内容正文:
2025年春期高中一年级期终质量评估
物理试题
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损。
5.本试卷分试题卷和答题卷两部分,满分100分,考试时间75分钟。
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. 力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。公式为。下列说法正确的是( )
A. 功是标量,在国际单位制中,功的单位是瓦特
B. 1J=1N·m/s
C. 当,F是阻力
D. 若对物体做正功,对物体做负功,则与方向一定相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.功是标量,单位是焦耳,而瓦特是功率的单位,故A错误;
B.根据功的表达式有
利用单位运算有1J=1N·m,故B错误;
C.根据功的表达式有
当时,,功为负值,说明力的方向与位移方向夹角大于90°,此时力阻碍物体运动,是阻力,故C正确;
D.功的正负由力与位移的夹角决定,由两个力做功的正负,并不能确定两个力的方向之间的关系。例如,与位移夹角为30°,与位移夹角为150°,此时做正功,做负功,但两力方向夹角为120°,并非相反,故D错误。
故选C。
2. 开普勒第三定律指出:太阳的所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。若用a代表椭圆轨道的半长轴,T代表公转周期,开普勒第三定律告诉我们:。关于比值k,下列说法正确的是( )
A. 地球和火星的k相同
B. 地球和月球的k相同
C. 地球和太阳的k相同
D. 地球的k的大小与地球质量成正比
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于太阳的所有行星均绕太阳运动,即中心天体相同,可知,开普勒第三定律是针对同一中心天体的不同轨道上的运动成立。地球和火星均围绕中心天体太阳运动,可知,地球和火星的k相同,故A正确;
B.地球绕行的中心天体为太阳,月球绕行的中心天体为地球,两者绕行的中心天体不相同,结合上述可知,地球和月球的k不相同,故B错误;
C.地球绕行的中心天体为太阳,太阳绕行的中心天体为银河系中心,两者绕行的中心天体不相同,结合上述可知,地球和太阳的k不相同,故C错误;
D.将行星的运动简化为圆周运动,则有
解得
可知,其中仅与中心天体的质量有关,与绕行天体的质量无关,即地球的k的大小与中心天体太阳的质量成正比,与地球质量无关,故D错误。
故选A。
3. 如图,一长为l的轻杆的一端固定在水平转轴O上,另一端固定一质量为m的小球,轻杆随转轴在竖直平面内做圆周运动,经过最高点C时速度为0,已知重力加速度为g,不计一切阻力,则( )
A. 小球运动到最高点C时,杆对球的作用力大小为0
B. 小球运动到最左端A时,球受到的合外力大小为mg
C. 小球运动到最右端B时,球受到的合外力大小为2mg
D. 小球运动到最低点D时,杆对小球的作用力大小为5mg
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球经过最高点C时速度为0,所需向心力为0,则沿半径方向的合力为0,即小球运动到最高点C时,杆对球的作用力大小为mg,故A错误;
B.小球从C点运动到A点过程,根据动能定理有
小球在A点由沿半径方向的合力提供向心力,则有
解得
小球做变速圆周运动,小球在A点由沿切线方向的合力
则小球运动到最左端A时,球受到的合外力大小,故B错误;
C.A、B两点关于经过圆心的竖直方向的直径左右对称,根据对称性可知,小球运动到最右端B时,球受到的合外力大于2mg,故C错误;
D.小球从C点运动到D点过程,根据动能定理有
小球在D点速度达到最大值,则小球沿速度方向的合力为0,即小球沿切线方向的合力为0,对小球进行分析有
解得
即小球运动到最低点D时,杆对小球的作用力大小为5mg,故D正确。
故选D。
4. 关于牛顿力学的成就与局限性,下列说法错误的是( )
A. 牛顿力学的基础是牛顿运动定律
B. 天体的运动服从牛顿力学的规律
C. 物体在以接近光速运动时所遵从的规律,以及微观世界中的电子、质子、中子等粒子的运动规律,在很多情况下不能用牛顿力学来说明
D. 相对论与量子力学否定了牛顿力学
【答案】D
【解析】
【详解】A.牛顿力学的基础是牛顿运动定律,即牛顿第一定律、牛顿第二定律与牛顿第三定律,故A正确,不符合题意;
B.牛顿力学能够解释天体运动规律,即天体的运动服从牛顿力学的规律,故B正确,不符合题意;
C.牛顿运动定律适用于宏观、低速运动物体,当物体在以接近光速的运动时需用相对论,微观粒子运动需用量子力学,牛顿力学在此类情形下不适用,故C正确,不符合题意;
D.相对论和量子力学并未否定牛顿力学,而是明确了牛顿力学的适用范围为宏观、低速运动的物体,故D错误,符合题意。
故选D。
5. 某质点在Oxy平面上运动。t=0时,质点位于y轴上。它在x方向运动的速度—时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. t=1s时质点速度的大小为4m/s
B. t=1s时质点的位置坐标为(2.5m,5m)
C. 质点的速度方向保持不变
D. 质点的加速度不断增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据数学函数规律,t=1s时质点在x方向分速度为3m/s,由于位移—时间斜率的绝对值表示速度大小,根据图乙可知,质点在y方向分速度大小为
根据速度合成可知,t=1s时质点速度的大小为,故A错误;
B.速度—时间图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移,则t=1s时质点在x方向分位移为
结合图乙,根据数学函数规律,t=1s时质点在y方向分位移为5m,则t=1s时质点的位置坐标为(2.5m,5m),故B正确;
C.根据图甲可知,质点在x方向做匀加速直线运动,根据图乙可知,质点在y方向做匀速直线运动,质点的加速度方向沿x正方向,根据速度合成可知,质点的初速度方向与加速度方向不在同一直线上,可知,质点做匀变速曲线运动,即质点的速度方向发生变化,故C错误;
D.结合上述可知,质点的加速度始终不变,故D错误。
故选B。
6. 质量为和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其位移一时间图像如图所示。已知则( )
A.
B
C. “正碰”就是弹性碰撞
D. 这两个物体的碰撞是非弹性碰撞
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由图可知,碰前两物体的速度分别为,
碰后两物体的速度分别为,
根据动量守恒定律有
代入数据并解得,故A正确,B错误;
C.“正碰”可能是弹性碰撞,也可能是非弹性碰撞,故C错误;
D.碰撞前后系统的动能为,
故
即这两个物体的碰撞是弹性碰撞,故D错误。
故选A。
7. 一个士兵坐在皮划艇上,他连同装备和皮划艇的总质量是m,这个士兵用狙击步枪水平射出一发质量为m0的子弹,子弹在枪管中运动的时间为,离开枪口时相对步枪的速度是u。射击前皮划艇是静止的,不考虑水的阻力。( )
A. 射击后皮划艇的速度大小为
B. 射击后皮划艇的速度大小为
C. 射击时枪所受到的平均反冲作用力大小为
D. 射击时枪所受到的平均反冲作用力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设射击后皮划艇的速度大小为,子弹的速度大小为,射击过程中,系统动量守恒,以子弹的速度为正方向,则有
又有
联立解得,,故AB错误;
CD.射击时,以子弹为对象,根据动量定理可得
解得
根据牛顿第三定律可知,射击时枪所受到的平均反冲作用力大小为,故C正确,D错误。
故选C。
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. 如图,一枚在空中飞行的火箭质量为m,某时刻飞行高度为h,速度为v,方向水平,燃料即将耗尽。此时,火箭突然炸裂成两块,其中质量为m1的弹头仍水平飞行,落地点到炸裂位置的水平距离为l。已知重力加速度为g,地面水平,不计空气阻力,以水平向右为正,则( )
A. 炸裂过程中系统机械能守恒
B. 炸裂后飞行过程中弹头相对于另一块做匀速直线运动
C. 炸裂后瞬时弹头的速度为
D. 炸裂后另一块的速度为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.炸裂过程,有化学能转化为系统的动能,可知,炸裂过程中系统机械能不守恒,故A错误;
C.炸裂后,弹头做平抛运动,则有,
解得,故C正确;
D.由于不计空气阻力,系统水平方向所受合力为0,则系统水平方向动量守恒,则有
结合上述解得,故D正确;
B.结合上述可知,炸裂后额两块均做平抛运动,加速度均为重力加速度,两者相对加速度为0,则炸裂后飞行过程中弹头相对于另一块做匀速直线运动,故B正确。
故选BCD。
9. 如图是一皮带传动装置的示意图,右轮半径为r,A是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r。B点在小轮上,到小轮中心的距离为,C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑,则A、B、C、D点的( )
A. 线速度大小之比是3:2:3:6
B. 角速度大小之比是1:2:2:2
C. 加速度大小之比是6:2:3:6
D. 向心力大小之比是6:2:3:6
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.传动过程中皮带不打滑,与皮带接触的边缘质点的线速度大小相等,则有
同轴转动物体上各质点角速度相等,则有
根据线速度与角速度的关系有,,,
解得,,故A正确,B错误;
C.根据向心加速度与角速度关系有,,,
解得,故C正确;
D.根据牛顿第二定律有
由于A、B、C、D质点的质量关系不确定,则A、B、C、D质点的向心力关系也不能够确定,故D错误。
故选AC。
10. 质量为m的汽车在平直公路上行驶,阻力F保持不变。当它的速度从0增加到v的过程中加速度a保持不变,速度为v时,发动机的实际功率正好等于额定功率,从此时开始,发动机始终在额定功率下工作。( )
A. 汽车的速度为v时牵引力大小为F
B. 汽车的速度为时,发动机的实际功率为
C. 汽车的额定功率为Fv
D. 如果公路足够长,汽车最后的速度是
【答案】BD
【解析】
【详解】A.汽车速度为时,根据牛顿第二定律可得
解得牵引力大小为,故A错误;
B.汽车的速度为时,汽车处于匀加速解得,则此时发动机的实际功率为,故B正确;
C.在速度时达到额定功率,则汽车的额定功率为,故C错误。
D.当汽车以额定功率行驶且牵引力等于阻力时,速度最大,此时有,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学通过实验,得到了某物体在Oxy平面上运动的一条运动轨迹,如图平面直角坐标系中的OP曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想:如果物体在y 方向做匀速直线运动,那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。该同学为了验证自己的猜想是否成立,在y轴上选取4个点,相邻的两个点间距均为a;分别为这4个点作x轴的平行线,与图像有4个交点A、B、C、D;分别过A、B、C、D作y轴的平行线,与x轴有4个交点A'、B'、C'、D',测得,如果猜想成立,在误差允许范围内应满足等式________。
【答案】c-b=d-c
【解析】
【详解】如图,在y轴方向作出距离均为a的相等的点,由于在y轴方向做匀速运动,则相邻两点间的时间间隔T相等,若在x方向做匀加速直线运动,则相邻相等时间的位移之差相等,即满足c-b=d-c。
12. 某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律,小球1的质量为,它从斜槽上某点滚下,离开斜槽末端时的速度记为v1(称为第一次操作);小球2的质量为,小球1第二次从斜槽上原位置滚下跟小球2碰撞后离开斜槽末端的速度分别记为和v2(称为第二次操作)。
(1)实验所验证的关系式为_________;(用题目所给物理量表示)
(2)如果第二次操作时,小球1从斜槽上开始滚下时位置比原先低一些,这将会影响计算式中物理量,如果其他的操作都正确,则( )
A. 碰后两球的动量之和小于
B. 碰后两球的动量之和等于
C. 碰后两球的动量之和大于
(3)如果在第二次操作时,发现在第一次操作中,槽的末端是不水平的,有些向上倾斜,与水平面的夹角为,于是把它调为水平,调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同。然后让小球在斜槽上原标记位置滚下进行第二次操作,分析时仍然和第一次操作的数据进行比较,其他实验操作都正确,且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计。则第一次操作时小球1离开斜槽末端时水平方向的动量为________,这一因素导致的实验结果是碰撞后系统的总动量_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)碰撞前系统的总动量。
【答案】(1) (2)A
(3) ①. ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
碰撞过程两球组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得要验证的关系式为
【小问2详解】
如果第二次操作时,小球1从斜槽上开始滚下时位置比原先低一些,小球到达斜槽最低点时的速度偏小,将影响v1′和v2的测量导致系统的碰后动量的测量小于系统的碰前动量。故选A。
【小问3详解】
[1][2]第一次操作时小球1离开斜槽末端时水平方向的动量为;
斜槽末端有些向上倾斜,小球离开斜槽时速度的水平分量小于离开斜槽时的速度,小球的水平位移也相应减小,测出的小球动量小于m1v1,所以导致碰后两球的动量之和大于m1v1;这一因素导致的实验结果是碰撞后系统的总动量大于碰撞前系统的总动量。
13. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内直径为d的粗糙半圆形导轨在B点相接,直径BC竖直。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,进入半圆导轨,经过B点时对轨道的压力大小为N1,经过最高点C时对轨道的压力大小为N2 。重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求弹簧压缩至A点时的弹性势能;
(2)求物体沿半圆形导轨运动过程中克服阻力所做的功。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第三定律,经过B点时轨道对物体的支持力大小为N1。
根据牛顿第二定律得 ,
解得
弹簧压缩至A点时弹性势能
解得
【小问2详解】
根据牛顿第三定律,在C点轨道对小球的压力为N2。
根据牛顿第二定律得
解得
根据动能定理得
解得
14. 2021年5月15日,中国首颗火星登陆器“天问一号”成功登陆火星,未来星际航行可能不久就会实现。假如某同学到达一颗行星,在行星表面他用一把刻度尺测出一颗小球做自由落体运动下落的高度h,用一块秒表测出该过程所用时间t,已知该行星的半径为R,万有引力常量为G,不考虑行星自转对行星表面物体所受重力的影响。
(1)求该行星的质量;
(2)求该行星的第一宇宙速度;
(3)若利用三颗同步卫星,可使该行星赤道上任意两点之间保持无线电通信,则该行星的自转周期应满足什么条件?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据自由落体运动 ,解得
该行星的质量为,解得
【小问2详解】
该行星的第一宇宙速度为,解得
【小问3详解】
根据牛顿第二定律得
根据题意得
解得
15. 如图,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为l的细线,细线另一端系一质量也为m的球C。现将球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放球C。已知重力加速度为g,求:
(1)A、B两木块分离时,A、B、C的速度大小;
(2)球C第一次到达轻杆左侧最高点时和球C经过最低点时的高度差;
(3)球C从释放后绕O点第一次转动到30°时重力的功率。
【答案】(1) ,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球C到达最低点时,A、B两木块开始分离,设此时A、B共同速度大小为vAB,C的速度大小为vC,以向左为正方向,由水平方向动量守恒可得0=mvC-2mvAB
由机械能守恒定律可得
联立可得,
【小问2详解】
球C第一次到达轻杆左侧最高点时对AC系统由动量守恒mvC-mvA=2mv共
由能量关系
解得
球C第一次到达轻杆左侧最高点时和球C经过最低点时的高度差为;
小问3详解】
球C从释放后绕O点第一次转动到30°时C的速度为vC1,水平方向的速度分量为vCx,数值方向的速度分量为vCy,且有
根据ABC系统水平方向动量守恒可知
由能量关系
由于求C向下运动过程中的速度约束关系,即相对速度总是沿切线方向,则有
联立解得
此时重力的功率
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2025年春期高中一年级期终质量评估
物理试题
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损。
5.本试卷分试题卷和答题卷两部分,满分100分,考试时间75分钟。
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. 力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。公式为。下列说法正确的是( )
A. 功是标量,在国际单位制中,功的单位是瓦特
B. 1J=1N·m/s
C. 当,F是阻力
D. 若对物体做正功,对物体做负功,则与方向一定相反
2. 开普勒第三定律指出:太阳的所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。若用a代表椭圆轨道的半长轴,T代表公转周期,开普勒第三定律告诉我们:。关于比值k,下列说法正确的是( )
A. 地球和火星的k相同
B. 地球和月球的k相同
C. 地球和太阳的k相同
D. 地球的k的大小与地球质量成正比
3. 如图,一长为l的轻杆的一端固定在水平转轴O上,另一端固定一质量为m的小球,轻杆随转轴在竖直平面内做圆周运动,经过最高点C时速度为0,已知重力加速度为g,不计一切阻力,则( )
A. 小球运动到最高点C时,杆对球的作用力大小为0
B. 小球运动到最左端A时,球受到的合外力大小为mg
C. 小球运动到最右端B时,球受到的合外力大小为2mg
D. 小球运动到最低点D时,杆对小球的作用力大小为5mg
4. 关于牛顿力学的成就与局限性,下列说法错误的是( )
A. 牛顿力学的基础是牛顿运动定律
B. 天体运动服从牛顿力学的规律
C. 物体在以接近光速运动时所遵从的规律,以及微观世界中的电子、质子、中子等粒子的运动规律,在很多情况下不能用牛顿力学来说明
D. 相对论与量子力学否定了牛顿力学
5. 某质点在Oxy平面上运动。t=0时,质点位于y轴上。它在x方向运动的速度—时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. t=1s时质点速度的大小为4m/s
B. t=1s时质点的位置坐标为(2.5m,5m)
C. 质点的速度方向保持不变
D. 质点的加速度不断增大
6. 质量为和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰,碰撞时间不计,其位移一时间图像如图所示。已知则( )
A
B.
C. “正碰”就是弹性碰撞
D. 这两个物体的碰撞是非弹性碰撞
7. 一个士兵坐在皮划艇上,他连同装备和皮划艇的总质量是m,这个士兵用狙击步枪水平射出一发质量为m0的子弹,子弹在枪管中运动的时间为,离开枪口时相对步枪的速度是u。射击前皮划艇是静止的,不考虑水的阻力。( )
A. 射击后皮划艇的速度大小为
B. 射击后皮划艇的速度大小为
C. 射击时枪所受到的平均反冲作用力大小为
D. 射击时枪所受到的平均反冲作用力大小为
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. 如图,一枚在空中飞行的火箭质量为m,某时刻飞行高度为h,速度为v,方向水平,燃料即将耗尽。此时,火箭突然炸裂成两块,其中质量为m1的弹头仍水平飞行,落地点到炸裂位置的水平距离为l。已知重力加速度为g,地面水平,不计空气阻力,以水平向右为正,则( )
A. 炸裂过程中系统机械能守恒
B. 炸裂后飞行过程中弹头相对于另一块做匀速直线运动
C. 炸裂后瞬时弹头的速度为
D. 炸裂后另一块的速度为
9. 如图是一皮带传动装置的示意图,右轮半径为r,A是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r。B点在小轮上,到小轮中心的距离为,C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑,则A、B、C、D点的( )
A. 线速度大小之比3:2:3:6
B. 角速度大小之比是1:2:2:2
C. 加速度大小之比是6:2:3:6
D. 向心力大小之比是6:2:3:6
10. 质量为m的汽车在平直公路上行驶,阻力F保持不变。当它的速度从0增加到v的过程中加速度a保持不变,速度为v时,发动机的实际功率正好等于额定功率,从此时开始,发动机始终在额定功率下工作。( )
A. 汽车的速度为v时牵引力大小为F
B. 汽车的速度为时,发动机的实际功率为
C. 汽车额定功率为Fv
D. 如果公路足够长,汽车最后的速度是
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学通过实验,得到了某物体在Oxy平面上运动的一条运动轨迹,如图平面直角坐标系中的OP曲线所示。他根据物体运动轨迹的特点作出了猜想:如果物体在y 方向做匀速直线运动,那么物体在x方向必定做匀加速直线运动。该同学为了验证自己的猜想是否成立,在y轴上选取4个点,相邻的两个点间距均为a;分别为这4个点作x轴的平行线,与图像有4个交点A、B、C、D;分别过A、B、C、D作y轴的平行线,与x轴有4个交点A'、B'、C'、D',测得,如果猜想成立,在误差允许范围内应满足等式________。
12. 某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律,小球1的质量为,它从斜槽上某点滚下,离开斜槽末端时的速度记为v1(称为第一次操作);小球2的质量为,小球1第二次从斜槽上原位置滚下跟小球2碰撞后离开斜槽末端的速度分别记为和v2(称为第二次操作)。
(1)实验所验证的关系式为_________;(用题目所给物理量表示)
(2)如果第二次操作时,小球1从斜槽上开始滚下时位置比原先低一些,这将会影响计算式中物理量,如果其他的操作都正确,则( )
A. 碰后两球动量之和小于
B. 碰后两球的动量之和等于
C. 碰后两球的动量之和大于
(3)如果在第二次操作时,发现在第一次操作中,槽的末端是不水平的,有些向上倾斜,与水平面的夹角为,于是把它调为水平,调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同。然后让小球在斜槽上原标记位置滚下进行第二次操作,分析时仍然和第一次操作的数据进行比较,其他实验操作都正确,且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计。则第一次操作时小球1离开斜槽末端时水平方向的动量为________,这一因素导致的实验结果是碰撞后系统的总动量_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)碰撞前系统的总动量。
13. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内直径为d的粗糙半圆形导轨在B点相接,直径BC竖直。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,进入半圆导轨,经过B点时对轨道的压力大小为N1,经过最高点C时对轨道的压力大小为N2 。重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求弹簧压缩至A点时的弹性势能;
(2)求物体沿半圆形导轨运动过程中克服阻力所做的功。
14. 2021年5月15日,中国首颗火星登陆器“天问一号”成功登陆火星,未来星际航行可能不久就会实现。假如某同学到达一颗行星,在行星表面他用一把刻度尺测出一颗小球做自由落体运动下落的高度h,用一块秒表测出该过程所用时间t,已知该行星的半径为R,万有引力常量为G,不考虑行星自转对行星表面物体所受重力的影响。
(1)求该行星的质量;
(2)求该行星的第一宇宙速度;
(3)若利用三颗同步卫星,可使该行星赤道上任意两点之间保持无线电通信,则该行星的自转周期应满足什么条件?
15. 如图,质量均为m的木块A和B,并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为l的细线,细线另一端系一质量也为m的球C。现将球C拉起使细线水平伸直,并由静止释放球C。已知重力加速度为g,求:
(1)A、B两木块分离时,A、B、C的速度大小;
(2)球C第一次到达轻杆左侧最高点时和球C经过最低点时的高度差;
(3)球C从释放后绕O点第一次转动到30°时重力的功率。
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