5.(6分)(2015•浙江)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器,舰载机总质量为3.0×104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105N,弹射器有效作用长度为100m,推力恒定,要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则()
A.弹射器的推力大小为1.1×106N
B.弹射器对舰载机所做的功为1.1×108J
C.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107W
D.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2
考点:功率、平均功率和瞬时功率;牛顿第二定律
专题:功率的计算专题.
分析:由运动学公式可求得加速度,再由牛顿第二定律可求得推力大小;由功的公式求解功;再由功率公式求解功率.
解答:解:由速度和位移公式可得,v2=2as,解得a=32m/s2;由牛顿第二定律可知:F+F发﹣0.2(F+F发)=ma;解得:F=1.1×106N;故AD正确;B、弹射器对对舰载机所做的功W=Fs=1.1×106N×100=1.1×108J;故B正确;C、作用时间t===2.5s;平均功率P==4.4×107W;故C错误;故选:ABD.
点评:本题考查牛顿第二定律及功和功率的公式,要注意正确分析题意,明确物理过程的分析,再选择合适的物理规律求解.
6.(6分)(2015•浙江)如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道,转弯处为圆心在O点的半圆,内外半径分别为r和2r,一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达A′B′线,有如图所示的①、②、③三条路线,其中路线③是以O′为圆心的半圆,OO′=r,赛车沿圆弧路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力为Fmax,选择路线,赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变,发动机功率足够大),则()
A.选择路线①,赛车经过的路程最短
B.选择路线②,赛车的速率最小
C.选择路线③,赛车所用时间最短
D.①、②、③三条路线的圆弧上,赛车的向心加速度大小相等
考点:向心力;向心加速度
专题:匀速圆周运动专题.
分析:根据几何关系得出路程的大小从而进行比较.根据最大静摩擦力,结合牛顿第二定律得出最大速率,从而比较运动的时间.根据向心加速度公式比较三段路线的向心加速度关系.
解答:解:A、选择路线①,经历的路程s1=2r+πr,选择路线②,经历的路程s2=2πr+2r,选择路线③,经历的路程s3=2πr,可知选择路线①,赛车经过的路程最短,故A正确.B、根据得,v=,选择路线①,轨道半径最小,则速率最小,故B错误.C、根据v=知,通过①、②、③三条路线的最大速率之比为1:,根据t=,由三段路程可知,选择路线③,赛车所用时间最短,故C正确.D、根据a=知,因为最大速率之比为1:,半径之比为1:2:2,则三条路线上,赛车的向心加速度大小相等.故D正确.故选:ACD.
点评:本题考查了圆周运动向心加速度、向心力在实际生活中的运用,知道汽车做圆周运动,靠静摩擦力提供向心力,抓住最大静摩擦力相等求出最大速率之比是关键.
7.(6分)(2015•浙江)如图所示,用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂在水平板的M、N两点,A上带有Q=3.0×10﹣6C的正电荷,两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为F1和F2,A的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2kg(重力加速度取g=10m/s2;静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,A、B球可视为点电荷),则()
A.支架对地面的压力大小为2.0N
B.两线上的拉力大小F1=F2=1.9N
C.将B水平右移,使M、A、B在同一直线上,此时两线上的拉力大小F1=1.225N,F2=1.0N
D.将B移到无穷远处,两线上的拉力大小F1=F2=0.866N
考点:电势差与电场强度的关系
专题:电场力与电势的性质专题.
分析:当B在A的正下方时,分别对AB受力分析利用共点力平衡即可求得,当B移到使M、A、B在同一直线上时,对A受力分析利用共点力平衡即可判断
解答:解:A、地面对支架的支持力为F=,根据牛顿第三定律可得支架对地面的压力为1.1N,故A错误B、因两绳夹角为120°,故两绳的拉力之和等于其中任意绳的拉力,故F=,故B正确;C、将B水平右移,使M、A、B在同一直线上时,对A求受力分析可知:F1sin30°+F2sin30°﹣mg﹣F库sin30°=0F1cos30°﹣F2cos30°﹣F库cos30°=0联立解得F1=1.225N,F2=1.0N,故C正确D、将B移到无穷远时,AB间的库仑力消失,故两省的拉力F=mg=1N,故D错误故选:BC
点评:本题主要考查了对AB求的受力分析,抓住在库仑力作用下的共点力平衡即可
二、非选择题部分共12题小题,共180分)
8.(10分)(2015•浙江)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验.
(1)图1中A、B、C、D、E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材AB;乙同学需在图中选用的器材BDE(用字母表示)
(2)乙同学在实验室选齐所需要器材后,经正确操作获得如图2所示的两条纸带①和②,纸带①的加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小为2.5m/s2.
考点:验证机械能守恒定律
专题:实验题.
分析:(1)根据两种实验原理及实验方法选择所需要的仪器;(2)根据△x=aT2可知通过比较△x的大小可比较加速度的大小,再利用逐差法可求解加速度.