内容正文:
2023学年第二学期期中考试试卷
高一物理 60分钟 满分100分
一、电动汽车(共20分)
随着时代的变化和科学技术的进步,电动汽车的环保、低噪音、经济、易保养等优越性逐渐被人们认可,电动汽车的发展前景是令人期待的。
1. 如图所示,一辆电动汽车匀速驶过AB间的圆弧形路面过程中:
(1)汽车受到合外力大小( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先增后减
(2)汽车对路面的压力( )
A.变大 B.不变
C.先减后增 D.先增后减
2. 如图所示,一辆电动汽车经过一平直路面,在匀减速向左运动,一人用力向前推车厢,若人与车厢始终保持相对静止。
(1)人和车之间可能存在几对作用力与反作用力( )
A.1对 B.2对
C.3对 D.4对
(2)关于人对车厢的做功情况,以下说法正确的是( )
A.人对车厢不做功 B.人对车厢做正功
C.人对车厢做负功 D.无法确定
3. 一辆电动汽车在水平路面匀速行驶时所需的牵引力与汽车的速率的平方成正比。
(1)当该汽车的牵引力增大为原来的3倍,汽车仍匀速行驶时,发动机功率是原来的( )
A.倍 B.3倍 C.倍 D.9倍
(2)功率国际单位是W,用国际单位的基本单位表示,应为( )
A.kg·m2/s3 B.kg·m/s2 C.kg·m2/s2 D.kg·m/s
4. 质量m=200 kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动,图甲表示汽车运动的速度与时间的关系,图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系,设汽车在运动过程中阻力不变,在18s末汽车的速度恰好达到最大。汽车受到的阻力大小为___________N,在8~18s过程中汽车牵引力做的功为___________J。
【答案】1. ①. C ②. D
2. ①. BC ②. B
3. ①. C ②. A
4. ①. 800 ②. 80000
【解析】
【1题详解】
(1)汽车受到的合外力提供向心力,有
则合力不变。
故选C。
(2)设支持力与竖直方向的夹角为,对汽车受力分析,根据牛顿第二定律有
结合牛顿第三定律可知,汽车对路面的压力先增后减。
故选D。
【2题详解】
(1)人受到重力、支持力、侧壁的弹力、可能受摩擦力作用,人与车之间有水平方向相互作用的弹力、竖直方向相互作用的弹力,可能存在相互作用的摩擦力。
故选BC。
(2)车对人合力向右,则人对车的合力向左,可知人对车厢做正功。
故选B。
【3题详解】
(1)根据功率的公式有
其中
解得
当该汽车的牵引力增大为原来的3倍,汽车仍匀速行驶时,发动机功率是原来的倍 。
故选C。
(2)根据功率的计算公式可知
1W=1 kg·m2/s3
故选A。
【4题详解】
[1] 当牵引力等于阻力时,汽车的速度达到最大,由甲图知,汽车的最大速度vm=10m/s,由乙图知,汽车的额定功率为P=8×103W,由
P=Fvm=fvm
得汽车受到的阻力
f=800N
[2] 8s-18s过程中汽车牵引力已达到最大功率,保持不变,所以牵引力做的功为
W=Pt=810310J=8104J
二、变速自行车(共12分)
变速自行车可通过调整前、后齿盘的大小调整自行车的车速,或是应对不同的路段、路况。
名称
链轮
飞轮
齿数
48
38
28
15
16
18
21
24
28
5. 如图所示,一辆变速自行车有3个链轮和6个飞轮,链轮和飞轮的齿数如表所示。该自行车的前后轮周长均为2m。
(1)当自行车匀速行驶时,链轮边缘的点A和飞轮边缘的点B均在做匀速圆周运动,A、B两点的线速度大小分别为vA、vB。以下说法正确的是( )
A.vA=vB B.vA>vB C.vA<vB D.无法确定
(2)为了获得最大的车速,应选择链轮的齿数为_____,飞轮的齿数为_____。
(3)若人脚踩踏板的转速为1r/s,则可以获得的最大车速为________m/s。
6. 如图所示,某人骑变速自行车下坡,人不踏车的情况下,阻力不可忽略,则下坡过程中人的重力势能________,机械能________。(均选填“增大”“减小”“不变”)
【答案】5. ①. A ②. 48 ③. 15 ④. 6.4
6 ①. 减小 ②. 减小
【解析】
【5题详解】
(1)链轮边缘的点A和飞轮边缘的点B均在做匀速圆周运动,属于同传送带转动,A、B两点的线速度大小相等。
故选A。
A.vA=vB B.vA>vB C.vA<vB D.无法确定
(2)设踏板的角速度为,链轮的半径为,飞轮的半径为,车轮的半径为R,则有
由于半径与齿数成正比,则结合表中数据可知,为了获得最大的车速,应选择链轮的齿数为48,飞轮的齿数为15。
(3)若人脚踩踏板的转速为1r/s,代入
可以获得的最大车速为6.4m/s。
【6题详解】
下坡过程中人的重力势能减小,由于阻力做负功,则机械能减小。
三、过山车、快乐飞机(共12分)
游乐园中有一些网周运动项目,比如过山车、快乐飞机爷。这些游戏项目,可以让人们体验到刺激、挑战、快乐和放松,是一种非常受欢迎的娱乐方式。
7. 如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内旋转,重力加速度大小为g。
(1)乘客在最低点时对座位的压力( )
A.等于mg B.小于mg C.大于mg
(2)座舱转动过程,乘客的机械能守恒吗?( )
A.守恒 B.不守恒
8. 如图甲所示,游乐场有一种叫作“快乐飞机”的游乐项目,模型如图乙所示、已知模型飞机质量为m,固定在长为L的旋臂上,旋臂与竖直方向夹角为,当模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)旋臂对模型飞机的作用力方向( )
A.一定与旋臂垂直 B.可能与悬臂不垂直
(2)若仅夹角增大,则旋臂对模型飞机的作用力( )
A.变大 B.变小 C.不变
(3)模型飞机做的是匀速圆周运动,做匀速圆周运动的物体所受向心力的大小与半径、角速度质量都有关,我们可用如图所示的实验装置进行探究,该实验的研究方法是_____________法。为了探究向心力大小和角速度的关系,我们处理实验数据的方法是:根据实验数据作出图像,而不是图像,这样做的理由是:_________________。
【答案】7. ①. C ②. B
8. ①. B ②. A ③. 控制变量 ④. 根据向心力公式,可知F与成正比,与不成正比,故作的图像可描出一条近似直线的图形,便于计算并得出结论;而若作图像,则是一条曲线,较难得出结论。
【解析】
【7题详解】
(1)乘客在最低点时,根据牛顿第二定律有
结合牛顿第三定律可知对座位的压力为
故选C。
(2)座舱转动过程,乘客受支持力和摩擦力做功,机械能不守恒。
故选B。
【8题详解】
(1)模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动,则旋臂对模型飞机的作用力与重力提供向心力,则旋臂对模型飞机的作用力方向可能与悬臂不垂直。
故选B。
(2)根据牛顿第二定律有
解得
若仅夹角θ增大,则旋臂对模型飞机作用力变大。
故选A。
(3)[1]该实验的研究方法是控制变量法;
[2] 根据向心力公式,可知F与成正比,与不成正比,故作的图像可描出一条近似直线的图形,便于计算并得出结论;而若作图像,则是一条曲线,较难得出结论。
四、航天工程(共14分)
2016年,“天宫号”发射成功,这是中国第一个真正意义上的空间实验室;2020年,火探测器“天问一号”发射成功,自此,中国迈出了行星探测的第一步。
9. 2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。
(1)与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )
A.周期变大 B.速率变大
C.动能变大 D.向心加速度变大
(2)根据下列器材在地面上使用时的主要功能,航天员在空间实验室中同样可以正常使用的是( )
A.水银压强计 B.家用体重秤 C.哑铃 D.弹簧拉力器
(3)与嫦娥一号、二号月球探测器不同,嫦娥三号是一次性进入距月球表面100km高的圆轨道I(不计地球对探测器的影响),运行一段时间后再次变轨,从100km的环月圆轨道I,降低到距月球15km的近月点B、距月球100km的远月点A的椭圆轨道II,如图所示,为下一步月面软着陆微准备:关于嫦娥三号探测器下列说法正确的是( )
A.探测器在轨道II经过A点的速度大于经过B点的速度
B.探测器从轨道I变轨到轨道II,应在A点减速
C.探测器沿轨道I运动过程中,探测器中的科考仪器对其支持面有压力
D.探测器在轨道II经过A点时的加速度小于在轨道I经过A点时的加速度
10. 2020年7月23日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射,火星公转半径约为地球公转半径的倍,不考虑火星自转造成的影响。
(1)天问一号的发射速度为v,以下说法正确的是( )
A.11.2m/s<v<16.7km/s B.v>16.7km/s
C.7.9km/s<v<11.2m/s D.v<7.9km/s
(2)火星的公转周期约为地球公转周期的多少倍( )
A.倍 B.倍 C.倍 D.倍
(3)已知引力恒量为G,火星质量为M,火星半径为R,则火星表面的重力加速度为____________。
【答案】9. ①. C ②. D ③. B
10. ①. A ②. B ③.
【解析】
【9题详解】
(1)ABD.根据万有引力提供向心力有
解得
,,
可知组合体运行的速率、周期、向心加速度不变,故ABD错误;
C.组合体质量增大,则动能增大,故C正确;
故选C。
(2)航天员在空间实验室中处于失重状态,可以正常使用的是弹簧拉力器。
故选D。
(3)A.根据开普勒第二定律可知,探测器在轨道II经过A点的速度小于经过B点的速度,故A错误;
B.探测器从轨道I变轨到轨道II,应在A点减速,使探测器做近心运动,故B正确;
C.探测器沿轨道I运动过程中,探测器中的科考仪器处于完全失重状态,仪器对其支持面没有压力,故C错误;
D.根据万有引力提供向心力有
解得
可知,探测器在轨道II经过A点时的加速度等于在轨道I经过A点时的加速度,故D错误;
故选B。
【10题详解】
(1)天问一号要脱离地球吸引,其发射速度应大于第二宇宙速度,小于第三宇宙速度,即11.2m/s<v<16.7km/s。
故选A。
(2)根据开普勒第三定律可知
解得火星的公转周期约为地球公转周期的倍。
故选B。
(3)根据万有引力与重力的关系有
解得
五、奥运会(共20分)
奥运会是国际奥林匹克委员会主办的世界规模最大的综合性运动会,每四年一届。
11. 某次奥运会女子500米双人皮划艇决赛中,假设在一段平直的河道中水流速度为v0,皮划艇在静水中的速度为v,河道宽为d,小刘和小张划动皮划艇过河。
(1)若水流速度增大,则皮划艇过河最短时间( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法确定
(2)若调整船头,皮划艇能到达正对岸,此时过河位移最短,则过河时间为__________________。
12. 图甲为2022年北京冬奥会我国运动员参加冰壶比赛的场景,比赛中投壶手在投出冰壶时会带有一定的旋转(自旋),擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面(刷冰),减小冰壶前侧受到的摩擦力,可使冰壶做曲线运动,在图乙所示的各图中,圆表示冰壶,ω表示冰壶自旋的方向,v表示冰壶前进的方向,在刷冰的过程中,冰壶运动的轨迹(虚线表示)可能正确的是( )
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
13. 如图所示,跳台滑雪赛道可以简化为助滑道、起跳区、着陆坡等几段,起跳区BC是一小段半径R=20m的圆弧,助滑道和着陆坡两斜面与水平面的夹角θ均为37°,运动员与助滑道AB段间的动摩擦因数µ=0.125。质量m=60kg的运动员(含装备)从A点无初速度下滑,从起跳区的C点起跳时速度沿水平方向,然后降落在着陆坡上的D点。不考虑空气阻力,运动员从起跳区的C点起跳后在空中时间为t=3s,在运动员运动的过程中可以把运动员看成质点。(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)运动员在起跳区C点对滑道的压力是多少?
(2)若不考虑起跳区BC对运动员速度大小的影响,助滑道AB的长度至少是多少?
【答案】11. ①. C ②. 12. B
13. (1)1800N;(2)40m
【解析】
【11题详解】
(1)皮划艇过河最短时间为
若水流速度增大,则皮划艇过河最短时间不变。
故选C。
(2)若皮划艇正好到达河道的正对面,则合速度为
过河时间为
【12题详解】
由题意可知,擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面(刷冰),减小冰壶前侧受到的摩擦力,而后侧受摩擦力几乎不变,若冰壶按如图①的逆时针方向旋转,则沿速度垂直的方向,摩擦力的合力向左,则冰壶运动轨迹将向左偏转;同理若冰壶按顺时针方向旋转,冰壶运动轨迹向右偏转。即①④正确。
故选B。
【13题详解】
(1)运动员从C点起跳做平抛运动,水平方向有
竖直方向有
根据数学三角函数知识有
代入数据解得
运动员在C点,设滑道对运动员的支持力为,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知,运动员在起跳区C点对滑道的压力为。
(2)设助滑道AB的长度为x,根据动能定理有
代入数据解得
m
六、游戏玩具枪(共22分)
游戏玩具枪的原理是利用压缩气体或者弹簧的力将弹丸(或小球)射出,拟真实枪械的射击效果。
14. 如图所示,在竖直平面内,截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处,一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时,小积木恰好由静止释放,子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。
(1)关于子弹击中积木的位置,以下说法正确的是( )
A.将恰好击中P点 B.将击中P点上方 C.将击中P点下方
(2)子弹击中积木的时间t( )
A. B. C.
(3)为研究平抛运动的规律,我们可采用如图所示频闪照相的方法,拍摄小球做平抛运动的照片。背景标尺每小格边长均为L=5cm,则拍摄时每_______s曝光一次,平抛运动的初速度为_______m/s。(取重力加速度g=10m/s2)
15. 某弹射游戏装置简化模型如图所示,水平光滑枪管中弹簧被弹射杆P用线拉着,处于压缩状态,质量为m=0.1kg的小钢球紧靠弹簧,枪口上边缘与半圆形光滑竖直轨道最高点A的内侧对齐。水平轨道BC在B、C两点分别与半圆轨道内侧和倾角θ=45°的倾斜轨道平滑连接。扣动扳机,弹簧立即松开,小球射出经轨道到达斜面上最高点D后又恰好回到A点进入枪内,挤压弹簧后再次被弹出。已知半圆轨道半径为R=0.2m,BC长为s=0.4m,小球与斜面CD、水平轨道BC的动摩擦因数均为,取重力加速度g=10m/s2,小球受到的摩擦力视为滑动摩擦力。求:
(1)小球第二次经过B点时的速度大小;
(2)小球第一次到达斜面上最高点D点的离地高度;
(3)小球第一次经过A点的速度大小;
(4)弹簧储存的最大弹性势能Ep。
【答案】14. ①. A ②. B ③. 0.1 ④. 1
15. (1);(2)0.8m;(3);(4)0.7J
【解析】
【14题详解】
(1)[1]因子弹和积木在竖直方向均做自由落体运动,可知最终将恰好击中P点,故选A;
(2)[2]因子弹恰能击中P点,则水平位移为L,则运动时间为
故选B。
(3)[3]竖直方向,根据
解得
T=0.1s
[4]水平速度
【15题详解】
(1)小球射出经轨道到达斜面上最高点D后又恰好回到A点进入枪内,可知在A点时
从小球第二次经过B点到回到A点过程,由机械能守恒
解得
(2)从D点到第二次回到B点,由动能定理
解得
h=4R=0.8m
(3)小球第一次经过A点到D点由动能定理
解得
(4)弹簧储存的最大弹性势能
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2023学年第二学期期中考试试卷
高一物理 60分钟 满分100分
一、电动汽车(共20分)
随着时代变化和科学技术的进步,电动汽车的环保、低噪音、经济、易保养等优越性逐渐被人们认可,电动汽车的发展前景是令人期待的。
1. 如图所示,一辆电动汽车匀速驶过AB间的圆弧形路面过程中:
(1)汽车受到的合外力大小( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先增后减
(2)汽车对路面的压力( )
A.变大 B.不变
C.先减后增 D.先增后减
2. 如图所示,一辆电动汽车经过一平直路面,在匀减速向左运动,一人用力向前推车厢,若人与车厢始终保持相对静止。
(1)人和车之间可能存几对作用力与反作用力( )
A.1对 B.2对
C.3对 D.4对
(2)关于人对车厢做功情况,以下说法正确的是( )
A.人对车厢不做功 B.人对车厢做正功
C.人对车厢做负功 D.无法确定
3. 一辆电动汽车在水平路面匀速行驶时所需的牵引力与汽车的速率的平方成正比。
(1)当该汽车的牵引力增大为原来的3倍,汽车仍匀速行驶时,发动机功率是原来的( )
A.倍 B.3倍 C.倍 D.9倍
(2)功率的国际单位是W,用国际单位的基本单位表示,应为( )
A.kg·m2/s3 B.kg·m/s2 C.kg·m2/s2 D.kg·m/s
4. 质量m=200 kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动,图甲表示汽车运动的速度与时间的关系,图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系,设汽车在运动过程中阻力不变,在18s末汽车的速度恰好达到最大。汽车受到的阻力大小为___________N,在8~18s过程中汽车牵引力做的功为___________J。
二、变速自行车(共12分)
变速自行车可通过调整前、后齿盘的大小调整自行车的车速,或是应对不同的路段、路况。
名称
链轮
飞轮
齿数
48
38
28
15
16
18
21
24
28
5. 如图所示,一辆变速自行车有3个链轮和6个飞轮,链轮和飞轮的齿数如表所示。该自行车的前后轮周长均为2m。
(1)当自行车匀速行驶时,链轮边缘的点A和飞轮边缘的点B均在做匀速圆周运动,A、B两点的线速度大小分别为vA、vB。以下说法正确的是( )
A.vA=vB B.vA>vB C.vA<vB D.无法确定
(2)为了获得最大的车速,应选择链轮的齿数为_____,飞轮的齿数为_____。
(3)若人脚踩踏板的转速为1r/s,则可以获得的最大车速为________m/s。
6. 如图所示,某人骑变速自行车下坡,人不踏车的情况下,阻力不可忽略,则下坡过程中人的重力势能________,机械能________。(均选填“增大”“减小”“不变”)
三、过山车、快乐飞机(共12分)
游乐园中有一些网周运动项目,比如过山车、快乐飞机爷。这些游戏项目,可以让人们体验到刺激、挑战、快乐和放松,是一种非常受欢迎的娱乐方式。
7. 如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内旋转,重力加速度大小为g。
(1)乘客在最低点时对座位的压力( )
A.等于mg B.小于mg C.大于mg
(2)座舱转动过程,乘客的机械能守恒吗?( )
A.守恒 B.不守恒
8. 如图甲所示,游乐场有一种叫作“快乐飞机”的游乐项目,模型如图乙所示、已知模型飞机质量为m,固定在长为L的旋臂上,旋臂与竖直方向夹角为,当模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)旋臂对模型飞机的作用力方向( )
A.一定与旋臂垂直 B.可能与悬臂不垂直
(2)若仅夹角增大,则旋臂对模型飞机的作用力( )
A.变大 B.变小 C.不变
(3)模型飞机做的是匀速圆周运动,做匀速圆周运动的物体所受向心力的大小与半径、角速度质量都有关,我们可用如图所示的实验装置进行探究,该实验的研究方法是_____________法。为了探究向心力大小和角速度的关系,我们处理实验数据的方法是:根据实验数据作出图像,而不是图像,这样做的理由是:_________________。
四、航天工程(共14分)
2016年,“天宫号”发射成功,这是中国第一个真正意义上的空间实验室;2020年,火探测器“天问一号”发射成功,自此,中国迈出了行星探测的第一步。
9. 2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。
(1)与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )
A.周期变大 B.速率变大
C.动能变大 D.向心加速度变大
(2)根据下列器材在地面上使用时的主要功能,航天员在空间实验室中同样可以正常使用的是( )
A.水银压强计 B.家用体重秤 C.哑铃 D.弹簧拉力器
(3)与嫦娥一号、二号月球探测器不同,嫦娥三号是一次性进入距月球表面100km高的圆轨道I(不计地球对探测器的影响),运行一段时间后再次变轨,从100km的环月圆轨道I,降低到距月球15km的近月点B、距月球100km的远月点A的椭圆轨道II,如图所示,为下一步月面软着陆微准备:关于嫦娥三号探测器下列说法正确的是( )
A.探测器在轨道II经过A点的速度大于经过B点的速度
B.探测器从轨道I变轨到轨道II,应在A点减速
C.探测器沿轨道I运动过程中,探测器中的科考仪器对其支持面有压力
D.探测器在轨道II经过A点时的加速度小于在轨道I经过A点时的加速度
10. 2020年7月23日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射,火星公转半径约为地球公转半径倍,不考虑火星自转造成的影响。
(1)天问一号的发射速度为v,以下说法正确的是( )
A.11.2m/s<v<16.7km/s B.v>16.7km/s
C.7.9km/s<v<11.2m/s D.v<7.9km/s
(2)火星的公转周期约为地球公转周期的多少倍( )
A.倍 B.倍 C.倍 D.倍
(3)已知引力恒量为G,火星质量为M,火星半径为R,则火星表面的重力加速度为____________。
五、奥运会(共20分)
奥运会是国际奥林匹克委员会主办的世界规模最大的综合性运动会,每四年一届。
11. 某次奥运会女子500米双人皮划艇决赛中,假设在一段平直的河道中水流速度为v0,皮划艇在静水中的速度为v,河道宽为d,小刘和小张划动皮划艇过河。
(1)若水流速度增大,则皮划艇过河最短时间( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法确定
(2)若调整船头,皮划艇能到达正对岸,此时过河位移最短,则过河时间__________________。
12. 图甲为2022年北京冬奥会我国运动员参加冰壶比赛的场景,比赛中投壶手在投出冰壶时会带有一定的旋转(自旋),擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面(刷冰),减小冰壶前侧受到的摩擦力,可使冰壶做曲线运动,在图乙所示的各图中,圆表示冰壶,ω表示冰壶自旋的方向,v表示冰壶前进的方向,在刷冰的过程中,冰壶运动的轨迹(虚线表示)可能正确的是( )
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
13. 如图所示,跳台滑雪赛道可以简化为助滑道、起跳区、着陆坡等几段,起跳区BC是一小段半径R=20m的圆弧,助滑道和着陆坡两斜面与水平面的夹角θ均为37°,运动员与助滑道AB段间的动摩擦因数µ=0.125。质量m=60kg的运动员(含装备)从A点无初速度下滑,从起跳区的C点起跳时速度沿水平方向,然后降落在着陆坡上的D点。不考虑空气阻力,运动员从起跳区的C点起跳后在空中时间为t=3s,在运动员运动的过程中可以把运动员看成质点。(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)运动员在起跳区C点对滑道的压力是多少?
(2)若不考虑起跳区BC对运动员速度大小的影响,助滑道AB的长度至少是多少?
六、游戏玩具枪(共22分)
游戏玩具枪的原理是利用压缩气体或者弹簧的力将弹丸(或小球)射出,拟真实枪械的射击效果。
14. 如图所示,在竖直平面内,截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处,一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时,小积木恰好由静止释放,子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。
(1)关于子弹击中积木的位置,以下说法正确的是( )
A.将恰好击中P点 B.将击中P点上方 C.将击中P点下方
(2)子弹击中积木的时间t( )
A. B. C.
(3)为研究平抛运动的规律,我们可采用如图所示频闪照相的方法,拍摄小球做平抛运动的照片。背景标尺每小格边长均为L=5cm,则拍摄时每_______s曝光一次,平抛运动的初速度为_______m/s。(取重力加速度g=10m/s2)
15. 某弹射游戏装置简化模型如图所示,水平光滑枪管中弹簧被弹射杆P用线拉着,处于压缩状态,质量为m=0.1kg的小钢球紧靠弹簧,枪口上边缘与半圆形光滑竖直轨道最高点A的内侧对齐。水平轨道BC在B、C两点分别与半圆轨道内侧和倾角θ=45°的倾斜轨道平滑连接。扣动扳机,弹簧立即松开,小球射出经轨道到达斜面上最高点D后又恰好回到A点进入枪内,挤压弹簧后再次被弹出。已知半圆轨道半径为R=0.2m,BC长为s=0.4m,小球与斜面CD、水平轨道BC的动摩擦因数均为,取重力加速度g=10m/s2,小球受到的摩擦力视为滑动摩擦力。求:
(1)小球第二次经过B点时的速度大小;
(2)小球第一次到达斜面上最高点D点的离地高度;
(3)小球第一次经过A点的速度大小;
(4)弹簧储存的最大弹性势能Ep。
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