精品解析:河北省邢台市质检联盟2024-2025学年高三上学期第一次月考(10月)物理试题
2024-10-30
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2份
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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) | 河北省 |
| 地区(市) | 邢台市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.11 MB |
| 发布时间 | 2024-10-30 |
| 更新时间 | 2025-05-29 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-10-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48310003.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024—2025学年高三(上)质检联盟第一次月考
物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第一册,必修第二册第五至七章。
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. 第四届中国汽车摩托车运动大会于2024年8月28日至9月1日在大庆举办。某参赛选手在训练时沿弯曲赛道从左向右加速运动,该运动过程中,在某两位置时其所受合力均可能正确的是( )
A. B.
C D.
2. 2024年7月19日11时3分,我国成功将高分十一号05星发射升空。高分十一号05星的轨道高度约为700公里。关于卫星发射,下列说法正确的是( )
A. 该卫星应该自东向西发射
B. 该卫星的发射速度不大于
C. 该卫星的发射速度大于第一宇宙速度
D. 该卫星在轨道上做匀速圆周运动的周期大于静止卫星运动的周期
3. 一群同学发射自制水火箭,水火箭上升的高度可达上百米,下落时会打开自制降落伞。下列说法正确的是( )
A. 水火箭上升过程一直做加速运动
B. 水火箭下落过程一直做自由落体运动
C 水火箭下落过程中一定处于失重状态
D. 水火箭加速上升阶段一直处于超重状态
4. 如图所示,网球运动员训练时,运动员在同一高度的前后两个不同位置A、B将网球斜向上击出后,网球恰好垂直击中竖直墙上的同一固定点C,已知网球从B运动到C的时间为t,重力加速度大小为g,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 从A点击出的网球比从B点击出的网球的初速度小
B. 若A、B两点间的距离为d,则A、B两点的击出速度大小之差为
C. 若A、C两点间的距离与B、C两点间的距离之比为n,则从A、B两点击出的网球的速度大小之比也为n
D. 在A点将网球击出时,若网球的速度方向与竖直方向的夹角为θ,则A点与墙面间的距离为
5. 一质点沿x轴做直线运动的位置(x)随时间(t)变化的图像如图所示,图线是顶点坐标为且关于纵轴对称的抛物线的一部分,则2s末质点运动的速度大小为( )
A. B. C. D.
6. 活检针可用于活体组织取样,如图所示。取样时,活检针被瞬间弹出后仅受阻力。活检针在软组织中运动距离后进入目标组织,继续运动后停下来。若活检针刚被弹出时的速度大小为,在软组织中运动的时间为,两段运动中活检针受到的阻力均视为恒力,则活检针在目标组织中运动的时间为( )
A. B. C. D.
7. 图为旋转魔盘,某游戏者(视为质点)与水平盘面间的动摩擦因数为,魔盘带动游戏者加速旋转起来,当游戏者刚要做离心运动时,切向加速度大小(g为重力加速度大小),已知游戏者距圆盘中心的距离为r,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则游戏者刚要做离心运动时,魔盘的角速度为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 中国古代纺纱工具分手摇纺车、脚踏纺车、大纺车等几种类型。据推测,手摇纺车最早大约出现在战国时期。如图所示,A、B为绳轮上两点,匀速转动手柄,带动绳轮转动,下列说法正确的是( )
A. A、B两点做圆周运动的周期相等
B. A点的线速度小于B点的线速度
C. A点的向心加速度大于B点的向心加速度
D. A点的角速度大于B点的角速度
9. 在某次救援演习中,一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流,当冲锋舟船头垂直河岸航行时,恰能到达正对岸下游距离为x处。若冲锋舟船头保持与河岸成θ角(锐角)向上游航行时,则恰能到达正对岸。渡河时冲锋舟在静水中的速度大小不变。下列说法正确的是( )
A. 河的宽度为
B. 冲锋舟船头垂直河岸航行时,渡河过程的位移大小为
C. 冲锋舟在静水中速度与水的流速之比为
D. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
10. 如图所示,竖直平面内有一圆环,圆心为O,半径,PQ为水平直径,MN为倾斜直径,PQ与MN间的夹角,一条不可伸长的轻绳两端分别固定在圆环上的M、N两点,连接了一个质量的重物的轻质滑轮(大小可忽略)放置在轻绳上,静止时,不计滑轮与轻绳间的摩擦。现将圆环从图示位置绕圆心O在竖直平面内顺时针缓慢转动,取重力加速度大小,,,下列说法正确的是( )
A. 轻绳的长度为
B. 圆环未转动前,轻绳的张力大小为2N
C. 直径MN水平时,轻绳的张力大小为
D. 圆环从图示位置顺时针缓慢转过的过程中,轻绳的张力一直增大
三、非选择题:共54分。
11. 某物理兴趣小组用图示器材探究两个互成角度的力的合成规律。在水平圆形桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中滑轮固定在桌子边,滑轮可沿桌边移动。在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点(不与桌面接触)静止。
(1)实验中,结点_____________(填“必须”或“不必”)与桌面的圆心重合;若一根绳挂的钩码质量为3m,另一根绳挂的钩码质量为4m,则第三根绳挂的钩码质量一定不大于___________。
(2)若滑轮下所挂的钩码质量为5m、滑轮下所挂的钩码质量分别为3m、4m,则结点静止时,之间轻绳的夹角___________(填“一定”或“不一定”)为,实验中若桌面不水平,实验的结论___________(填“受”或“不受”)影响。
12. 某兴趣小组利用斜槽和多个相同小球来研究平抛运动的特点,部分实验装置如图甲所示。
主要实验步骤如下:
①将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁,调节木板竖直(方格纸中的竖线也竖直);
②依次将多个相同小球从斜槽上同一位置由静止释放;
③小球运动过程中,用手机对小球进行拍摄,选择满意的照片进行分析处理。某次实验所拍照片中同时出现了三个小球,如图乙所示。
(1)在该实验中,下列说法正确的是___________(填正确答案标号)。
A. 斜槽末端切线水平
B. 应选质量小、体积大的小球
C. 图乙中的三个小球,小球A是最先释放的
D. 小球尽可能从靠近斜槽的水平部分由静止释放
(2)已知该方格纸每小格的边长为10cm,取当地重力加速度大小,忽略空气阻力,则小球做平抛运动的水平初速度___________m/s,图中小球B所在位置到斜槽末端的水平距离___________m。(结果均保留两位有效数字)
13. 某礼花弹在地面上从专用炮筒中沿竖直方向射出,到达最高点时炸开。礼花弹的结构如图所示,其工作原理为:点燃引线使发射药发生爆炸并同时点燃延期引线,礼花弹获得一个很大的加速度在发射筒内匀加速上升,发射筒的高度,礼花弹离开发射筒口时的速度大小。当礼花弹到最高点附近时,延期引线点燃礼花弹,礼花弹炸开。已知礼花弹的质量,离开发射筒后的过程中礼花弹所受的空气阻力大小始终是其所受重力大小的,取重力加速度大小。忽略礼花弹到发射筒底部的距离。求:
(1)礼花弹在发射筒内匀加速上升的加速度大小a;
(2)礼花弹从发射筒口射出后,离地面的最大高度H。
14. 2024年8月6日,千帆星座首批18颗商业组网卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。若其中一颗卫星离地高度为,该卫星运行轨迹与赤道共面。已知地球半径为,自转周期为(一天),地球表面重力加速度大小为,引力常量为,不计地球自转对地球表面重力加速度的影响。求:
(1)地球的质量;
(2)一天内该卫星绕地球运行的圈数;
(3)该卫星离地球静止卫星最远距离。
15. 如图所示,倾角为的斜面体ABC固定在水平面上,一质量为m的小球(视为质点)用长为L的轻质细线悬挂在天花板上的M点,小球静止在N点,N点正好位于B点的正上方。现让小球在竖直面内摆动,当小球运动到N点时,突然剪断细线,小球从N点水平向右飞出落到斜面上的P点。已知N、P两点的连线与斜面垂直,且N、B两点间的高度差为H,重力加速度大小为g,忽略空气阻力。
(1)求N、P两点间的距离以及小球从N点运动到P点的平均速度的大小;
(2)求小球刚到达N点还未剪断细线时细线拉力的大小;
(3)让小球以不同的速度从N点水平飞出落到斜面上,落点不一定为P点,若,求小球落到斜面上的速度最小时,小球平抛运动过程下落的高度。
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2024—2025学年高三(上)质检联盟第一次月考
物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第一册,必修第二册第五至七章。
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. 第四届中国汽车摩托车运动大会于2024年8月28日至9月1日在大庆举办。某参赛选手在训练时沿弯曲赛道从左向右加速运动,该运动过程中,在某两位置时其所受合力均可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小车做曲线运动,要求合外力指向轨迹的凹侧,而从左向右运动速度一直增大,需要满足沿着切线方向的速度与合外力成锐角,故符合条件的图只有D。
故选D。
2. 2024年7月19日11时3分,我国成功将高分十一号05星发射升空。高分十一号05星的轨道高度约为700公里。关于卫星发射,下列说法正确的是( )
A. 该卫星应该自东向西发射
B. 该卫星的发射速度不大于
C. 该卫星的发射速度大于第一宇宙速度
D. 该卫星在轨道上做匀速圆周运动的周期大于静止卫星运动的周期
【答案】C
【解析】
【详解】A.为节约能量,发射卫星的方向应和地球自转方向相同,为自西向东,故A错误;
B.该卫星未脱离地球束缚,发射速度应不大于第二宇宙速度11.2km/s,故B错误;
C.第一宇宙速度是最小的发射速度,故C正确;
D.该卫星轨道半径小于静止卫星轨道半径,根据开普勒第三定律可知,该卫星在轨道上做匀速圆周运动的周期小于静止卫星运动的周期,故D错误。
故选 C。
3. 一群同学发射自制水火箭,水火箭上升的高度可达上百米,下落时会打开自制降落伞。下列说法正确的是( )
A 水火箭上升过程一直做加速运动
B. 水火箭下落过程一直做自由落体运动
C. 水火箭下落过程中一定处于失重状态
D. 水火箭加速上升阶段一直处于超重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A.水火箭上升过程先做加速运动,后做减速运动至最高点,故A错误;
B.水火箭下落过程还受到降落伞的阻力,故B错误;
C.水火箭下落过程可能做匀速直线运动,故C错误;
D.水火箭加速上升,则其加速度方向竖直向上,处于超重状态,故D正确。
故选D
4. 如图所示,网球运动员训练时,运动员在同一高度的前后两个不同位置A、B将网球斜向上击出后,网球恰好垂直击中竖直墙上的同一固定点C,已知网球从B运动到C的时间为t,重力加速度大小为g,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 从A点击出网球比从B点击出的网球的初速度小
B. 若A、B两点间的距离为d,则A、B两点的击出速度大小之差为
C. 若A、C两点间的距离与B、C两点间的距离之比为n,则从A、B两点击出的网球的速度大小之比也为n
D. 在A点将网球击出时,若网球的速度方向与竖直方向的夹角为θ,则A点与墙面间的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.采用逆向思维,网球做平抛运动,根据
两次高度相同,故竖直方向的速度相同,根据
可得
可知运动时间相同,而轨迹1运动的水平位移大,在水平方向上,根据
可知从轨迹1运动的水平速度比轨迹2运动的水平速度大,根据
可知从A点击出的网球比从B点击出的网球的初速度大,故A错误;
B.采用逆向思维,网球做平抛运动,两球运动的时间相等,都为t,在水平方向上有
解得水平方向速度之差为
但由于网球被击出有竖直方向速度,故A、B两点的击出速度大小之差不等于,故B错误;
C.若A、C两点间的距离与B、C两点间的距离之比为n,时间相等,则击出时水平方向速度之比为n,但由于网球被击出有竖直方向速度,故C错误;
D.采用逆向思维,网球做平抛运动,竖直方向的高度为
根据速度夹角正切值等于位移夹角正切值的两倍,则有
解得A点与墙面间的距离为
故D正确;
故选D。
5. 一质点沿x轴做直线运动的位置(x)随时间(t)变化的图像如图所示,图线是顶点坐标为且关于纵轴对称的抛物线的一部分,则2s末质点运动的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由运动学公式
将坐标,代入可得
所以2s末质点运动的速度大小为
故选A。
6. 活检针可用于活体组织取样,如图所示。取样时,活检针被瞬间弹出后仅受阻力。活检针在软组织中运动距离后进入目标组织,继续运动后停下来。若活检针刚被弹出时的速度大小为,在软组织中运动的时间为,两段运动中活检针受到的阻力均视为恒力,则活检针在目标组织中运动的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由
,
解得
故选A。
7. 图为旋转魔盘,某游戏者(视为质点)与水平盘面间的动摩擦因数为,魔盘带动游戏者加速旋转起来,当游戏者刚要做离心运动时,切向加速度大小(g为重力加速度大小),已知游戏者距圆盘中心的距离为r,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则游戏者刚要做离心运动时,魔盘的角速度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当游戏者刚要做离心运动时,所受静摩擦力达到最大,为
因魔盘带动游戏者加速旋转起来,故将f正交分解成切向的分力和径向的分力,则有
其
,
解得
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 中国古代纺纱工具分手摇纺车、脚踏纺车、大纺车等几种类型。据推测,手摇纺车最早大约出现在战国时期。如图所示,A、B为绳轮上的两点,匀速转动手柄,带动绳轮转动,下列说法正确的是( )
A. A、B两点做圆周运动的周期相等
B. A点的线速度小于B点的线速度
C. A点的向心加速度大于B点的向心加速度
D. A点的角速度大于B点的角速度
【答案】AC
【解析】
【详解】AD.A、B两点一起做圆周运动,为同轴传动,所以角速度相同,根据可知,周期也相同,故A正确,D错误;
B.根据,其中
所以
故B错误;
C.根据,其中
所以
故C正确。
故选AC。
9. 在某次救援演习中,一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流,当冲锋舟船头垂直河岸航行时,恰能到达正对岸下游距离为x处。若冲锋舟船头保持与河岸成θ角(锐角)向上游航行时,则恰能到达正对岸。渡河时冲锋舟在静水中的速度大小不变。下列说法正确的是( )
A. 河的宽度为
B. 冲锋舟船头垂直河岸航行时,渡河过程的位移大小为
C. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
D. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】ACD.冲锋舟船头保持与河岸成角(锐角)向上游航行时,则恰能到达正对岸,则
当冲锋舟船头垂直河岸航行时,恰能到达正对岸下游处,则
联立可得
,
故AC错误,D正确;
B.冲锋舟船头垂直河岸航行时,渡河过程的位移大小
故B正确。
故选BD。
10. 如图所示,竖直平面内有一圆环,圆心为O,半径,PQ为水平直径,MN为倾斜直径,PQ与MN间夹角,一条不可伸长的轻绳两端分别固定在圆环上的M、N两点,连接了一个质量的重物的轻质滑轮(大小可忽略)放置在轻绳上,静止时,不计滑轮与轻绳间的摩擦。现将圆环从图示位置绕圆心O在竖直平面内顺时针缓慢转动,取重力加速度大小,,,下列说法正确的是( )
A. 轻绳的长度为
B. 圆环未转动前,轻绳的张力大小为2N
C. 直径MN水平时,轻绳的张力大小为
D. 圆环从图示位置顺时针缓慢转过的过程中,轻绳的张力一直增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.如图所示
设MB与竖直方向的夹角为,轻绳的长度为L,圆环未转动前,,根据几何关系有
,,
解得
故A正确;
B.根据平衡条件有
解得
故B错误;
C.直径MN水平时,此时等于零,则有
轻绳的张力大小为
故C错误;
D.圆环从图示位置绕圆心O顺时针缓慢转过的过程中,滑轮两侧的轻绳间的夹角一直增大,轻绳的张力一直增大,故D正确。
故选AD。
三、非选择题:共54分。
11. 某物理兴趣小组用图示器材探究两个互成角度的力的合成规律。在水平圆形桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中滑轮固定在桌子边,滑轮可沿桌边移动。在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点(不与桌面接触)静止。
(1)实验中,结点_____________(填“必须”或“不必”)与桌面的圆心重合;若一根绳挂的钩码质量为3m,另一根绳挂的钩码质量为4m,则第三根绳挂的钩码质量一定不大于___________。
(2)若滑轮下所挂的钩码质量为5m、滑轮下所挂的钩码质量分别为3m、4m,则结点静止时,之间轻绳的夹角___________(填“一定”或“不一定”)为,实验中若桌面不水平,实验的结论___________(填“受”或“不受”)影响。
【答案】(1) ①. 不必 ②. 7m
(2) ①. 一定 ②. 不受
【解析】
【小问1详解】
[1]实验只要保证三力平衡即可,结点不必与桌面的圆心重合;
[2]若一根绳挂的质量为3m,另一根绳挂的质量为4m,则两绳子的拉力分别为:3mg、4mg,两绳子拉力的合力F的范围是:
|4mg−3mg|⩽F⩽4mg+3mg
三力的合力为零,则第三根绳挂的质量一定不大于7m;
【小问2详解】
[1]三力的合力为零,则三力必然为首位相连的矢量三角形,根据勾股定理,三根绳的拉力刚好构成首位相连的直角三角形,则OP2和OP3之间轻绳的夹角一定为90°;
[2]桌面不水平只要保证能使结点平衡即可,所以桌面不水平也不会影响实验的结论。
12. 某兴趣小组利用斜槽和多个相同小球来研究平抛运动的特点,部分实验装置如图甲所示。
主要实验步骤如下:
①将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁,调节木板竖直(方格纸中的竖线也竖直);
②依次将多个相同小球从斜槽上同一位置由静止释放;
③小球运动过程中,用手机对小球进行拍摄,选择满意的照片进行分析处理。某次实验所拍照片中同时出现了三个小球,如图乙所示。
(1)在该实验中,下列说法正确的是___________(填正确答案标号)。
A. 斜槽末端切线水平
B. 应选质量小、体积大的小球
C. 图乙中的三个小球,小球A是最先释放的
D. 小球尽可能从靠近斜槽的水平部分由静止释放
(2)已知该方格纸每小格的边长为10cm,取当地重力加速度大小,忽略空气阻力,则小球做平抛运动的水平初速度___________m/s,图中小球B所在位置到斜槽末端的水平距离___________m。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)A (2) ①. 2.0 ②. 0.50
【解析】
【小问1详解】
A.因为本实验研究平抛运动,所以斜槽末端切线必须水平,故A正确;
B.小球体积大不利于确定位置,受到的空气阻力也会更大,故B错误;
C.题图乙中的三个小球,小球C是最先释放的,故C错误;
D.释放小球时,小球若离斜槽的水平部分太近,则离开斜槽的速度太小,这不利于实验,故D错误。
故选A。
【小问2详解】
[1]小球在水平方向做匀速直线运动,故在题图乙中,由小球A运动到小球B所在位置所用的时间和由小球B运动到小球C所在位置所用的时间相等,设小球A运动到小球B所在位置所用的时间为T,正方形小方格的边长,则在竖直方向上,有
解得
在水平方向上,有
解得
[2]设在小球B所在位置的竖直分速度为,则有
由自由落体运动的速度公式有
解得
小球B所在位置到斜槽末端的水平距离为
13. 某礼花弹在地面上从专用炮筒中沿竖直方向射出,到达最高点时炸开。礼花弹的结构如图所示,其工作原理为:点燃引线使发射药发生爆炸并同时点燃延期引线,礼花弹获得一个很大的加速度在发射筒内匀加速上升,发射筒的高度,礼花弹离开发射筒口时的速度大小。当礼花弹到最高点附近时,延期引线点燃礼花弹,礼花弹炸开。已知礼花弹的质量,离开发射筒后的过程中礼花弹所受的空气阻力大小始终是其所受重力大小的,取重力加速度大小。忽略礼花弹到发射筒底部的距离。求:
(1)礼花弹在发射筒内匀加速上升的加速度大小a;
(2)礼花弹从发射筒口射出后,离地面的最大高度H。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
礼花弹在发射筒内匀加速上升,根据运动学公式有
代入数据解得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有
解得
则离地面的最大高度为
14. 2024年8月6日,千帆星座首批18颗商业组网卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。若其中一颗卫星离地高度为,该卫星运行轨迹与赤道共面。已知地球半径为,自转周期为(一天),地球表面重力加速度大小为,引力常量为,不计地球自转对地球表面重力加速度的影响。求:
(1)地球的质量;
(2)一天内该卫星绕地球运行的圈数;
(3)该卫星离地球静止卫星的最远距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设地球表面上某个静止的物体的质量为,由万有引力等于重力有
解得
【小问2详解】
该卫星绕地球做匀速圆周运动,设其运行周期,质量为,有
又
解得
【小问3详解】
设静止卫星离地高度为,质量为,有
解得
由几何关系可知当该卫星、静止卫星与地球共线且异侧时距离最远,有
解得
15. 如图所示,倾角为的斜面体ABC固定在水平面上,一质量为m的小球(视为质点)用长为L的轻质细线悬挂在天花板上的M点,小球静止在N点,N点正好位于B点的正上方。现让小球在竖直面内摆动,当小球运动到N点时,突然剪断细线,小球从N点水平向右飞出落到斜面上的P点。已知N、P两点的连线与斜面垂直,且N、B两点间的高度差为H,重力加速度大小为g,忽略空气阻力。
(1)求N、P两点间的距离以及小球从N点运动到P点的平均速度的大小;
(2)求小球刚到达N点还未剪断细线时细线拉力的大小;
(3)让小球以不同的速度从N点水平飞出落到斜面上,落点不一定为P点,若,求小球落到斜面上的速度最小时,小球平抛运动过程下落的高度。
【答案】(1),
(2)
(3)y = 1
【解析】
【小问1详解】
设N、P两点间的距离为s,即为小球做平抛运动的位移,根据几何关系可得
,,
联立解得
,,
则小球从N点运动到P点的平均速度的大小为
【小问2详解】
小球平抛的水平速度为
在N点,根据牛顿第二定律有
解得
【小问3详解】
设小球落在斜面上的速度为v,则有
又根据
,,
联立可得
又根据几何关系可得
解得
可知当y = 1时,v有最小值。
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