根据匀变速直线运动的平均速度与位移的关系,求出潜艇向下的最大速度;根据牛顿第二定律求出向下的加速度,然后由v=at即可求出潜艇下沉的时间;
(2)先求出减速向下的时间,再由运动学的公式求出减速运动的加速度,结合牛顿第二定律求出潜艇受到的浮力,即可求出排出的水的质量.

解答 解:(1)设潜艇下沉的最大速度为vm,则:${h}_{2}-{h}_{1}=\frac{{v}_{m}}{2}•t$
代入数据得:vm=4m/s
设潜艇向下加速的时间是t1,加速度的大小是a1,则:vm=a1t1
设潜艇的体积为V,为排水时:ρ1Vg=Mg
水的密度变化后:Mg-ρ2Vg=Ma1
联立以上方程,代入数据得:t1=20s
(2)设向下减速时的加速度的大小为a2,紧急排出水的质量为m,则排水后:
vm=a1(t-t1
ρ2Vg-(M-m)g=(M-m)a2
代入数据解得:m=9.0×104kg
答:(1)潜艇匀加速下沉的时间是20s;(2)紧急排出水的质量9.0×104kg.

点评 该题属于牛顿运动定律的应用中的已知物体的运动求物体的受力的类型,解答的过程中要紧抓加速度的桥梁的作用,围绕加速度分析和解答.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

11.如图所示,在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于环口径的带正电的小球,正以速率v0沿逆时针方向匀速转动.若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场,设运动过程中小球带的电荷量不变,那么(  )
A.磁场力对小球一直做正功
B.小球受到的磁场力不断增大
C.小球先沿逆时针方向做减速运动,过一段时间后,再沿顺时针方向做加速运动
D.小球仍做匀速圆周运动

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12.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示,其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确,且均以aa′、bb′为界面画光路图,则三位同学测得的折射率与真实值相比(填偏大、偏小、不变或无法确定)

甲同学测得的折射率与真实值相比偏小
乙同学测得的折射率与真实值相比不变
丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大、可能偏小、可能不变.

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9.某输电线路横穿公路时,要在地下埋线通过,为了保护线路不至于被压坏,预先铺设结实的过路钢管,再让输电线从钢管中穿过,电线穿管的方案有两种,甲方案是铺设两根钢管,两条输电线分别从两根钢管中穿过,乙方案是只铺设一根钢管,两条输电线都从这一根钢管中穿过,如果输电导线输送的电流很强大,以下说法正确的是(  )
A.无论输送的电流是恒定电流还是交变电流,甲乙两方案都是可行的
B.若输送的电流是恒定电流,甲方案是可行的,乙方案是不可行的
C.若输送的电流是交变电流,乙方案是可行的,甲方案是不可行的
D.若输送的电流是交变电流,甲方案是可行的,乙方案是不可行的

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.如图所示,固定的圆弧轨道与水平面平滑连接,轨道与水平面均光滑,质量为m的物块B与轻质弹簧栓接静止在水平面上,弹簧右端固定,质量为3m的物块A从圆弧轨道上距离水平面高h处由静止释放,与B碰撞后推着B一起运动但与B不粘连.求:
①弹簧的最大弹性势能;
②A与B第一次分离后,物块A沿圆弧面上升的最大高度.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=$\frac{\sqrt{2}}{5π}$T,单匝矩形线圈的面积S=1m2,电阻不计,绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动.线圈通过电刷与理想变压器原线圈相接,为交流电流表.调整副线圈的滑动触头P,当变压器原、副线圈匝数比为2:1时,副线圈电路中标有“6V,6W”的灯泡正常发光.以下判断正确的是(  )
A.电流表的示数为1A
B.矩形线圈产生电动势的有效值为18V
C.从矩形线圈转到中性面开始计时,矩形线圈电动势随时间的变化规律e=12$\sqrt{2}$sin30πt(V)
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1.与小白炽灯泡和氖灯相比,发光二极管具有工作电压低(有的仅一点几伏),工作电流很小(有的仅零点几毫安即可发光)、抗冲击和抗震性能好、可靠性高、寿命长、通过调节电流可以方便地调节发光的强弱等特点,被广泛应用于电子显示屏和新型照明光源等领域,通常发光二极管的成品是将发光二极管的管芯封装在一个半球形的透明介质中的(如图所示)有一种用于电子显示屏的发光二极管,其管芯的发光区域为直径等于2mm的圆盘,封装用的透明介质的折射率为1.7,为了使人们能在更大的角度范围内最清晰的看到发光二极管发出的光,即要求管芯发光面上每一个发光点发出的光都能从整个半球面射出,试分析在制作发光管时半球形介质的半径R应满足是什么条件.

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19.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图甲所示,P点离原点O距离为x1=2m的一个介质质点,Q质点离原点O的距离x2=4m,此时离原点O距离x3=6m的介质质点刚刚要开始振动.图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(与甲计时起点相同).由此可知,下列说法正确的是(  )
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B.乙图可能是图甲中质点Q的振动图象
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