精品解析：天津市西青区2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

高一物理试卷 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷 （非选择题）两部分。满分100分，考试时间为60分钟。第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至6页。 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的） 1. 牛顿发现万有引力定律100多年之后，第一次使用扭秤在实验室里比较准确地测出了引力常量G的数值，称自己的这个实验为“称量地球的重量”实验的物理学家是（　　） A. 卡文迪许 B. 第谷 C. 开普勒 D. 伽俐略 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】牛顿发现了万有引力定律，百年之后的英国科学家卡文迪许利用扭秤装置，第一次测出了引力常量G，称自己的这个实验可以“称量地球的重量”。 故选A。 2. 在2024年珠海航展中，“歼-35A”闪亮登场，并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。假设“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹为曲线，则战机在这一段过程中（　　） A. 速度方向一定变化 B. 速度大小一定变化 C. 所受合力为零 D. 所受合力方向与运动方向在同一直线上 【答案】A 【解析】 【详解】AB．战机沿曲线运动过程中，速度的方向一定变化，速度的大小是否变化无法确定，故A正确，B错误； C．战机的速度变化，则合外力一定不为零，故C错误； D．战机做曲线运动，战机所受合力方向与运动方向不在同一直线上，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，小船沿直线AB过河，船头始终垂直于河岸。若河水流速度增大，为保持航线不变，下列说法中正确的是（ ） A. 增大船速，过河时间缩短 B. 增大船速，过河时间不变 C. 减小船速，过河时间变长 D. 减小船速，过河时间不变 【答案】A 【解析】 【详解】船头始终垂直于河岸，河宽一定，当水流速度增大，为保持航线不变，根据运动的合成，静水速度v船必须增大，再根据 所以渡河的时间变短。 故选A。 4. 如图所示，在地球赤道上物体A和在天津的物体B，它们均随地球自转而做匀速圆周运动。当两个物体质量相等，则下列说法正确的是（　　） A. 两个物体的线速度大小相等 B. 物体B的向心加速度最大 C. 物体A的周期大于物体B的周期 D. 两个物体受到的万有引力大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体与物体同轴转动，它们的角速度相等，由于，则由可知，两个物体的线速度大小关系为，故A错误； B．物体与物体的角速度相等，由于，则由可知，两个物体的向心加速度大小关系为，故B错误； C．物体与物体同轴转动，它们的角速度相等，由可知，两个物体的周期相等，故C错误； D．两个物体质量相等，两物体到地心的距离相等，由可知，两个物体受到的万有引力大小相等，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受弹力增大，摩擦力不变 B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小了 C. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 D. 物体所受弹力和摩擦力都减小了 【答案】A 【解析】 【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析如图所示 可知物体的重力与摩擦力平衡，即 根据支持力提供向心力有 可知当圆筒的角速度增大以后，物体所受弹力增大，摩擦力不变。 故选A。 6. 有关机械能的理解，下列说法中正确的是（　　） A. 一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化 B. 处于平衡状态的物体，机械能不一定守恒 C. 机械能守恒时，物体一定只受重力的作用 D. 沿粗糙、固定斜面上滑的物块机械能一定增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．一定质量的物体，速度方向变化大小不变时，动能不变，故A错误； B．处于平衡状态的物体，机械能不一定守恒，比如匀速上升的物体，动能不变，重力势能增加，机械能增加，故B正确； C．机械能守恒时，系统内只有重力或者弹力做功，物体受其他作用力，其它力不做功，机械能同样守恒，故C错误； D．沿粗糙、固定斜面上滑的物块由于摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能减小，故D错误。 故选B。 7. 一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动。轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的牵引力F、速度v、功率P随时间t的变化规律正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 详解】汽车由静止开始匀加速运动，匀加速阶段有 ，， 可知该阶段牵引力保持不变，图像为一条与横轴平行的直线，图像为一条过原点的倾斜直线，图像为一条过原点的倾斜直线；当汽车达到额定功率后保持功率不变，可知图像变为一条与横轴平行的直线，之后牵引力开始减小，根据牛顿第二定律可得 可知汽车做加速度逐渐减小的加速运动，图像的切线斜率逐渐减小；当牵引力减小到等于阻力时，汽车开始做匀速运动，速度保持不变。 故选C。 二、不定项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 8. 如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，当地重力加速度为g，取位置2所在水平面为参考平面，则下列说法正确的是（　　） A. 足球从1运动到2重力做功mgh B. 足球从1运动到2重力势能增加mgh C. 足球在位置3的重力势能为-mgh D. 如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．足球从1运动到2重力做功为 根据 可知足球从1运动到2重力势能增加mgh，故A错误，B正确； C．取位置2所在水平面为参考平面，则足球在位置3的重力势能为，故C正确； D．重力势能的变化取决于初、末位置的高度差，与参考平面的选定无关，故D错误。 故选BC。 9. 2022年11月3日9时32分，梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字型基本结构在轨组装完成。已知空间站离地面的高度为h，这个高度低于地球同步卫星的高度。地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的质量为 C. 空间站的向心加速度大小为 D. 空间站的运行周期大于24小时 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．忽略地球自转，地球表面物体所受重力等于万有引力，则 解得地球质量为，故A正确，B错误； C．空间站绕地心做匀速圆周运动时，由牛顿第二定律可得 解得空间站的向心加速度大小为，故C正确； D．空间站离地面的高度低于地球同步卫星的高度，由开普勒第三定律，可知空间站的运行周期小于24小时，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯时超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙“水流星”表演中，刚好通过最高点时杯子处于完全失重状态，不受重力作用 C. 如图丙，洗衣机脱水筒的脱水原理是因为衣服受到向心力，把水从衣服内甩出 D. 如图丁，山崖边的公路被称为最险公路，若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈较为安全 【答案】AD 【解析】 【详解】A．如图甲，火车转弯时超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心运动趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故A正确； B．如图乙“水流星”表演中，刚好通过最高点时，仅受重力，重力刚好提供向心力，处于完全失重状态，故B错误； C．如图丙，洗衣机脱水筒的脱水原理是因为水受到的附着力不足以提供所需的向心力，水做离心运动，把水从衣服内甩出，故C错误； D．当汽车转弯时，摩擦力提供向心力 可知汽车以恒定的线速度大小转弯，半径越大，需要的向心力越小，所以选择外圈较为安全，故D正确。 故选AD。 11. 如图所示，可视为质点、质量为1kg的物块静止在水平地面上。用水平向右、大小为8N的恒力F作用在物块上，物块运动了2m、速度大小为4m/s时撤去F，物块继续运动一段距离后停下来，物块与水平地面动摩擦因数不变，。对于物块由静止开始运动到最终停下来的过程，下列说法正确的是（　　） A. 物块运动的路程为8m B. 物块与水平地面动摩擦因数为0.4 C. 力F对物块做功的平均功率为32W D. 物块受到的滑动摩擦力做的功为-16J 【答案】BD 【解析】 【详解】B．根据题意，由运动学公式可得，撤去F前物块加速度大小为 由牛顿第二定律有 解得物块与水平地面动摩擦因数为，故B正确； A．撤去F后，物块的加速度大小为 物块继续运动的距离为 则物块运动的路程为，故A错误； C．力F对物块做的功为 物块加速阶段所用时间为 则力F对物块做功的平均功率为，故C错误； D．物块受到的滑动摩擦力做的功为，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 12. 在“探究平抛运动的特点”实验中 （1）用图a装置进行探究，下列说法正确的是______。 A. 所用两球的质量必须相等 B. 需改变小锤击打的力度，多次重复实验 C. 只能探究平抛运动水平分运动的特点 D. 能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点 （2）图b中，M、N是两个完全相同的轨道，轨道末端都与水平方向相切，其中，轨道N的末端与光滑水平面相切，轨道M通过支架固定在轨道N的正上方。将小铁球P、Q分别吸在电磁铁 C、D上，然后切断电源，使两球以相同的初速度同时通过轨道M、N的末端，发现两球同时到达E处，发生碰撞。改变轨道M在轨道N上方的高度，再进行实验，结果两球也总是发生碰撞，这说明______。 （3）用图c装置进行实验，下列实验条件必须满足的有______。 A. 斜槽轨道P要光滑 B. 斜槽轨道P末端要水平 C. 每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球 D. 图中挡板MN每次必须等间距移动 【答案】（1）B （2）见解析 （3）BC 【解析】 【小问1详解】 A．实验目的是探究平抛运动的特点，与小球的质量无关，可知，所用两球的质量不需要保持相等，故A错误； B．图a中，为了说明A球体在不同初速度做平抛运动竖直方向的分运动相同，需改变小锤击打的力度，多次重复实验，故B正确； C．实验中B始终做自由落体运动，两小球同时落地，可知，只能探究平抛运动竖直分运动的特点，故C错误； D．结合上述可知，该实验装置只能够探究平抛运动竖直分运动的特点，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 轨道N的末端与光滑水平面相切，小球Q在水平轨道上做匀速直线运动，小球P飞出后做平抛运动，发现两球同时到达E处，发生碰撞，这说明平抛运动水平方向分运动做匀速直线运动。 【小问3详解】 A．为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定，小球每次均从斜槽同一位置静止释放，小球克服斜槽摩擦力做功均相同，斜槽的摩擦对实验没有影响，即斜槽轨道P不需要确保光滑，故A错误； B．为了确保小球飞出斜槽末端速度方向水平，实验中，斜槽轨道P末端要水平，故B正确； C．为了确保小球飞出斜槽末端速度大小一定，实验中，每次均应从斜槽上相同位置无初速度释放钢球，故C正确； D．挡板只是为了描绘出小球在不同位置的点迹，实验中，挡板MN不需要每次等间距移动，故D错误。 故选BC。 13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg。甲、乙、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm，可见其中肯定有一个学生在操作上有错误。 （1）丙同学测量的距离明显大于甲、乙两位同学，若是丙同学的操作有错误，其错误操作可能是____________________________。 （2）若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻两计数点的时间间隔为0.02s），那么在从起点O到打下计数点 B 的过程中重物重力势能的减少量______重物动能的增加量_______（所有计算结果均保留3位有效数字）。通过计算与在数值上并不完全相等，其主要原因是______________。 【答案】（1）先释放重物（纸带）后接通打点计时器的电源 （2） ①. 0.491 ②. 0.480 ③. 重物在下落过程中受到空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦力 【解析】 【小问1详解】 若重物自由下落，则第1、2两点间的距离 丙同学测量的距离明显大于甲、乙两位同学，若是丙同学的操作有错误，其错误操作可能是先释放重物（纸带）后接通打点计时器的电源。 【小问2详解】 [1]从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量为 [2]打下B点的速度为 从起点O到打下计数点B的过程中，重物动能的增加量为 [3]通过计算与在数值上并不完全相等，其主要原因是重物在下落过程中受到空气阻力和纸带与限位孔间的摩擦力。 四、计算题（本题共3 小题，共38分。要求写出必要的文字说明，方程式或重要演算步骤。只写出最后答案的不能给分，有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。） 14. 某卡车在限速100km/h 的高速公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，可以判断它是事故发生时车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。警察测得这个零件在事故发生时的原位置与陷落点的水平距离为21m，车顶距泥地的竖直高度为2.45m。不计空气阻力， 求： （1）事故发生时该车的速度大小，并判断该车是否超速； （2）该零件落入泥地时的速度。（结果可用根号形式表示） 【答案】（1）30m/s，该车超速 （2），方向与水平方向夹角 【解析】 【小问1详解】 零件做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动 解得 零件水平方向上做匀速直线运动 代入数据得 根据计算结果可知 ，该车已经超速。 【小问2详解】 竖直方向上 该零件落入泥地时速度的大小 代入数据得 零件落地速度与水平方向夹角θ 解得 15. 《天问》是战国时期诗人屈原创作的一首长诗，全诗问天问地问自然，表现了作者对传统的质疑和对真理的探索精神。我国探测飞船“天问一号”发射成功飞向火星，屈原的“天问”梦想成为现实，也标志着我国深空探测迈向一个新台阶。如图所示， “天问一号”经过变轨成功进入近火星圆轨道，其中轨道1是圆轨道，轨道2是椭圆轨道，轨道3是近火星圆轨道，轨道1和轨道2相切于A 点，轨道3和轨道2相切于B点。已知“天问一号”在轨道3上匀速圆周运动的周期为T1，火星的半径为R，轨道1的半径为r，引力常量为G。求： （1）火星第一宇宙速度的大小； （2）火星的平均密度ρ； （3）“天问一号”在轨道2上运动周期T2。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 火星的半径为R，因轨道3为近火轨道，所以轨道3的半径为R，则火星第一宇宙速度的大小 【小问2详解】 设火星的质量为M，“天问一号”的质量为m，在轨道3由万有引力提供向心力，有 又因为火星的质量 联立解得火星的平均密度 【小问3详解】 设轨道2上的周期为，轨道2的椭圆轨道半长轴 根据开普勒第三定律得 解得“天问一号”在轨道2上运动的周期 16. 如图所示，轻质非弹性细线的一端固定在O'点，另一端系一小球，小球静止时恰好与水平面接触但无相互作用力，BC为粗糙水平面，CD为半径为的内壁光滑的四分之一圆管，管口D正下方直立一根劲度系数为的轻弹簧，弹簧下端固定，上端恰好与D端齐平。现将小球拉至图中的A位置由静止开始释放，当小球运动到最低点 B 处，细线刚好被拉断，小球进入管口C端时与圆管恰好无压力作用，通过CD后压缩弹簧。已知细线长，，小球质量为，可视为质点，与水平面BC间的动摩擦因数为0.25，小球与水平面的摩擦可视为滑动摩擦，g取10m/s2。求： （1）细线能承受最大拉力的大小； （2）水平面BC的距离s； （3）若小球压缩弹簧过程中，小球速度最大时弹簧弹性势能为，则小球向下压缩弹簧过程中的最大动能Ekm为多大。 【答案】（1）10N （2）3.6m （3）1.5J 【解析】 【小问1详解】 当小球由A到B，由动能定理得 解得 由牛顿第二定律可得 可得 【小问2详解】 小球进入管口C端时与圆管恰好无压力作用，由牛顿第二定律有 解得 当小球由B到C点，由动能定理得 解得 【小问3详解】 小球速度最大时，加速度为0，设此时弹簧压缩量为x，由 得 由C点到速度最大时，小球和弹簧、地球组成的系统机械能守恒。选速度最大时所在的水平面为参考平面，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理试卷 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷 （非选择题）两部分。满分100分，考试时间为60分钟。第Ⅰ卷1至3页，第Ⅱ卷4至6页。 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的） 1. 牛顿发现万有引力定律100多年之后，第一次使用扭秤在实验室里比较准确地测出了引力常量G的数值，称自己的这个实验为“称量地球的重量”实验的物理学家是（　　） A. 卡文迪许 B. 第谷 C. 开普勒 D. 伽俐略 2. 在2024年珠海航展中，“歼-35A”闪亮登场，并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。假设“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹曲线，则战机在这一段过程中（　　） A. 速度方向一定变化 B. 速度大小一定变化 C. 所受合力为零 D. 所受合力方向与运动方向在同一直线上 3. 如图所示，小船沿直线AB过河，船头始终垂直于河岸。若河水流速度增大，为保持航线不变，下列说法中正确的是（ ） A. 增大船速，过河时间缩短 B. 增大船速，过河时间不变 C. 减小船速，过河时间变长 D. 减小船速，过河时间不变 4. 如图所示，在地球赤道上的物体A和在天津的物体B，它们均随地球自转而做匀速圆周运动。当两个物体质量相等，则下列说法正确的是（　　） A. 两个物体的线速度大小相等 B. 物体B的向心加速度最大 C. 物体A的周期大于物体B的周期 D. 两个物体受到的万有引力大小相等 5. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受弹力增大，摩擦力不变 B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小了 C. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 D. 物体所受弹力和摩擦力都减小了 6. 有关机械能的理解，下列说法中正确的是（　　） A. 一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化 B. 处于平衡状态的物体，机械能不一定守恒 C. 机械能守恒时，物体一定只受重力的作用 D. 沿粗糙、固定斜面上滑的物块机械能一定增加 7. 一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动。轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的牵引力F、速度v、功率P随时间t的变化规律正确的是（　　） A. B. C. D. 二、不定项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 8. 如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，当地重力加速度为g，取位置2所在水平面为参考平面，则下列说法正确的是（　　） A. 足球从1运动到2重力做功mgh B. 足球从1运动到2重力势能增加mgh C. 足球在位置3的重力势能为-mgh D. 如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少 9. 2022年11月3日9时32分，梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字型基本结构在轨组装完成。已知空间站离地面的高度为h，这个高度低于地球同步卫星的高度。地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的质量为 C. 空间站的向心加速度大小为 D. 空间站的运行周期大于24小时 10. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯时超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙“水流星”表演中，刚好通过最高点时杯子处于完全失重状态，不受重力作用 C. 如图丙，洗衣机脱水筒脱水原理是因为衣服受到向心力，把水从衣服内甩出 D. 如图丁，山崖边的公路被称为最险公路，若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈较为安全 11. 如图所示，可视为质点、质量为1kg物块静止在水平地面上。用水平向右、大小为8N的恒力F作用在物块上，物块运动了2m、速度大小为4m/s时撤去F，物块继续运动一段距离后停下来，物块与水平地面动摩擦因数不变，。对于物块由静止开始运动到最终停下来的过程，下列说法正确的是（　　） A. 物块运动的路程为8m B. 物块与水平地面动摩擦因数为0.4 C. 力F对物块做功的平均功率为32W D. 物块受到的滑动摩擦力做的功为-16J 第Ⅱ卷 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 12. 在“探究平抛运动的特点”实验中 （1）用图a装置进行探究，下列说法正确的是______。 A. 所用两球的质量必须相等 B. 需改变小锤击打的力度，多次重复实验 C. 只能探究平抛运动水平分运动的特点 D. 能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点 （2）图b中，M、N是两个完全相同的轨道，轨道末端都与水平方向相切，其中，轨道N的末端与光滑水平面相切，轨道M通过支架固定在轨道N的正上方。将小铁球P、Q分别吸在电磁铁 C、D上，然后切断电源，使两球以相同的初速度同时通过轨道M、N的末端，发现两球同时到达E处，发生碰撞。改变轨道M在轨道N上方的高度，再进行实验，结果两球也总是发生碰撞，这说明______。 （3）用图c装置进行实验，下列实验条件必须满足的有______。 A 斜槽轨道P要光滑 B. 斜槽轨道P末端要水平 C. 每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球 D. 图中挡板MN每次必须等间距移动 13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg。甲、乙、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm，可见其中肯定有一个学生在操作上有错误。 （1）丙同学测量的距离明显大于甲、乙两位同学，若是丙同学的操作有错误，其错误操作可能是____________________________。 （2）若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三个计数点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻两计数点的时间间隔为0.02s），那么在从起点O到打下计数点 B 的过程中重物重力势能的减少量______重物动能的增加量_______（所有计算结果均保留3位有效数字）。通过计算与在数值上并不完全相等，其主要原因是______________。 四、计算题（本题共3 小题，共38分。要求写出必要的文字说明，方程式或重要演算步骤。只写出最后答案的不能给分，有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。） 14. 某卡车在限速100km/h 的高速公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，可以判断它是事故发生时车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。警察测得这个零件在事故发生时的原位置与陷落点的水平距离为21m，车顶距泥地的竖直高度为2.45m。不计空气阻力， 求： （1）事故发生时该车的速度大小，并判断该车是否超速； （2）该零件落入泥地时的速度。（结果可用根号形式表示） 15. 《天问》是战国时期诗人屈原创作的一首长诗，全诗问天问地问自然，表现了作者对传统的质疑和对真理的探索精神。我国探测飞船“天问一号”发射成功飞向火星，屈原的“天问”梦想成为现实，也标志着我国深空探测迈向一个新台阶。如图所示， “天问一号”经过变轨成功进入近火星圆轨道，其中轨道1是圆轨道，轨道2是椭圆轨道，轨道3是近火星圆轨道，轨道1和轨道2相切于A 点，轨道3和轨道2相切于B点。已知“天问一号”在轨道3上匀速圆周运动的周期为T1，火星的半径为R，轨道1的半径为r，引力常量为G。求： （1）火星第一宇宙速度的大小； （2）火星的平均密度ρ； （3）“天问一号”在轨道2上运动的周期T2。 16. 如图所示，轻质非弹性细线的一端固定在O'点，另一端系一小球，小球静止时恰好与水平面接触但无相互作用力，BC为粗糙水平面，CD为半径为的内壁光滑的四分之一圆管，管口D正下方直立一根劲度系数为的轻弹簧，弹簧下端固定，上端恰好与D端齐平。现将小球拉至图中的A位置由静止开始释放，当小球运动到最低点 B 处，细线刚好被拉断，小球进入管口C端时与圆管恰好无压力作用，通过CD后压缩弹簧。已知细线长，，小球质量为，可视为质点，与水平面BC间的动摩擦因数为0.25，小球与水平面的摩擦可视为滑动摩擦，g取10m/s2。求： （1）细线能承受的最大拉力的大小； （2）水平面BC的距离s； （3）若小球压缩弹簧过程中，小球速度最大时弹簧弹性势能为，则小球向下压缩弹簧过程中的最大动能Ekm为多大。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $