精品解析:河南省郑州外国语学校2025-2026学年高三上学期10月月考物理试题
2025-10-31
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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 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | 郑州市 |
| 地区(区县) | 郑州高新技术产业开发区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.72 MB |
| 发布时间 | 2025-10-31 |
| 更新时间 | 2025-10-31 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54656599.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
郑州外国语学校2025—2026学年高三调研3考试
物 理
(75分钟 100分)
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. 下列四幅书本插图中,关于物理思想方法叙述不正确的是( )
A. 微元法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 实验和逻辑推理
2. 如图甲所示,风洞是人工产生和控制的气流,用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行上升表演中,表演者的质量;,为提高表演的观赏性、控制风速v的平方与表演者上升的高度h间的关系图像如图乙所示,在风力作用的正对面积不变时,风力大小(采用国际单位制),取重力加速度大小。表演者开始静卧于处,打开气流,在表演者从最低点到最高点的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 表演者开始静卧于处,打开气流时,风力大小为600N
B. 表演者先做加速度逐渐增大的加速运动,再做加速度逐渐减小的减速运动
C. 表演者的加速度为0时所处的高度为10m
D. 表演者上升过程中机械能守恒
3. 在同一竖直平面内距离地面高度为处的A、B两点,A、B所在竖直线与球网之间的水平距离为L。有两个网球以相同大小的速度分别斜向上和斜向下抛出,与水平方向的夹角均为θ,网球恰好均能掠过球网,且轨迹平面与球网垂直,,不计空气阻力。则A、B两点高度差为( )
A. L B. C. D.
4. 运动员从某一高度将质量为m的排球击出,从击出排球瞬间开始计时,排球在空中飞行的速率v随时间t的变化关系如图所示,图中相关坐标值均为已知,t2时刻排球恰好落到对方的场地上。排球可视为质点,不计空气阻力,重力加速度大小为g,以地面为参考平面。下列说法正确的是( )
A. 击球点到落地点间的水平距离为
B. 击球点到落地点间的水平距离为
C. 排球运动过程中离地的最大高度为
D. 排球的最大重力势能为
5. 如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在0-t0这段时间内的平均速度为
B. 乙图中,物体的加速度大小为1m/s2
C. 丙图中,阴影面积表示t1-t2时间内物体的位移
D. 丁图中,0~3秒内物体的位移大小为30m
6. 如图(a)所示,太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡,探测器探测到Q的亮度随时间做如图(b)所示的周期性变化,该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为,引力常量为G。关于P的公转,下列说法正确的是( )
A. 周期为 B. 半径为
C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为
7. 如图甲所示,A、B 两物块置于长木板C上,A、B、C质量分别为m、2m、m,系统静置于水平地面上。设A和C之间、B和C之间、C和地面之间动摩擦因数分别为、、(为常数),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,木板足够长,重力加速度为。 现对B施加一逐渐增大、水平向右的拉力F,B 的加速度随F变化情况如题7图乙所示。 则、、之比为( )
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. 如图所示,某同学将两颗鸟食从点水平抛出,两只小鸟分别在空中的点和点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动,两运动轨迹在同一竖直平面内,则( )
A. 两颗鸟食同时抛出
B. 在点接到鸟食后抛出
C. 两颗鸟食平抛的初速度相同
D. 在点接到的鸟食平抛的初速度较小
9. 如图所示,轻质细杆PQ上固定一个质量为m的小球C,将细杆放置于互成53°角的两光滑平面上,杆球系统恰好处于静止状态,已知右侧平面与水平面成37°角,左侧平面与水平面垂直,OPCQ在同一竖直面内。已知,,重力加速度大小为g,则左、右侧面对杆的支持力、大小为( )
A. B. C. D.
10. “飞行魔毯”安装了架相同的无人机,一次飞行中,“飞行魔毯”从静止开始保持额定功率竖直向上起飞,经过时间上升高度时达到最大速度。已知每架无人机的额定功率均为,“飞行魔毯”加上飞行员的总质量为,“飞行魔毯”竖直上升过程中所受的空气阻力恒为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中,空气阻力做的功为fh
B. “飞行魔毯”的最大速度
C. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中,加速度逐渐减小
D. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中加速度先增大后减小
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 研究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的总质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作或保证的条件是________。
A.用天平测出砂和砂桶质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出,打纸带上点2时小车的瞬时速度v=______m/s,小车的加速度为______m/s²。(结果均保留两位有效数字)
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图像是一条直线,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。
A.2tanθ B. C.k D.
12. 小明同学想“探究向心力大小与角速度关系”,并设计了如下实验。装置如图中甲所示,滑块套在水平杆上,可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过细绳连接滑块,可测绳上拉力大小,滑块上固定一遮光片,它们的总质量为m。遮光片宽度为d,光电门可以记录遮光片通过的时间,测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。(滑块与杆之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)滑块随杆转动做匀速圆周运动时,每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和遮光时间t,则滑块的角速度ω=______(用t、l、d表示)
(2)为探究向心力大小与角速度的关系。得到多组实验数据后;应作出F与______(填“t”、“”、“”、“”)的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线。表明此实验过程中向心力与角速度平方成正比
(3)若该物体与水平杆的最大静摩擦力为,则图乙中图像与横轴的交点的表达式为______
13. 如图所示,倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上,斜面ABCD是边长为d=3.2m的正方形,在其中心O处用长为L=0.6m的轻绳悬挂一可视为质点的小球,使小球静止。现给小球一个垂直于绳方向的初速度,小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)的大小;
(2)若小球沿斜面向上运动到与O点等高时,剪断轻绳,从剪断轻绳到小球离开斜面所用的时间。
14. 2022年5月10日01时56分,搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,发射取得圆满成功。已知地球半径为R,忽略地球自转,地球表面的重力加速度为g。
(1)火箭在竖直方向上以加速度a加速上升时,若在货运飞船的平台上放置一压力传感器,压力传感器上放置一质量为m的砝码,某时刻测得压力传感器读数为F,引力常量为G,求此时火箭上升的高度。
(2)若测得天舟四号货运飞船绕地球做匀速圆周运动转过圆周所用时间为t,飞船距地面的高度为h,引力常量为G,求飞船运行的向心加速度大小和地球的平均密度(用R、h、G、t表示结果)。
15. 一货物传送装置如图所示,由倾角为θ=37°表面粗糙的固定斜槽和足够宽的水平传送带组成,斜槽与传送带垂直,末端与传送带在同一水平面上且相互靠近。传送带以恒定速度向前方运动,现将一质量可视为质点的物块,从距离斜槽底端为的顶点A处无初速度释放,物块通过斜槽底端衔接处速度大小不变,物块最终相对传送带静止。(已知物块与斜槽间的动摩擦因数,物块与传送带间的动摩擦因数,重力加速度g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。试求:
(1)物体在斜槽上运动的时间;
(2)物块滑上传送带时受到的摩擦力大小及方向;
(3)若物块在传送带上相对滑动时可以留下痕迹,则痕迹长度为多少?
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郑州外国语学校2025—2026学年高三调研3考试
物 理
(75分钟 100分)
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. 下列四幅书本插图中,关于物理思想方法叙述不正确的是( )
A. 微元法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 实验和逻辑推理
【答案】C
【解析】
【详解】A.推导匀变速直线运动位移与时间关系时,取非常短的一段时间,在这段时间内,认为物体做匀速运动,把每一小段时间内的位移加在一起就是总位移,而且时间间隔取得越短,越接近真实值,因此采用微元的思想,A正确;
B.合力与分力为等效替代关系,体现了等效思想,故B正确;
C.通过平面镜观察桌面的微小形变的实验中,运用了放大法,C错误;
D.伽利略在研究自由落体运动时采用了实验和逻辑推理的方法,D正确。
本题选不正确的,故选C。
2. 如图甲所示,风洞是人工产生和控制的气流,用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行上升表演中,表演者的质量;,为提高表演的观赏性、控制风速v的平方与表演者上升的高度h间的关系图像如图乙所示,在风力作用的正对面积不变时,风力大小(采用国际单位制),取重力加速度大小。表演者开始静卧于处,打开气流,在表演者从最低点到最高点的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 表演者开始静卧于处,打开气流时,风力大小为600N
B. 表演者先做加速度逐渐增大的加速运动,再做加速度逐渐减小的减速运动
C. 表演者的加速度为0时所处的高度为10m
D. 表演者在上升过程中机械能守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A.表演者开始静卧于处,打开气流时,风力大小为
故A正确;
B.当时,合力向上,人向上加速,由牛顿第二定律
故随着风速的减小,加速度减小,人先做加速度减小的加速运动;
当时,加速度为零,速度最大;
当时,合力向下,人向上减速,由牛顿第二定律
故随着风速减小,加速度增大。所以表演者先做加速度逐渐减小的加速运动,再做加速度逐渐增大的减速运动,故B错误;
C.由乙图可知
表演者的加速度为0时,有
代入数据得
故C错误;
D.表演者在上升过程中受风力作用,机械能不守恒,故D错误。
故选A。
3. 在同一竖直平面内距离地面高度为处的A、B两点,A、B所在竖直线与球网之间的水平距离为L。有两个网球以相同大小的速度分别斜向上和斜向下抛出,与水平方向的夹角均为θ,网球恰好均能掠过球网,且轨迹平面与球网垂直,,不计空气阻力。则A、B两点高度差为( )
A. L B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设球网高为,两球在水平方向上做匀速直线运动,则有
对于斜向下抛的网球则有
对于斜向上抛的网球则有
联立解得
故选A。
4. 运动员从某一高度将质量为m的排球击出,从击出排球瞬间开始计时,排球在空中飞行的速率v随时间t的变化关系如图所示,图中相关坐标值均为已知,t2时刻排球恰好落到对方的场地上。排球可视为质点,不计空气阻力,重力加速度大小为g,以地面为参考平面。下列说法正确的是( )
A. 击球点到落地点间的水平距离为
B. 击球点到落地点间的水平距离为
C. 排球运动过程中离地的最大高度为
D. 排球的最大重力势能为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题图可知,运动员从某一高度将排球击出,排球的速度先变小后变大,t1时刻排球处于最高点,速度方向水平,击球点到落地点间的水平距离
故AB错误;
CD.排球落地时竖直方向的分速度
由速度位移公式可得排球运动过程中离地的最大高度
排球的最大重力势能
故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在0-t0这段时间内的平均速度为
B. 乙图中,物体的加速度大小为1m/s2
C. 丙图中,阴影面积表示t1-t2时间内物体的位移
D. 丁图中,0~3秒内物体的位移大小为30m
【答案】D
【解析】
【详解】A.若甲图表示初速度为0的匀加速直线运动,则在0~t0这段时间内的平均速度为
但从图像可知,甲图所表示的运动为加速度逐渐减小的加速运动,在0~t0这段时间内任意时刻的速度都大于匀变速直线运动的速度,因此,物体在0~t0这段时间内的平均速度大于,故A错误;
B.乙图中所对应的直线运动,其速度与位移的关系为
则可知,图线的斜率表示,可得该运动的加速度大小为,故B错误;
C.图像中,图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量,则可知丙图中,阴影面积表示t1~t2时间内物体速度的变化量,故C错误;
D.将匀变速直线运动位移与时间的关系式
变式可得
将坐标(1,0)、(3,10)代入上式可得
则0~3秒内物体的位移大小为
故D正确。
故选D。
6. 如图(a)所示,太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡,探测器探测到Q的亮度随时间做如图(b)所示的周期性变化,该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为,引力常量为G。关于P的公转,下列说法正确的是( )
A. 周期为 B. 半径为
C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图(b)可知探测器探测到Q的亮度随时间变化的周期为
则P的公转周期为,故A错误;
B.P绕恒星Q做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力可得
解得半径为
故B正确;
C.P的角速度为
故C错误;
D.P加速度大小为
故D错误。
故选B。
7. 如图甲所示,A、B 两物块置于长木板C上,A、B、C质量分别为m、2m、m,系统静置于水平地面上。设A和C之间、B和C之间、C和地面之间动摩擦因数分别为、、(为常数),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,木板足够长,重力加速度为。 现对B施加一逐渐增大、水平向右的拉力F,B 的加速度随F变化情况如题7图乙所示。 则、、之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图乙知,三段图线的斜率分别为
可见随着拉力的增大,开始A、B和C一起运动,接着B和C一起运动,最后B单独运动
结合图乙知,时,C与地面间的静摩擦力恰好达到最大,则
解得
当时, A与C间的静摩擦力恰好达到最大,此时A的加速度
对,由牛顿第二定律
解得
当时, B与C间的静摩擦力恰好达到最大,此时B的加速度
对,由牛顿第二定律
解得
则
故选B。
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. 如图所示,某同学将两颗鸟食从点水平抛出,两只小鸟分别在空中的点和点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动,两运动轨迹在同一竖直平面内,则( )
A. 两颗鸟食同时抛出
B. 在点接到的鸟食后抛出
C. 两颗鸟食平抛的初速度相同
D. 在点接到的鸟食平抛的初速度较小
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.竖直高度,由可得运动时间,由于鸟食同时到达M、N两点,则M点接到的鸟食后抛出,故A错误,B正确;
CD.下落相同高度时,由可知运动时间相同,如图所示水平位移,由可知抛出的初速度有,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 如图所示,轻质细杆PQ上固定一个质量为m的小球C,将细杆放置于互成53°角的两光滑平面上,杆球系统恰好处于静止状态,已知右侧平面与水平面成37°角,左侧平面与水平面垂直,OPCQ在同一竖直面内。已知,,重力加速度大小为g,则左、右侧面对杆的支持力、大小为( )
A B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】对PQ杆及小球进行分析,如图所示
根据共点力平衡条件有
又有
故选AC。
10. “飞行魔毯”安装了架相同的无人机,一次飞行中,“飞行魔毯”从静止开始保持额定功率竖直向上起飞,经过时间上升高度时达到最大速度。已知每架无人机的额定功率均为,“飞行魔毯”加上飞行员的总质量为,“飞行魔毯”竖直上升过程中所受的空气阻力恒为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中,空气阻力做的功为fh
B. “飞行魔毯”的最大速度
C. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中,加速度逐渐减小
D. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中加速度先增大后减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.空气阻力的方向与位移的方向相反,因此空气阻力做的功为,故A错误;
B.当“飞行魔毯”达到最大速度时,牵引力与总阻力平衡,即
解得,故B正确;
CD.牵引力
随着速度增大,牵引力减小,物体的加速度
则加速度逐渐减小,故C正确,D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 研究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的总质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作或保证的条件是________。
A.用天平测出砂和砂桶质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出,打纸带上点2时小车的瞬时速度v=______m/s,小车的加速度为______m/s²。(结果均保留两位有效数字)
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图像是一条直线,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。
A.2tanθ B. C.k D.
【答案】 ①. BC ②. 0.26 ③. 0.50 ④. D
【解析】
【详解】(1)[1]AD.本题拉力可以由弹簧测力计测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量,故AD错误;
B.该题是弹簧测力计测出拉力,从而表示小车受到的合外力,将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,故B正确;
C.打点计时器运用时,都是先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,该实验探究加速度与力和质量的关系,要记录弹簧测力计的示数,故C正确;
(2)[2]相邻计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度推论可得
[3]根据,运用逐差法得
(3)[4]对a-F图来说,图象的斜率表示小车质量的倒数,此题,弹簧测力计的示数,根据牛顿第二定律可得
解得
则
故小车质量为
12. 小明同学想“探究向心力大小与角速度的关系”,并设计了如下实验。装置如图中甲所示,滑块套在水平杆上,可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过细绳连接滑块,可测绳上拉力大小,滑块上固定一遮光片,它们的总质量为m。遮光片宽度为d,光电门可以记录遮光片通过的时间,测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。(滑块与杆之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)滑块随杆转动做匀速圆周运动时,每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和遮光时间t,则滑块的角速度ω=______(用t、l、d表示)
(2)为探究向心力大小与角速度的关系。得到多组实验数据后;应作出F与______(填“t”、“”、“”、“”)的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线。表明此实验过程中向心力与角速度平方成正比
(3)若该物体与水平杆的最大静摩擦力为,则图乙中图像与横轴的交点的表达式为______
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑块经过光电门的速度大小
滑块的角速度
【小问2详解】
根据,可得
可知应作出F与的关系图像。
【小问3详解】
由图线可知,当F=0时,而
可知图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力的原因。
当时
解得
所以图乙中图像与横轴的交点的表达式为。
13. 如图所示,倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上,斜面ABCD是边长为d=3.2m的正方形,在其中心O处用长为L=0.6m的轻绳悬挂一可视为质点的小球,使小球静止。现给小球一个垂直于绳方向的初速度,小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)的大小;
(2)若小球沿斜面向上运动到与O点等高时,剪断轻绳,从剪断轻绳到小球离开斜面所用的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球恰好能在斜面上做完整圆周运动,当小球恰过最高点时,由牛顿第二定律得
小球从最低点运动到最高点的过程中,由动能定理得
联立解得
【小问2详解】
小球从最低点运动到与O点等高处的过程中,由动能定理得
解得
剪断轻绳后,小球沿斜面向上做匀减速直线运动,设小球向上运动的最大位移为x,根据运动学公式可得
由牛顿第二定律得
联立解得
由于,因此小球不会从CD边离开斜面。剪断轻绳后,小球先沿斜面向上做匀减速直线运动,然后向下做匀加速直线运动。小球向上运动的过程中,由匀变速直线运动的规律得
解得
小球向下运动的过程中,由匀变速直线运动的规律得
解得
从剪断轻绳到小球离开斜面所用的时间为
14. 2022年5月10日01时56分,搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,发射取得圆满成功。已知地球半径为R,忽略地球自转,地球表面的重力加速度为g。
(1)火箭在竖直方向上以加速度a加速上升时,若在货运飞船的平台上放置一压力传感器,压力传感器上放置一质量为m的砝码,某时刻测得压力传感器读数为F,引力常量为G,求此时火箭上升的高度。
(2)若测得天舟四号货运飞船绕地球做匀速圆周运动转过圆周所用时间为t,飞船距地面的高度为h,引力常量为G,求飞船运行的向心加速度大小和地球的平均密度(用R、h、G、t表示结果)。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
设压力传感器读数为F时火箭上升的高度为H,则此时砝码所受的万有引力大小为
由牛顿第三定律可知,压力传感器对砝码的支持力大小为F′=F,对砝码,由牛顿第二定律得F′-F引=ma
又对在地球表面上的物体有=m′g
联立解得
【小问2详解】
飞船运行的周期为T=4t
角速度为
飞船运行的向心加速度大小为an=(R+h)ω2=
设飞船整体的质量为m0,根据天舟四号货运飞船所受万有引力提供向心力有
=m0(R+h)
地球的平均密度,其中V=πR3
联立解得
15. 一货物传送装置如图所示,由倾角为θ=37°表面粗糙的固定斜槽和足够宽的水平传送带组成,斜槽与传送带垂直,末端与传送带在同一水平面上且相互靠近。传送带以恒定速度向前方运动,现将一质量可视为质点的物块,从距离斜槽底端为的顶点A处无初速度释放,物块通过斜槽底端衔接处速度大小不变,物块最终相对传送带静止。(已知物块与斜槽间的动摩擦因数,物块与传送带间的动摩擦因数,重力加速度g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。试求:
(1)物体在斜槽上运动的时间;
(2)物块滑上传送带时受到的摩擦力大小及方向;
(3)若物块在传送带上相对滑动时可以留下痕迹,则痕迹的长度为多少?
【答案】(1)
(2),摩擦力方向与传送带方向的夹角向左
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块在斜槽上做匀加速直线运动,受力分析由牛顿第二定律有
由运动学知识得
联立解得物体在斜槽上运动的时间为
【小问2详解】
由运动学可知物块滑上传送带时的速度为
此时物块与传送带间存在滑动摩擦力,由滑动摩擦力的公式为
滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,以传送带为参考系,则物块相对传送带的速度为
物块相对传送带的速度方向和摩擦力方向如图所示
由几何关系可知
所以
即摩擦力方向与传送带方向的夹角向左
【小问3详解】
以传送带为参考系,物块在传送带上的加速度大小为
则货物在传送带上留下的痕迹长度为
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