精品解析：山东省临沂市郯城江山高级中学2023-2024学年高一下学期第三次月考物理试题

2023-2024学年度第二学期第三次质量检测 高一物理 2024.5 考试范围：必修二；考试时间：90分钟；命题人：高三物理组 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（3'×8=24分） 1. 下面说法中正确是（　　） A. 曲线运动不一定是变速运动 B. 若两个不共线的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动可能是直线运动 C. 行星绕太阳由近日点向远日点运动时，万有引力对行星做负功 D. 牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量 2. 某质点在恒力F作用下，从A点沿图中曲线方向运动到B点。经过B点时，若力的方向突然变为与原来相反，则它从B点开始可能沿图中的哪一条虚线运动（　　） A. 虚线a B. 虚线b C. 虚线c D. 虚线d 3. 如图是轮渡的简化图。已知船在静水中的速度为，水流速度为9m/s。当船从A处过河时，船头与上游河岸的夹角，一段时间后，船正好到达正对岸B处。若河宽为450m，船在静水中的速度大小不变，水流的速度不变，则（　　） A. B. 船渡河的时间为37.5s C. 若改变船的航行方向，船最短的渡河时间为25s D. 若增大船头与上游河岸的夹角，则小船将到达河对岸B的上游 4. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ） A. 汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应快速驶过 B. 在铁路的转弯处外轨比内轨高，如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨 C. 杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时只要速度足够小，水就不会流出 D. 脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 5. 滑滑梯是深受儿童喜爱的娱乐项目之一、如图所示，小孩沿一粗糙滑梯加速下滑，该过程中（　　） A. 小孩所受重力做功的功率增大，其机械能增大 B. 小孩所受重力做功的功率增大，其机械能减小 C. 小孩所受重力做功的功率减小，其机械能增大 D. 小孩所受重力做功的功率减小，其机械能减小 6. 如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A. 甲的向心加速度比乙的小 B. 甲的运行周期比乙的小 C. 甲的角速度比乙的大 D. 甲的线速度比乙的大 7. 两相同高度的斜面，倾角分别为300、600，两小球分别由斜面顶端以相同水平速度v抛出，如图所示，假设两球能落在斜面上，则两球下落高度之比（ ） A. 1:2 B. 3:1 C. 1:9 D. 9:1 8. 鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长494公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系，如图所示。6s时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，10s时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（　　） A. 10s时动车的速度大小为2m/s B. 动车匀加速直线运动的时间为138s C. 匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为1N D. 匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为4900J 二、多项选择题（4'×4=16分） 9. 如图所示，2020年11月嫦娥五号在海南文昌航天发射基地成功发射，这是我国首次执行月球采样返回任务，飞船在轨道Ⅰ上做圆周运动，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则（　　） A. 飞船在轨道Ⅰ上运动时飞船处于平衡状态 B. 飞船在轨道Ⅱ上从A点运行到B点，飞船机械能守恒 C. 飞船在轨道Ⅲ上通过B点的速率等于在轨道Ⅱ上通过B点的速率 D. 飞船在轨道Ⅱ上通过A点时的加速度等于在轨道Ⅰ上通过A点时的加速度 10. 如图所示，某次空中投弹的军事演习中，战斗机在M点的正上方离地H高处以水平速度v1=0.9km/s发射一颗炮弹1，经20s击中地面目标P。若地面拦截系统在炮弹1发射的同时在M点右方水平距离s=1500m的地面上的N点，以速度v2竖直发射拦截炮弹2恰好成功拦截。若不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 战斗机发射炮弹时离地高度2000m B. M点到P点的距离为1800m C. 炮弹从发射到拦截的时间为 D. 炮弹2的初速度大小v2=1.2km/s 11. 一足够长的光滑斜面固定在水平面上，质量为的小物块在平行斜面向上的拉力F作用下，以一定初速度从斜面底端沿斜面向上运动，经过时间t物块沿斜面上滑了。小物块在F作用下沿斜面上滑过程中动能和重力势能随位移的变化关系如图线Ⅰ和Ⅱ所示。设物块在斜面底端的重力势能为零，重力加速度g取。则（　　） A. 斜面的倾角为 B. 力F的大小为 C. 小物块上滑所需时间 D. 若t时刻撤去拉力F，物块继续沿斜面上滑 12. 如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮，一端和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为m的小物块连接，直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角θ=53°，直杆上O点与两定滑轮均在同一高度，O点到定滑轮的距离为L，直杆上D点到点的距离也为L，重力加速度为g，直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从O点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 小物块刚释放时，轻绳中的张力大小为mg B. 小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为 C. 小物块下滑至D点时，小物块与小球的速度大小之比为5：3 D. 小物块下滑至D点时，小物块的速度大小为 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共16分） 13. 图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。 （1）下列实验操作合理的有______。 A. 斜槽轨道必须光滑 B 斜槽轨道末端必须水平 C. 小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 D. 小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则小球平抛的初速度大小为______m/s。（g取） （3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每格的边长，通过实验记录小球运动途中的三个位置，如图丙，则该球做平抛运动的初速度大小为______m/s，B点的速度大小为______m/s，C点的竖直分速度大小为______m/s。（g取） 14. 某同学利用如图甲所示的装置测量滑块沿斜面体下滑时所受的阻力大小，某次实验时得到的纸带如图乙所示，已知纸带上标出的相邻两计数点之间还有4个计时点未画出，计时器的打点频率为。 （1）打下点时，滑块的速度__________； （2）为了研究不同材料滑块所受阻力的情况，该同学用两个质量相同、材料不同的滑块、进行了反复操作，画出了的图像，如图丙所示，则滑块所受的阻力___________（填“大于”“等于”或“小于”）滑块所受的阻力； （3）若图丙中图线的斜率为，滑块的质量为，斜面体的倾角为，重力加速度为，则滑块沿斜面体下滑时所受的阻力__________ 四、解答题（15题8分，16题8分，17题14分，18题16分，共46分） 15. 宇航员乘坐宇宙飞船到达一未知行星，进行科学实验：宇航员在该行星地面附近高h处以某一水平初速度抛出一个小球，测得小球在空中运动时间为t．已知该行星表面无空气，行星半径为R，万有引力常量为G．求： （1）行星的第一宇宙速度； （2）行星的平均密度． 16. 体育课上，排球专项的甲、乙两位同学在进行垫球训练。甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在排球离地处将排球垫起。已知排球质量m，取重力加速度g。不计空气阻力。求： （1）排球被垫起前在空中飞行时间t及水平方向飞行的距离x； （2）排球落到乙同学手臂上那瞬间的速度大小v。 17. 如图所示，一小球从平台上水平抛出后，落在一倾角的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下（即到达斜面顶端时速度方向与斜面平行），顶端与平台的高度差，取（，），求： （1）小球到达斜面顶端所需的时间； （2）平台与斜面水平方向间距； （3）若小球在光滑斜面上运动时间为，求斜面的高度H。 18. 如图所示，水平传送带左边有一个与传送带等高光滑平台，传送带始终以速度v=3m/s逆时针匀速转动，在平台上给物块一个水平向右的初速度v0=6m/s，物块从A点冲上传送带，已知物块的质量m=2kg且可视为质点，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，物块刚好未从传送带B端滑落，求： （1）物块在传送带上运动的时间； （2）物块从冲上传送带到返回A点全过程，系统因摩擦产生的热量； （3）全过程电动机因物块在传送带上运动多消耗的电能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度第二学期第三次质量检测 高一物理 2024.5 考试范围：必修二；考试时间：90分钟；命题人：高三物理组 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（3'×8=24分） 1. 下面说法中正确的是（　　） A. 曲线运动不一定是变速运动 B. 若两个不共线的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动可能是直线运动 C. 行星绕太阳由近日点向远日点运动时，万有引力对行星做负功 D. 牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量 【答案】C 【解析】 【详解】A．曲线运动的速度方向是变化的，故曲线运动一定是变速运动，A错误； B．两个不共线的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，由于速度方向与加速度方向不在同一直线上，故合运动一定是曲线运动，B错误； C．行星绕太阳由近日点向远日点运动时，要克服万有引力做功，动能减小，即万有引力做负功，C正确； D．牛顿总结出了万有引力定律，卡文迪许测出的万有引力常量，D错误。 故选C。 2. 某质点在恒力F作用下，从A点沿图中曲线方向运动到B点。经过B点时，若力的方向突然变为与原来相反，则它从B点开始可能沿图中的哪一条虚线运动（　　） A. 虚线a B. 虚线b C. 虚线c D. 虚线d 【答案】A 【解析】 【详解】从A点沿曲线运动到B点，曲线是向下右弯曲的，由合力应该指向轨迹的内侧，可知恒力F的方向应该是斜向右下方的，改变F的方向之后就应该是斜向左上方的，物体的运动轨迹应该是向左上方弯曲，可能出现a的轨迹，其余为不可能的，故A正确，BCD错误。 故选A。 3. 如图是轮渡的简化图。已知船在静水中的速度为，水流速度为9m/s。当船从A处过河时，船头与上游河岸的夹角，一段时间后，船正好到达正对岸B处。若河宽为450m，船在静水中的速度大小不变，水流的速度不变，则（　　） A. B. 船渡河的时间为37.5s C. 若改变船的航行方向，船最短的渡河时间为25s D. 若增大船头与上游河岸的夹角，则小船将到达河对岸B的上游 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图像有 解得 A错误； B．船渡河的时间为 B正确； C．当船头垂直于河岸时，最短渡河时间为 C错误； D．若增大船头与上游河岸的夹角，根据平行四边形定则，可知，船的合速度方向指向河对岸B的下方，即若增大船头与上游河岸的夹角，则小船将到达河对岸B的下游，D错误。 故选B。 4. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ） A. 汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应快速驶过 B. 在铁路的转弯处外轨比内轨高，如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨 C. 杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时只要速度足够小，水就不会流出 D. 脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，根据 可知 则速度越大，则轮胎对地面的压力越大，为了防止爆胎，车应慢速驶过，选项A错误； B．在铁路的转弯处外轨比内轨高，如果行驶速度超过设计速度，则火车的重力和铁轨的支持力的合力不足以提供做圆周运动的向心力，则火车有做离心运动的趋势，则轮缘会挤压外轨，选项B正确； C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时最小速度满足 即 则如果速度小于该速度，水就会流出，选项C错误； D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力不足以提供做圆周运动的向心力，从而做离心运动沿切线方向甩出，选项D错误。 故选B。 5. 滑滑梯是深受儿童喜爱的娱乐项目之一、如图所示，小孩沿一粗糙滑梯加速下滑，该过程中（　　） A. 小孩所受重力做功的功率增大，其机械能增大 B. 小孩所受重力做功的功率增大，其机械能减小 C. 小孩所受重力做功的功率减小，其机械能增大 D. 小孩所受重力做功的功率减小，其机械能减小 【答案】B 【解析】 【详解】小孩沿一粗糙滑梯加速下滑，由于滑动摩擦力做负功，其机械能减小，小孩所受重力做功的功率可表示为 随着速度增大，重力做功的功率增大。 故选B。 6. 如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A. 甲的向心加速度比乙的小 B. 甲的运行周期比乙的小 C. 甲的角速度比乙的大 D. 甲的线速度比乙的大 【答案】A 【解析】 【详解】根据卫星运动的向心力由万有引力提供， 有： 由，可知甲的向心加速度小于乙的向心加速度，故A正确; ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的周期大于乙的周期，故B错误； ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的角速度小于乙的角速度，故C错误； ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的线速度小于乙的线速度，故D错误．故选A． 点睛：抓住半径相同，中心天体质量不同，根据万有引力提供向心力展开讨论即可，注意区别中心天体的质量不同． 7. 两相同高度的斜面，倾角分别为300、600，两小球分别由斜面顶端以相同水平速度v抛出，如图所示，假设两球能落在斜面上，则两球下落高度之比（ ） A. 1:2 B. 3:1 C. 1:9 D. 9:1 【答案】C 【解析】 【详解】根据平抛运动的规律以及落在斜面上的特点可知：，，，分别将30°、60°代入求时间之比为1:3，两球下落高度之比为1:9，C正确． 8. 鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长494公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系，如图所示。6s时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，10s时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（　　） A. 10s时动车的速度大小为2m/s B. 动车匀加速直线运动的时间为138s C. 匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为1N D. 匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为4900J 【答案】B 【解析】 【详解】A．加速度a随时间t的变化关系中与时间轴围成的面积表示速度的变化量，从静止开始，10s时动车的速度大小为 A错误； B．最大速度，在匀加速段 B正确； C．根据牛顿第二定律可得 支持力为，桌板对物体的作用力大小为 C错误； D．匀加速直线运动过程中，物体移动位移为 桌板对物体做的功为 D错误。 故选B。 二、多项选择题（4'×4=16分） 9. 如图所示，2020年11月嫦娥五号在海南文昌航天发射基地成功发射，这是我国首次执行月球采样返回任务，飞船在轨道Ⅰ上做圆周运动，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则（　　） A. 飞船在轨道Ⅰ上运动时飞船处于平衡状态 B. 飞船在轨道Ⅱ上从A点运行到B点，飞船的机械能守恒 C. 飞船在轨道Ⅲ上通过B点的速率等于在轨道Ⅱ上通过B点的速率 D. 飞船在轨道Ⅱ上通过A点时的加速度等于在轨道Ⅰ上通过A点时的加速度 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．飞船在轨道Ⅰ上运动时，加速度不为零，飞船不是处于平衡状态，选项A错误； B．飞船在轨道Ⅱ上从A点运行到B点，只有月球的引力做功，则飞船的机械能守恒，选项B正确； C．飞船从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ要在B点减速做向心运动，则飞船在轨道Ⅲ上通过B点的速率小于在轨道Ⅱ上通过B点的速率，选项C错误； D．根据 可知，飞船在轨道Ⅱ上通过A点时的加速度等于在轨道Ⅰ上通过A点时的加速度，选项D正确。 故选BD。 10. 如图所示，某次空中投弹的军事演习中，战斗机在M点的正上方离地H高处以水平速度v1=0.9km/s发射一颗炮弹1，经20s击中地面目标P。若地面拦截系统在炮弹1发射的同时在M点右方水平距离s=1500m的地面上的N点，以速度v2竖直发射拦截炮弹2恰好成功拦截。若不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 战斗机发射炮弹时离地高度2000m B. M点到P点的距离为1800m C. 炮弹从发射到拦截的时间为 D. 炮弹2的初速度大小v2=1.2km/s 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．炮弹1做平抛运动，竖直方向有 故A正确； B．水平方向有 解得M点与P点的水平距离为 故B错误； C．炮弹1做平抛运动，炮弹2做竖直上抛运动，若要拦截成功，则两炮弹必定在空中相遇，以竖直方向做自由落体运动的物体为参考系，炮弹2匀速上升，所以相遇时间 水平方向上，炮弹1做匀速直线运动，与炮弹2相遇的时间 故C正确； D．拦截成功时，有 则 故D正确。 故选ACD。 11. 一足够长的光滑斜面固定在水平面上，质量为的小物块在平行斜面向上的拉力F作用下，以一定初速度从斜面底端沿斜面向上运动，经过时间t物块沿斜面上滑了。小物块在F作用下沿斜面上滑过程中动能和重力势能随位移的变化关系如图线Ⅰ和Ⅱ所示。设物块在斜面底端的重力势能为零，重力加速度g取。则（　　） A. 斜面的倾角为 B. 力F的大小为 C. 小物块上滑所需时间 D. 若t时刻撤去拉力F，物块继续沿斜面上滑 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在物体在滑到了斜面上最高点时，重力势能为 结合题图解得 故A项正确； B．对于上滑过程，由动能定理有 解得 故B项错误； C．由动能公式有 所以初速度为 物块向上运动的加速度为a，有 向上运动过程有 解得 故C项错误； D．若经过t后撤去拉力F，小物块的机械能不变，此后重力势能增加、动能减小；根据图像可知，t时刻的机械能为 根据机械能守恒定律可得 解得上升最大距离为 物块继续沿斜面上滑，故D项正确 故选AD。 12. 如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮，一端和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为m的小物块连接，直杆与两定滑轮在同一竖直面内，与水平面的夹角θ=53°，直杆上O点与两定滑轮均在同一高度，O点到定滑轮的距离为L，直杆上D点到点的距离也为L，重力加速度为g，直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从O点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 小物块刚释放时，轻绳中的张力大小为mg B. 小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为 C. 小物块下滑至D点时，小物块与小球的速度大小之比为5：3 D. 小物块下滑至D点时，小物块的速度大小为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．小物块刚释放时，小物块将加速下滑，加速度方向沿杆向下，小球处于失重状态，则轻绳对小球的拉力小于球的重力mg，故A错误； B．当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，对小物块受力分析，由牛顿第二定律 解得此时小物块加速度的大小为 故B正确； C．设小物块在D处的速度大小为v，此时小球的速度大小为，将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，如图所示 沿绳子方向的分速度等于小球的速度，即 故小物块在D处的速度与小球的速度之比为 故C正确； D．对小物块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有 其中 解得此时小物块的速度大小为 故D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共16分） 13. 图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。 （1）下列实验操作合理的有______。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端必须水平 C. 小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 D. 小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则小球平抛的初速度大小为______m/s。（g取） （3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每格的边长，通过实验记录小球运动途中的三个位置，如图丙，则该球做平抛运动的初速度大小为______m/s，B点的速度大小为______m/s，C点的竖直分速度大小为______m/s。（g取） 【答案】（1）BD （2）1.6 （3） ①. 3 ②. 5 ③. 6 【解析】 【小问1详解】 [1]AB．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但轨道末端必须是水平的，故A错误，B正确； CD．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止释放，以保证平抛运动初速度相同，故C错误，D正确 故选BD 【小问2详解】 [1]分析图乙，O点为拋出点，取坐标点 在竖直方向上则有 水平方向上则有 代入数据联立解得小球平抛初速度 【小问3详解】 [1][2][3]根据 得相邻两点的时间 该球做平抛运动的初速度大小为 B点竖直速度大小为 B点速度大小为 C点的竖直分速度大小为 14. 某同学利用如图甲所示的装置测量滑块沿斜面体下滑时所受的阻力大小，某次实验时得到的纸带如图乙所示，已知纸带上标出的相邻两计数点之间还有4个计时点未画出，计时器的打点频率为。 （1）打下点时，滑块的速度__________； （2）为了研究不同材料滑块所受阻力的情况，该同学用两个质量相同、材料不同的滑块、进行了反复操作，画出了的图像，如图丙所示，则滑块所受的阻力___________（填“大于”“等于”或“小于”）滑块所受的阻力； （3）若图丙中图线的斜率为，滑块的质量为，斜面体的倾角为，重力加速度为，则滑块沿斜面体下滑时所受的阻力__________ 【答案】 ①. ②. 小于 ③. 【解析】 【详解】（1）[1]打下点时，滑块的速度等于段的平均速度，则 又 整理得 （2）[2]滑块沿斜面体下滑时，由动能定理得 整理得 则滑块所受的阻力越小，图像的斜率越大，则滑块所受的阻力小于滑块所受的阻力； （3）[3]由第（2）问知 解得 四、解答题（15题8分，16题8分，17题14分，18题16分，共46分） 15. 宇航员乘坐宇宙飞船到达一未知行星，进行科学实验：宇航员在该行星地面附近高h处以某一水平初速度抛出一个小球，测得小球在空中运动时间为t．已知该行星表面无空气，行星半径为R，万有引力常量为G．求： （1）行星的第一宇宙速度； （2）行星的平均密度． 【答案】(1) (2) 【解析】 【详解】（1）小球做平抛运动，设小球质量为m，行星质量为M，行星重力加速度为g，第一宇宙速度为v，则： 万有引力提供向心力： 在地表： 解得： （2）设行星体积为V，密度为ρ，则 密度公式 解得 16. 体育课上，排球专项的甲、乙两位同学在进行垫球训练。甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在排球离地处将排球垫起。已知排球质量m，取重力加速度g。不计空气阻力。求： （1）排球被垫起前在空中飞行时间t及水平方向飞行的距离x； （2）排球落到乙同学手臂上那瞬间的速度大小v。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据自由落体运动位移公式有 解得 水平方向飞行的距离为 （2）根据速度—位移关系式有 排球落到乙同学手臂上那瞬间的速度大小为 17. 如图所示，一小球从平台上水平抛出后，落在一倾角的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下（即到达斜面顶端时速度方向与斜面平行），顶端与平台的高度差，取（，），求： （1）小球到达斜面顶端所需的时间； （2）平台与斜面水平方向间距； （3）若小球在光滑斜面上运动时间为，求斜面的高度H。 【答案】（1）（2）（3） 【解析】 【详解】（1）根据平抛运动竖直方向位移可知 解得 （2）由题意可知，小球恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下，由运动分解可知 又 根据平抛运动水平方向位移可知 联立并代入数据可知 （3）设斜面长度为，由题意可知，根据运动学规律可知 又 小球在斜面上的加速度，根据牛顿第二定律可知 联立并代入数据可得 由几何关系可知 18. 如图所示，水平传送带左边有一个与传送带等高的光滑平台，传送带始终以速度v=3m/s逆时针匀速转动，在平台上给物块一个水平向右的初速度v0=6m/s，物块从A点冲上传送带，已知物块的质量m=2kg且可视为质点，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，物块刚好未从传送带B端滑落，求： （1）物块在传送带上运动的时间； （2）物块从冲上传送带到返回A点全过程，系统因摩擦产生的热量； （3）全过程电动机因物块在传送带上运动多消耗的电能。 【答案】（1）2.7s；（2）81J；（3）54J 【解析】 【详解】（1）物块在传送带上做匀变速直线运动的加速度为 减速到零的时间为 传送带长度为 从B返回加速到与传送带共速时间为 反向加速距离为 匀速时间为 物块在传送带上运动的总时间为 （2）物块返回到A点时，有 解得 （3）根据能量守恒 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $