(22分)消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示,消防水炮离地高度为H,建筑物上的火点离地高度为h,水炮与火点的水平距离为x,水泵的功率为P,整个供水系统的效率η=0.6。假设水从水炮水平射出,不计空气阻力,取g=10m/s2。
(1)若H=80m,h=60m,水炮出水速度v0=30m/s,求水炮与起火建筑物之间的水平距离x;
(2)在(1)问中,若水炮每秒出水量m0="60" kg,求水泵的功率P;
(3)当完成高层灭火后,还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火,将水炮竖直下移至H´=45m,假设供水系统的效率η不变,水炮出水口的横截面积不变,水泵功率应调整为P´,则P´应为多大?
(20分)如图所示,有3块水平放置的长薄金属板a、b和c,a、b之间相距为L。紧贴b板下表面竖直放置半径为R的半圆形塑料细管,两管口正好位于小孔M、N处。板a与b、b与c之间接有电压可调的直流电源,板b与c间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。当体积为V0、密度为r、电荷量为q的带负电油滴,等间隔地以速率v0从a板上的小孔竖直向下射入,调节板间电压Uba和Ubc,当Uba=U1、Ubc=U2时,油滴穿过b板M孔进入细管,恰能与细管无接触地从N孔射出。忽略小孔和细管对电场的影响,不计空气阻力。
求:
(1)油滴进入M孔时的速度v1;
(2)b、c两板间的电场强度E和磁感应强度B的值;
(3)当油滴从细管的N孔射出瞬间,将Uba和B立即调整到和B´,使油滴恰好不碰到a板,且沿原路与细管无接触地返回并穿过M孔,请给出和B´的结果。
(16分)小明同学乘坐杭温线“和谐号”动车组,发现车厢内有速率显示屏。当动车组在平直轨道上经历匀加速、匀速与再次匀加速运行期间,他记录了不同时刻的速率,部分数据列于表格中。已知动车组的总质量M=2.0×105kg,假设动车组运动时受到的阻力是其重力的0.1倍,取g=10m/s2。在小明同学记录动车组速率这段时间内
t/s |
v/m·s-1 |
0 |
30 |
100 |
40 |
300 |
50 |
400 |
50 |
500 |
60 |
550 |
70 |
600 |
80 |
求:
(1)动车组的加速度值;
(2)动车组牵引力的最大值;
(3)动车组位移的大小。
(8分)为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码.实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,七对应点已在图上标出.(g=9.8m/s2)
(1)作出m-l的关系图线;
(2)弹簧的原长为______cm;
(2)弹簧的劲度系数为_____N/m.
(12分)在“验证机械能守恒定律”实验中,
(1)电磁打点计时器与电源相接,图甲中接线正确的是 (填“A”或“B”);
(2)已知重锤质量m=0.300kg,当地重力加速度g=9.80m/s2,经正确操作后获得的一条纸带如图乙所示,则C、D两点间对应运动过程的动能变化值___________J和势能变化值___________J;(本题两空保留两位有效数字)
(3)分析实验误差产生的原因。
引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,太阳光传到地球约需8分钟,估算太阳与地球质量之和的数量级为
A.1024kg B.1027kg C.1030kg D.1035kg