精品解析:江苏省连云港市新海高级中学2025-2026学年高一下学期期中考试物理试卷(必修)
2026-06-21
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 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) | 江苏省 |
| 地区(市) | 连云港市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 12.38 MB |
| 发布时间 | 2026-06-21 |
| 更新时间 | 2026-06-21 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58430109.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
江苏省新海高级中学2025—2026学年度第二学期期中考试
高一年级物理试卷(必修)
一、单项选择题(共11题,每题4分,共44分,每题只有一个选项最符合题意。)
1. 下列各物理量中与试探电荷无关的是( )
A. 电势 电场强度 B. 静电力 电势
C. 电场强度 静电力做功 D. 电势 静电力做功
【答案】A
【解析】
【详解】电场强度、电势都是通过比值定义法定义的物理量,反映电场本身的性质,大小由电场本身决定,与试探电荷无关
而静电力、静电力做功,大小都与试探电荷的电荷量正比,与试探电荷有关。
故选A。
2. 运动员把质量为400g的足球踢出后,足球上升的最大高度约为5m,在最高点的速度为20m/s。不考虑空气阻力,则运动员踢球时对足球做的功约为( )
A. 20J B. 75J C. 100J D. 160J
【答案】C
【解析】
【详解】足球被踢后做斜上抛运动,竖直方向有
故被踢出时的初速度大小为
由功能关系
故选C。
3. 在研究重力势能的过程中,用到了如图所示的情景,小球从A位置到B位置过程,则( )
A. 小球下滑过程中重力势能增加
B. 小球沿光滑曲面下滑比沿粗糙曲面下滑时重力做功少
C. 无论沿什么路径从A到B,小球重力势能变化量都相等
D. 小球从A到B过程,重力势能的变化与零参考平面的选取有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球从A到B高度降低,重力做正功,重力势能减小,故A错误;
B.重力做功的特点是只和初末位置的高度差有关,与路径粗糙程度无关,A到B高度差不变,两种情况重力做功相等,故B错误;
C.重力势能的变化量仅由初末位置的高度差决定,和运动路径无关,因此无论沿什么路径从A到B,重力势能变化量都相等,故C正确;
D.重力势能的大小与零参考平面选取有关,但重力势能的变化量只和初末位置的高度差有关,与零参考平面的选取无关,故D错误。
故选C。
4. “转碟”是中国传统的杂技项目,如图所示,可将碟子简化为水平转盘。一个物块放在碟子边缘,随碟子一起在水平面内绕圆心 点匀速转动,则对于物块,下列说法正确的是( )
A. 支持力对物块做正功 B. 静摩擦力对物块做正功
C. 合外力对物块不做功 D. 向心力对物块做正功
【答案】C
【解析】
【详解】A.支持力沿竖直方向,和水平方向的速度垂直,支持力不做功,A错误;
B.静摩擦力沿半径指向圆心,和切线方向的速度垂直,静摩擦力不做功,B错误;
C.物块匀速转动,动能不变,根据动能定理,合外力做功等于动能变化,因此合外力对物块不做功,C正确;
D.向心力指向圆心,与速度方向垂直,不做功,且向心力是效果力,不是物体受到的单独力,D错误。
故选 C。
5. 让两个大小相同的金属球各自带电后,用两相同绝缘绳悬挂于O点,两球静止时状态如图所示,两根细线与竖直方向夹角相等,均为,下列说法正确的是( )
A. 两球质量不一定相等
B. 两球不一定带同种电荷
C. 若绝缘绳伸长相同长度、两绳夹角可能增大
D. 若两球相碰后分开、再次静止时夹角可能增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图可知两小球间存在库仑斥力,所以两球一定带同种电荷。设两球间的库仑力大小为F库,对左侧小球,根据受力平衡有
同理,对右侧小球有
联立可得,故AB错误,
C.设两球间距为r,库仑力
当绝缘绳伸长相同长度时,两球间距r增大,库仑力F库减小。由
可知,F库减小则减小,减小,两绳夹角减小,故C错误;
D.两球相碰后分开、电荷量均分,重新分配电荷量后,两电荷量的乘积可能比原来大,库仑力将会变大,再次静止时两夹角可能增大,故D正确。
故选D。
6. 如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下从a运动到b的运动轨迹,下列说法中正确的是( )
A. 两个点电荷为左负右正,且左边电荷所带电荷量多
B. 带电粒子在a点的电场力大于在b点的电场力
C. 带电粒子带正电
D. 带电粒子在c点做加速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场线从正电荷出发,终止于负电荷,本题电场线箭头从左电荷出发、终止于右电荷,因此左为正电荷、右为负电荷,故A错误;
B.电场线的疏密表示场强大小,电场线越密场强 越大,电场力
由图可知,点电场线比 点更密集,因此点场强更大,粒子在点的电场力更大,故B错误;
C.带电粒子的电场力指向轨迹凹侧,本题轨迹凹侧向左,因此粒子电场力方向向左;两电荷间电场方向整体向右(左正右负,电场方向由正指向负),电场力方向与电场方向相反,说明粒子带负电,故C错误;
D.粒子从 运动到,经过点时,速度方向沿轨迹向左下方,电场力方向向左,电场力与速度方向夹角为锐角,电场力做正功,粒子动能增加,因此粒子在点做加速运动,D正确;
故选D。
7. 我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获,经过系列变轨后逐渐靠近火星,如图所示,Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积,下列说法正确的是( )
A. 两阴影部分的面积相等
B. 探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度
C. 探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度
D. 探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,卫星绕同一中心天体运动时,在同一轨道上相等时间内,卫星与中心天体连线扫过的面积相等,图中两个阴影部分是不同轨道上连线扫过的面积,则两阴影部分的面积不相等,故A错误;
B.根据牛顿第二定律有
解得
可知,探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度等于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度,故B错误;
C.Ⅱ轨道相对于Ⅰ轨道是低轨道,由低轨道变轨到高轨道需要再切点位置加速,可知,探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度,故C正确;
D.探测器在Ⅰ轨道运行的半长轴大于在Ⅱ轨道运行的半长轴,根据开普勒第三定律可知,探测器在Ⅰ轨道运行的周期大于在Ⅱ轨道运行的周期,故D错误。
故选C。
8. 2026年4月24日是第十一个“中国航天日”,恰逢中国航天事业创建70周年,航天日主题为“七秩问天路,携手探九霄”,彰显我国“自强探索”与“携手合作”的航天精神。中国空间站作为国家太空实验室,目前已稳定在轨运行超1300天,其轨道离地高度为 。已知地球半径为,地球表面重力加速度为。关于空间站的运行,下列说法正确的是( )
A. 空间站向心加速度大小
B. 空间站绕地球运行的速度大小
C. 若空间站轨道高度因阻力作用而降低,则其动能会减小
D. 空间站内航天员处于完全失重状态,说明地球对空间站的万有引力为零
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据万有引力提供向心力
在地面附近,根据万有引力与重力关系
则,,故A正确,B错误;
C.由以上分析可知,若空间站轨道离地高度h降低,则线速度变大,所以动能增加,故C错误;
D.空间站内航天员处于完全失重状态,万有引力完全提供向心力,地球对空间站的万有引力不为零,故D错误。
故选A。
9. 4月24日清晨,南京航空航天大学在新海的天空中进行了一次航模表演。一架质量为的电动航模飞机,在恒定牵引力的作用下竖直向上加速爬升,开始时速度为,上升高度h后速度达到v,此过程中空气阻力大小恒为f。下列说法正确的是( )
A. 航模飞机的机械能守恒
B. 飞机的机械能增加量为
C. 空气阻力对飞机做功为
D. 牵引力做功等于飞机重力势能的增加量
【答案】B
【解析】
【详解】A.机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功,本题中牵引力、空气阻力均对飞机做功,机械能不守恒,故A错误;
B.机械能的增量等于重力势能增量与动能增量之和,重力势能增量为,动能增量为,因此机械能增加量为,故B正确;
C.空气阻力方向与飞机向上的位移方向相反,做功为,故C错误;
D.根据动能定理有
整理得
可知牵引力做功大于重力势能的增加量,故D错误。
故选B。
10. 如图,将一物块A用水平恒力F压在足够高的竖直墙上,墙面和物块间的动摩擦因数随 的变化关系为(其中常数)。A从由静止开始运动(取此处为位移零点),此后 的动能、机械能 随物体位移 变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.物块竖直方向所受摩擦力,竖直方向受重力和滑动摩擦力,滑动摩擦力不断变大,所以物体先加速下滑后减速下滑,即动能先增加后减小,最终静止,物块加速过程所受合力
联立解得合力与位移关系
根据动能定理及平均力法可得
所以动能与位移间不是线性关系,故AB错误;
CD.由于克服滑动摩擦力做功,机械能不断减小,故C错误、D正确。
故选D。
11. 如图所示,轻绳通过固定的轻质小滑轮,一端与套在光滑竖直杆上的物块连接,另一端与小球连接,初始时轻绳AP段长度为0.4m且与水平方向夹角为,将物块由静止释放,在下降过程中小球始终没有与相撞。已知物块与小球的质量均为,重力加速度取,忽略一切摩擦,则由静止释放到细绳AP段与水平方向夹角再次为的过程中,轻绳对物块 所做的功为( )
A. 0 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】滑轮 到竖直杆的水平距离固定,初始长
与水平夹角,因此水平距离
当再次与水平方向成(向下)时,长度
即初末长度相等,小球 初末位置不变,重力势能变化为,物块 下降的总高度
将 的速度分解,沿绳方向分量等于 的速度,即
系统()机械能守恒, 的重力势能减少量等于系统动能增加量
代入解得 的末动能
设轻绳对 做功为,由动能定理
代入解得
故选B。
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,你认为操作正确的是( )
A. B.
C. D.
(2)实验中按照正确的操作得到如图乙所示的纸带,其中点是重锤刚释放时所打的点,测得连续打下的三个点A、B、C到点的距离分别为、、。已知重锤质量为,交流电源频率为,当地重力加速度大小为。从点到 点的这段时间内,重锤动能的增加量_______,重力势能的减少量_______。(结果均保留三位有效数字)由此得出的结论是:_______。
(3)乙小组完成实验后,在分析实验得出的结果时,发现重物重力势能的减少量小于动能的增加量。下列对造成该实验结果的原因分析正确的是_____。
A. 选用重物的质量过大
B. 先释放重物,后接通电源打出纸带
C. 该小组交流电源的实际频率小于
D. 空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力
【答案】(1)A (2) ①. 0.600 ②. 0.629 ③. 在误差允许的范围内,重物下落过程中机械能守恒 (3)BC
【解析】
【小问1详解】
验证机械能守恒实验中,释放纸带前的正确操作:手提纸带上端,保持纸带竖直,让重物静止、靠近打点计时器,这样可以打出更多有效点,同时减小纸带受到的阻力
故选A。
【小问2详解】
交流电源频率,打点周期,
[1]打B点的瞬时速度等于AC段的平均速度
动能增加量
[2]重力势能减少量
[3]误差范围内动能增加量与重力势能减少量近似相等,因此结论:在误差允许的范围内,重物下落过程中机械能守恒。
【小问3详解】
A.选用重物质量越大,阻力的影响越小,不会导致该结果,A错误;
B.先释放重物后接通电源,打下O点时重物已经获得初速度,计算时默认O点动能为0,因此得到的
偏大,而按计算不变,故,B正确;
C.实际频率小于,实际打点周期,计算时用偏小,得到的计算值偏大
因此偏大,不变,故,C正确;
D.空气阻力和纸带阻力会使动能增加量小于重力势能减少量,D错误。
故选BC。
13. 如图所示,有一边长为的等边三角形, 、两点分别固定着点电荷甲和乙。已知甲的电荷量,乙的电荷量,静电力常量。求:
(1)甲、乙两点电荷之间的库仑力大小;
(2)c点的电场强度大小和方向。
【答案】(1)
(2),方向平行于,沿由指向
【解析】
【小问1详解】
根据库仑定律:
代入已知条件可得
【小问2详解】
两个点电荷在点产生的场强大小相等
代入数据得
是负电荷,在点场强方向指向 (沿向左下)
是正电荷,在点场强方向背离(沿向左上)
合场强
合场强方向平行于,沿由指向 。
【点睛】
14. 我国新能源汽车不仅技术领先全球,且价格符合大众消费,某型号新能源汽车的质量为,汽车的额定功率为,在平直的测试公路上行驶时,受到的阻力大小恒为,求:
(1)在不超过额定功率的前提下,求该汽车所能达到最大速度的大小;
(2)如果汽车从静止开始以做匀加速直线运动,在不超过额定功率的前提下,汽车能维持匀加速运动的最长时间。
【答案】(1)
40m/s (2)
8s
【解析】
【小问1详解】
当,且牵引力等于阻力时,
【小问2详解】
设匀加速时牵引力为,末速度为
由牛顿第二定律
又
时刻有
联立解得
15. 中国空间站的舱外机械臂有七个自由度,可实现抓取、拖拽、爬行、对接等功能。如图所示,在长为的机械臂作用下,微型卫星、空间站、地球位于同一直线,伸直的机械臂沿该直线方向抓住微型卫星,微型卫星与空间站一起做匀速圆周运动。已知地球表面的重力加速度为,地球半径为,微型卫星质量为,空间站轨道半径为,忽略空间站与卫星之间的万有引力以及机械臂对空间站的作用力求:
(1)空间站的运行周期
(2)在轨运行时,空间站的向心加速度和微型卫星的向心加速度之比;
(3)机械臂对微型卫星的作用力与地球对微型卫星的万有引力之比。(结果只用和表示)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
地球表面质量为的物体,万有引力等于重力
对空间站,万有引力提供向心力
整理得
【小问2详解】
微型卫星与空间站一起转动,角速度相同
根据向心加速度公式, 空间站轨道半径为,微型卫星轨道半径为
因此比值
【小问3详解】
对微型卫星,地球对它的万有引力和机械臂作用力的合力提供向心力
由空间站的向心力关系得
地球对微型卫星的万有引力
整理得
联立可得比值
【点睛】
16. 如图甲所示,下端带有挡板、光滑且足够长的斜面固定在水平地面上,物块a、b用轻弹簧连接,一不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮后一端与物块b连接,另一端连接轻质挂钩,滑轮左侧轻绳与斜面平行。开始时物块a、b静止,在挂钩上挂一物块c(图中未画出)并由静止释放,当物块b的速度减为零时,物块a刚要开始滑动。物块b运动过程中不会碰到定滑轮。弹簧的形变始终在弹性限度内,弹簧的弹力F随物块b的位移x变化的关系如图乙所示。已知斜面与水平地面之间的夹角为,物块a的质量为,取重力加速度。求:
(1)物块b的质量;
(2)从物块b“开始运动”到“速度减为零”的过程中,物块沿斜面运动的距离以及物块c的质量;
(3)物块b在运动过程中速度的最大值。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
开始时 、静止,弹簧压缩,由图乙得此时弹簧弹力大小
对沿斜面受力平衡
解得
【小问2详解】
当速度减为零时, 刚要滑动,弹簧拉力等于 的重力分力
由图乙得弹簧劲度系数
初始压缩量
末态伸长量
因此沿斜面运动的总距离
对、整体全过程用动能定理
解得
【小问3详解】
速度最大时合力为零,对、整体受力平衡
解得此时弹簧弹力 ,弹簧伸长量 ,的位移
此时弹簧弹性势能与初始弹性势能相等,由动能定理
解得
【点睛】
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江苏省新海高级中学2025—2026学年度第二学期期中考试
高一年级物理试卷(必修)
一、单项选择题(共11题,每题4分,共44分,每题只有一个选项最符合题意。)
1. 下列各物理量中与试探电荷无关的是( )
A. 电势 电场强度 B. 静电力 电势
C. 电场强度 静电力做功 D. 电势 静电力做功
2. 运动员把质量为400g的足球踢出后,足球上升的最大高度约为5m,在最高点的速度为20m/s。不考虑空气阻力,则运动员踢球时对足球做的功约为( )
A. 20J B. 75J C. 100J D. 160J
3. 在研究重力势能的过程中,用到了如图所示的情景,小球从A位置到B位置过程,则( )
A. 小球下滑过程中重力势能增加
B. 小球沿光滑曲面下滑比沿粗糙曲面下滑时重力做功少
C. 无论沿什么路径从A到B,小球重力势能变化量都相等
D. 小球从A到B过程,重力势能的变化与零参考平面的选取有关
4. “转碟”是中国传统的杂技项目,如图所示,可将碟子简化为水平转盘。一个物块放在碟子边缘,随碟子一起在水平面内绕圆心 点匀速转动,则对于物块,下列说法正确的是( )
A. 支持力对物块做正功 B. 静摩擦力对物块做正功
C. 合外力对物块不做功 D. 向心力对物块做正功
5. 让两个大小相同的金属球各自带电后,用两相同绝缘绳悬挂于O点,两球静止时状态如图所示,两根细线与竖直方向夹角相等,均为,下列说法正确的是( )
A. 两球质量不一定相等
B. 两球不一定带同种电荷
C. 若绝缘绳伸长相同长度、两绳夹角可能增大
D. 若两球相碰后分开、再次静止时夹角可能增大
6. 如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下从a运动到b的运动轨迹,下列说法中正确的是( )
A. 两个点电荷为左负右正,且左边电荷所带电荷量多
B. 带电粒子在a点的电场力大于在b点的电场力
C. 带电粒子带正电
D. 带电粒子在c点做加速运动
7. 我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获,经过系列变轨后逐渐靠近火星,如图所示,Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积,下列说法正确的是( )
A. 两阴影部分的面积相等
B. 探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的加速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的加速度
C. 探测器在Ⅱ轨道上通过P点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过P点时的速度
D. 探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期
8. 2026年4月24日是第十一个“中国航天日”,恰逢中国航天事业创建70周年,航天日主题为“七秩问天路,携手探九霄”,彰显我国“自强探索”与“携手合作”的航天精神。中国空间站作为国家太空实验室,目前已稳定在轨运行超1300天,其轨道离地高度为。已知地球半径为,地球表面重力加速度为。关于空间站的运行,下列说法正确的是( )
A. 空间站向心加速度大小
B. 空间站绕地球运行的速度大小
C. 若空间站轨道高度因阻力作用而降低,则其动能会减小
D. 空间站内航天员处于完全失重状态,说明地球对空间站的万有引力为零
9. 4月24日清晨,南京航空航天大学在新海的天空中进行了一次航模表演。一架质量为 的电动航模飞机,在恒定牵引力的作用下竖直向上加速爬升,开始时速度为,上升高度h后速度达到v,此过程中空气阻力大小恒为f。下列说法正确的是( )
A. 航模飞机的机械能守恒
B. 飞机的机械能增加量为
C. 空气阻力对飞机做功为
D. 牵引力做功等于飞机重力势能的增加量
10. 如图,将一物块A用水平恒力F压在足够高的竖直墙上,墙面和物块间的动摩擦因数随的变化关系为(其中常数)。A从由静止开始运动(取此处为位移零点),此后 的动能、机械能随物体位移变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,轻绳通过固定的轻质小滑轮,一端与套在光滑竖直杆上的物块连接,另一端与小球连接,初始时轻绳AP段长度为0.4m且与水平方向夹角为,将物块由静止释放,在下降过程中小球始终没有与相撞。已知物块与小球的质量均为,重力加速度取,忽略一切摩擦,则由静止释放到细绳AP段与水平方向夹角再次为的过程中,轻绳对物块 所做的功为( )
A. 0 B. C. D.
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,你认为操作正确的是( )
A. B.
C. D.
(2)实验中按照正确的操作得到如图乙所示的纸带,其中点是重锤刚释放时所打的点,测得连续打下的三个点A、B、C到点的距离分别为、、。已知重锤质量为,交流电源频率为,当地重力加速度大小为。从点到点的这段时间内,重锤动能的增加量_______,重力势能的减少量_______。(结果均保留三位有效数字)由此得出的结论是:_______。
(3)乙小组完成实验后,在分析实验得出的结果时,发现重物重力势能的减少量小于动能的增加量。下列对造成该实验结果的原因分析正确的是_____。
A. 选用重物的质量过大
B. 先释放重物,后接通电源打出纸带
C. 该小组交流电源的实际频率小于
D. 空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力
13. 如图所示,有一边长为的等边三角形,、两点分别固定着点电荷甲和乙。已知甲的电荷量,乙的电荷量,静电力常量。求:
(1)甲、乙两点电荷之间的库仑力大小;
(2)c点的电场强度大小和方向。
14. 我国新能源汽车不仅技术领先全球,且价格符合大众消费,某型号新能源汽车的质量为,汽车的额定功率为,在平直的测试公路上行驶时,受到的阻力大小恒为,求:
(1)在不超过额定功率的前提下,求该汽车所能达到最大速度的大小;
(2)如果汽车从静止开始以做匀加速直线运动,在不超过额定功率的前提下,汽车能维持匀加速运动的最长时间。
15. 中国空间站的舱外机械臂有七个自由度,可实现抓取、拖拽、爬行、对接等功能。如图所示,在长为的机械臂作用下,微型卫星、空间站、地球位于同一直线,伸直的机械臂沿该直线方向抓住微型卫星,微型卫星与空间站一起做匀速圆周运动。已知地球表面的重力加速度为,地球半径为,微型卫星质量为 ,空间站轨道半径为,忽略空间站与卫星之间的万有引力以及机械臂对空间站的作用力求:
(1)空间站的运行周期
(2)在轨运行时,空间站的向心加速度和微型卫星的向心加速度之比;
(3)机械臂对微型卫星的作用力与地球对微型卫星的万有引力之比。(结果只用和表示)
16. 如图甲所示,下端带有挡板、光滑且足够长的斜面固定在水平地面上,物块a、b用轻弹簧连接,一不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮后一端与物块b连接,另一端连接轻质挂钩,滑轮左侧轻绳与斜面平行。开始时物块a、b静止,在挂钩上挂一物块c(图中未画出)并由静止释放,当物块b的速度减为零时,物块a刚要开始滑动。物块b运动过程中不会碰到定滑轮。弹簧的形变始终在弹性限度内,弹簧的弹力F随物块b的位移x变化的关系如图乙所示。已知斜面与水平地面之间的夹角为,物块a的质量为,取重力加速度。求:
(1)物块b的质量;
(2)从物块b“开始运动”到“速度减为零”的过程中,物块沿斜面运动的距离以及物块c的质量;
(3)物块b在运动过程中速度的最大值。
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