【题目】如图(a)，超级高铁(Hyperloop)是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具，它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点。如图(b)，已知管道中固定着两根平行金属导轨MN、PQ，两导轨间距为
r；运输车的质量为m，横截面是半径为r的圆。运输车上固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体棒1和2，每根导体棒的电阻为R，每段长度为D的导轨的电阻也为R。其他电阻忽略不计，重力加速度为g。
(1)如图(c)，当管道中的导轨平面与水平面成θ=30°时，运输车恰好能无动力地匀速下滑。求运输车与导轨间的动摩擦因数μ；
(2)在水平导轨上进行实验，不考虑摩擦及空气阻力。
①当运输车由静止离站时，在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源，此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B，垂直导轨平向下的匀强磁场中，如图(d)。求刚接通电源时运输车的加速度的大小；（电源内阻不计，不考虑电磁感应现象）
②当运输车进站时，管道内依次分布磁感应强度为B，宽度为D的匀强磁场，且相邻的匀强磁场的方向相反。求运输车以速度vo从如图(e)通过距离D后的速度v。
阶梯计算系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取逆时针的感应电流为正方向，则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是( )
A. 
B. 
C. 
D. 
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【题目】如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，则下列说法错误的是(g取10m/s2)( )
A. 物体加速度大小为2m/s2
B. F的大小为21N
C. 4s末F的功率大小为42W
D. 4s内F做功的平均功率为42W
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【题目】（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，备有如下实验器材：打点计时器、纸带、天平、刻度尺等，其中不必要的器材是___________。实验中得到如图（1）所示的一条纸带，A、B、C是打点计时器打下相邻的三个点，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，在打下B点时物体的速度是____m/s。
（2）如图（2）所示为“探究加速度与质量、力的关系”的实验装置。为了平衡小车与木板间的摩擦力，应适当抬高木板_______端（填“左”或“右”）；在此实验中，要求钩码的质量 __________（填“远大于”或“远小于”）小车的质量。
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【题目】某同学利用如图(a)所示电路，测量电源的电动势和内阻，已知定值电阻R的阻值均为5Ω.要通过改变R的个数得到不同的电压，实验步骤如下：
①闭合开关S和S1，记录电压表的示数为U1；
②闭合开关S和S2，记录电压表的示数为U2；
③闭合开关S和S3，记录电压表的示数为U3；
④闭合开关S、S1和________，记录电压表的示数为U4；
⑤闭合开关S、S2和_______，记录电压表的示数为U5；
⑥同时闭合S、S1、S2和S3，记录电用表的示数为U6；
⑦建立坐标系，以
(电压表读数的倒数)为纵坐标，n(接入电路中定值电阻的个数)为横坐标；
⑧逐个描点，得到如图(b)所示的图形。
回答下列问题：
(2)用E和r表示电源的电动势和内阻，则与n的关系式为____________(用各物理量的符号表示)；
(3)根据图(b)求得电源电动势E=_______V，内阻r=______ Ω( 结果均保留两位有效数字).
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【题目】如图所示，甲为一列简谐波在t=2.0s时刻波的图像，Q为x=4m的质点，乙为甲图中P质点的振动图像，下列说法正确的是_________(填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错一个扣3分，最低得分为0分)
A.此波沿x轴负方向传播
B.t=2.0s时，Q点位移为
cm
C.
s时，Q点到达正的最大位移处
D.
s时，Q点回到平衡位置且向y轴负方向运动
E.质点P的振动方程为
cm
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【题目】氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，则：
(1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？
(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？
(3)若有大量的氢原子处于n＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中波长最长的是多少？（普朗克恒量h=6.63×10-34Js，真空中光速c=3.0×108m/s）
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【题目】已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑地球自转的影响．
(1)求卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v1；
(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为T，求卫星运行半径r；
(3)由题目所给条件，请提出一种估算地球平均密度的方法，并推导出密度表达式．
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【题目】如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg。左端开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm。现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：
①粗管中气体的最终压强；
②活塞推动的距离。
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