精品解析：江苏省连云港市东海县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

2023—2024学年度第二学期期中考试 高一物理试题 注意事项：1.本试题共两大题，16小题，满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，请务必将自己的姓名、班级、准考证号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上。 3.请将试题答案填写在答题卡的相应位置，直接写在试卷上不得分。 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，每小题只有一个选项符合题意。 1. 在天文学发展的历史中，有许多科学家做出了杰出的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 波兰哥白尼、意大利布鲁诺是地心说的代表人物 B. 第谷通过多年观测行星的运动，提出了万有引力定律 C. 开普勒提出了行星运动的三大定律，他被后人称为“天空立法者” D. 科学家牛顿于1798年，巧妙地利用扭秤装置测出了万有引力常量 2. 如图所示，一列车以接近光速的速度从地面上观察者面前水平驶过。与坐在列车内乘客的观测结果相比，地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客（　　） A. 体型变瘦 B. 体型变胖 C. 身高变高 D. 身高变矮 3. 如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中，下列关于笔尖的说法中正确的是（　　） A. 线速度不变 B. 两相同时间内转过的角度不同 C. 任意相等时间内通过的位移相同 D. 任意相等时间内通过的路程相同 4. 如图所示，小郑同学正在垫排球。排球离开手臂后先竖直向上运动，再落回原位置，则此过程中（　　） A. 重力对排球所做总功为零 B. 空气阻力对排球所做总功为零 C. 重力对排球先做正功后做负功 D. 空气阻力对排球先做负功再做正功 5. 如图所示，小明将足球从水平地面上1位置由静止踢出，最后落回水平地面上的3位置，虚线是足球在空中的运动轨迹，2位置为轨迹的最高点，此处离地高度为h，足球在最高处的速度为v0，下列说法正确的是（　　） A. 足球在飞行过程中只受重力作用 B. 足球的运动为匀变速曲线运动 C. 足球在位置1和位置3的动能相等 D. 与上升过程相比，足球在下落过程中重力势能变化慢 6. 一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动．轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的速度，功率随时间的变化规律正确的是（ ） A. B. C. D. 7. 用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点.下列实验操作中正确的是（　　） A. 用图甲装置研究平抛物体的水平分运动时，观察A、B两球是否同时落地 B. 图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直 C. 用图乙装置探究平抛运动的规律时，斜槽末端必须光滑 D. 用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球 8. 《流浪地球》系列电影深受好评，观众分析流浪地球的发动机推动地球的原理：首先启动行星发动机让地球停止自转，然后加大地球的反推力逐步改变地球绕太阳公转轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球。具体过程如图所示，轨道1为地球运行的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，P、Q为椭圆轨道长轴端点。以下说法正确的是（　　） A. 地球在1、2、3轨道的运行周期分别为T1、T2、T3，则T1>T2>T3 B. 地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道 C. 地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度分别为v1、v2、v3，则v1>v2>v3 D. 地球在3轨道上运行经过P点的加速度大于在2轨道上运行经过P点的加速度 9. 如图甲是一种自动计数的智能呼拉圈，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿过轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，其模型简化如图乙所示，将腰带水平套在腰上，通过人体微小扭动，使配重在水平面内做匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向夹角为θ。配重运动过程中认为腰带没有变形，下列说法正确的是（　　） A. 若增大转速，绳子的拉力变小 B. 若增大转速，腰受到腰带的摩擦力增大 C. 若增大转速，绳子与竖直方向的夹角θ不变 D. 若只增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ不变 10. 如图所示，阳光垂直照射到斜面上，在斜面顶端把一小球水平抛出，小球刚好落在斜面底端。E点是斜面AC的中点，B点在E点的正上方，D点是小球在阳光照射下小球经过B点的投影点。不计空气阻力，则（　　） A. AD与CD长度之比为1：3 B. B点离斜面的距离最远 C. 小球在斜面上的投影做匀速运动 D. 减小小球平抛的速度，小球落到斜面上时速度与水平方向夹角减小 11. 2024年春晚杂技节目《跃龙门》为观众带来了一场视觉盛宴。彩排时为确保演员们能够准确掌握发力技巧，教练组将压力传感器安装在图甲的蹦床上，记录演员对弹性网的压力。图乙是某次彩排中质量为40kg的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力-时间（F-t）图像，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 演员在b时刻速度最大 B. 演员在a时刻速度零，加速度为零 C. 从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功大于1280J D. 演员上升的最大高度为6.4m 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某实验小组用如图所示装置验证机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落。 （1）关于本实验下列说法不正确的是（　　） A. 为减小空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物 B. 为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上 C. 为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源 D. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度 （2）如图所示为某次实验打出的纸带，取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，AC间的距离为s1，CE间的距离为s2，若相邻两点的时间间隔为T，重锤质量为m，重力加速度为g。根据这些条件计算从O点到C点的过程中重锤重力势能的减少量∆Ep=__________，动能的增加量∆Ek=__________。 （3）某同学在实验过程中先释放重物，后接通电源打出纸带，将会导致重力势能的减少量__________动能的增加量。（填“大于”、“等于”或“小于”） （4）另一小组同学想用如图所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力，该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意__________？并说明理由__________。 13. 如图所示，水平转台上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物块随转台一起从静止开始转动，当转台的角速度达到ω时，物块依然保持与状态相对静止，重力加速度为g。求： （1）此时物块线速度大小； （2）这一过程中摩擦力对物块做的功。 14. 2023年，中国航天成功发射近七十次，其中某一卫星绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，地球的质量为M，该卫星距地球表面的高度也为R，引力常量为G。求： （1）该卫星绕地球运行的线速度大小v； （2）该卫星绕地球运行周期T。 15. 如图所示，质量为60kg的飞行员，驾驶飞机在竖直面内做半径为360m的圆周运动。当飞机飞过最高点时，飞行员和座椅之间的弹力恰好为零，已知飞行员能承受的最大压力为6000N，取g=10m/s2，不考虑飞行员和座椅之间的摩擦力。求： （1）飞机在最高点时的速度； （2）当飞机在最高点速度为90m/s时，座椅对人的弹力； （3）为了确保飞行员安全，飞机飞至最低点的最大速度。 16. 左侧竖直墙面上固定半径R0.6m的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑直杆。质量m11kg的小球a套在半圆环上，质量m20.44kg的滑块b套在直杆上。二者之间用长l0.8m的轻杆通过两铰链连接。现给a小球一微小扰动，让其从圆环的最高处由静止自由下滑，不计一切摩擦，a、b均视为质点，重力加速度g10m/s2。求： （1）小球a滑到与圆心O等高的P点时速度的大小v； （2）小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点时，小球a与滑块b的速度之比； （3）小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中，杆对滑块b做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023—2024学年度第二学期期中考试 高一物理试题 注意事项：1.本试题共两大题，16小题，满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，请务必将自己的姓名、班级、准考证号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上。 3.请将试题答案填写在答题卡的相应位置，直接写在试卷上不得分。 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，每小题只有一个选项符合题意。 1. 在天文学发展的历史中，有许多科学家做出了杰出的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 波兰哥白尼、意大利布鲁诺是地心说的代表人物 B. 第谷通过多年观测行星的运动，提出了万有引力定律 C. 开普勒提出了行星运动的三大定律，他被后人称为“天空立法者” D. 科学家牛顿于1798年，巧妙地利用扭秤装置测出了万有引力常量 【答案】C 【解析】 【详解】A．波兰哥白尼、意大利布鲁诺是日心说的代表人物，故A错误； B．牛顿提出了万有引力定律，故B错误； C．开普勒提出了行星运动的三大定律，他被后人称为“天空立法者”，故C正确； D．卡文迪许巧妙地利用扭秤装置测出了万有引力常量，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，一列车以接近光速的速度从地面上观察者面前水平驶过。与坐在列车内乘客的观测结果相比，地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客（　　） A. 体型变瘦 B. 体型变胖 C. 身高变高 D. 身高变矮 【答案】A 【解析】 【详解】根据相对论尺缩效应可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变；则与坐在列车内乘客的观测结果相比，地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客体型变瘦，身高不变。 故选A。 3. 如图所示，在圆规匀速转动画圆的过程中，下列关于笔尖的说法中正确的是（　　） A. 线速度不变 B. 两相同时间内转过的角度不同 C. 任意相等时间内通过的位移相同 D. 任意相等时间内通过的路程相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．线速度大小不变，方向变化，所以线速度变化，故A错误； B．根据 ，两相同时间内转过的角度相同，故B错误； C．任意相等时间内通过的位移大小相同，方向不同，所以位移不同，故C错误； D．根据 ，任意相等时间内通过的路程相同，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，小郑同学正在垫排球。排球离开手臂后先竖直向上运动，再落回原位置，则此过程中（　　） A. 重力对排球所做总功为零 B. 空气阻力对排球所做总功为零 C 重力对排球先做正功后做负功 D. 空气阻力对排球先做负功再做正功 【答案】A 【解析】 【详解】AC．排球向上运动过程，重力对排球做负功，排球向下运动过程，重力对排球做正功；排球初、末位置相同，所以重力对排球所做总功为零，故A正确，C错误； BD．空气阻力的方向一直与排球的运动方向相反，所以空气阻力对排球一直做负功，则空气阻力对排球所做总功不为零，故BD错误。 故选A。 5. 如图所示，小明将足球从水平地面上1位置由静止踢出，最后落回水平地面上的3位置，虚线是足球在空中的运动轨迹，2位置为轨迹的最高点，此处离地高度为h，足球在最高处的速度为v0，下列说法正确的是（　　） A. 足球在飞行过程中只受重力作用 B. 足球的运动为匀变速曲线运动 C. 足球在位置1和位置3的动能相等 D. 与上升过程相比，足球在下落过程中重力势能变化慢 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由足球运动轨迹可知，足球运动过程中受到空气阻力作用，由于空气阻力为变力，所以足球的运动不是匀变速曲线运动，故AB错误； C．足球从位置1到位置3的过程，重力做功为0，空气阻力对足球做负功，根据动能定理可知足球的动能减小，则足球在位置1的动能大于在位置3的动能，故C错误； D．足球上升过程和下落过程竖直方向的高度相等，则重力势能变化量大小相等；而足球上升过程竖直方向上加速度的平均值大于下落过程竖直方向上加速度的平均值，根据 可知足球下落过程所用时间大于上升过程所用时间，则与上升过程相比，足球在下落过程中重力势能变化慢，故D正确。 故选D。 6. 一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动．轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的速度，功率随时间的变化规律正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设汽车的额定功率为P，所受恒定阻力为，牵引力为，匀加速结束时的速度为，由于汽车开始做匀加速直线运动，设其加速度为，则根据速度与时间的关系可得 当汽车的匀加速阶段结束，其速度还未达到最大值，此时根据 结合牛顿第二定律 可知，速度将继续增大，而牵引力将减小，则加速度将减小，即此后汽车将做加速度逐渐减小的加速运动，直至牵引力等于阻力时，加速度减小为0，速度达到最大值，而速度—时间图像的斜率表示加速度，因此可知该图像第一阶段为倾斜的直线，第二阶段为斜率逐渐减小的向下弯曲的曲线，故AB错误； CD．根据 而汽车在匀加速阶段 可得 而 即在匀加速阶段有 式中，则可知在汽车匀加速阶段汽车的功率与时间成正比，即此图像为过原点的一条倾斜直线，而匀加速结束后，汽车的功率达到额定值，此后功率不变，其图像与时间轴平行，故C正确，D错误。 故选C。 7. 用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点.下列实验操作中正确的是（　　） A. 用图甲装置研究平抛物体的水平分运动时，观察A、B两球是否同时落地 B. 图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直 C. 用图乙装置探究平抛运动的规律时，斜槽末端必须光滑 D. 用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球 【答案】B 【解析】 【详解】A．用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地，故A错误； B．图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直，故B正确； CD．用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，为了保持小球每次抛出时的速度相同，使得轨迹重合，每次需要从斜糟上相同位置静止释放钢球，但斜槽末端不需要光滑，故CD错误。 故选B。 8. 《流浪地球》系列电影深受好评，观众分析流浪地球的发动机推动地球的原理：首先启动行星发动机让地球停止自转，然后加大地球的反推力逐步改变地球绕太阳公转轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球。具体过程如图所示，轨道1为地球运行的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，P、Q为椭圆轨道长轴端点。以下说法正确的是（　　） A. 地球在1、2、3轨道的运行周期分别为T1、T2、T3，则T1>T2>T3 B. 地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道 C. 地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度分别为v1、v2、v3，则v1>v2>v3 D. 地球在3轨道上运行经过P点的加速度大于在2轨道上运行经过P点的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律 则地球在1、2、3轨道的运行周期关系为 故A错误； BC．卫星从低轨道变轨到高轨道，需要在变轨处点火加速，则地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道；地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度大小关系为 故B正确，C错误； D．根据牛顿第二定律可得 可得 可知地球在3轨道上运行经过P点的加速度等于在2轨道上运行经过P点的加速度，故D错误。 故选B。 9. 如图甲是一种自动计数的智能呼拉圈，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿过轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，其模型简化如图乙所示，将腰带水平套在腰上，通过人体微小扭动，使配重在水平面内做匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向夹角为θ。配重运动过程中认为腰带没有变形，下列说法正确的是（　　） A. 若增大转速，绳子的拉力变小 B. 若增大转速，腰受到腰带的摩擦力增大 C. 若增大转速，绳子与竖直方向的夹角θ不变 D. 若只增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ不变 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．设绳子长度为，腰带半径为；对配重受力分析，由牛顿第二定律可得 可得 若增大转速，则角速度增大，可知绳与竖直方向的夹角θ将增大，竖直方向根据受力平衡可得 可知绳子的拉力变大；对腰带分析如图 竖直方向根据受力平衡 可知腰受到腰带的摩擦力保持不变，故ABC错误； D．对配重受力分析，由牛顿第二定律可得 可得 可知绳子与竖直方向夹角θ与配置质量无关，若只增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ不变，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，阳光垂直照射到斜面上，在斜面顶端把一小球水平抛出，小球刚好落在斜面底端。E点是斜面AC的中点，B点在E点的正上方，D点是小球在阳光照射下小球经过B点的投影点。不计空气阻力，则（　　） A. AD与CD长度之比为1：3 B. B点离斜面的距离最远 C. 小球在斜面上的投影做匀速运动 D. 减小小球平抛的速度，小球落到斜面上时速度与水平方向夹角减小 【答案】B 【解析】 【详解】D．设小球落在斜面上时的速度与水平方向的夹角为α，根据平抛运动的推论得 减小小球平抛的速度，θ不变，小球落到斜面上时速度与水平方向夹角α不变，D错误； C．小球在沿着斜面方向做初速度为vcosθ、加速度为gsinθ的匀加速直线运动，所以，小球在斜面上的投影，做初速度为vcosθ、加速度为gsinθ的匀加速直线运动，C错误； B．小球做平抛运动，因为E点是斜面AC的中点，也是水平射程的中点，所以 又因为小球在垂直于斜面方向上做类上抛运动，B点是类上抛运动的最高点，所以B点离斜面的距离最远，B正确； A．因为小球在斜面上的投影做初速度不等于零的匀加速直线运动，又因为 所以 根据初速度等于零的匀加速直线运动比例关系可知，AD与CD长度之比一定不等于1：3，A错误。 故选B。 11. 2024年春晚杂技节目《跃龙门》为观众带来了一场视觉盛宴。彩排时为确保演员们能够准确掌握发力技巧，教练组将压力传感器安装在图甲的蹦床上，记录演员对弹性网的压力。图乙是某次彩排中质量为40kg的演员在竖直方向运动时计算机输出的压力-时间（F-t）图像，运动员可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 演员在b时刻速度最大 B. 演员在a时刻速度为零，加速度为零 C. 从a时刻到b时刻，蹦床对演员做的功大于1280J D. 演员上升的最大高度为6.4m 【答案】C 【解析】 【详解】A．演员在a时刻到b时刻之间的c时刻，跳床的弹力等于重力，合力为零，速度最大，故A错误； B．演员在a时刻位于最低点，速度为零，加速度不为零，故B错误； D．演员在1.2s末开始上抛，在空中运动的时间为 上升的最大高度为 故D错误； C．演员上抛的初速度为 从a时刻到b时刻，根据动能定理得 解得 故C正确。 故选C。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某实验小组用如图所示装置验证机械能守恒定律，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落。 （1）关于本实验下列说法不正确的是（　　） A. 为减小空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物 B. 为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上 C. 为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源 D. 为测量打点计时器打下某点时重锤速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度 （2）如图所示为某次实验打出的纸带，取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点A距起始点O的距离为s0，AC间的距离为s1，CE间的距离为s2，若相邻两点的时间间隔为T，重锤质量为m，重力加速度为g。根据这些条件计算从O点到C点的过程中重锤重力势能的减少量∆Ep=__________，动能的增加量∆Ek=__________。 （3）某同学在实验的过程中先释放重物，后接通电源打出纸带，将会导致重力势能的减少量__________动能的增加量。（填“大于”、“等于”或“小于”） （4）另一小组的同学想用如图所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力，该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意__________？并说明理由__________。 【答案】（1）CD （2） ①. ②. （3）小于 （4） ①. 不同意 ②. 摩擦阻力做负功 【解析】 小问1详解】 A．为减小空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物，故A正确； B．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上，故B正确； C．为了充分利用纸带，重物下落的起始位置应靠近打点计时器，且应先接通打点计时器的电源，再释放重物，故C错误； D．用公式计算速度，直接应用了机械能守恒定律，属于用结论证明结论，故不能用该公式计算速度，故D错误。 本题选错误的，故选CD。 【小问2详解】 [1]从O点到C点的过程中重锤重力势能的减少量为 [2]动能的增加量为 【小问3详解】 某同学在实验的过程中先释放重物，后接通电源打出纸带，使得打下的第一个点具有速度，将会导致重力势能的减少量小于动能的增加量。 【小问4详解】 [1][2]虽然平衡摩擦力，但是系统机械能不守恒，因为小车运动过程中摩擦力做负功。 13. 如图所示，水平转台上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物块随转台一起从静止开始转动，当转台的角速度达到ω时，物块依然保持与状态相对静止，重力加速度为g。求： （1）此时物块的线速度大小； （2）这一过程中摩擦力对物块做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）物块的线速度大小为 （2）根据动能定理得 解得 14. 2023年，中国航天成功发射近七十次，其中某一卫星绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，地球的质量为M，该卫星距地球表面的高度也为R，引力常量为G。求： （1）该卫星绕地球运行线速度大小v； （2）该卫星绕地球运行的周期T。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 又 解得该卫星绕地球运行的线速度大小为 （2）该卫星绕地球运行的周期为 15. 如图所示，质量为60kg的飞行员，驾驶飞机在竖直面内做半径为360m的圆周运动。当飞机飞过最高点时，飞行员和座椅之间的弹力恰好为零，已知飞行员能承受的最大压力为6000N，取g=10m/s2，不考虑飞行员和座椅之间的摩擦力。求： （1）飞机在最高点时的速度； （2）当飞机在最高点速度为90m/s时，座椅对人的弹力； （3）为了确保飞行员安全，飞机飞至最低点的最大速度。 【答案】（1）60m/s；（2）750N；（3）180m/s 【解析】 【详解】（1）当飞机飞过最高点时，飞行员和座椅之间的弹力恰好为零，根据牛顿第二定律得 解得 （2）当飞机在最高点速度为90m/s时，根据牛顿第二定律得 解得 （3）在最低点，飞行员能承受的最大压力为6000N，根据牛顿第二定律得 解得 16. 左侧竖直墙面上固定半径R0.6m的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑直杆。质量m11kg的小球a套在半圆环上，质量m20.44kg的滑块b套在直杆上。二者之间用长l0.8m的轻杆通过两铰链连接。现给a小球一微小扰动，让其从圆环的最高处由静止自由下滑，不计一切摩擦，a、b均视为质点，重力加速度g10m/s2。求： （1）小球a滑到与圆心O等高P点时速度的大小v； （2）小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点时，小球a与滑块b的速度之比； （3）小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中，杆对滑块b做的功W。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当a滑到与O同高度P点时，a的速度v沿圆环切向向下，b的速度为零，由机械能守恒定律可得 解得小球a滑到与圆心O等高的P点时的速度 （2）杆与圆相切时，如图所示 a的速度沿杆方向，设此时b的速度为vb，根据杆不可伸长和缩短，有 由几何关系可得 解得 （3）在图中，从P到Q，球a下降的高度 a、b系统机械能守恒 对滑块b，由动能定理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $