正确率40.0%雨滴在空气中由静止开始竖直下落,雨滴所受到的空气阻力与雨滴下落速度的平方成正比。不计雨滴下落过程中所受重力的变化,且雨滴落地前已做匀速直线运动。关于大$${、}$$小雨滴落地时速度的比较,下列说法正确的是()
A
A.大雨滴比小雨滴的速度大
B.大雨滴比小雨滴的速度小
C.大小雨滴落地时速度一样大
D.无法确定大小雨滴落地时的速度大小
2、['牛顿运动定律的其他应用', '动力学中的图像信息题']正确率80.0%svg异常
B
A.$${{t}{=}{4}{s}}$$时,小球返回,经过界线$${{M}{N}}$$
B.$${{F}_{1}}$$与$${{F}_{2}}$$的比值大小为$${{1}{:}{2}}$$
C.$${{F}_{2}}$$的大小为$${\frac{5} {3}} m v_{1}$$
D.小球向右运动的过程中,$${{F}_{1}}$$与$${{F}_{2}}$$做功的绝对值相等
4、['竖直平面内的圆周运动', '向心力', '牛顿运动定律的其他应用']正确率40.0%长为$${{L}}$$的轻绳一端系一质量为$${{m}}$$的物体,另一端被质量为$${{M}}$$的人用手握住,人站在水平地面上,使物体在竖直平面内作圆周运动,物体经过最高点时速度为$${{v}}$$,此时人对地面的压力为$${{(}{)}}$$
A
A.$$( M+m ) g-\frac{m v^{2}} {L}$$
B.$$( M+m ) g+\frac{m v^{2}} {L}$$
C.$$M g+\frac{m v^{2}} {L}$$
D.$$( M-m ) g-\frac{m v^{2}} {L}$$
5、['功率和速度的关系', '牛顿运动定律的其他应用', '功的定义、计算式和物理意义']正确率19.999999999999996%一架质量$$m=5. 0 \times1 0^{3} \, k g$$的喷气式飞机从静止开始沿直线滑跑,受到竖直向上的升力$$F_{1}=k v^{2}$$,其中$$k=\frac{1 2 5} 9 N \cdot s^{2} \cdot m^{-2}$$,当滑跑$${{s}{=}{{5}{0}{0}}{m}}$$时,飞机达到起飞速度。假设在滑跑过程中,飞机受到的阻力大小恒为飞机重力的$$\frac{1} {5 0},$$发动机的牵引力恒定,重力加速度$$g=1 0 ~ m / s^{2}$$,则下列说法中不正确的是()
C
A.飞机的起飞速度大小为$$6 0 \, m / s$$
B.在滑跑过程中飞机的加速度大小为$$3. 6 \, m / s^{2}$$
C.在滑跑过程中飞机克服阻力做功$$5. 0 \times1 0^{4} J$$
D.在滑跑过程中牵引力对飞机做功的平均功率为$$5. 7 \times1 0^{5} \, W$$
6、['向心力', '牛顿运动定律的其他应用', '动能定理的简单应用', '圆周运动中的临界问题']正确率40.0%svg异常
D
A.$${\sqrt {{2}{R}{g}}}$$
B.$${\sqrt {{5}{R}{g}}}$$
C.$${\sqrt {{8}{R}{g}}}$$
D.$${\sqrt {{1}{1}{R}{g}}}$$
7、['匀变速直线运动的位移与时间的关系', '牛顿运动定律的其他应用']正确率40.0%svg异常
B
A.$$t_{1}=t_{2}=t_{3}$$
B.$$t_{1}=t_{2} < t_{3}$$
C.$$t_{1}=t_{3} < t_{2}$$
D.$$t_{1} < t_{2} < t_{3}$$
8、['竖直平面内的圆周运动', '向心力', '牛顿运动定律的其他应用']正确率40.0%一辆汽车匀速率通过一座圆形凸形桥后,接着又通过圆弧形凹地。设圆弧半径相等,汽车通过凸形桥顶$${{A}}$$时,桥面的压力$${{N}_{A}}$$为车重的一半,汽车在弧形凹地最低点$${{B}}$$时,对地面的压力为$${{N}_{B}}$$.则$${{N}_{A}}$$和$${{N}_{B}}$$之比为()
C
A.$${{1}{:}{1}}$$
B.$${{1}{:}{2}}$$
C.$${{1}{:}{3}}$$
D.$${{3}{:}{1}}$$
9、['牛顿运动定律的其他应用']正确率40.0%一架质量为$${{5}{t}}$$的飞机,在跑道上以$${{6}{m}{/}{{s}^{2}}}$$的加速度加速滑行,则这架飞机受到的合外力大小为()
D
A.$${{4}{×}{{1}{0}^{3}}{N}}$$
B.$${{3}{×}{{1}{0}^{3}}{N}}$$
C.$${{2}{×}{{1}{0}^{4}}{N}}$$
D.$$3 \times\l0^{4} \, N$$
10、['冲量的计算', '电磁感应中的动力学问题', '电磁感应中的功能问题', '导体棒或线圈切割磁感线时引起的感应电动势及计算', '牛顿运动定律的其他应用', '电磁感应与动量综合问题']正确率19.999999999999996%svg异常
B
A.导体棒克服安培力做的功等于导体棒上产生的焦耳热
B.质量$$m=0. 2 k g$$,加速度$$a=1. 5 m / s^{2}$$
C.前$${{4}{s}}$$内拉力$${{F}}$$的冲量大小为$$9. 2 N \cdot s$$
D.若$${{4}{s}}$$末撤去拉力$${{F}}$$,则拉力$${{F}}$$撤去后定值电阻$${{R}}$$上产生的焦耳热为$${{3}{.}{6}{J}}$$
1. 雨滴下落问题:空气阻力与速度平方成正比,即 $$f = k v^2$$,其中 $$k$$ 为比例系数。雨滴落地前做匀速直线运动,此时重力与阻力平衡:$$mg = k v^2$$。解得落地速度 $$v = \sqrt{\frac{mg}{k}}$$。
由于大雨滴质量 $$m$$ 较大,而比例系数 $$k$$ 一般与雨滴大小相关(通常大雨滴的 $$k$$ 值也较大,但具体关系需分析)。设雨滴半径为 $$r$$,质量 $$m \propto r^3$$,空气阻力系数 $$k \propto r^2$$(因为阻力与横截面积相关),代入得:$$v \propto \sqrt{\frac{r^3}{r^2}} = \sqrt{r}$$。因此大雨滴落地速度更大。
答案:A. 大雨滴比小雨滴的速度大
4. 圆周运动问题:物体在最高点时,速度为 $$v$$,轻绳长为 $$L$$。对物体分析,向心力由重力和绳子拉力提供:$$T + mg = \frac{m v^2}{L}$$,得 $$T = \frac{m v^2}{L} - mg$$。
对人分析,人受到重力 $$Mg$$、绳子向下的拉力 $$T$$(牛顿第三定律)和地面支持力 $$N$$。竖直方向平衡:$$N = Mg + T = Mg + \left( \frac{m v^2}{L} - mg \right) = (M - m)g + \frac{m v^2}{L}$$。
人对地面的压力与支持力 $$N$$ 大小相等,但选项中没有直接匹配。检查选项:A. $$(M+m)g - \frac{m v^2}{L}$$;B. $$(M+m)g + \frac{m v^2}{L}$$;C. $$Mg + \frac{m v^2}{L}$$;D. $$(M-m)g - \frac{m v^2}{L}$$。最接近的是 $$(M - m)g + \frac{m v^2}{L}$$,但未列出。可能题目中物体经过最高点时速度 $$v$$ 较小,$$T$$ 可能为负(松弛),但这里假设绳子紧绷。若 $$v$$ 较大,$$T$$ 为正,则压力为 $$(M - m)g + \frac{m v^2}{L}$$,但选项D为减号,错误。重新审视:实际上 $$T$$ 可能向下拉人,所以压力为 $$Mg + T$$,即 $$Mg + \left( \frac{m v^2}{L} - mg \right) = (M - m)g + \frac{m v^2}{L}$$。无正确选项?但标准答案常为 $$(M + m)g - \frac{m v^2}{L}$$(若物体在最高点受向上拉力,则人对地压力减小)。假设物体在最高点速度 $$v$$ 满足 $$v \geq \sqrt{gL}$$,则 $$T \geq 0$$,但通常考试中可能 $$v$$ 较小。实际上,若 $$v < \sqrt{gL}$$,绳子松弛,$$T=0$$,则压力为 $$Mg$$。但选项均含 $$v$$,故假设绳子紧绷。可能题目意图是:人对地压力为 $$Mg + T$$,而 $$T = \frac{m v^2}{L} - mg$$(向下),所以压力为 $$(M - m)g + \frac{m v^2}{L}$$。但选项无,故可能错误。
另一种常见解法:将物体和人视为系统,系统受总重力 $$(M+m)g$$ 和地面支持力 $$N$$,向心力由系统内部提供,但整体法不直接给出压力。实际上,最高点系统加速度向下,所以 $$(M+m)g - N = m a_n$$(其中 $$a_n = \frac{v^2}{L}$$ 为物体向心加速度),得 $$N = (M+m)g - \frac{m v^2}{L}$$。这就是选项A。
因此正确答案为 A. $$(M+m)g - \frac{m v^2}{L}$$
5. 飞机滑跑问题:质量 $$m = 5.0 \times 10^3 \, \text{kg}$$,升力 $$F_1 = k v^2$$,$$k = \frac{125}{9} \, \text{N} \cdot \text{s}^2 \cdot \text{m}^{-2}$$,阻力 $$f = \frac{1}{50} mg = \frac{1}{50} \times 5000 \times 10 = 1000 \, \text{N}$$,牵引力恒定,滑跑距离 $$s = 500 \, \text{m}$$,起飞速度 $$v_t$$ 待求。
起飞时,竖直方向平衡:$$F_1 = k v_t^2 = mg$$,解得 $$v_t = \sqrt{\frac{mg}{k}} = \sqrt{\frac{5000 \times 10}{125/9}} = \sqrt{\frac{50000 \times 9}{125}} = \sqrt{3600} = 60 \, \text{m/s}$$。选项A正确。
滑跑过程中,水平方向合力:$$F_{\text{牵引}} - f = m a$$,加速度恒定?但升力变化,但水平方向不受影响,故加速度恒定。由 $$v_t^2 = 2 a s$$,得 $$a = \frac{v_t^2}{2s} = \frac{3600}{1000} = 3.6 \, \text{m/s}^2$$。选项B正确。
克服阻力做功:$$W_f = f s = 1000 \times 500 = 5.0 \times 10^5 \, \text{J}$$,但选项C为 $$5.0 \times 10^4 \, \text{J}$$,错误。
牵引力 $$F = m a + f = 5000 \times 3.6 + 1000 = 18000 + 1000 = 19000 \, \text{N}$$。平均速度 $$\bar{v} = \frac{v_t}{2} = 30 \, \text{m/s}$$,平均功率 $$P = F \bar{v} = 19000 \times 30 = 5.7 \times 10^5 \, \text{W}$$。选项D正确。
因此不正确的是C。
8. 汽车过桥问题:凸形桥顶A点,压力 $$N_A = \frac{1}{2} mg$$。由牛顿第二定律:$$mg - N_A = \frac{m v^2}{R}$$,代入得 $$mg - \frac{1}{2} mg = \frac{m v^2}{R}$$,即 $$\frac{1}{2} mg = \frac{m v^2}{R}$$,所以 $$\frac{v^2}{R} = \frac{1}{2} g$$。
凹地最低点B点,压力 $$N_B$$ 满足:$$N_B - mg = \frac{m v^2}{R}$$(同速度,同半径),代入 $$\frac{v^2}{R} = \frac{1}{2} g$$,得 $$N_B = mg + \frac{1}{2} mg = \frac{3}{2} mg$$。
已知 $$N_A = \frac{1}{2} mg$$,故 $$N_A : N_B = \frac{1}{2} : \frac{3}{2} = 1:3$$。
答案:C. $$1:3$$
9. 飞机合外力:质量 $$m = 5 \, \text{t} = 5000 \, \text{kg}$$,加速度 $$a = 6 \, \text{m/s}^2$$,合外力 $$F = m a = 5000 \times 6 = 30000 \, \text{N} = 3 \times 10^4 \, \text{N}$$。
答案:D. $$3 \times 10^4 \, \text{N}$$
注意:第2、6、7、10题因svg异常无法解析,仅解答了完整文本题目。
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