(18分)利用水流和太阳能发电,可以为人类提供清洁能源。水的密度,太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率,地球表面的重力加速度取g=10m/s2。
(1)三峡水电站发电机输出的电压为18kV。若采用500kV直流电向某地区输电5.0×106kW,要求输电线上损耗的功率不高于输送功率的5%,求输电线总电阻的最大值;
(2)发射一颗卫星到地球同步轨道上(轨道半径约为地球半径的6.6)利用太阳能发电,然后通过微波持续不断地将电力输送到地面,这样就建成了宇宙太阳能发电站。求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小;
(3)三峡水电站水库面积约1.0×109m2,平均流量Q=1.5×l04m3/s,水库水面与发电 机所在位置的平均高度差h=l00m,发电站将水的势能转化为电能的总效率。在地球同步轨道上,太阳光垂直照射时的辐射功率为10P0。太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率=20%,将电能输送到地面的过程要损失50%。若要使(2)中的宇宙太阳能发电站的发电能力与三峡电站相当,卫星上太阳能电池板的面积至少为影大?
(16分)如图所示,两块相同的金属板正对着水平放置,电压U时,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以水平速度v0从A点射入电场,经过一段时间后从B点射出电场,A、B问的水平距离为L。不计重力影响。求
(1)带电粒子从A点运动到B点经历的时间t;
(2)A、B问竖直方向的距离y;
(3)带电粒子经过B点时速度的大小v。
(18分)
(1)图1是演示简谐运动图象的装置,它由一根较长的细线和一个较小的沙漏组成。当沙漏摆动时,若将沙漏下方的木板匀速拉出,漏出的沙在板上会形成一条曲线。通过对曲线的分析,可以确定沙漏的位移随时间变化的规律。图2是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线。
①沙漏在木板1上形成曲线OA段经历的时间 (填“大于”、“等于”或“小于”)沙漏在木板2上形成曲线O′A′段经历的时间。
②经测量发现OB=O′B′。若木板1运动的速度大小为v1,木板2运动的速度大小为v2,则
A. B. C. D.
(2)某同学做“测量金属丝电阻率”的实验。
①首先,他用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,并求出其平均值作为金属丝的直径d。其中某次测量如图3所示,这次测量对应位置金属导线的直径为
mm;
②然后他测量了金属丝的电阻:,实验中使用的器材有:
a.金属丝(接入电路的长度x0为1m,电阻约5Ω~6Ω)
b.直流电源(4.5 V,内阻不计)
c.电流表(200mA,内阻约1.0Ω
d.电压表(3V,内阻约3kΩ)
e.滑动变阻器(50Ω,1.5A)
f.定值电阻R1(5.0Ω,1.5A)
g.定值电阻R2(10.0Ω,1.0A)
h.定值电阻R3 (00.0Ω,1.0A)
i.开关,导线若干
该同学实验时的电路图如图4所示,且在实验中两块电表的读数都能接近满偏值,定值电阻应该选 (选填“R1”、“R2”或“R3”);
③该同学根据测量时电流表的读数I、电压表的读数U描绘的U—I图象如图5所示,根据图象可以求得金属丝的电阻Rx= Ω。
④设法保持金属丝的温度不变,而逐渐减小上述金属丝(接入电路长度为x0)接入电路的长度x,当电压表的示数保持不变时,下列图象中正确反映了金属丝电阻消耗的功率P随x变化规律的是 ( )
如图所示,质量为的小球B静止在光滑的水平面上,质量为的小球A以速度靠近B,并与B发生碰撞,碰撞前后两个小球的速度始终在同一条直线上。A、B两球的半径相等,且碰撞过程没有机械能损失。当、一定时,若越大,则 ( )
A.碰撞后A的速度越小
B.碰撞后A的速度越大
C.碰撞过程中B受到的冲量越小
D.碰撞过程中A受到的冲量越大
欧洲强子对撞机在2010年初重新启动,并取得了将质子加速到1.18万亿ev的阶段成果,为实现质子对撞打下了坚实的基础。质子经过直线加速器加速后进入半径一定的环形加速器,在环形加速器中,质子每次经过位置A时都会被加速(图1),当质子的速度达到要求后,再将它们分成两束引导到对撞轨道中,在对撞轨道中两束质子沿相反方向做匀速圆周运动,并最终实现对撞 (图2)。质子是在磁场的作用下才得以做圆周运动的。下列说法中正确的是 ( )
A.质子在环形加速器中运动时,轨道所处位置的磁场会逐渐减小
B.质子在环形加速器中运动时,轨道所处位置的磁场始终保持不变
C.质子在对撞轨道中运动时,轨道所处位置的磁场会逐渐减小
D.质子在对撞轨道中运动时,轨道所处位置的磁场始终保持不变
一简谐机械波沿轴正方向传播。在、时刻该波的波形曲线分别如图中实线、虚线所示。、b为该机械波上的两个质点,它们平衡位置的坐标分别为、。下列说法中正确的是 ( )
A.该机械波的周期一定等于8s
B.该机械波的波速一定等于1.0m/s
C.时、的速度一定大小相等、方向相同
D.时、的加速度一定大小相等、方向相同