精品解析：四川省泸州高级中学校2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

泸州高中2024年春期高2023级半期考试 物理试题 一、选择题（本题共10小题，1-7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8-11题有多个选项符合要求，全部选对6分，不全得3分，有错选或不选得0分，共46分） 1. 卡文迪许扭秤实验被称为十大最美物理实验之一，实验原理如图所示，其巧妙之处是利用了特殊的物理思想方法测出了引力常量，该特殊的物理思想方法是 （　　） A. 控制变量法 B. 放大法 C. 等效替代法 D. 微元法 2. 2022年10月12日下午，“天宫课堂”第三课开讲，神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲面向广大青少年进行太空授课。已知航天员所在的中国空间站离地面高度约为400km，设其绕地球的运动可视为匀速圆周运动，则（　　） A. 空间站运动的速度大于第一宇宙速度 B. 空间站运动的周期小于地球静止卫星的周期 C. 空间站运动的角速度小于地球自转角速度 D. 空间站运动的加速度小于地球静止卫星的加速度 3. 某同学在篮球场地上做斜上抛运动实验，设抛出球的初速度为20m/s，抛射角分别为30°、45°、60°、75°，不计空气阻力，则关于球的射程，以下说法中正确的是（　　） A. 以30°角度抛射时，射程最大 B. 以45°角度抛射时，射程最大 C. 以60°角度抛射时，射程最大 D. 以75°角度抛射时，射程最大 4. 汽车由静止开始以恒定功率启动，沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为，则以下说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力为2×103N B. 汽车从静止开始运动12s内牵引力做的功为 C. 汽车做匀加速运动 D. 根据题干条件可以求出汽车从静止开始运动12s内位移 5. 如图所示，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和轮B水平放置（两轮不打滑），两轮半径，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止，若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮静止，则木块距B轮转轴的最大距离为（　　） A. rA B. C. D. 6. 蹦极是一项非常刺激的运动。为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，运动过程中空气阻力可忽略。如图，某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳恰好伸直，此时人的速度大小为10m/s，人能到达的最低位置为B点，A、B间距离为10m，人的质量为50kg，重力加速度大小为g=10m/s2，则在蹦极的过程中（　　） A. 人和地球组成的系统机械能守恒 B. 弹性绳弹性势能的最大值为7500J C. 在A点时，重力做功的瞬时功率最大 D. A点到B点的过程中橡皮筋对人先做正功后做负功 7. 一根轻杆穿过两个固定轴承，可自由转动，相距为l的A、B两点固定两根长度也为l的轻绳，轻绳下端固定一个质量为m的小球，如图所示。现对小球施加一个始终与速度方向共线的力，使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点时，绳子的拉力刚好为零，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球的速度大小为 B. 在最低点时，左侧轴承对轻杆的支持力为 C. 在最低点时，绳的拉力为 D. 若速度加倍，在最低点时绳子的拉力变为原来的四倍 二、多项选择题：共4个小题，每小题5分，错选0分，没有选全3分，共20分。 8. 2022年4月16日，“神舟十三号”返回舱载着翟志刚、王亚平、叶光富三位宇航员在东风着陆场安全降落，结束了183天太空之旅顺利返回地球。返回舱从工作轨道I返回地面的部分运动轨迹如图所示，工作轨道I与椭圆轨道II相切于A点。下列说法正确的是（　　） A. 返回舱在轨道I上需要在A点点火喷气减速进入轨道II B. 返回舱在轨道I上运动的周期等于在轨道II上运动的周期 C. 返回舱在轨道II上运动时，从远地点A到近地点B的过程中动能增大 D. 返回舱在轨道II上运动时，从远地点A到近地点B的过程中万有引力不做功 9. 质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取 。则（　　） A. 3s时物块的速度为12m/s B. 4s时物块的动能为零 C. 6s时物块回到初始位置 D. 0-6s时间内F对物块所做的功为40J 10. 如图所示该装置可对小钢珠质量进行筛选，可筛选质量均为m的小钢珠，MN为半径为R、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，O为圆心，OP为收集平板，M、O、P三点在同一水平线上，M端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪，且M点恰好为弹簧原长位置，每次弹簧都压缩至M点下方相同位置后释放小钢珠，小钢珠都在M点离开弹簧枪。某次发射质量为m的小钢珠落到OP上距O点距离为2R的Q点。不计空气阻力，重力加速度为g，则该次发射（　　） A. 小钢珠经过N点时的速度大小为 B. 小钢珠到达N点时对轨道的压力大小为mg C. 弹簧释放的弹性势能为2mgR D. 若在筛选过程中误将质量为的小钢珠放入进行检验，则此小钢珠应落在Q点左侧 11. 如图甲所示，物体以一定的初速度v0从倾角为α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3m，选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图乙所示。g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（　　） A. 物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.4 B. 物体的质量m=1kg C. 物体上升过程的加速度大小a=10m/s² D. 物体回到斜面底端时的动能Ek=20J 三、实验探究题：每空2分，共14分。 12. 某实验小组用如图所示的装置验证动能定理。将宽度为d的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线使小车通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间，小车中可以放置砝码。实验主要步骤如下： （1）实验时，________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。 （2）记录小车（包含小车、小车中砝码和挡光片）的质量为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，实验时，认为细线拉力近似等于mg，则______（填“需要”或“不需要”）满足； （3）小车通过A、B处光电门时的遮光时间分别为t1、t2，A、B之间的距离为L，当地重力加速度为g，需要验证关于小车的动能定理表达式为_______________。（均用题中所给物理量符号表示） 13. 泸州高中艺体科技节中，某实验小组用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。同学们让重物由静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外四个连续打下的点。 （1）关于本实验，下列说法正确的是______________（多选）。 A. 为降低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. 本实验必须测量重物的质量 D. 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 （2）已知交流电源的频率为50Hz，重物的质量为100g，当地重力加速度大小为g=9.8m/s²，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值为=__________J，在打下C点时重物的动能为=__________J。（计算结果均保留2位有效数字） （3）比较（2）问中的计算结果，发现重力势能的减少量小于动能的增加量，试分析可能产生这一实验误差的原因______________（选填序号）。 A. 由于有阻力的影响 B. 接通电源前释放了纸带 C. 电源电压低 四、解答题：14题10分，15题12分，16题16分。解答应当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。 14. 如图所示，光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接，BC的长度可忽略不计，C为圆弧轨道的最低点。一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑，进入半圆型轨道CD．已知半圆型轨道半径R=0.2m，A点与轨道最低点的高度差h=0.8m，不计空气阻力，小物块可以看作质点，重力加速度取g=10m/s2。求： （1）小物块运动到C点时速度的大小； （2）若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D，求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功。 15. 一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为l的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，当小球绕O点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为v0，绳的弹力为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为G，求： (1)该行星表面的重力加速度大小； (2)该行星的第一宇宙速度大小； (3)该行星的平均密度。 16. 如图所示，有一倾斜放置的长度的传送带，与水平面的夹角，传送带一直保持匀速运动，速度。现将一质量的行李箱轻轻放上传送带底端，使行李箱从传送带底端运送到顶端，已知行李箱与传送带间的动摩擦因数。求此过程中：（已知，，） （1）行李箱从底端运送到顶端所需的时间； （2）由于传送该行李箱，电动机多消耗的电能； （3）若每隔2秒钟放上一个相同的行李箱（质量，材质均相同），从放第一个行李箱开始计时，在时，因传送行李箱电动机多消耗的瞬时功率是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泸州高中2024年春期高2023级半期考试 物理试题 一、选择题（本题共10小题，1-7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8-11题有多个选项符合要求，全部选对6分，不全得3分，有错选或不选得0分，共46分） 1. 卡文迪许扭秤实验被称为十大最美物理实验之一，实验原理如图所示，其巧妙之处是利用了特殊的物理思想方法测出了引力常量，该特殊的物理思想方法是 （　　） A. 控制变量法 B. 放大法 C. 等效替代法 D. 微元法 【答案】B 【解析】 【详解】小球间的万有引力十分微弱，故应采用放大法观察测量。 故选B。 2. 2022年10月12日下午，“天宫课堂”第三课开讲，神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲面向广大青少年进行太空授课。已知航天员所在的中国空间站离地面高度约为400km，设其绕地球的运动可视为匀速圆周运动，则（　　） A. 空间站运动的速度大于第一宇宙速度 B. 空间站运动的周期小于地球静止卫星的周期 C. 空间站运动的角速度小于地球自转角速度 D. 空间站运动的加速度小于地球静止卫星的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．空间站轨道半径大于地球半径R，由 知，其速度小于第一宇宙速度 A错误； BCD．空间站轨道半径小于地球静止卫星的半径，由 知，其周期小于地球静止卫星的周期，又地球静止卫星的角速度等于地球自转角速度，由 知，其角速度大于地球自转角速度，由 知，其加速度大于地球静止卫星的加速度，B正确，CD错误。 故选B。 3. 某同学在篮球场地上做斜上抛运动实验，设抛出球的初速度为20m/s，抛射角分别为30°、45°、60°、75°，不计空气阻力，则关于球的射程，以下说法中正确的是（　　） A. 以30°角度抛射时，射程最大 B. 以45°角度抛射时，射程最大 C. 以60°角度抛射时，射程最大 D. 以75°角度抛射时，射程最大 【答案】B 【解析】 【详解】设抛射角为，则水平位移为 可知，当时，最大。故ACD错误，B正确。 故选B。 4. 汽车由静止开始以恒定功率启动，沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为，则以下说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力为2×103N B. 汽车从静止开始运动12s内牵引力做的功为 C. 汽车做匀加速运动 D. 根据题干条件可以求出汽车从静止开始运动12s内位移 【答案】A 【解析】 【详解】AC．由图可知，前12s内汽车的牵引力逐渐减小，则车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值，以后做匀速直线运动，汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力N，故A正确，C错误； BD．由题无法计算汽车从静止开始运动12s内牵引力做的功，也无法计算位移，故BD错误； 故选A。 5. 如图所示，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和轮B水平放置（两轮不打滑），两轮半径，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止，若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮静止，则木块距B轮转轴的最大距离为（　　） A. rA B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可得，轮A和B靠摩擦转动，边缘线速度相同，则 结合题意 解得 对于在A边缘的木块，最大静摩擦力恰为向心力，即 当在B轮上恰要滑动时，设此时半径为R，则有 联立解得 故选D。 6. 蹦极是一项非常刺激的运动。为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，运动过程中空气阻力可忽略。如图，某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳恰好伸直，此时人的速度大小为10m/s，人能到达的最低位置为B点，A、B间距离为10m，人的质量为50kg，重力加速度大小为g=10m/s2，则在蹦极的过程中（　　） A. 人和地球组成的系统机械能守恒 B. 弹性绳弹性势能的最大值为7500J C. 在A点时，重力做功的瞬时功率最大 D. A点到B点的过程中橡皮筋对人先做正功后做负功 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于存在弹性绳弹力对人做功，所以人和地球组成的系统机械能不守恒，故A错误； B．人和地球、弹性绳组成的系统满足机械能守恒，则弹性绳弹性势能的最大值为，故B正确； C．到A点时弹性绳恰好伸直，由于一开始弹力小于重力，人继续向下加速运动，所以在A点时，速度不是最大，根据 可知在A点时，重力做功的瞬时功率不是最大，故C错误； D．A点到B点的过程中，橡皮筋对人的弹力一直向上，一直做负功，故D错误。 故选B。 7. 一根轻杆穿过两个固定轴承，可自由转动，相距为l的A、B两点固定两根长度也为l的轻绳，轻绳下端固定一个质量为m的小球，如图所示。现对小球施加一个始终与速度方向共线的力，使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点时，绳子的拉力刚好为零，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球的速度大小为 B. 在最低点时，左侧轴承对轻杆的支持力为 C. 在最低点时，绳的拉力为 D. 若速度加倍，在最低点时绳子的拉力变为原来的四倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球做圆周运动的半径为 在最高点时，绳子的拉力刚好为零，则 解得小球的速度大小为 选项A错误； B．在最低点时 可得 F=2mg 则左侧轴承对轻杆的支持力为 选项B错误； C．在最低点时 解得绳的拉力为 选项C正确； D．根据 可知，若速度加倍，在最低点时绳子的拉力不能变为原来的四倍，选项D错误。 故选C。 二、多项选择题：共4个小题，每小题5分，错选0分，没有选全3分，共20分。 8. 2022年4月16日，“神舟十三号”返回舱载着翟志刚、王亚平、叶光富三位宇航员在东风着陆场安全降落，结束了183天太空之旅顺利返回地球。返回舱从工作轨道I返回地面的部分运动轨迹如图所示，工作轨道I与椭圆轨道II相切于A点。下列说法正确的是（　　） A. 返回舱在轨道I上需要在A点点火喷气减速进入轨道II B. 返回舱在轨道I上运动的周期等于在轨道II上运动的周期 C. 返回舱在轨道II上运动时，从远地点A到近地点B的过程中动能增大 D. 返回舱在轨道II上运动时，从远地点A到近地点B的过程中万有引力不做功 【答案】AC 【解析】 【详解】A．返回舱在轨道Ⅰ上的A点需减速，做近心运动进入轨道Ⅱ，故A正确； B．根据开普勒第三定律，轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅰ的半径，则返回舱在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期，故B错误； CD．从远地点A到近地点B的过程中，万有引力做正功，返回舱引力势能减小，根据机械能守恒，返回舱的动能增大，做加速运动，故C正确，D错误。 故选AC。 9. 质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取 。则（　　） A. 3s时物块的速度为12m/s B. 4s时物块的动能为零 C. 6s时物块回到初始位置 D. 0-6s时间内F对物块所做的功为40J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物块与地面间的摩擦力为N 对物块从0～3s内由牛顿第二定律有 根据速度—时间公式有 得，故A错误； B．设3s后，再经时间，物体速度为0，即动能为0，则 根据速度—时间公式有 解得s 则4s时物块的动能为零，故B正确； C．0～3s物块发生的位移为，由动能定理可得 解得9m 3s～4s过程中，对物块由动能定理可得 解得3m 4s～6s物块开始反向运动，物块的加速度大小为，发生的位移为m< ，即6s时物块没有回到初始位置，故C错误； D． 0～6s拉力所做的功为J，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示该装置可对小钢珠质量进行筛选，可筛选质量均为m的小钢珠，MN为半径为R、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，O为圆心，OP为收集平板，M、O、P三点在同一水平线上，M端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪，且M点恰好为弹簧原长位置，每次弹簧都压缩至M点下方相同位置后释放小钢珠，小钢珠都在M点离开弹簧枪。某次发射质量为m的小钢珠落到OP上距O点距离为2R的Q点。不计空气阻力，重力加速度为g，则该次发射（　　） A. 小钢珠经过N点时的速度大小为 B. 小钢珠到达N点时对轨道的压力大小为mg C. 弹簧释放的弹性势能为2mgR D. 若在筛选过程中误将质量为的小钢珠放入进行检验，则此小钢珠应落在Q点左侧 【答案】BC 【解析】 【详解】A．钢珠离开N点后做平抛运动，则， 所以，故A错误； B．小钢珠到达N点时，由牛顿第二定律得 解得 根据牛顿第三定律可知，小钢珠到达N点时对轨道的压力大小为，故B正确； C．从M到N由能量关系可得弹性势能，故C正确； D．若在筛选过程中误将质量为的小钢珠放入进行检验，根据 可知，钢球到达N点时速度变大，则此小钢珠应落在Q点右侧，故D错误； 故选BC。 11. 如图甲所示，物体以一定的初速度v0从倾角为α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3m，选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图乙所示。g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（　　） A. 物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.4 B. 物体的质量m=1kg C. 物体上升过程的加速度大小a=10m/s² D. 物体回到斜面底端时的动能Ek=20J 【答案】BC 【解析】 【详解】B．物体到达最高点时，机械能 解得，故B正确； A．物体上升过程中，克服摩擦力做功，机械能减少，减少的机械能等于克服摩擦力做的功，则 解得，故A错误； C．物体上升过程中，由牛顿第二定律得 解得，故C正确； D．由A项可知物体上升过程中克服摩擦力做的功 则物体从最高点到回到斜面底端的运动过程中，由动能定理得 解得，故D错误。 故选 BC。 三、实验探究题：每空2分，共14分。 12. 某实验小组用如图所示的装置验证动能定理。将宽度为d的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线使小车通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间，小车中可以放置砝码。实验主要步骤如下： （1）实验时，________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。 （2）记录小车（包含小车、小车中砝码和挡光片）的质量为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，实验时，认为细线拉力近似等于mg，则______（填“需要”或“不需要”）满足； （3）小车通过A、B处光电门时的遮光时间分别为t1、t2，A、B之间的距离为L，当地重力加速度为g，需要验证关于小车的动能定理表达式为_______________。（均用题中所给物理量符号表示） 【答案】（1）需要 （2）需要 （3） 【解析】 【小问1详解】 需要将木板略微倾斜以平衡摩擦力，使得细线拉力做的功为合力对小车做的功； 【小问2详解】 由于本实验中将所用砝码的总重力近似表示小车所受的合外力，故需要满足； 【小问3详解】 木板经过光电门的速度为 根据动能定理有 13. 泸州高中艺体科技节中，某实验小组用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。同学们让重物由静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图乙所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外四个连续打下的点。 （1）关于本实验，下列说法正确的是______________（多选）。 A. 为降低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. 本实验必须测量重物的质量 D. 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 （2）已知交流电源的频率为50Hz，重物的质量为100g，当地重力加速度大小为g=9.8m/s²，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值为=__________J，在打下C点时重物的动能为=__________J。（计算结果均保留2位有效数字） （3）比较（2）问中的计算结果，发现重力势能的减少量小于动能的增加量，试分析可能产生这一实验误差的原因______________（选填序号）。 A. 由于有阻力的影响 B. 接通电源前释放了纸带 C. 电源电压低 【答案】（1）AB （2） ①. 0.27 ②. 0.29 （3）B 【解析】 【小问1详解】 AB．为减小实验误差，应选择密度大、体积小的重物，空气阻力较小；两限位孔位于同一竖直线上，对纸带的摩擦较小，故AB正确； C．根据机械能守恒定律可知，质量会被消去，所以无需测量质量，故C错误； D．应先接通电源，后释放纸带，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1] 重物的重力势能变化量的绝对值为 [2] 打下C点时的速度为 在打下C点时重物的动能为J 【小问3详解】 动能的增加量略大于重力势能的减小量，可能是因为接通电源前释放了纸带，则打出O点时重物已具有动能。 故选B。 四、解答题：14题10分，15题12分，16题16分。解答应当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。 14. 如图所示，光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接，BC的长度可忽略不计，C为圆弧轨道的最低点。一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑，进入半圆型轨道CD．已知半圆型轨道半径R=0.2m，A点与轨道最低点的高度差h=0.8m，不计空气阻力，小物块可以看作质点，重力加速度取g=10m/s2。求： （1）小物块运动到C点时速度的大小； （2）若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D，求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功。 【答案】（1）4m/s；（2）0.3J 【解析】 【分析】 【详解】（1）从A到C，小物块的机械能守恒 解得 vc=4m/s （2）若小物块恰好能通过圆弧轨道的最高点D，则有 物块从C到D，由动能定理得 解得 Wf=0.3J 15. 一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为l的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，当小球绕O点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为v0，绳的弹力为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为G，求： (1)该行星表面的重力加速度大小； (2)该行星的第一宇宙速度大小； (3)该行星的平均密度。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【分析】 【详解】(1)小球通过最高点时 解得 (2)对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为m0的卫星，有 解得第一宇宙速度为 (3)对行星表面质量为m1的物体，有 解得行星质量 故行星的密度 解得 16. 如图所示，有一倾斜放置的长度的传送带，与水平面的夹角，传送带一直保持匀速运动，速度。现将一质量的行李箱轻轻放上传送带底端，使行李箱从传送带底端运送到顶端，已知行李箱与传送带间的动摩擦因数。求此过程中：（已知，，） （1）行李箱从底端运送到顶端所需的时间； （2）由于传送该行李箱，电动机多消耗的电能； （3）若每隔2秒钟放上一个相同的行李箱（质量，材质均相同），从放第一个行李箱开始计时，在时，因传送行李箱电动机多消耗的瞬时功率是多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 加速阶段对行李箱受力分析，由牛顿第二定律可得 解得 设加速时间为，位移为，有， 解得 匀速阶段有 解得 则 【小问2详解】 行李箱动能的增加量为 重力势能增加量为J 摩擦生热 行李箱与传送带的相对位移为 由功能关系可得 【小问3详解】 从放上第一个起，6.1s时，传送带上有2个行李箱在加速，有2个行李箱在匀速。 则对传送带 根据功率的公式有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $