精品解析:河北省沧州市四校联考2024-2025学年高一下学期6月期末物理试题
2025-07-03
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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 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 河北省 |
| 地区(市) | 沧州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.50 MB |
| 发布时间 | 2025-07-03 |
| 更新时间 | 2025-07-03 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52867882.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024~2025学年高一下学期期末考试
物 理 试 题
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,请先填写试卷密封线内(或答题卡)考生信息。
3.本试卷主要命题范围:必修第二册。
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. 飞纸飞机是童年的美好回忆。有一纸飞机以的速度从距地面5m高处水平飞出,取重力加速度大小,不计空气阻力,则纸飞机落在水平地面上时的位移是( )
A 5m B. 10m C. 15m D.
2. 钱学森弹道是我国科学家钱学森于20世纪40年代提出的一种新型导弹弹道的设想,这种弹道的特点是将弹道导弹和飞航导弹的轨迹融合在一起,使之既有弹道导弹的突防性,又有飞航式导弹的灵活性。导弹在同一竖直平面内的一段飞行轨迹如图所示,A、B、C、D是轨迹上的四个位置,导弹在这四个位置的速度v与所受合外力F的关系可能正确且速度正在减小的是( )
A. 位置A B. 位置B C. 位置C D. 位置D
3. 引力常量G是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。它的单位用国际单位制中的基本单位可表示为( )
A. B. C. ) D.
4. 共享电动单车深受市民欢迎,某一市民借用电动单车以恒定功率从静止启动,能够达到最大速度为v。已知所受阻力恒定为人和车总重力的,,则当车速为时,电动单车的加速度为( )
A. 1m/s2 B. 1.25m/s2 C. 2m/s2 D. 2.5m/s2
5. 每年春节前农村都有捣年糕的习俗,借此来寓意“年年发财、步步高升”,捣年糕时,一人将“石杵”一起一落挥动,另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团,直到米粉团柔软而有粘性,已知“石杵”质量为每分钟上下挥动20下,每次重心上升的高度约为,则人挥动“石杵”做功的功率约为( )
A. B. C. D.
6. 我国计划在未来建立一个由21颗卫星组成的“月球北斗”导航系统,来帮助中国航天更安全、高效地探索月球。若将月球和地球均视为圆球,已知月球的平均密度约为地球平均密度的倍,则月球近地卫星的运行周期约为地球近地卫星运行周期的( )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
7. 如图,跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球(大小不可忽略,系绳延长线过球心)、一端连在水平台上的玩具小车上,车牵引着绳使球沿光滑竖直墙面从较低处竖直上升。则在球匀速竖直上升且未离开墙面的过程中( )
A. 玩具小车做匀速运动
B. 玩具小车做加速运动
C. 绳对球的拉力大小变小
D. 绳对球的拉力大小变大
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,有两个或两个以上选项符合题目要求,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. 2024年6月4日,携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞,随后成功进入预定环月轨道。嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞。图为嫦娥六号着陆月球前部分轨道的简化示意图,Ⅰ是嫦娥六号的地月转移轨道,Ⅱ、Ⅲ是嫦娥六号绕月球运行的椭圆轨道,Ⅳ是嫦娥六号绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ上的远月点和近月点。不考虑月球的自转。下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号从轨道Ⅱ上的Q点变轨至轨道Ⅲ需减速
B. 在轨道Ⅱ上运行的嫦娥六号经过P点时的速率大于经过Q点时的速率
C. 嫦娥六号在轨道Ⅱ上运行时的机械能小于在轨道Ⅳ上运行时的机械能
D. 嫦娥六号在轨道Ⅳ上运行时的速率小于在轨道Ⅱ上运行时经过Q点的速率
9. 如图甲所示,质量的小物体放在长直的水平地面上,用水平细线绕在半径的薄圆筒上。时刻,圆筒由静止开始绕竖直中心轴转动,其角速度随时间t的变化规律如图乙所示,小物体和地面间的动摩擦因数为0.1,g取10m/s2。则下列判断正确的是( )
A. 细线的拉力大小为4N
B. 细线拉力的瞬时功率满足
C. 小物体的速度随时间的变化关系满足
D. 在0∼4s内,小物体所受合力为1N
10. 如图所示,、两小球由绕过定滑轮的轻质细线相连,、球放在固定不动倾角为的光滑斜面上,通过劲度系数为的轻质弹簧相连,球靠在与斜面垂直的挡板上。现用手托住球,并使细线刚好伸直但无拉力作用,保证滑轮左侧细线与斜面平行、右侧细线竖直。开始时整个系统处于静止状态,释放后,下落的速度最大时恰好对挡板无压力,已知、、三球的质量均为,重力加速度为,细线与滑轮之间的摩擦不计,运动过程中未落地,未与滑轮相撞,则( )
A. 该过程、、三球所组成的系统机械能守恒
B. 当C球刚要离开斜面时球的加速度为0
C. 斜面的倾角为
D. 小球的最大速度为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C。若测得木板每次移动距离x=10.00cm,A、B间距离y1=5.00cm,B、C间距离y2=14.80cm。请回答以下问题:(g=9.80m/s2)
(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?______;
(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=______;(用题中所给字母表示)
(3)小球初速度的值为v0=______m/s。(结果保留两位小数)
12. 小明利用题图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。细线一端系在圆形量角器中心轴上,另一端系一个金属小球,在小球运动轨迹的最低点安装一个光电门。本实验需要测量的物理量有:小球的直径d、细线长度L、小球通过光电门的挡光时间,小球静止释放时细线与竖直方向的夹角等。
(1)
为完成实验,以下器材中必须用到的是________(填写器材前的字母标号)
A 秒表 B. 天平 C. 刻度尺
(2)某次释放小球前,细线与圆形量角器位置关系的局部放大图如题2图所示,此时对应的为________度。
(3)按正确实验方法操作,测得小球的直径为d,小球通过光电门的挡光时间为,可知小球经过最低点的速度大小________。
(4)若在实验误差允许范围内,满足________,即可验证机械能守恒定律(用题给字母L、d、以及当地重力加速度g和小球质量m表示)。
(5)改变角度重复实验,发现小球由静止运动到最低点的过程中,动能的增加量总是大于重力势能的减少量,原因可能是________。
13. 景区观光列车是人们欣赏景区美丽景色的绝佳工具。一质量为的观光列车以额定功率启动,在水平直轨道上行驶时阻力是车重的0.01倍,当速度为时,列车的加速度大小为(),求:
(1)该列车的额定功率;
(2)该列车行驶的最大速度;
(3)列车从静止开始经过时间100s,速度达到最大值,求该过程行驶的距离。
14. 中国载人登月工程规划在2030年前后实现航天员登月。设想在2029年4月27日,中国宇航员登上月球。由于月球表面无空气,也就是没有空气阻力。宇航员在月球表面借助智能机器人完成这样一个实验:沿水平方向将一个质量m=0.30kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧轨道ABC的A点的切线方向进入圆弧轨道(进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧轨道的半径R=0.40m,θ=45°,P点与A点的水平距离(DA间距)d=0.60m,小球到达A点时的速度vA=m/s。已知万有引力常量为G,月球的半径R月约为1.8×106m,不考虑月球的自转。解答下列问题:(计算结果保留两位有效数字)
(1)求月球表面重力加速度g月(可用分数表示);
(2)估算月球的第一宇宙速度v1;
(3)求小球到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力FN。
15. 如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连接于B 点,BC段粗糙,水平面BC与传送带CD 平滑连接于C 点,传送带与竖直面内的光滑半圆形轨道DE 相切于 D 点,E点为半圆形轨道的最高点,已知BC段长度 ,CD段长度 半圆形轨道的半径 当传送带以某一速度顺时针匀速转动时,从离水平面高 4.6m 的A 点由静止释放质量 的物块(可视为质点),物块首次经过E 点时对轨道的压力大小 不考虑物块首次通过E 点之后的运动。已知物块与水平轨道 BC、传送带间的动摩擦因数均为 ,重力加速度大小 求∶
(1)物块运动到C点时的速度大小 ;
(2)物块运动到D 点时的速度大小 ;
(3)物块在传送带上时,物块与传送带间因摩擦产生热量Q。
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2024~2025学年高一下学期期末考试
物 理 试 题
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,请先填写试卷密封线内(或答题卡)考生信息。
3.本试卷主要命题范围:必修第二册。
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. 飞纸飞机是童年的美好回忆。有一纸飞机以的速度从距地面5m高处水平飞出,取重力加速度大小,不计空气阻力,则纸飞机落在水平地面上时的位移是( )
A 5m B. 10m C. 15m D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据
得运动时间
水平方向位移
纸飞机落在水平地面上时的位移是
故选D。
2. 钱学森弹道是我国科学家钱学森于20世纪40年代提出的一种新型导弹弹道的设想,这种弹道的特点是将弹道导弹和飞航导弹的轨迹融合在一起,使之既有弹道导弹的突防性,又有飞航式导弹的灵活性。导弹在同一竖直平面内的一段飞行轨迹如图所示,A、B、C、D是轨迹上的四个位置,导弹在这四个位置的速度v与所受合外力F的关系可能正确且速度正在减小的是( )
A. 位置A B. 位置B C. 位置C D. 位置D
【答案】B
【解析】
【详解】AC.做曲线运动的物体速度方向为轨迹在该点的切线方向,而合外力应指向轨迹的凹侧,二者分居于轨迹两侧,故AC错误;
BD.合外力方向与速度方向夹角为锐角,物体正在做加速运动,合外力方向与速度方向夹角为钝角,物体正在做减速运动,故B正确,D错误;
故选B。
3. 引力常量G是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。它的单位用国际单位制中的基本单位可表示为( )
A. B. C. ) D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据万有引力表达式
可得引力常量为
则引力常量的单位用国际单位制中的基本单位可表示为
故选D。
4. 共享电动单车深受市民欢迎,某一市民借用电动单车以恒定功率从静止启动,能够达到的最大速度为v。已知所受阻力恒定为人和车总重力的,,则当车速为时,电动单车的加速度为( )
A. 1m/s2 B. 1.25m/s2 C. 2m/s2 D. 2.5m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】速度为v时
速度为时,根据牛顿第二定律得
解得
故选B。
5. 每年春节前农村都有捣年糕的习俗,借此来寓意“年年发财、步步高升”,捣年糕时,一人将“石杵”一起一落挥动,另一人在“石杵”挥动的间隙迅速翻动米粉团,直到米粉团柔软而有粘性,已知“石杵”质量为每分钟上下挥动20下,每次重心上升的高度约为,则人挥动“石杵”做功的功率约为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】挥动“石杵”一次所做的功
1min内做的总功
则人挥动“石杵”做功的平均功率
故ABD错误,C正确。
故选C。
6. 我国计划在未来建立一个由21颗卫星组成的“月球北斗”导航系统,来帮助中国航天更安全、高效地探索月球。若将月球和地球均视为圆球,已知月球的平均密度约为地球平均密度的倍,则月球近地卫星的运行周期约为地球近地卫星运行周期的( )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
【答案】D
【解析】
【详解】在中心天体表面运行的卫星,对其进行分析,由万有引力提供向心力,则有
中心天体的平均密度
联立解得
可得
故选D。
7. 如图,跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球(大小不可忽略,系绳延长线过球心)、一端连在水平台上的玩具小车上,车牵引着绳使球沿光滑竖直墙面从较低处竖直上升。则在球匀速竖直上升且未离开墙面的过程中( )
A. 玩具小车做匀速运动
B. 玩具小车做加速运动
C. 绳对球的拉力大小变小
D. 绳对球的拉力大小变大
【答案】D
【解析】
【详解】设球的质量为m,速度为v,绳子拉力为T,拉球的绳子与竖直方向夹角为θ,由于球的半径不能忽略,易知球在上升的过程中,θ逐渐增大。
AB.将球的速度分解为沿绳子和垂直于绳子方向,车与球在沿绳子方向上速度相等,可知
球上升的过程中,随着θ增大,车速逐渐减小,因此玩具小车做减速运动,故AB错误;
CD.由于球匀速运动,所受合力为零,则在竖直方向上
可得
随着θ逐渐增大,绳子拉力逐渐增大,故C错误,D正确。
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,有两个或两个以上选项符合题目要求,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. 2024年6月4日,携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞,随后成功进入预定环月轨道。嫦娥六号完成世界首次月球背面采样和起飞。图为嫦娥六号着陆月球前部分轨道的简化示意图,Ⅰ是嫦娥六号的地月转移轨道,Ⅱ、Ⅲ是嫦娥六号绕月球运行的椭圆轨道,Ⅳ是嫦娥六号绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ上的远月点和近月点。不考虑月球的自转。下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号从轨道Ⅱ上的Q点变轨至轨道Ⅲ需减速
B. 在轨道Ⅱ上运行的嫦娥六号经过P点时的速率大于经过Q点时的速率
C. 嫦娥六号在轨道Ⅱ上运行时的机械能小于在轨道Ⅳ上运行时的机械能
D. 嫦娥六号在轨道Ⅳ上运行时的速率小于在轨道Ⅱ上运行时经过Q点的速率
【答案】AD
【解析】
【详解】A.嫦娥六号从轨道Ⅱ上的Q点变轨至轨道Ⅲ,做近心运动,应让发动机在Q点减速,故A正确;
B.嫦娥六号在轨道Ⅱ上由P运动到Q过程,万有引力做正功,可知嫦娥六号在轨道Ⅱ上经过P点时的速率小于经过Q点时的速率,故B错误;
C.嫦娥六号从轨道Ⅱ上变轨到轨道IV上,除万有引力外的力做负功,机械能减小,故嫦娥六号在轨道Ⅱ上运行时的机械能大于在轨道IV上运行时的机械能,故C错误;
D.嫦娥六号在Q点从轨道Ⅱ上经过近心运动进入轨道IV上,速度减小,故嫦娥六号在轨道IV上运行时的速率小于在Ⅱ上运行时经过Q点的速率,故D正确。
故选AD。
9. 如图甲所示,质量的小物体放在长直的水平地面上,用水平细线绕在半径的薄圆筒上。时刻,圆筒由静止开始绕竖直中心轴转动,其角速度随时间t的变化规律如图乙所示,小物体和地面间的动摩擦因数为0.1,g取10m/s2。则下列判断正确的是( )
A. 细线的拉力大小为4N
B. 细线拉力的瞬时功率满足
C. 小物体的速度随时间的变化关系满足
D. 在0∼4s内,小物体所受合力为1N
【答案】D
【解析】
【详解】AC.根据图像可知,圆筒匀加速转动,角速度随时间变化的关系式为
圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同,根据
解得
物体运动的加速度
根据牛顿第二定律得
解得细线的拉力大小为
故AC错误;
B.细线拉力的瞬时功率
故B错误;
D.物体所受的合力大小为
故D正确。
故选D。
10. 如图所示,、两小球由绕过定滑轮的轻质细线相连,、球放在固定不动倾角为的光滑斜面上,通过劲度系数为的轻质弹簧相连,球靠在与斜面垂直的挡板上。现用手托住球,并使细线刚好伸直但无拉力作用,保证滑轮左侧细线与斜面平行、右侧细线竖直。开始时整个系统处于静止状态,释放后,下落的速度最大时恰好对挡板无压力,已知、、三球的质量均为,重力加速度为,细线与滑轮之间的摩擦不计,运动过程中未落地,未与滑轮相撞,则( )
A. 该过程、、三球所组成的系统机械能守恒
B. 当C球刚要离开斜面时球的加速度为0
C. 斜面的倾角为
D. 小球的最大速度为
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.在运动过程中A、B、C及弹簧组成的系统机械能守恒,故A错误;
C.当A球速度最大瞬间对B、C当成整体受力分析
可得
故C错误;
B.当C球刚要离开斜面时,A球的速度达到最大,轻绳向上的拉力等于A球重力。此时与A球相连的B球的加速度
故B正确;
D.由整个过程中系统机械能守恒
联立解得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C。若测得木板每次移动距离x=10.00cm,A、B间距离y1=5.00cm,B、C间距离y2=14.80cm。请回答以下问题:(g=9.80m/s2)
(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?______;
(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=______;(用题中所给字母表示)
(3)小球初速度的值为v0=______m/s。(结果保留两位小数)
【答案】 ①. 为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同 ②. ③. 1.00
【解析】
【详解】(1)[1]每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球,是为了使小球离开斜槽末端时有相同的初速度;
(2)[2]根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,则小球从A到B和从B到C运动时间相等,设为T;竖直方向由匀变速直线运动推论有
且,解得
(3)[3]小球初速度的值为
12. 小明利用题图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。细线一端系在圆形量角器中心轴上,另一端系一个金属小球,在小球运动轨迹的最低点安装一个光电门。本实验需要测量的物理量有:小球的直径d、细线长度L、小球通过光电门的挡光时间,小球静止释放时细线与竖直方向的夹角等。
(1)
为完成实验,以下器材中必须用到的是________(填写器材前的字母标号)
A. 秒表 B. 天平 C. 刻度尺
(2)某次释放小球前,细线与圆形量角器位置关系的局部放大图如题2图所示,此时对应的为________度。
(3)按正确实验方法操作,测得小球的直径为d,小球通过光电门的挡光时间为,可知小球经过最低点的速度大小________。
(4)若在实验误差允许范围内,满足________,即可验证机械能守恒定律(用题给字母L、d、以及当地重力加速度g和小球质量m表示)。
(5)改变角度重复实验,发现小球由静止运动到最低点的过程中,动能的增加量总是大于重力势能的减少量,原因可能是________。
【答案】(1)C (2)26.5°
(3)
(4)
(5)遮光条宽度d测量值偏大
【解析】
【小问1详解】
由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去,所以不需要天平测量小球的质量;小球通过光电门的时间可以直接得出,不需要秒表;实验中需测量细线长度,则需要毫米刻度尺。
故选C。
【小问2详解】
量角器的读数为26.5°。
【小问3详解】
测得小球的直径为d,小球通过光电门的时间为,可知小球经过最低点的瞬时速度大小为
【小问4详解】
小球的重力势能减少量为
满足
即可验证机械能守恒定律
【小问5详解】
实验用滑块经过光电门时的平均速度代替瞬时速度,如果遮光条宽度d测量值偏大,瞬时速度的测量值偏大,会使动能的增加量总是略大于重力势能的减少量。
13. 景区观光列车是人们欣赏景区美丽景色的绝佳工具。一质量为的观光列车以额定功率启动,在水平直轨道上行驶时阻力是车重的0.01倍,当速度为时,列车的加速度大小为(),求:
(1)该列车的额定功率;
(2)该列车行驶的最大速度;
(3)列车从静止开始经过时间100s,速度达到最大值,求该过程行驶的距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)列车运动受阻力为
据牛顿第二定律可得
解得
则列车额定功率
(2)当时
(3)设该过程行驶距离为s,由动能定理可得
解得
14. 中国载人登月工程规划在2030年前后实现航天员登月。设想在2029年4月27日,中国宇航员登上月球。由于月球表面无空气,也就是没有空气阻力。宇航员在月球表面借助智能机器人完成这样一个实验:沿水平方向将一个质量m=0.30kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧轨道ABC的A点的切线方向进入圆弧轨道(进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧轨道的半径R=0.40m,θ=45°,P点与A点的水平距离(DA间距)d=0.60m,小球到达A点时的速度vA=m/s。已知万有引力常量为G,月球的半径R月约为1.8×106m,不考虑月球的自转。解答下列问题:(计算结果保留两位有效数字)
(1)求月球表面的重力加速度g月(可用分数表示);
(2)估算月球的第一宇宙速度v1;
(3)求小球到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力FN。
【答案】(1)1.7m/s2;(2)1.7×103m/s;(3)2.3N,方向竖直向下
【解析】
【分析】
【详解】(1)小球到A点的速度如图所示,小球做平抛运动的初速度v0等于vA的水平分速度,由图可知
小球运动至A点时竖直方向的分速度为
又已知P点与A点的水平距离DA为d=0.60m,则有
又
解得
(2)月球的第一宇宙速度即为近月卫星的运行速度v1,对质量为m的近月卫星,由万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律
第一问已经得出月球表面重力加速度为
月球上质量为m0的物体,有
联立解得
(3)设小球到达圆弧最低点B时,由机械能守恒
轨道对它弹力为FN,由圆周运动向心力公式得
代入数据得
由牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力大小
方向竖直向下
15. 如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连接于B 点,BC段粗糙,水平面BC与传送带CD 平滑连接于C 点,传送带与竖直面内的光滑半圆形轨道DE 相切于 D 点,E点为半圆形轨道的最高点,已知BC段长度 ,CD段长度 半圆形轨道的半径 当传送带以某一速度顺时针匀速转动时,从离水平面高 4.6m 的A 点由静止释放质量 的物块(可视为质点),物块首次经过E 点时对轨道的压力大小 不考虑物块首次通过E 点之后的运动。已知物块与水平轨道 BC、传送带间的动摩擦因数均为 ,重力加速度大小 求∶
(1)物块运动到C点时的速度大小 ;
(2)物块运动到D 点时的速度大小 ;
(3)物块在传送带上时,物块与传送带间因摩擦产生的热量Q。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)物块从A 点运动到C点,由动能定理有
解得
(2)物块首次经过E点时有
根据牛顿第三定律
物块从 D 点运动到E 点时,根据动能定理
解得
(3)假设物块在传送带上一直加速,则有
解得
可知假设不成立,传送带速度大小
物块在传送带上加速运动时,由牛顿第二定律有
μmg=ma
可知加速运动时间
物块加速运动的位移大小
传送带在物块加速阶段的位移大小
物块相对于传送带的位移大小
物块与传送带间因摩擦产生的热量
Q=μmg△x
解得
Q=0.8 J
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