3.“娛樂風(fēng)洞”是一種驚險的娛樂項目.在底部豎直向上的風(fēng)可把游客“吹起來,讓人體驗太空漂浮的感覺.假設(shè)風(fēng)洞內(nèi)各位置的風(fēng)速均相同且保持不變,已知人體所受風(fēng)力的大小與正對風(fēng)的面積成正比,水平橫躺時受風(fēng)面積最大,站立時受風(fēng)面積最小、為最大值的$\frac{1}{8}$;當(dāng)人體與豎直方向成一傾角、受風(fēng)面積是最大值的$\frac{1}{2}$時,人恰好可靜止或勻速漂移.在某次表演中,質(zhì)量為m的表演者保持站立身姿從距底部高為H的A點由靜止開始下落;經(jīng)過B點時,立即調(diào)整身姿為水平橫躺并保持;到達底部的C點時速度恰好減為零.則在從A到C的過程中,下落說法正確的是( 。
A.表演者加速度的最大值是$\frac{3}{4}$g
B.B點的高度是$\frac{3}{5}$H
C.從A到B,表演者克服風(fēng)力做的功是從B到C克服風(fēng)力做功的$\frac{1}{6}$
D.若保持水平橫躺,表演者從C返回到A時風(fēng)力的瞬時功率為$\sqrt{2{m}^{2}{g}^{3}H}$

分析 由題意,人體受風(fēng)力大小與正對面積成正比,設(shè)最大風(fēng)力為Fm,由于受風(fēng)力有效面積是最大值的一半時,恰好可以靜止或勻速漂移,故可以求得重力G=$\frac{1}{2}$Fm
人站立時風(fēng)力為$\frac{1}{8}$Fm,人下降過程分為勻加速和勻減速過程,先根據(jù)牛頓第二定律求出兩個過程的加速度,再結(jié)合運動學(xué)公式分析求解.

解答 解:A、設(shè)最大風(fēng)力為Fm,由于人體受風(fēng)力大小與正對面積成正比,故人站立時風(fēng)力為$\frac{1}{8}$Fm
由于受風(fēng)力有效面積是最大值的一半時,恰好可以靜止或勻速漂移,故可以求得重力 G=$\frac{1}{2}$Fm,F(xiàn)m=2G.
則人平躺上升時有最大加速度,a=$\frac{{F}_{m}-G}{m}$=g,故A錯誤;
B、設(shè)下降的最大速度為v,有速度位移公式,
加速下降過程位移x1=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{1}}$
減速下降過程位移x2=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{2}}$
故x1:x2=4:3
因而x2=$\frac{3}{7}$H,則B的高度為$\frac{3}{7}$H,故B錯誤;
C、表演者A至B克服風(fēng)力所做的功為 W1=$\frac{1}{8}$Fm•$\frac{4}{7}$H=$\frac{1}{14}$FmH;B至C過程克服風(fēng)力所做的功為 W2=Fm•$\frac{3}{7}$H=$\frac{3}{7}$FmH;所以$\frac{{W}_{1}}{{W}_{2}}$=$\frac{1}{6}$,故C正確.
D、C到A的過程中人的加速度大小為g,則到達A的速度:$v=\sqrt{2gH}$,所以表演者從C返回到A時風(fēng)力的瞬時功率為:P=Fm•v=$2mg•\sqrt{2gH}$=$\sqrt{8{m}^{2}{g}^{3}H}$,故D錯誤;
故選:C.

點評 本題關(guān)鍵將下降過程分為勻加速過程和勻減速過程,求出各個過程的加速度,然后根據(jù)運動學(xué)公式列式判斷.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.有一矩形線圈在勻強磁場中做勻速轉(zhuǎn)動,從中性面開始計時,每轉(zhuǎn)動1周所需的時間是0.02s.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖象如圖所示,試求出該感應(yīng)電動勢的峰值、有效值、周期和頻率,寫出該感應(yīng)電動勢隨時間變化的關(guān)系式.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.某同學(xué)要測量一種新材料制成的圓柱體的電阻率.實驗步驟如下:

(1)用游標(biāo)卡尺測量其長度,如圖1可知其長度L=5.015cm.  
(2)用螺旋測微器測量其直徑,如圖2可知其宜徑D=4.700mm.
(3)用多用電表的電阻“×l0”擋,按正確的操作步驟測量此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖3所示,則該電阻的阻值約為140Ω.
(4)該同學(xué)想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及規(guī)格如下:
待測圓柱體電阻R;
電流表A1(量程0~6mA,內(nèi)阻約50Ω);
電流表A2(量程0~20mA,內(nèi)阻約30Ω);
電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約lOkΩ);
電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約25kΩ);
滑動變阻器R(阻值范圍0~10Ω,允許通過的最大直流電流2.0A);
直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計),電鍵S,導(dǎo)線若干
為使實驗誤差較小.要求測得多阻數(shù)據(jù)進行分析.電流表應(yīng)選A2,電壓表應(yīng)選V1,并在方框中畫出測量的電路圖.

(5)請用以上各測量物理量寫出該新材料的電阻率的表達式$\frac{π{D}^{2}U}{4IL}$(用L、D、U、I表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.甲、乙兩物體的運動情況如圖所示,下列結(jié)論正確的是(  )
A.甲、乙兩物體的速度大小相等、方向相反
B.甲、乙用物體的速度大小相等、方向相同
C.經(jīng)過2.5s的時間,甲、乙兩物體相遇
D.經(jīng)過5s的時間,甲物體到達乙物體的出發(fā)點

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.某同學(xué)利用如圖的實驗裝置探究小車的加速度和力的關(guān)系,在該實驗的操作中:
(1)調(diào)節(jié)滑輪的角度使拉車的細(xì)線與長木板平行;
(2)本實驗是通過改變沙桶(含沙子)質(zhì)量來實現(xiàn)小車受力的改變的;
(3)實驗中要始終保持沙桶質(zhì)量m<<小車的質(zhì)量M(填>或=或<).

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8.如圖是一種測定小球所帶電荷量的裝置原理圖.長為l的絕緣細(xì)線,一端拴一質(zhì)量為m的帶正電小球,另一端懸掛在O點,靜止時細(xì)線豎直、小球位于A點.當(dāng)小球處于電場強度大小為E、方向水平的勻強電場中時,細(xì)線偏離豎直方向的角度為θ=30°,此時小球靜止在B點.重力加速度為g,則:
(1)小球所帶電荷量是多少?
(2)若將小球從B點拉到A點由靜止釋放,求小球再次回到B點時細(xì)線拉力的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.著名物理學(xué)家錢三強曾經(jīng)說過:“在物理教學(xué)中適當(dāng)增加一點物理學(xué)史的內(nèi)容,或者在教學(xué)計劃中增加一門物理學(xué)史選修課,讓學(xué)生更多地了解科學(xué)發(fā)展的歷程,這對他們的成長是有益的”.以下說法符合物理學(xué)史的是( 。
A.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,并最早發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律
B.卡文迪許發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律之后,用著名的扭秤實驗測出了引力常量
C.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系
D.牛頓最先通過實驗和科學(xué)推理的方法發(fā)現(xiàn)了力和運動的關(guān)系,進而得出了牛頓第一定律

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.有一個直流電動機,把它接入0.2V電壓的電路中電機不轉(zhuǎn),測得流過電動機的電流是0.4A;若把電動機接入2.0V電壓的電路中,正常工作時的電流是1.0A,此時,電動機的輸出功率是P;如果在電動機正常工作時,轉(zhuǎn)子突然被卡住,電動機的發(fā)熱功率是P,則( 。
A.P=1.5W,P=8WB.P=1.5W,P=8W
C.P=2W,P=8WD.P=1.5W,P=0.5W

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.如圖,Q1、Q2為兩個固定的點電荷,Q1帶負(fù)電、Q2帶正電,且|Q1|>|Q2|.a(chǎn)、b為它們連線延長線上的兩點,a、b兩點的場強和電勢分別表示為Ea、Eb和φa,φb.無限遠處電勢為零,則下列說法正確的是( 。
A.若Ea=0,則Eb方向向右B.若Ea=0,則φa<φb
C.若φa=0,則φb>0D.若φa=0,則φb<0

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