精品解析:安徽芜湖皖江中学2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷
2026-05-26
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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 | 高中物理人教版必修 第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 芜湖市 |
| 地区(区县) | 繁昌区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.82 MB |
| 发布时间 | 2026-05-26 |
| 更新时间 | 2026-05-26 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58053405.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
高一物理
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,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:必修第二册第五章至第七章第3节。
一、选择题(本题共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题中只有一项符合题目要求,每小题4分,第9~10题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示,质量为、半径为R的均匀球体A,质量为、半径为2R的均匀球体B,A、B间相距,引力常量为G,则A、B间引力大小约为( )
A. B. C. D.
2. 一艘货轮正在从M向N转弯,下列四个选项中,分别标出了货轮所受合力F或v的方向,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,一轻杆两端分别固定两个可视为质点的小球A和B.将其放到一个光滑的球形容器中并在竖直面上运动,当A球到达与球形容器球心等高时,轻杆与水平方向成,此时A球的速度大小为v1,则B球的速度大小为( )
A. B. 2v1 C. v1 D.
4. 如图所示,若小船从A点出发到达河的对岸,河宽,河水流速,小船在静水中的航行速度,当船头与河岸垂直时,下列说法正确的是( )
A. 小船到达A点的正对岸B点 B. 小船的渡河时间为20s
C. 若河水流速增大,小船的渡河时间变长 D. 若河水流速增大,小船到达对岸的位置离B点的距离不变
5. 下列有关生活中圆周运动实例的分析,说法正确的是( )
A. 图甲中汽车通过凹形路面的最低点时,速度越大,越不容易爆胎
B. 图乙中铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,目的是让火车以设计速度行驶时,轮缘与轨道间无挤压
C. 图丙中杂技演员表演“水流星”,当“水流星”通过最高点时绳子中的拉力不能为零
D. 图丁中滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动,衣物运动到最高点 A 点时脱水效果最好
6. 如图所示,餐厅里两瓷罐、(可视为质点)放在水平圆桌转盘上,与转盘保持相对静止,随水平转盘一起绕中心转轴做匀速圆周运动,已知、的质量分别为、,离转轴的距离分别为、,与转盘间的动摩擦因数均为,重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 、所受摩擦力的方向与各自的速度方向垂直
B. 、所受的摩擦力大小之比为
C. 、线速度大小始终相等
D. 增大转盘转速,比先开始滑动
7. 为了研究环境对飞机运动的影响,某实验小组的同学用遥控飞机进行了探究。在某段时间里遥控飞机在直角坐标系所在的平面内运动规律分别为,,水平向右为轴正方向,竖直向上为轴正方向。下列说法正确的是( )
A. 遥控飞机在水平方向上初速度大小为
B. 遥控飞机在竖直方向上加速度大小为
C. 时遥控飞机上升到最高点
D. 时遥控飞机的位移大小为
8. 如图所示,一固定斜面倾角为,斜面足够长。将小球从斜面顶端以速率向右抛出,小球最终落在斜面上,不计空气阻力,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 若小球水平向右抛出,小球抛出时的速率越大,小球落在斜面瞬间速度方向与水平方向的夹角变大
B. 若小球水平向右抛出,则当时,小球距斜面的距离最远
C. 若小球垂直斜面抛出,则当小球离斜面最远时,小球的位移大小为
D. 若小球垂直斜面抛出,则小球落到斜面时的位移大小为
9. 如图所示,关于开普勒三大定律,下列说法正确的是( )
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处于椭圆中心
B. 火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长
C. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点运行的速率大于在远日点运行的速率
D. 在相等时间内,火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等
10. 如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线竖直,母线与轴线之间夹角θ=37°,一条长度L=0.5m的轻绳,一端固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量m=0.2kg的小球,圆锥体可以绕锥体的轴线以不同的角速度匀速转动,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A. 圆锥体静止时小球受锥面支持力大小为1.6N
B. 圆锥体的角速度ω=5rad/s时小球刚好离开锥面
C. 圆锥体的角速度ω=4rad/s时细绳拉力大小为1.6N
D. 圆锥体的角速度ω=6rad/s时细绳拉力大小为3.6N
二、实验题(本题共2小题,共16分)
11. 如图所示是研究向心力大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置。
(1)在研究向心力大小与质量、角速度和半径之间关系时用到的物理方法是______。
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法
(2)在探究向心力和半径关系时,皮带连接的左、右变速塔轮对应的半径应______(填“相同”或“不同”)。
(3)若、为两个相同的小球,放在图示的位置,转动手柄时,图中左、右筒的标尺上露出的红白相间的等分格的比值为,则与皮带连接的左、右变速塔轮对应的半径之比为______。
12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
(1)一同学让小球从斜槽上离水平桌面高为处由静止释放,使其水平抛出,多次描点,绘出小球做平抛运动时球心的轨迹,下列说法正确的是______(单选)。
A. 实验所用斜槽应尽量光滑
B. 要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
C. 为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来
(2)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹,、、三点的位置在运动轨迹上已标出,取。
①小球做平抛运动的初速度大小为______;
②小球抛出点的位置坐标为______,______。
(3)由于该同学在确定竖直方向时未用到铅垂线,而导致该同学所绘图像的轴在实际竖直方向稍偏左侧的位置,则该实验小组测得的小球的初速度______(填“大于”“等于”或“小于”)小球真实的初速度。
三、计算题(本题共3小题,共计42分。解答时应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,半径为R=0.5m的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台静止不转动时,将一质量为m=2kg、可视为质点的小物块放入陶罐内,小物块恰能静止于陶罐内壁的A点,且A点与陶罐球心O的连线与对称轴OO'成角。(,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)则:
(1)物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少?
(2)当转台绕转轴匀速转动时,若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0,则转台转动的角速度为多少?
14. 假如未来航天员登陆火星,在火星上通过抛体运动或圆周运动测得火星表面两极处的重力加速度为,赤道处的重力加速度为。已知引力常量为,火星的半径为(不计自转引起的火星体积变化,即视火星为质量分布均匀的球)。求:
(1)火星的质量;
(2)火星的自转角速度;
(3)若火卫一离火星表面的高度为,火卫一绕火星做圆周运动的周期。
15. 如图所示为某物理兴趣小组设计的游戏装置。质量m=0.05kg的小钢珠(可视为质点)用长度L=0.2m的轻绳拴着在竖直面内绕O点做圆周运动。小钢珠到达最低点 A时轻绳恰好被拉断,绳断后小钢珠以 的速度水平抛出,小钢珠恰好从 B 点无碰撞地进入倾角的斜面上,然后从圆弧末端C点以 的速度水平抛出。已知C点距水平地面的高度 ,小钢珠落地时与地面发生碰撞,碰撞后速度的水平分量不变,竖直分量大小变为碰撞前的 ,方向相反。若小钢珠在第一次碰撞地面前恰好掠过高 的竖直挡板 D,小钢珠与地面碰撞反弹后落在地面上 E点。重力加速度g取 不计空气阻力。求:
(1)小钢珠在A 处时对轻绳的拉力;
(2)A、B两点间的高度差;
(3)挡板 D与C 点的水平距离和E 点与C 点的水平距离。
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高一物理
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,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:必修第二册第五章至第七章第3节。
一、选择题(本题共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题中只有一项符合题目要求,每小题4分,第9~10题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示,质量为、半径为R的均匀球体A,质量为、半径为2R的均匀球体B,A、B间相距,引力常量为G,则A、B间引力大小约为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由万有引力公式得,故选D。
2. 一艘货轮正在从M向N转弯,下列四个选项中,分别标出了货轮所受合力F或v的方向,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AC.货轮做曲线运动时受到的合力指向轨迹凹侧,故A正确,C错误;
BD.货轮的速度沿轨迹的切向方向,故BD错误。
故选A。
3. 如图所示,一轻杆两端分别固定两个可视为质点的小球A和B.将其放到一个光滑的球形容器中并在竖直面上运动,当A球到达与球形容器球心等高时,轻杆与水平方向成,此时A球的速度大小为v1,则B球的速度大小为( )
A. B. 2v1 C. v1 D.
【答案】C
【解析】
【详解】两球速度均为沿圆弧运动的线速度,相同时间内运动的弧长相等,故线速度大小相等,则。
故选C。
4. 如图所示,若小船从A点出发到达河的对岸,河宽,河水流速,小船在静水中的航行速度,当船头与河岸垂直时,下列说法正确的是( )
A. 小船到达A点的正对岸B点 B. 小船的渡河时间为20s
C. 若河水流速增大,小船的渡河时间变长 D. 若河水流速增大,小船到达对岸的位置离B点的距离不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.当船头与河岸垂直时,小船沿着河岸方向的速度不为零,小船不能到达A点的正对岸B点,到达B点下游,A错误;
B.小船的渡河时间为,B正确;
CD.小船过河时间与河水流速无关,小船到达对岸的位置离B点的距离可知小船到达对岸的位置离B点的距离随着水流速度的增大离B点越远,CD错误。
故选B。
5. 下列有关生活中圆周运动实例的分析,说法正确的是( )
A. 图甲中汽车通过凹形路面的最低点时,速度越大,越不容易爆胎
B. 图乙中铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,目的是让火车以设计速度行驶时,轮缘与轨道间无挤压
C. 图丙中杂技演员表演“水流星”,当“水流星”通过最高点时绳子中的拉力不能为零
D. 图丁中滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动,衣物运动到最高点 A 点时脱水效果最好
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车通过凹形路面的最低点时,根据牛顿第二定律有
解得
速度 越大,地面对汽车的支持力 越大,根据牛顿第三定律,汽车对地面的压力越大,轮胎越容易爆胎,故A错误;
B.在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,当火车以设计速度行驶时,重力和支持力的合力恰好提供向心力,即
此时轮缘与轨道间无挤压,故B正确;
C.杂技演员表演“水流星”,当“水流星”通过最高点时,若速度 ,则重力恰好提供向心力,绳子中的拉力为零,故C错误;
D.衣物在最高点A时,有
解得
在最低点B时,有
解得
显然 ,即衣物在最低点时对筒壁的压力最大,脱水效果最好,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,餐厅里两瓷罐、(可视为质点)放在水平圆桌转盘上,与转盘保持相对静止,随水平转盘一起绕中心转轴做匀速圆周运动,已知、的质量分别为、,离转轴的距离分别为、,与转盘间的动摩擦因数均为,重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 、所受摩擦力的方向与各自的速度方向垂直
B. 、所受的摩擦力大小之比为
C. 、线速度大小始终相等
D. 增大转盘转速,比先开始滑动
【答案】A
【解析】
【详解】A.静摩擦力提供向心力,向心力方向始终指向圆心,与速度方向垂直,A正确;
B.Q受到的摩擦力,P受到的摩擦力,则P、Q所受的摩擦力大小之比为,故B错误;
C.P、Q属于同轴转动,角速度相等,又线速度,二者不同,故线速度大小不相等,故C错误;
D.设瓷罐刚开始滑动时角速度为,则有,解得临界角速度,由表达式可知越大,临界角速度越小,故当增大时,Q比P先开始滑动,故D错误。
故选 A。
7. 为了研究环境对飞机运动的影响,某实验小组的同学用遥控飞机进行了探究。在某段时间里遥控飞机在直角坐标系所在的平面内运动规律分别为,,水平向右为轴正方向,竖直向上为轴正方向。下列说法正确的是( )
A. 遥控飞机在水平方向上初速度大小为
B. 遥控飞机在竖直方向上加速度大小为
C. 时遥控飞机上升到最高点
D. 时遥控飞机的位移大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据位移—时间公式有,则轴方向加速度,初速度,方向加速度,初速度,A、B错误;
C.在竖直方向上,遥控飞机先做匀减速运动,则当时,即时遥控飞机上升到最高点,C正确;
D.时,,,则遥控飞机的位移大小为,D错误。
故选C。
8. 如图所示,一固定斜面倾角为,斜面足够长。将小球从斜面顶端以速率向右抛出,小球最终落在斜面上,不计空气阻力,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 若小球水平向右抛出,小球抛出时的速率越大,小球落在斜面瞬间速度方向与水平方向的夹角变大
B. 若小球水平向右抛出,则当时,小球距斜面的距离最远
C. 若小球垂直斜面抛出,则当小球离斜面最远时,小球的位移大小为
D. 若小球垂直斜面抛出,则小球落到斜面时的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由平抛运动的推论可知,小球速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,即,故只要小球落在斜面上,则小球落在斜面瞬时速度方向不变,A错误;
B.将小球的重力加速度和速度均沿垂直斜面和沿斜面方向分解,则小球的运动可分解为垂直斜面方向的类竖直上抛运动和沿斜面方向的匀加速运动,由运动的分解可知垂直斜面方向的加速度和沿斜面方向的加速度大小分别为,,当小球垂直斜面方向的速度等于零时,小球离斜面最远,若小球水平向右抛出,则,B错误;
C.若小球垂直斜面抛出,则,则当小球离斜面最远时,小球垂直斜面方向的位移大小为,沿斜面方向的位移大小,则小球的总位移大小为,C错误;
D.由类竖直上抛的对称性,小球落到斜面时的位移大小,D正确。
故选 D。
9. 如图所示,关于开普勒三大定律,下列说法正确的是( )
A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处于椭圆中心
B. 火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长
C. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点运行的速率大于在远日点运行的速率
D. 在相等时间内,火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处于椭圆的一个焦点上,故A错误;
B.由开普勒第三定律可知,火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长,故B正确;
C.由开普勒第二定律可知,地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点运行的速率比远日点运行的速率大,故C正确;
D.在相等时间内,同一行星与太阳的连线扫过的面积相等,故D错误。
故选BC 。
10. 如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线竖直,母线与轴线之间夹角θ=37°,一条长度L=0.5m的轻绳,一端固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量m=0.2kg的小球,圆锥体可以绕锥体的轴线以不同的角速度匀速转动,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是( )
A. 圆锥体静止时小球受锥面支持力大小为1.6N
B. 圆锥体的角速度ω=5rad/s时小球刚好离开锥面
C. 圆锥体的角速度ω=4rad/s时细绳拉力大小为1.6N
D. 圆锥体的角速度ω=6rad/s时细绳拉力大小为3.6N
【答案】BD
【解析】
【详解】A.圆锥体静止时小球受重力mg、锥面的支持力FN、细绳拉力FT,由三力平衡
故A错误;
B.当小球刚要离开锥面时,绳子拉力与小球重力的合力提供向心力,水平方向
竖直方向
解得圆锥体角速度
故B正确;
C.当圆锥体的角速度ω=4rad/s时,小球没有离开锥面,水平方向
竖直方向
解得,
故C错误;
D.当圆锥体的角速度ω=6rad/s时,小球已离开锥面,设绳子与转轴夹角为θ,绳子拉力与小球重力的合力提供向心力,由
解得
故D正确。
故选BD。
二、实验题(本题共2小题,共16分)
11. 如图所示是研究向心力大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置。
(1)在研究向心力大小与质量、角速度和半径之间关系时用到的物理方法是______。
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法
(2)在探究向心力和半径关系时,皮带连接的左、右变速塔轮对应的半径应______(填“相同”或“不同”)。
(3)若、为两个相同的小球,放在图示的位置,转动手柄时,图中左、右筒的标尺上露出的红白相间的等分格的比值为,则与皮带连接的左、右变速塔轮对应的半径之比为______。
【答案】(1)C (2)相同
(3)1∶3
【解析】
【小问1详解】
在研究向心力大小 F与质量m、角速度ω和半径r之间关系时,先控制其中两个物理量不变,探究向心力与另一个物理量的关系,用到的物理方法是控制变量法,C正确。
故选C。
【小问2详解】
要控制相同,又左、右变速塔轮通过皮带相连,则线速度相同,故要想相等,由可知需要左、右变速塔轮半径相同。
【小问3详解】
由,及题图可知,又,v相同,则左右变速塔轮半径之比为。
12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”,通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
(1)一同学让小球从斜槽上离水平桌面高为处由静止释放,使其水平抛出,多次描点,绘出小球做平抛运动时球心的轨迹,下列说法正确的是______(单选)。
A. 实验所用斜槽应尽量光滑
B. 要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
C. 为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点连接起来
(2)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹,、、三点的位置在运动轨迹上已标出,取。
①小球做平抛运动的初速度大小为______;
②小球抛出点的位置坐标为______,______。
(3)由于该同学在确定竖直方向时未用到铅垂线,而导致该同学所绘图像的轴在实际竖直方向稍偏左侧的位置,则该实验小组测得的小球的初速度______(填“大于”“等于”或“小于”)小球真实的初速度。
【答案】(1)B (2) ①. 2##2.0 ②. -10 ③. -1.25
(3)大于
【解析】
【小问1详解】
A.小球每次从斜槽上相同的位置由静止释放,斜槽轨道可以不光滑,故A错误;
B.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些,减小偶然误差,故B正确;
C.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条平滑曲线将尽量多的点连接起来,偏差大的点舍去,从而能减小实验误差,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
①由题图乙可知、、三点中相邻两点的时间间隔相等,设为
根据运动学公式有,解得
则小球做平抛运动的初速度大小为
②小球运动到点时的竖直分速度大小为
小球从抛出点运动到点所用的时间为
故抛出点的横坐标为,纵坐标为
【小问3详解】
由于实际的竖直方向在该小组同学所绘图像轴偏右侧的位置,导致横坐标的测量值偏大而纵坐标的测量值偏小,根据平抛运动规律,可知测得的小球的初速度偏大。
三、计算题(本题共3小题,共计42分。解答时应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,半径为R=0.5m的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台静止不转动时,将一质量为m=2kg、可视为质点的小物块放入陶罐内,小物块恰能静止于陶罐内壁的A点,且A点与陶罐球心O的连线与对称轴OO'成角。(,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)则:
(1)物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少?
(2)当转台绕转轴匀速转动时,若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0,则转台转动的角速度为多少?
【答案】(1)0.75;(2)
【解析】
【详解】(1)物块受力如图甲所示
由于物块恰好静止,由平衡条件得
且
联立解得
(2)物块受到的摩擦力恰好为零时,受力如图乙所示
由圆周运动的条件得
圆周运动半径为
联立解得
14. 假如未来航天员登陆火星,在火星上通过抛体运动或圆周运动测得火星表面两极处的重力加速度为,赤道处的重力加速度为。已知引力常量为,火星的半径为(不计自转引起的火星体积变化,即视火星为质量分布均匀的球)。求:
(1)火星的质量;
(2)火星的自转角速度;
(3)若火卫一离火星表面的高度为,火卫一绕火星做圆周运动的周期。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在火星两极处表面有,解得
【小问2详解】
在火星表面赤道处有,解得
【小问3详解】
设火卫一的质量为
由万有引力提供向心力有,其中
解得
15. 如图所示为某物理兴趣小组设计的游戏装置。质量m=0.05kg的小钢珠(可视为质点)用长度L=0.2m的轻绳拴着在竖直面内绕O点做圆周运动。小钢珠到达最低点 A时轻绳恰好被拉断,绳断后小钢珠以 的速度水平抛出,小钢珠恰好从 B 点无碰撞地进入倾角的斜面上,然后从圆弧末端C点以 的速度水平抛出。已知C点距水平地面的高度 ,小钢珠落地时与地面发生碰撞,碰撞后速度的水平分量不变,竖直分量大小变为碰撞前的 ,方向相反。若小钢珠在第一次碰撞地面前恰好掠过高 的竖直挡板 D,小钢珠与地面碰撞反弹后落在地面上 E点。重力加速度g取 不计空气阻力。求:
(1)小钢珠在A 处时对轻绳的拉力;
(2)A、B两点间的高度差;
(3)挡板 D与C 点的水平距离和E 点与C 点的水平距离。
【答案】(1)0.75N,方向竖直向下; (2)0.05m;
(3)0.4m,1.56m
【解析】
【分析】
【小问1详解】
小钢珠在A点做圆周运动,合力提供向心力,由牛顿第二定律:
代入数据解得
根据牛顿第三定律,小钢珠对轻绳的拉力大小为 ,方向竖直向下。
【小问2详解】
小钢珠从A平抛到B,无碰撞进入斜面说明B点速度沿斜面有
解得
竖直方向做自由落体运动
解得A、B两点间的高度差
【小问3详解】
小钢珠从C水平抛出到挡板D上方,竖直下落高度
水平距离
联立解得挡板 D与C 点的水平距离:
小钢珠从C到第一次落地,由
解得落地时间
从C到第一次落地的水平位移
落地时竖直分速度
碰撞后竖直分速度大小 ,方向向上,水平分速度保持 不变。 碰撞后到再次落地,竖直方向位移为0,由
得运动时间
碰撞后水平位移
因此E 点与C 点的总水平距离:
【点睛】
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