精品解析：四川省广安市广安第二中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题

2022--2023学年广安二中高一下期半期考试 物理试题 一、单项选择题（本题共10小题，每题3分，共30分。） 1. 2022年北京冬奥会上，中国选手谷爱凌获得自由式滑雪大跳台的金牌。不计空气阻力，将运动员看作质点，可以把谷爱凌在空中的轨迹看作曲线，关于此过程的曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 速度总是与加速度垂直 B. 速度总是变化的 C. 加速度总是变化的 D. 速率总是不变的 2. 下列说法正确的是(　　) A. 引力常量G是牛顿根据实验测量出来的 B. 物体做圆周运动时，所受的合力一定指向圆心 C. 若物体合力做的功为零，则物体的合力一定为零 D. 第一宇宙速度是卫星环绕地球圆轨道运行的最大环绕速度 3. 关于功和功率的概念，下列说法中正确的是（　　） A. 力对物体没有做功，则物体位移一定为0 B. 由可知，做功越多，则力做功的功率越大 C. 摩擦力只能做负功 D. 某个力对物体做功越快，它的功率一定越大 4. 如图，在水平地面上匀速运动的汽车通过定滑轮用绳子吊起一物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度大小分别为和，则下列说法中正确的是（　　） A. B. C. 物体做匀速运动，其所受拉力等于物体重力 D. 物体做匀加速直线运动，拉力大于重力 5. 一条河宽100 m，水流速度为3 m/s，一条小船在静水中的速度为5 m/s，关于小船过河的过程，下列说法中正确的是（　　） A. 船过河的时间可能是20 s B. 船过河的时间可能是15 s C. 船的实际速度不可能为3 m/s D. 船的实际位移不可能为100 m 6. 中国航天事业迅猛发展，进入世界领先行列。如图所示，若三颗人造地球卫星在同一平面内，沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动周期分别为，角速度分别为，则（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，且AB为沿水平方向的直径．若在A点以初速度沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D； 而在C点以初速度沿BA方向平抛的小球也能击中D点。已知∠COD=60°，两小球初速度之比为（ ）（小球视为质点) A. B. C. D. 8. 如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为t0.现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的飞行时间t随v变化的函数关系（ ） A. B. C. D. 9. 火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3：2，则（　　） A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比为2：3 B. 火星与地球绕太阳运动的线速度大小之比为 C. 火星与地球绕太阳运动的向心加速度大小之比为4：9 D. 火星与太阳连线和地球与太阳连线相等时间扫过的面积之比为1：1 10. 图所示，两根长度不同的细线分别系有两个小球，细线的上端都系于O点。设法让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动。已知细线长之比为L1∶L2= ∶1，L1跟竖直方向成60º角。下列说法中正确的有（　　） A. 两小球做匀速圆周运动的角速度必然相等 B. 两小球的质量m1∶m2=∶1 C. L2跟竖直方向成60º角 D. L2跟竖直方向成45º角 二、多项选择题（本题共4小题，每题4分，共16分。） 11. 某人用手将2kg物体由静止向上匀加速提起2m，此时速度为2m/s（g取10m/s2），则下列说法正确的是（　　） A. 手对物体做功44J B. 合外力做功40J C. 合外力做功44J D. 物体克服重力做功40J 12. 如图所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时速度为v，以下说法正确的是（重力加速度为g）（ ） A. 小球过最高点时，杆一定会受到球的作用力 B. 小球过最高点时，速度至少为 C. 小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球受重力方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用 D. 当时，则球对杆的作用力竖直向上，大小为mg 13. 宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不会因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比rA∶rB＝1∶2，则两颗天体的（　　） A. 质量之比mA∶mB＝2∶1 B. 角速度之比ωA∶ωB＝1∶2 C. 线速度大小之比vA∶vB＝1∶2 D. 向心力大小之比FA∶FB＝2∶1 14. 2020年11月28日20时58分，“嫦娥五号”探测器经过约112小时奔月飞行，在距月面约400公里处成功实施发动机点火，由M点顺利进入环月椭圆轨道Ⅱ，绕月三圈后进行第二次近月变轨，进入环月圆轨道Ⅰ、关于“嫦娥五号”在各个轨道上运行时，下列说法中正确的是（　　） A. 在轨道Ⅱ上M点的加速度大小大于轨道Ⅰ上F点的加速度大小 B. 卫星在轨道Ⅱ上由M向N运动的过程中速率越来越小 C. 卫星在轨道Ⅰ上经过M点时速率小于在轨道Ⅱ上经过M点时速率 D. 在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅰ的运行周期 三、实验探究题（本题共2小题，每空2分，共14分） 15. 未来若在一个未知星球上用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图乙中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则： （1）由以上信息，可知a点________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点。 （2）该星球表面的重力加速度为________m/s2。 （3）小球平抛的初速度是________m/s。 （4）小球在b点时的速度是________m/s。 16. 某学习小组做探究向心力与向心加速度关系实验．实验装置如图甲：一轻质细线上端固定在拉力传感器O点，下端悬挂一质量为m的小钢球。小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动。已知重力加速度为g，主要实验步骤如下： （1）用游标卡尺测出小球直径d； （2）按图甲所示把实验器材安装调节好，当小球静止时，如图乙所示，毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐（图中未画出），测得悬点O到球心的距离L=______m； （3）利用拉力传感器和计算机，描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线，如图丙所示； （4）利用光电计时器（图中未画出）测出小球经过B点过程中，其直径的遮光时间为∆t； 可得小球经过B点瞬时速度为v=_________（用d、∆t表示）； （5）若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律，则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F1（或F2）应满足的关系式为：______________________。 四、计算题（本大题有4个小题，共40分。要求写出必要的步骤和文字说明。） 17. 如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从点脱离后做平抛运动，经过后又恰好与倾角为的斜面垂直相碰。已知半圆形管道的半径，小球可看作质点且其质量为取。求： （1）小球在斜面上的相碰点与点的水平距离； （2）小球经过管道的点时，受到管道的作用力的大小及方向。 18. 2021年5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星预选着陆区着陆，2日，祝融号火星车成功驶离着陆平台，在火星表面开始巡视探测，环绕器将运行在中继轨道，为火星车巡视探测提供稳定的中继通讯，兼顾开展环绕探测．通过一次发射就成功实现了“绕、着、巡”三大任务，这是在世界航天史上都前所未有的壮举。若环绕器在离火星表面高度为的空中沿圆形轨道绕火星飞行，周期为。若火星半径为，引力常量为，求： （1）火星的质量和密度； （2）在火星表面发射卫星的最小速度。 19. 质量为、额定功率为的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动中的阻力不变。求： （1）汽车所受阻力的大小； （2）汽车做匀加速运动的时间； （3）末汽车的瞬时功率。 20. 如图所示，一半径R=4m的圆盘水平放置，在其边缘E点固定一个小桶，在圆盘直径DE的正上方平行放置一水平滑道BC，滑道右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上，高度差h＝5m。AB为一竖直面内的光滑圆弧轨道，半径r=1.25m，且与水平滑道相切与B点。 一质量m＝0.2kg的滑块（可视为质点）从A点由静止释放，当滑块经过B点时，对B点压力为6N，恰在此时，圆盘从图示位置以一定的角速度ω绕通过圆心的竖直轴匀速转动，最终物块由C点水平抛出，恰好落入圆盘边缘的小桶内。已知滑块与滑道BC间的动摩擦因数为0.3，g＝10m/s2，求： （1）滑块到达B点时的速度； （2）物体在水平滑道BC上克服阻力所做的功； （3）圆盘转动的角速度ω应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2022--2023学年广安二中高一下期半期考试 物理试题 一、单项选择题（本题共10小题，每题3分，共30分。） 1. 2022年北京冬奥会上，中国选手谷爱凌获得自由式滑雪大跳台的金牌。不计空气阻力，将运动员看作质点，可以把谷爱凌在空中的轨迹看作曲线，关于此过程的曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 速度总是与加速度垂直 B. 速度总是变化的 C. 加速度总是变化的 D. 速率总是不变的 【答案】B 【解析】 【详解】谷爱凌在空中运动，不计空气阻力，只受重力作用，所以是匀变速曲线运动（斜抛运动），加速度始终等于重力加速度，竖直向下，而速度方向在时刻变化，大小也在变化，所以ACD错误，B正确。 故选B。 2. 下列说法正确的是(　　) A. 引力常量G是牛顿根据实验测量出来的 B. 物体做圆周运动时，所受的合力一定指向圆心 C. 若物体合力做的功为零，则物体的合力一定为零 D. 第一宇宙速度是卫星环绕地球圆轨道运行的最大环绕速度 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．引力常量G是卡文迪许用牛城实验测量出来的，A错误； B．只有当物体做匀速圆周运动时，所受的合力才一定指向圆心，B错误； C．若物体合力做的功为零，则物体的合力不一定为零，例如匀速圆周运动，C错误； D．第一宇宙速度是卫星环绕地球圆轨道运行的最大环绕速度，D正确。 故选D。 3. 关于功和功率的概念，下列说法中正确的是（　　） A. 力对物体没有做功，则物体位移一定为0 B. 由可知，做功越多，则力做功的功率越大 C. 摩擦力只能做负功 D. 某个力对物体做功越快，它的功率一定越大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．力对物体没有做功，可能是力与位移的方向垂直，而物体位移不一定为0，选项A错误； B．由 可知，单位时间内做功越多，则力做功的功率越大，选项B错误； C．摩擦力即能做负功，也能做正功，也可以不做功，选项C错误； D．由 可知，某个力对物体做功越快，它的功率一定越大，选项D正确。 故选D。 4. 如图，在水平地面上匀速运动的汽车通过定滑轮用绳子吊起一物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度大小分别为和，则下列说法中正确的是（　　） A. B. C. 物体做匀速运动，其所受拉力等于物体重力 D. 物体做匀加速直线运动，拉力大于重力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】绳子不可伸长，末端的速度沿绳子方向的分速度相等 随着小车向左运动，逐渐减小，逐渐增大，不变，逐渐增大，是变加速运动，处于超重状态，ACD错误，B正确，故选B。 5. 一条河宽100 m，水流速度为3 m/s，一条小船在静水中的速度为5 m/s，关于小船过河的过程，下列说法中正确的是（　　） A. 船过河的时间可能是20 s B. 船过河的时间可能是15 s C. 船的实际速度不可能为3 m/s D. 船的实际位移不可能为100 m 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】船头与河岸垂直时，过河的时间最短 则船过河的时间可能是20 s，但不可能是15s；因船的静水速度大于水流速度，则船实际运动的方向可以与河岸垂直时，位移最短，smin＝100 m；船实际运动速度即为合速度，其大小在 (5-3)m/s～(5+3)m/s范围内，可能是3m/s。故选项A正确，BCD错误。 故选A。 6. 中国航天事业迅猛发展，进入世界领先行列。如图所示，若三颗人造地球卫星在同一平面内，沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动周期分别为，角速度分别为，则（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图可知，，由万有引力提供圆周运动向心力有 可知轨道半径越大，周期越大，因此，故A错误； CD．由以上分析可知，知轨道半径越大，角速度越小，因此，故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，且AB为沿水平方向的直径．若在A点以初速度沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D； 而在C点以初速度沿BA方向平抛的小球也能击中D点。已知∠COD=60°，两小球初速度之比为（ ）（小球视为质点) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设圆的半径为R，从题中可知小球1的水平距离和竖直距离都是R，由平抛运动的公式有 ， 解得 由图可知小球2的水平位移为 竖直位移为 联立解得 则有 故选A。 8. 如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为t0.现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的飞行时间t随v变化的函数关系（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】若v>v0，则小球抛出后落在平面上，其运动时间均相等，不会随v变化；若v<v0，则小球落在斜面上．设小球运动时间为t，斜面倾斜角为θ，则其水平位移 x=vt 竖直位移 y=gt2 tan θ= 解得 故选C。 9. 火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3：2，则（　　） A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比为2：3 B. 火星与地球绕太阳运动的线速度大小之比为 C. 火星与地球绕太阳运动的向心加速度大小之比为4：9 D. 火星与太阳连线和地球与太阳连线相等时间扫过的面积之比为1：1 【答案】C 【解析】 【详解】A. 根据牛顿第二定律得 解得 ，A错误； B. 根据牛顿第二定律得 解得 ，B错误； C. 根据牛顿第二定律得 解得 ，C正确； D. 假如火星与太阳连线和地球与太阳连线相等时间扫过的面积之比为1：1，有 解得 ，与实际周期之比不符，D错误。 故选C。 10. 图所示，两根长度不同的细线分别系有两个小球，细线的上端都系于O点。设法让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动。已知细线长之比为L1∶L2= ∶1，L1跟竖直方向成60º角。下列说法中正确的有（　　） A. 两小球做匀速圆周运动的角速度必然相等 B. 两小球的质量m1∶m2=∶1 C. L2跟竖直方向成60º角 D. L2跟竖直方向成45º角 【答案】A 【解析】 【详解】A．设细线与竖直方向的夹角为θ，则 解得 因小球在同一水平面上做匀速圆周运动，可知两小球做匀速圆周运动的角速度必然相等，选项A正确； B．根据 知小球做匀速圆周运动与质量无关，无法求出两小球的质量比，故B错误； CD．两球在同一水平面内做匀速圆周运动，则 L1cos60°=L2cosθ 解得 θ=30° 故CD错误。 故选A。 二、多项选择题（本题共4小题，每题4分，共16分。） 11. 某人用手将2kg物体由静止向上匀加速提起2m，此时速度为2m/s（g取10m/s2），则下列说法正确的是（　　） A. 手对物体做功44J B. 合外力做功40J C. 合外力做功44J D. 物体克服重力做功40J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据动能定理 解得手对物体做功 W=44J 选项A正确； BC．根据动能定理合外力做功 选项BC错误； D．物体克服重力做功 选项D正确。 故选AD。 12. 如图所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时速度为v，以下说法正确的是（重力加速度为g）（ ） A. 小球过最高点时，杆一定会受到球的作用力 B. 小球过最高点时，速度至少为 C. 小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球受重力方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用 D. 当时，则球对杆的作用力竖直向上，大小为mg 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A．当小球在最高点恰好只有重力作为它的向心力时，此时球对杆没有作用力，A错误； B．轻杆固定的小球做圆周运动，因为杆能支撑小球，只要小球能够到达最高点就可以了，所以在最高点的速度可以为零，B错误； C．当小球过最高点的速度小于时，杆对球的作用力与球受重力方向相反，并有 mg - FN = m 由上式可看出 mg = FN + m C正确； D．当小球过最高点的速度时，杆对球的作用力与球受重力方向相同，有 mg + FN = m 经过计算有 FN = mg（方向向下） 由牛顿第三定律可知，球对杆的作用力竖直向上，大小为mg ，D正确。 故选CD。 13. 宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不会因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比rA∶rB＝1∶2，则两颗天体的（　　） A. 质量之比mA∶mB＝2∶1 B. 角速度之比ωA∶ωB＝1∶2 C. 线速度大小之比vA∶vB＝1∶2 D. 向心力大小之比FA∶FB＝2∶1 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．双星都绕O点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，角速度相等，设为ω，设A、B之间的距离为L。根据牛顿第二定律，对A星 G＝mAω2rA 对B星 G＝mBω2rB 联立得 mA∶mB＝rB∶rA＝2∶1 A正确； B．根据双星系统的特点有：角速度之比 ωA∶ωB＝1∶1 B错误； C．由v＝ωr得线速度大小之比 vA∶vB＝rA∶rB＝1∶2 C正确； D．向心力大小之比 FA∶FB＝1∶1 D错误。 故选AC。 14. 2020年11月28日20时58分，“嫦娥五号”探测器经过约112小时奔月飞行，在距月面约400公里处成功实施发动机点火，由M点顺利进入环月椭圆轨道Ⅱ，绕月三圈后进行第二次近月变轨，进入环月圆轨道Ⅰ、关于“嫦娥五号”在各个轨道上运行时，下列说法中正确的是（　　） A. 在轨道Ⅱ上M点的加速度大小大于轨道Ⅰ上F点的加速度大小 B. 卫星在轨道Ⅱ上由M向N运动的过程中速率越来越小 C. 卫星在轨道Ⅰ上经过M点时速率小于在轨道Ⅱ上经过M点时速率 D. 在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅰ的运行周期 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．根据 可知，在轨道Ⅱ上M点的加速度大小等于轨道Ⅰ上F点的加速度大小，选项A错误； B．根据开普勒第二定律可知，卫星在轨道Ⅱ上由M向N运动的过程中速率越来越小，选项B正确； C．卫星由轨道Ⅱ到轨道Ⅰ要在M点减速做近心运动，则在轨道Ⅰ上经过M点时速率小于在轨道Ⅱ上经过M点时速率，选项C正确； D．根据开普勒第三定律 可知，在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅰ的运行周期，选项D错误。 故选BC。 三、实验探究题（本题共2小题，每空2分，共14分） 15. 未来若在一个未知星球上用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图乙中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则： （1）由以上信息，可知a点________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点。 （2）该星球表面的重力加速度为________m/s2。 （3）小球平抛的初速度是________m/s。 （4）小球在b点时的速度是________m/s。 【答案】（1）是 （2）8 （3）0.8 （4） 【解析】 【小问1详解】 因相邻两点间的水平位移相等，可知运动时间相等，竖直位移之比为1:3:5，可知a点是小球的抛出点。 【小问2详解】 竖直方向，根据，解得 【小问3详解】 小球平抛的初速度是 【小问4详解】 小球在b点的竖直速度 则b点的速度为 16. 某学习小组做探究向心力与向心加速度关系实验．实验装置如图甲：一轻质细线上端固定在拉力传感器O点，下端悬挂一质量为m的小钢球。小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动。已知重力加速度为g，主要实验步骤如下： （1）用游标卡尺测出小球直径d； （2）按图甲所示把实验器材安装调节好，当小球静止时，如图乙所示，毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐（图中未画出），测得悬点O到球心的距离L=______m； （3）利用拉力传感器和计算机，描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线，如图丙所示； （4）利用光电计时器（图中未画出）测出小球经过B点过程中，其直径的遮光时间为∆t； 可得小球经过B点瞬时速度为v=_________（用d、∆t表示）； （5）若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律，则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F1（或F2）应满足的关系式为：______________________。 【答案】 ①. 0.8630m（0.8625-0.8635均正确） ②. ③. 【解析】 【分析】 【详解】（2）[1]由图示刻度尺可知，其分度值为，其示数为 （4）[2]小球经过B点时的瞬时速度 （5）[3]由图示图象可知，小球经过B点时绳子的拉力为，绳子的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得 四、计算题（本大题有4个小题，共40分。要求写出必要的步骤和文字说明。） 17. 如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从点脱离后做平抛运动，经过后又恰好与倾角为的斜面垂直相碰。已知半圆形管道的半径，小球可看作质点且其质量为取。求： （1）小球在斜面上的相碰点与点的水平距离； （2）小球经过管道的点时，受到管道的作用力的大小及方向。 【答案】（1）0.9m；（2）1N；方向竖直向上 【解析】 【详解】（1）根据平抛运动的规律，小球在C点的竖直分速度 水平分速度 解得 B点与C点的水平距离 （2）在B点设管道对小球的作用力方向向下，根据牛顿第二定律，有 其中 解得 负号表示管道对小球的作用力方向竖直向上，故小球受到管道的作用力FNB的大小为1N，方向竖直向上。 18. 2021年5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星预选着陆区着陆，2日，祝融号火星车成功驶离着陆平台，在火星表面开始巡视探测，环绕器将运行在中继轨道，为火星车巡视探测提供稳定的中继通讯，兼顾开展环绕探测．通过一次发射就成功实现了“绕、着、巡”三大任务，这是在世界航天史上都前所未有的壮举。若环绕器在离火星表面高度为的空中沿圆形轨道绕火星飞行，周期为。若火星半径为，引力常量为，求： （1）火星的质量和密度； （2）在火星表面发射卫星的最小速度。 【答案】（1）；；（2） 【解析】 【详解】（1）设环绕器的质量为，火星的质量为，密度为对环绕器：由 得 对火星：由 得 （2）在火星表面发射卫星的最小速度，即卫星在火星表面附近的环绕速度 对卫星：由 得 19. 质量为、额定功率为的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动中的阻力不变。求： （1）汽车所受阻力的大小； （2）汽车做匀加速运动的时间； （3）末汽车的瞬时功率。 【答案】（1）；（2）；（3）。 【解析】 【分析】 【详解】(1)当速度最大时，有 有 则有 (2)根据牛顿第二定律有 则牵引力为 所以匀加速运动的最大速度为 匀加速直线运动的时间为 (3)3s末时汽车还在匀加速运动状态，所以3s末汽车速度为 所以3秒末汽车的瞬时功率为 20. 如图所示，一半径R=4m的圆盘水平放置，在其边缘E点固定一个小桶，在圆盘直径DE的正上方平行放置一水平滑道BC，滑道右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上，高度差h＝5m。AB为一竖直面内的光滑圆弧轨道，半径r=1.25m，且与水平滑道相切与B点。 一质量m＝0.2kg的滑块（可视为质点）从A点由静止释放，当滑块经过B点时，对B点压力为6N，恰在此时，圆盘从图示位置以一定的角速度ω绕通过圆心的竖直轴匀速转动，最终物块由C点水平抛出，恰好落入圆盘边缘的小桶内。已知滑块与滑道BC间的动摩擦因数为0.3，g＝10m/s2，求： （1）滑块到达B点时的速度； （2）物体在水平滑道BC上克服阻力所做的功； （3）圆盘转动的角速度ω应满足的条件。 【答案】（1）5m/s；（2）0.9J；（3）rad/s（n=1、2、3…） 【解析】 【详解】（1）在B点时由牛顿第二定律 解得 vB=5m/s （2）物块从C点做平抛运动，则 解得 t=1s vC=4m/s 则物体在水平滑道BC上克服阻力所做的功 （3）滑块在BC上运动时 μmg=ma 得 a=3m/s2 从B到C的时间为 则对圆盘转动时满足 （n=1、2、3…） 即 （n=1、2、3…） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $