12.地鐵列車可實(shí)現(xiàn)零排放,是替代燃油公交車的理想交通工具.若一地鐵列車從甲站由靜止啟動(dòng)后做直線運(yùn)動(dòng),先勻加速運(yùn)動(dòng)20s達(dá)到最高速度72km/h,再勻速運(yùn)動(dòng)80s,接著勻減速運(yùn)動(dòng)15s到達(dá)乙站停。O(shè)列車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段牽引力為1×106N,勻速階段牽引力的功率為6×103kW,忽略勻減速運(yùn)動(dòng)階段牽引力所做的功.
(1)求甲站到乙站的距離;
(2)如果使用燃油公交車作為交通工具,從甲站到乙站牽引力做的功與地鐵列車牽引力的功相同,求公交車排放氣體污染物的質(zhì)量.(燃油公交車牽引力每做1焦耳功,排放氣體污染物3×10-6克)

分析 (1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)平均速度的推論求出勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng)的位移,結(jié)合勻速運(yùn)動(dòng)的位移,求出總位移的大。
(2)分別由功的計(jì)算公式:W=FS和W=Pt求出牽引力對(duì)列車做的功,結(jié)合燃油公交車每做1焦耳功排放氣態(tài)污染物3×10-6克即可求解.

解答 解:(1)72km/h=20m/s,
地鐵勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為:s1=$\frac{1}{2}v{t}_{1}$,
地鐵勻減速運(yùn)動(dòng)的位移為:s3=$\frac{1}{2}v{t}_{3}$,
地鐵勻速運(yùn)動(dòng)的位移為:s2=vt2,
甲站到乙站的距離為:s=s1+s2+s3
聯(lián)立以上各式,并代入數(shù)據(jù)解得:s=1950m,
(2)地鐵勻加速運(yùn)動(dòng)過程中,牽引力做的功為:W1=Fs1
地鐵勻速運(yùn)動(dòng)過程中,牽引力做的功為:W2=Pt2,
地鐵從甲站到乙站,牽引力做的總功為:W=W1+W2
燃油公交車運(yùn)行中做的功為:W′=W=6.8×108J     
燃油公交車牽引力每做1焦耳功,排放氣體污染物3×10-6g=3×10-9kg    
公交車排放氣體污染物的質(zhì)量為:m=3×10-9×6.8×108kg=2.04kg        
答:(1)甲站到乙站的距離是1950m;
(2)如果燃油公交車運(yùn)行中做的功與該列車從甲站到乙站牽引力做的功相同,公交車排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量是2.04kg.

點(diǎn)評(píng) 該題結(jié)合機(jī)車的功與功率的問題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用,解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式,并能靈活運(yùn)用,難度適中.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟,用燒熱的針接觸其上一點(diǎn),石蠟熔化的范圍分別如圖a、b、c所示,而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖d所示.則下列判斷正確的是(  )
A.圖a、b表明甲、乙兩種固體在導(dǎo)體在導(dǎo)熱性能上各向同性,甲、乙一定是非晶體
B.圖c表明丙固體在導(dǎo)熱性能上各向異性,丙一定理單晶體
C.圖d表明甲、丙一定是晶體,乙一定是非晶體
D.單晶體具有各向異性是由于在不同方向上物質(zhì)顆粒的排列情況不同

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.如圖所示,在A、B兩點(diǎn)分別放置兩個(gè)電荷量相等的正點(diǎn)電荷,O點(diǎn)為A、B連線的中點(diǎn),M點(diǎn)位于A、B連線上,N點(diǎn)位于A、B連線的中垂線上.關(guān)于O、M、N三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和電勢(shì)φ的判斷正確的是(  )
A.φN<φOB.φM<φOC.EN<EOD.EM<EO

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.有一個(gè)阻值為R的電阻,若將它接在電壓為20V的直流電源上,其消耗的功率為P;若將它接在如圖所示的理想變壓器的次級(jí)線圈兩端時(shí),其消耗的功率為$\frac{P}{2}$.已知變壓器輸入電壓為u=220sin100πt(V),不計(jì)電阻隨溫度的變化.求:
(1)理想變壓器次級(jí)線圈兩端電壓的有效值.
(2)此變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.如圖所示是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,其中的A、B、C、D、E是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s.根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計(jì)算,在打D點(diǎn)時(shí)小車的速度vD=1.5m/s(保留兩位有效數(shù)字);小車的加速度a=5.0m/s2(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.如圖所示,兩根粗細(xì)均勻的金屬桿AB和CD的長(zhǎng)度均為L(zhǎng),電阻均為R,質(zhì)量分別為3m和m,用兩根等長(zhǎng)的、質(zhì)量和電阻均不計(jì)的、不可伸長(zhǎng)的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路,懸跨在絕緣的、水平光滑的圓棒兩側(cè),AB和CD處于水平.在金屬桿AB的下方有高度為H的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度的大小為B,方向與回路平面垂直,此時(shí)CD處于磁場(chǎng)中.現(xiàn)從靜止開始釋放金屬桿AB,經(jīng)過一段時(shí)間(AB、CD始終水平),在AB即將進(jìn)入磁場(chǎng)的上邊界時(shí),其加速度為零,此時(shí)金屬桿CD還處于磁場(chǎng)中,在此過程中金屬桿AB上產(chǎn)生的焦耳熱為Q.重力加速度為g,試求:
(1)金屬桿AB即將進(jìn)入磁場(chǎng)上邊界時(shí)的速度v1;
(2)在此過程中金屬桿CD移動(dòng)的距離h和通過導(dǎo)線截面的電量q;
(3)設(shè)金屬桿AB在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v2,通過計(jì)算說明v2大小的可能范圍;
(4)依據(jù)第(3)問的結(jié)果,請(qǐng)定性畫出金屬桿AB在穿過整個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中可能出現(xiàn)的速度-時(shí)間圖象(v-t圖).

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4.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的木塊靜止并栓接在豎立于地面的輕質(zhì)彈簧上,此時(shí)彈簧壓縮到x1處,若再施加一豎直向下的外力,使彈簧再壓縮到x2處,從撤出外力到將彈簧拉伸至最長(zhǎng) (彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi))的過程中,下列說法正確的是( 。
A.重力對(duì)木塊做負(fù)功,木塊的重力勢(shì)能一直增加
B.木塊的機(jī)械能守恒,木塊的加速度先減小后增大
C.木塊在x1處的動(dòng)能大于彈簧到原長(zhǎng)時(shí)木塊的動(dòng)能
D.從x2到x1木塊的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能之和減小量等于木塊的重力勢(shì)能增加量

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.一質(zhì)點(diǎn)以初速度v0沿直線做加速運(yùn)動(dòng),速度隨位移變化的v-s圖象如圖所示,則下列判斷中正確的是(  )
A.質(zhì)點(diǎn)做勻加速運(yùn)動(dòng)B.速度與位移成正比
C.質(zhì)點(diǎn)的加速度逐漸增大D.質(zhì)點(diǎn)所受合外力的功率可能不變

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長(zhǎng)為質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒.導(dǎo)體棒中通有垂直紙面向里的電流,欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,下列外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確的是( 。
A.B=mg$\frac{sinα}{IL}$,方向豎直向上B.B=mg$\frac{sinα}{IL}$,方向豎直向下
C.B=mg$\frac{tanα}{IL}$,方向豎直向上D.B=mg$\frac{tanα}{IL}$,方向豎直向下

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