精品解析:重庆市南开中学2024-2025学年高三上学期第二次质量检测物理试卷
2024-10-10
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2份
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26页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 重庆市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.85 MB |
| 发布时间 | 2024-10-10 |
| 更新时间 | 2025-06-05 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-10-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47864852.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
重庆市高2025届高三第二次质量检测
物理试题
考生注意:
1.本试卷分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2024年7月30日,在巴黎奥运会游泳项目男子100米自由泳决赛中,中国选手潘展乐以46秒40的成绩打破世界记录并夺得冠军。如图,标准泳池的长度为50米,运动员从出发台起跳出发,游到对面再返回至比赛结束。潘展乐比赛时的平均速度最接近( )
A. 2.7m/s B. 2.3m/s C. 1.9m/s D. 0m/s
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知运动员游到对面再返回,则位移接近,因平均速度等于位移与时间的比值,故平均速度接近0。
故选D。
2. 践子是凝聚我国古代劳动人民智慧的一种小型杆秤,由秤盘、秤杆、秤砣和提绳组成,如图为使用践子称量中药时的情景,此时戳子已经在水平方向平衡。已知秤盘和中药的总质量为150g,三根长度相等的轻绳对称地固定在秤盘和秤杆上,轻绳与竖直方向的夹角为重力加速度g取。则每根轻绳承受的拉力为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对秤盘受力分析由平衡条件
代入数据得每根轻绳承受的拉力为
故选C。
3. 如图所示,在水平地面上固定一粗糙斜面体,A、B两完全相同的物体分别受到平行于斜面的拉力。在拉力的作用下,A物体沿斜面向上做匀速直线运动,B物体平行于斜面底端做匀速直线运动,将A、B两物体的受力进行比较,则( )
A. 物体B受到的摩擦力更大
B. 两物体受到的摩擦力大小相同
C. 两物体受到的拉力大小相同
D. 物体A受到拉力更小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.A、B物体都受到滑动摩擦力作用,且对斜面的压力均为mgcosθ,相等,故滑动摩擦力大小相等,选项A错误,B正确。
CD.A受拉力
B受的拉力
可知
FA>FB
选项CD错误。
故选B。
4. 2024年4月23号,重庆首个摩天轮图书馆在涪陵区美心红酒小镇正式亮相。当小南坐在摩天轮的图书轿厢内进行阅读时,小南同轿厢一起做匀速圆周运动,此过程中F表示小南受到的合力,G表示小南受到的重力。在小南从摩天轮最高点运动至最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 合力F的功率先减小后增大
B. 合力F的功率一定为零
C. 重力G的功率始终不变
D. 重力G的功率先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.因小南同学做匀速圆周运动,力的方向始终指向圆心,与速度方向垂直,根据
PF=Fvcosθ
故合力的功率一定为0,选项A错误,B正确。
CD.从最高点向最低点运动的过程中,小南同学所受重力的方向与速度的夹角先变小后变大,根据
PG=mgvcosθ
故重力的功率先变大后变小,选项CD错误;
故选B。
5. 如图所示,光滑斜面固定在水平面上,在斜面的底端固定一轻弹簧,弹簧自然状态时其上端点处于O点。将可视为质点的小物块从A点静止释放,一段时间后到达最低点B,弹簧始终处于弹性限度内。不计空气阻力,以O点为原点,沿斜面向下为正方向建立x坐标轴,小物块在运动过程中的动能Ek、重力势能Ep(取O点处与机械能E0变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】BD.小物块下滑过程中,弹簧弹力做负功,小物块的机械能减小,故BD错误;
AC.假设斜面倾角为,重力势能的表达式
即重力势能与x成正比关系。因滑块在接触弹簧之前
可知接触弹簧之前EK-x图像为直线,则C错误,A正确;
故选A。
6. 如图甲所示,在光滑水平面上有一质量为1.0kg的木板,质量为2.0kg的物块放在木板左端。初始时物块和木板均静止,物块与木板间的动摩擦因数为,现对物块施加水平向右的拉力F,使物块由静止开始运动,物块的加速度a随其位移x的变化图像如图乙所示,运动过程中物块始终在木板上,重力加速度g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 物块受到的拉力F可能是恒力
B. 当x=0.5m时,物块与木板发生相对滑动
C. 当x=1.0m时,拉力F=12N
D. 当x=1.5m时,拉力F=18N
【答案】C
【解析】
【详解】A.由乙图可知,加速度随位移逐渐增大,力不可能为恒力,故A错误;
BC.假设物体与木板之间的摩擦力已经达到最大静摩擦
则对木板进行受力分析,根据牛顿第二定律有
代入数据得
由乙图可知,对应的位移为,此时物块和木板将发生相对滑动,对整体,根据牛顿第二定律有
故B错误,C正确;
D.当x=1.5m时,物块和木板已发生相对滑动,由图乙可知,对应的加速度为a=6m/s2,对物块受力分析,根据牛顿第二定律有
解得
故D错误。
故选C。
7. 如图所示,在水平面上停放着一辆上表面水平的小车,小车上竖直固定着两端开口的细管(细管可视为小车的一部分),细管的弯曲部分BC段是半径为R的四分之一圆弧,与小车的上表面相切于C点,细管的竖直部分AB距离为2R,小车左侧固定一轻弹簧。现将一质量为m,可视为质点的小球从A处无初速度放入细管,忽略一切摩擦阻力。已知小车的质量是2m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球在细管中运动时,小球和小车组成的系统动量守恒
B. 轻弹簧能够获得的最大弹性势能为2mgR
C. 小球运动到C点时,小车在水平方向位移的大小为
D. 小球运动到C点时,其速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球在细管中运动时,小球和小车组成的系统只在水平方向动量守恒,选项A错误;
C.规定水平向左为正方向
C错误;
D.由动量守恒
得
小球从释放到最低点点的过程,由能量守恒
联立得
D正确;
B.小球运动到弹簧压缩到最短的过程,系统速度为零,则由能量守恒
B错误。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,至少有两项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
8. 如图所示,小诺在同家人一起外出游玩时,想对所学习的高中物理知识进行检验。小诺站在跟随河水一起漂流的船上,面向一段平直的河岸,某时刻向她的正前方向,以与水平面成θ角的速度v0斜向上抛出一小石头,使其落在河岸上,忽略空气阻力,小诺将发现( )
A. 越大,小石头从抛出到落地所用的时间越长
B. 越大,小石头从抛出到落地所用的时间越短
C. 越大,小石头从抛出到落地所发生的位移越大
D. 越大,小石头从抛出到落地所发生位移越小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.以抛出点为坐标原点,取竖直向上为正方向,小石头从抛出到落地在竖直方向下落的高度相同,由
越大,越大,A正确,B错误;
CD.小石头在竖直方向发生的位移相同,在水平方向有
知越大,越大,越大,小石头发生的位移越大,C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图所示是利用轮轴原理制成的古代汲水装置——辘轳,可转动的把手边缘上a点到转轴的距离为,辘轳边缘上b点到转轴的距离为,不计空气阻力,在水桶离开水面后加速上升的过程中,则( )
A. a点与b点的周期之比为
B. a点与b点的周期之比为1:1
C. 水桶所受合力的冲量等于水桶动量的变化率
D. 水桶所受合力做的功等于水桶动能的变化量
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.可转动的把于与辘轳是同轴转动,有相同的周期,B正确,A错误;
C.由动量定理,水桶所受合力的冲量等于水桶动量的变化量,C错误;
D.由动能定理,水桶所受合力做的功等于水桶动能的变化量,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,生活中我们常用高压水枪清洗汽车,水枪出水口直径为D,水流以速度ν从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流,约有75%向四周溅散开,溅起时垂直车身向外的速度为,其余25%的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间较短,在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为ρ,则( )
A. 水枪的功率为
B. 水枪的功率为
C. 水流对车身的平均冲击力约为
D. 水流对车身的平均冲击力约为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由
其中
水枪的功率为
A错误,B正确;
CD.取垂直车身向外为正方向,由动量定理有
其中
解得水流对车身的平均冲击力约为
C错误,D正确。
故选BD。
三、非选择题:共57分。
11. 某同学利用小球做自由落体运动的频闪照片来验证机械能守恒定律。
(1)如图甲所示,照片中的数据已经按比例转化为小球实际的下落高度,当小球从B点运动到F点过程中,小球重力势能的减少量______,小球动能的增加量______(用重力加速度g、小球质量m、频闪时间间隔T与照片中的相关物理量表示);
(2)该同学根据照片数据计算出各点的速度v,并做出如图乙所示的图像,图像中。表示______的距离。若图像的斜率______,则可验证小球在下落过程中机械能守恒。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 释放点距A点的距离 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]从B点运动到F点过程中,该小球的重力势能减少量
[2]由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,该小球在B点的速度
在F点的速度
因此,该小球从B点运动到F点过程中,动能增加量
【小问2详解】
[1][2]设释放点距A点的距离为,若小球机械能守恒则有
整理后得
故斜率
故截距为释放点距点距离,若图像的斜率,则可验证小球在下落过程中机械能守恒。
12. 验证碰撞过程中动量守恒的实验装置如图所示,固定在桌面的斜面AB与水平面BC在B点平滑连接,圆弧是以斜槽末端C为圆心的圆周。选取两个半径相同、质量不等的小球进行实验,实验步骤如下:
(1)①不放小球2,让小球1从斜面上A点由静止释放,并落在圆弧面上,重复多次,标记落点的位置;
②将小球2放在斜槽末端C处,仍让小球1从斜面上A点由静止释放,两球发生碰撞,重复多次,分别标记两小球在圆弧面上的落点位置;
③测出斜槽末端C和落点N、P、M的连线与水平方向的夹角分别为(,为保证入射小球不反弹,两小球的质量应满足________m2(填写“>”、“=”或“<”);
(2)为了完成该实验,在测量的基础上,还需要测量的物理量有( )
A. 斜面的倾角 B. AB两点的高度差
C. 两小球的质量 D. 圆周的半径R
(3)______点(填写“N”、“P”或“M”)是不放小球2时小球1从斜面上A点由静止释放后的落点位置;
(4)当所测物理量满足表达式______(用所测物理量的字母表示)时,说明两小球碰撞过程满足动量守恒定律;
(5)当所测物理量在第(4)问基础上还需满足表达式______(用所测物理量的字母表示)时,说明两小球碰撞过程是弹性碰撞。
【答案】(1)> (2)C
(3)P (4)
(5)或者
【解析】
【小问1详解】
为保证入射小球不反弹,两小球的质量应满足;
【小问2详解】
小球平抛过程有
联立求解得
由碰撞中动量守恒
将带入,化简后得
为了完成该实验,在测量的基础上,还需要测量的物理量是两小球的质量,故选C;
【小问3详解】
由图可知,P点是不放小球2时小球1从斜面上A点由静止释放后的落点位置;N点和M点分别是放小球2时碰后小球2和小球1的落点位置;
【小问4详解】
由上述过程可知,当所测物理量满足表达式
时,说明两小球碰撞过程满足动量守恒定律;
【小问5详解】
若碰撞中机械能守恒则有
将带入,化简后得
或者
13. 2024年5月3日,我国自行研制的嫦娥六号探测器顺利发射。如图所示,该探测器于5月8日实施近月制动,顺利进入半径为r的环月轨道。可将探测器的环月轨道飞行视为角速度为的匀速圆周运动。6月2日,着陆器成功着陆月球背面,其着陆过程简化为如下过程:让着陆器先在距离预选着陆点约百米高度处悬停,接着发动机提供恒定向上的推力F,使着陆器开始以恒定的加速度竖直下降,经时间t后在月球表面实现“软着陆”。已知着陆器质量为m,月球半径为R,万有引力常量为G。求:
(1)月球的平均密度;
(2)着陆器“软着陆”时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对探测器有
故月球密度
【小问2详解】
设月球表面的重力加速度大小为,对着陆器有
由于在月球表面
着陆器“软着陆”时的速度
联立解得
14. 我国的许多大型快递点已使用智能翻盘式分拣机器人自动分拣快递以提升分拣效率。如图所示,智能机器人携带质量m=5kg的包裹沿倾角为α的轨道从供包台运往分拣口,运送过程中托盘表面与斜面平行。包裹与托盘保持相对静止,在抵达分拣口时,两者速度恰好减为零。机器人开始翻转托盘,当托盘倾角缓慢增大到β=19°时,包裹即将滑下,机器人继续翻转托盘,让包裹沿圆弧AB下滑并以的速度从C点水平进入长为7m的水平传送带。包裹与托盘间的动摩擦因数,包裹与传送带间的动摩擦因数,传送带以的恒定速度顺时针转动。重力加速度g取10m/s²,sin37°=0.6,sin53°=0.8,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)轨道的倾角α;
(2)为了将包裹从C处传送到D处,电动机需要多做的功W。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
当托盘倾角缓慢增大到β=19°时,包裹即将滑下,此时有
解得
有
解得
【小问2详解】
对包裹,在传送带上有
设包裹匀加速时间与传送带共速,有
其匀加速位移为
包裹先匀加速时间与传送带共速,再匀速运动到点。
对电动机,有
15. 如图所示,在广阔的水平面上固定有一个边长为的正方形光滑薄板ABCD,薄板中心O点钉有一枚钉子,长为L的不可伸长的轻绳一端通过极小绳套套在钉子上,另一端与质量为m的物块P连接,物块以大小为v0的速度绕O点做圆周运动。不计绳套与钉子间的摩擦力,重力加速度取g。求:
(1)物块P运动到图中M点()时,绳子张力T的大小;
(2)某时刻剪断轻绳,从剪断轻绳到物块P离开薄板的最短时间t;
(3)在(2)的结果下,将物块离开薄板的位置标记为N点(图中未画出),沿着离开时的速度方向,从N点前方Q点(图中未画出)开始每间距L静置有与P完全相同的物块很多个(N、Q间距也为L),将Q点静置的物块编号为1,以后依次为2、3、4……,在物块P到达N点时立即对其施加与速度同向的恒力物块与水平面间的动摩擦因数均为所有物块间的碰撞均为完全非弹性碰撞。则最多能与编号为多少的滑块相碰撞。
【答案】(1)
(2)
(3)最多能与编号为6的物块碰撞
【解析】
【小问1详解】
物块做匀速圆周运动,在点时,绳子张力提供向心力所以
【小问2详解】
由几何关系得
【小问3详解】
第次碰前、碰后,系统的动能关系
碰撞后动能记为,则
将记作第次碰后系统总动能
则有
…
数学处理后,有
将代入,得到
若,n至少取7
即与编号为6的物块碰流结束,继续向前运动,未与7碰流,已减速到0,所以最多能与编号为6的物块碰撞。
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重庆市高2025届高三第二次质量检测
物理试题
考生注意:
1.本试卷分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1. 2024年7月30日,在巴黎奥运会游泳项目男子100米自由泳决赛中,中国选手潘展乐以46秒40的成绩打破世界记录并夺得冠军。如图,标准泳池的长度为50米,运动员从出发台起跳出发,游到对面再返回至比赛结束。潘展乐比赛时的平均速度最接近( )
A. 2.7m/s B. 2.3m/s C. 1.9m/s D. 0m/s
2. 践子是凝聚我国古代劳动人民智慧的一种小型杆秤,由秤盘、秤杆、秤砣和提绳组成,如图为使用践子称量中药时的情景,此时戳子已经在水平方向平衡。已知秤盘和中药的总质量为150g,三根长度相等的轻绳对称地固定在秤盘和秤杆上,轻绳与竖直方向的夹角为重力加速度g取。则每根轻绳承受的拉力为( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,在水平地面上固定一粗糙斜面体,A、B两完全相同物体分别受到平行于斜面的拉力。在拉力的作用下,A物体沿斜面向上做匀速直线运动,B物体平行于斜面底端做匀速直线运动,将A、B两物体的受力进行比较,则( )
A. 物体B受到的摩擦力更大
B. 两物体受到的摩擦力大小相同
C. 两物体受到的拉力大小相同
D. 物体A受到的拉力更小
4. 2024年4月23号,重庆首个摩天轮图书馆在涪陵区美心红酒小镇正式亮相。当小南坐在摩天轮的图书轿厢内进行阅读时,小南同轿厢一起做匀速圆周运动,此过程中F表示小南受到的合力,G表示小南受到的重力。在小南从摩天轮最高点运动至最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 合力F的功率先减小后增大
B. 合力F的功率一定为零
C. 重力G的功率始终不变
D. 重力G的功率先减小后增大
5. 如图所示,光滑斜面固定在水平面上,在斜面的底端固定一轻弹簧,弹簧自然状态时其上端点处于O点。将可视为质点的小物块从A点静止释放,一段时间后到达最低点B,弹簧始终处于弹性限度内。不计空气阻力,以O点为原点,沿斜面向下为正方向建立x坐标轴,小物块在运动过程中的动能Ek、重力势能Ep(取O点处与机械能E0变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图甲所示,在光滑水平面上有一质量为1.0kg的木板,质量为2.0kg的物块放在木板左端。初始时物块和木板均静止,物块与木板间的动摩擦因数为,现对物块施加水平向右的拉力F,使物块由静止开始运动,物块的加速度a随其位移x的变化图像如图乙所示,运动过程中物块始终在木板上,重力加速度g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 物块受到的拉力F可能是恒力
B. 当x=0.5m时,物块与木板发生相对滑动
C. 当x=1.0m时,拉力F=12N
D. 当x=1.5m时,拉力F=18N
7. 如图所示,在水平面上停放着一辆上表面水平的小车,小车上竖直固定着两端开口的细管(细管可视为小车的一部分),细管的弯曲部分BC段是半径为R的四分之一圆弧,与小车的上表面相切于C点,细管的竖直部分AB距离为2R,小车左侧固定一轻弹簧。现将一质量为m,可视为质点的小球从A处无初速度放入细管,忽略一切摩擦阻力。已知小车的质量是2m,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球在细管中运动时,小球和小车组成的系统动量守恒
B. 轻弹簧能够获得的最大弹性势能为2mgR
C. 小球运动到C点时,小车在水平方向位移大小为
D. 小球运动到C点时,其速度大小为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,至少有两项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
8. 如图所示,小诺在同家人一起外出游玩时,想对所学习的高中物理知识进行检验。小诺站在跟随河水一起漂流的船上,面向一段平直的河岸,某时刻向她的正前方向,以与水平面成θ角的速度v0斜向上抛出一小石头,使其落在河岸上,忽略空气阻力,小诺将发现( )
A. 越大,小石头从抛出到落地所用的时间越长
B. 越大,小石头从抛出到落地所用的时间越短
C. 越大,小石头从抛出到落地所发生的位移越大
D. 越大,小石头从抛出到落地所发生的位移越小
9. 如图所示是利用轮轴原理制成的古代汲水装置——辘轳,可转动的把手边缘上a点到转轴的距离为,辘轳边缘上b点到转轴的距离为,不计空气阻力,在水桶离开水面后加速上升的过程中,则( )
A. a点与b点的周期之比为
B. a点与b点的周期之比为1:1
C. 水桶所受合力冲量等于水桶动量的变化率
D. 水桶所受合力做的功等于水桶动能的变化量
10. 如图所示,生活中我们常用高压水枪清洗汽车,水枪出水口直径为D,水流以速度ν从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流,约有75%向四周溅散开,溅起时垂直车身向外的速度为,其余25%的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间较短,在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为ρ,则( )
A. 水枪的功率为
B. 水枪的功率为
C. 水流对车身的平均冲击力约为
D. 水流对车身的平均冲击力约为
三、非选择题:共57分。
11. 某同学利用小球做自由落体运动的频闪照片来验证机械能守恒定律。
(1)如图甲所示,照片中的数据已经按比例转化为小球实际的下落高度,当小球从B点运动到F点过程中,小球重力势能的减少量______,小球动能的增加量______(用重力加速度g、小球质量m、频闪时间间隔T与照片中的相关物理量表示);
(2)该同学根据照片数据计算出各点的速度v,并做出如图乙所示的图像,图像中。表示______的距离。若图像的斜率______,则可验证小球在下落过程中机械能守恒。
12. 验证碰撞过程中动量守恒的实验装置如图所示,固定在桌面的斜面AB与水平面BC在B点平滑连接,圆弧是以斜槽末端C为圆心的圆周。选取两个半径相同、质量不等的小球进行实验,实验步骤如下:
(1)①不放小球2,让小球1从斜面上A点由静止释放,并落在圆弧面上,重复多次,标记落点的位置;
②将小球2放在斜槽末端C处,仍让小球1从斜面上A点由静止释放,两球发生碰撞,重复多次,分别标记两小球在圆弧面上的落点位置;
③测出斜槽末端C和落点N、P、M的连线与水平方向的夹角分别为(,为保证入射小球不反弹,两小球的质量应满足________m2(填写“>”、“=”或“<”);
(2)为了完成该实验,在测量的基础上,还需要测量的物理量有( )
A. 斜面的倾角 B. AB两点的高度差
C. 两小球的质量 D. 圆周的半径R
(3)______点(填写“N”、“P”或“M”)是不放小球2时小球1从斜面上A点由静止释放后的落点位置;
(4)当所测物理量满足表达式______(用所测物理量的字母表示)时,说明两小球碰撞过程满足动量守恒定律;
(5)当所测物理量在第(4)问基础上还需满足表达式______(用所测物理量的字母表示)时,说明两小球碰撞过程是弹性碰撞。
13. 2024年5月3日,我国自行研制的嫦娥六号探测器顺利发射。如图所示,该探测器于5月8日实施近月制动,顺利进入半径为r的环月轨道。可将探测器的环月轨道飞行视为角速度为的匀速圆周运动。6月2日,着陆器成功着陆月球背面,其着陆过程简化为如下过程:让着陆器先在距离预选着陆点约百米高度处悬停,接着发动机提供恒定向上的推力F,使着陆器开始以恒定的加速度竖直下降,经时间t后在月球表面实现“软着陆”。已知着陆器质量为m,月球半径为R,万有引力常量为G。求:
(1)月球平均密度;
(2)着陆器“软着陆”时的速度大小。
14. 我国的许多大型快递点已使用智能翻盘式分拣机器人自动分拣快递以提升分拣效率。如图所示,智能机器人携带质量m=5kg的包裹沿倾角为α的轨道从供包台运往分拣口,运送过程中托盘表面与斜面平行。包裹与托盘保持相对静止,在抵达分拣口时,两者速度恰好减为零。机器人开始翻转托盘,当托盘倾角缓慢增大到β=19°时,包裹即将滑下,机器人继续翻转托盘,让包裹沿圆弧AB下滑并以的速度从C点水平进入长为7m的水平传送带。包裹与托盘间的动摩擦因数,包裹与传送带间的动摩擦因数,传送带以的恒定速度顺时针转动。重力加速度g取10m/s²,sin37°=0.6,sin53°=0.8,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)轨道的倾角α;
(2)为了将包裹从C处传送到D处,电动机需要多做的功W。
15. 如图所示,在广阔的水平面上固定有一个边长为的正方形光滑薄板ABCD,薄板中心O点钉有一枚钉子,长为L的不可伸长的轻绳一端通过极小绳套套在钉子上,另一端与质量为m的物块P连接,物块以大小为v0的速度绕O点做圆周运动。不计绳套与钉子间的摩擦力,重力加速度取g。求:
(1)物块P运动到图中M点()时,绳子张力T的大小;
(2)某时刻剪断轻绳,从剪断轻绳到物块P离开薄板的最短时间t;
(3)在(2)的结果下,将物块离开薄板的位置标记为N点(图中未画出),沿着离开时的速度方向,从N点前方Q点(图中未画出)开始每间距L静置有与P完全相同的物块很多个(N、Q间距也为L),将Q点静置的物块编号为1,以后依次为2、3、4……,在物块P到达N点时立即对其施加与速度同向的恒力物块与水平面间的动摩擦因数均为所有物块间的碰撞均为完全非弹性碰撞。则最多能与编号为多少的滑块相碰撞。
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