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（10分）2008年9月25日至28日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了“神州七號(hào)”載人航天宇宙飛船，。承擔(dān)此次飛行任務(wù)的航天員分別是翟志剛、劉伯明和景海鵬,9月25日21時(shí)09分，火箭點(diǎn)火起飛，583秒后，飛船與火箭分離，準(zhǔn)確入軌。已知“神州七號(hào)”總質(zhì)量為m。在離地h高處繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，地球表面重力加速為g，萬有引力常量為G。

（1）如圖所示，是A“神州七號(hào)”的火箭發(fā)射場(chǎng)，B為山區(qū)，C為城市，發(fā)射場(chǎng)正在進(jìn)行發(fā)射，若長征二號(hào)F型火箭托著載人三名宇航員的“神舟七號(hào)”飛船向太空，已知火箭總長58.3m，發(fā)射塔的過程中，點(diǎn)火后，經(jīng)7.0S火箭離開發(fā)射塔，設(shè)火箭的運(yùn)動(dòng)為勻加速運(yùn)動(dòng)，則在火箭離開發(fā)射塔的過程中（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）火箭的加速度多大？

（2）質(zhì)量為60kg的宇航員受到的飛船對(duì)他的作用力多大？（g=10m/s²）

（3）為了轉(zhuǎn)播發(fā)射實(shí)況，我國科技工作者在發(fā)射場(chǎng)建立了發(fā)射臺(tái)用于發(fā)射廣播與電視信號(hào)。已知傳輸無線電廣播所用的電磁波波長為550m，而傳輸電視信號(hào)所用的電磁波波長為0.556m，為了不讓山區(qū)擋住信號(hào)的傳播，使城市居民能聽到和收看實(shí)況，必須通過在山頂?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)電視信號(hào)，這是因?yàn)槭裁茨兀?

（4）飛船在繞地球飛行的第五圈進(jìn)行了變軌，由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨葹閔的圓形軌道。則飛船在軌道上正常運(yùn)行的速度是多大？飛船在軌道上運(yùn)行周期是多少？質(zhì)量為m₀的宇航員，他在飛船中的重力將變?yōu)槎啻�？（用已知量字母表示�?/p>

（20分）提高鐵路運(yùn)行時(shí)速是人們孜孜以求的。1966年，有人建議利用超導(dǎo)磁體和路基導(dǎo)體中的感應(yīng)電流之間的磁力把列車懸浮起來運(yùn)行，如圖所示，在車輛底部安裝超導(dǎo)磁體，在軌道兩旁埋設(shè)一系列閉合的鋁環(huán)。當(dāng)列車運(yùn)行時(shí)，超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)于鋁環(huán)運(yùn)動(dòng)，列車凌空浮起，使車與軌道間的摩擦減少到零，如果要進(jìn)一步減小運(yùn)行中受到的空氣阻力，可以使列車在抽成真空的地下隧道中行駛。由于阻力極小，車速可高達(dá)1000m/s。當(dāng)然列車啟動(dòng)與停站均需有一個(gè)變速過程。設(shè)絕大多數(shù)乘客的生理能承受0.1g（g為重力加速度）的加速度。

   （1）分析使列車浮起的力的原因。

   （2）假設(shè)從東海之濱的上海到西域名城烏魯木齊之間有這樣的一條筆直的地下隧道。估計(jì)軌道的長度最接近于下列哪個(gè)數(shù)值？

A．500km   　B．1000km   C．4000km    D．8000km

   （3）乘坐超高速客車沿上述線路完成橫跨祖國東西的漫長旅行最短時(shí)間是多少？

   （4）設(shè)列車的質(zhì)量為5×10⁵kg，由于阻力極小，列車只需在加速階段做功，而減速過程甚至可以利用特定裝置回收列車釋放的動(dòng)能，把節(jié)省的能量用于產(chǎn)生真空，實(shí)現(xiàn)磁浮。試求上述運(yùn)行每次可回收的能量。

（12分）為了測(cè)量列車運(yùn)行的速度和加速度的大小，可采用如圖甲的裝置，它是由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀組成（記錄測(cè)量?jī)x未畫出）。當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，就能求出列車在各位置的速度和加速度。

如圖乙所示，假設(shè)磁體端部磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.004T，且全部集中在端面范圍內(nèi)，與端面相垂直。磁體的寬度與線圈的寬度相同，且都很小，線圈匝數(shù)n，長l=0.2m，電阻R=0.4Ω（包括引出線的電阻），測(cè)試記錄下來的電流―位移圖，如圖丙所示。

（1）試計(jì)算在離Q（原點(diǎn)）30m、130m處列車的速度v₁和v₂的大小。

（2）假設(shè)列車作的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求列車加速度的大小。

（10分）在某市區(qū)內(nèi)，一輛小汽車在平直公路上以速度v_A向東勻速行駛，一位觀光游客正由南向北從斑馬線上橫過馬路，汽車司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有危險(xiǎn)（游客正在D處向北走）經(jīng)0.7s作出反應(yīng)，從A點(diǎn)開始緊急剎車，但仍將正步行至B處的游客撞傷，該汽車最終在C處停下.為了清晰了解事故現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)以圖示之：

為了判斷汽車司機(jī)是否超速行駛，并測(cè)出肇事汽車速度v_A，警方派一車胎磨損情況與肇事車相當(dāng)?shù)能囈苑ǘㄗ罡咚俣?I>v_m=14.0m/s行駛在同一馬路的同一地段，在肇事汽車的出事點(diǎn)B急剎車，恰好也在C點(diǎn)停下來.在事故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m，問：

(1)該肇事汽車的初速度v_A是多大？

(2)游客橫過馬路的速度是多大？

（6分）隨著人類能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人類所面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。圖是上�！懊髦榫�”某輕軌車站的設(shè)計(jì)方案，與站臺(tái)連接的軌道有一個(gè)小的坡度，請(qǐng)你從提高能量利用效率的角度，分析這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。 

超聲波遇到障礙物會(huì)發(fā)生反射，測(cè)速儀發(fā)出并接收反射回來的超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的時(shí)間差，測(cè)出汽車的速度。圖（a）是在高速公路上用超聲波測(cè)速儀測(cè)量車速的示意圖，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的時(shí)間差，測(cè)出汽車的速度。圖（b）中是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào)，n₁、n₂分別是由汽車反射回來的信號(hào)。設(shè)測(cè)速儀勻速掃描，p_1、、p₂之間的時(shí)間間隔Δt＝1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是V＝340m./s，若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖（b）可知，汽車在接收到p_1、p₂兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是­­­      m，汽車的速度是_____________m/s

鐵路提速，要解決許多技術(shù)問題。通常，列車阻力與速度平方成正比，即f=kv²，k為阻力系數(shù)為定值。列車要跑得快，須用大功率的機(jī)車來牽引。若列車以72km/h的速度勻速行駛時(shí)，機(jī)車的輸出功率為2.4×10⁶w，現(xiàn)將列車提速到108km/h勻速行駛，則機(jī)動(dòng)車功率要增加         瓦？

（16分）根據(jù)量子理論，光子具有動(dòng)量。光子的動(dòng)量等于光子的能量除以光速，即，光照射到物體表面并被反射時(shí)，會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”。光壓是光的粒子性的典型表現(xiàn)。光壓的產(chǎn)生機(jī)理如同氣體壓強(qiáng)：由大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生了持續(xù)均勻的壓力，器壁在單位面積上受到的壓力就是氣體的壓強(qiáng)。

（1）激光器發(fā)生的一束激光的功率為P，光束的橫截面積為S.當(dāng)該激光束垂直照射在物體表面，試計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)物體表面的光子的總動(dòng)量.

（2）若該激光束被物體表面完全反射，試求出其在物體表面引起的光壓表達(dá)式.

（3）設(shè)想利用太陽的光壓將物體送到太陽系以外的空間去，當(dāng)然這只有當(dāng)太陽對(duì)物體的光壓超過了太陽對(duì)物體的引力才行.現(xiàn)如果用一種密度為1.0×10³kg/m³的物體做成的平板，它的剛性足夠大，則當(dāng)這種平板厚度較小時(shí)，它將能被太陽的光壓送出太陽系.試估算這種平板的厚度應(yīng)小于多少米（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）？設(shè)平板處于地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)軌道上，且平板表面所受的光壓處于最大值，不考慮太陽系內(nèi)各行星對(duì)平板的影響.已知地球公轉(zhuǎn)軌道上的太陽常量為1.4×10³J/m²?s（即在單位時(shí)間內(nèi)垂直輻射在單位面積上的太陽光能量，地球繞太陽公轉(zhuǎn)的加速度為5.9×10^－3m/s2）。

（18分）如圖所示，置于光滑水平面上的絕緣小車A、B質(zhì)量分別為，質(zhì)量為、帶電量為、可視為質(zhì)點(diǎn)的絕緣物體C位于光滑小車B 的左端。在A、B、C所在的空間有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B=10T，現(xiàn)小車B靜止，小車A以速度m/s向右運(yùn)動(dòng)和小車B碰撞，碰后物體C在A上滑動(dòng)。已知碰后小車B的速度為9m/s，物體C與小車A之間有摩擦，其他摩擦均不計(jì)，小車A足夠長，全過程中C的帶電量保持不變，求：

（1）物體C在小車A上運(yùn)動(dòng)的最大速率和小車A運(yùn)動(dòng)的最小速度。（g取10m/s²）

（2）全過程產(chǎn)生的熱量。

（18分）如圖所示，邊長為L=2m的正方形導(dǎo)線框ABCD和一金屬棒MN由粗細(xì)相同的同種材料制成，每米長的電阻為R₀=1/m，以導(dǎo)線框兩條對(duì)角線交點(diǎn)O為圓心，半徑r=0.5m的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T，方向垂直紙面向里且垂直于導(dǎo)線框所在平面。金屬棒MN與導(dǎo)線框接觸良好且與對(duì)角線AC平行放置于導(dǎo)線框上。若棒以m/s的速度沿垂直于AC方向向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至AC位置時(shí)，求：

（1）棒MN上通過的電流強(qiáng)度的大小方向；

（2）棒MN所受安培力的大小和方向。