天津市2025-2026学年高一下学期期末模拟物理练习卷02
2026-06-22
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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-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.75 MB |
| 发布时间 | 2026-06-22 |
| 更新时间 | 2026-06-22 |
| 作者 | 津榜题名文化咨询有限公司 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58445092.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“实践25号”卫星太空加油、舰载机降落等科技与生活情境为载体,全面考查曲线运动、万有引力、机械能守恒等核心知识,注重物理观念建构与科学思维培养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单项选择|6/30|曲线运动、同步卫星、功的计算|结合2025年太空加油热点,考查卫星轨道参量关系|
|多项选择|4/20|平抛运动、机械能损失、圆周运动|以跳伞、斜面运动为情境,设置干扰项区分理解深度|
|实验题|2/14|平抛运动探究、机械能守恒验证|强调实验操作规范(如斜槽末端水平)与图像法数据处理|
|计算题|3/36|动能定理、天体运动、轨道综合问题|玩具轨道题整合平抛、圆周运动与动能定理,考查模型建构能力|
内容正文:
天津市2025-2026学年高一物理下学期期末模拟练习卷02
第Ⅰ卷
一、单项选择题(本题共6个小题,每小题5分,共30分)
1. 下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A. 物体受到的合力不为零时,一定做曲线运动
B. 做平抛运动的物体,其加速度大小不变,方向时刻改变
C. 两个匀变速直线运动的合运动可能是曲线运动
D. 做匀速圆周运动的物体,所受到的合外力为零
2.2025年2月23日凌晨3时17分,中国“实践25号”卫星在距离地面约36000千米的同步静止轨道上,成功完成人类航天史上首次“太空加油”,为濒临退役的北斗G7卫星注入142kg推进剂,使其寿命延长8年。设北斗G7卫星和“实践25号”卫星均绕地球做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 北斗G7卫星定点于我国上空
B. 北斗G7卫星的线速度大于第一宇宙速度
C. 加注燃料后,北斗G7卫星的加速度大小不变
D. 处在相同轨道上的“实践25号”加速可以追上北斗G7卫星
3.足球被踢出的运动轨迹如图中虚线所示。足球在P点处受到的合力方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,我国歼舰载机在航母水平甲板上降落时,钩在拦阻索上的尾钩使飞机受到与水平方向成角的斜向下的恒定拉力F作用,沿水平方向移动距离s,在此过程中力F对飞机做的功为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,下列有关圆周运动的实例分析,其中说法正确的是( )
A. 如图甲,汽车通过凹形桥的最低点时,车对桥面的压力等于车受到的重力
B. 如图乙,小球固定在轻杆的一端,在竖直面内绕轻杆的另一端O点做圆周运动,小球经过最高点时速度至少等于
C. 如图丙,火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时,车轮可能对内外轨均无侧向挤压力
D. 如图丁,圆盘在水平面内绕中心轴匀速转动,圆盘上P物体随圆盘一起转动时,所受摩擦力方向沿运动轨迹的切线方向
6.如图所示,质量为的小球,从离桌面高的A处由静止下落,桌面离地面B处高度为。若以桌面为参考平面,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 小球在A点的重力势能为
B. 小球在B点的重力势能为
C. 由A点下落至B点过程中小球重力做功为
D. 由A点下落至B点过程中小球重力势能的变化量为
二、多项选择题(本题共4个小题,每小题5分,共20分。全对得5分,选对但不全得3分,选错或不答得0分)
7. 跳伞表演是观赏性很强体育项目,当运动员从直升飞机由静止跳下后,在下落过程中会受到水平风力的影响,如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 风力越大,运动员下落时间越长
B. 风力越大,运动员着地速度越大
C. 运动员下落时间与风力无关
D. 运动员着地速度与风力无关
8.如图所示,质量为的物体(可视为质点)以某一速度从点冲上倾角为的固定斜面。若物体沿斜面减速运动的加速度大小为,在斜面上能够上升的最大高度为。则在这个过程中,下列对于物体的描述正确的是( )
A. 动能损失了 B. 机械能损失了
C. 机械能损失了 D. 克服摩擦力做功
9. 在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。用不可伸长的轻绳一端固定于O点,另一端系一待测小球,使其绕O做匀速圆周运动,用力传感器测得绳上的拉力为F,用秒表测得小球转过n圈所用的时间为t,用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是( )
A. 因空间站内物体处于完全失重状态,故圆周运动轨道可处于任意平面
B. 小球的质量为
C. 若误将n-1圈用时为t记作n圈用时为t,则所得质量偏大
D. 若测R时未计入小球半径,则所得质量偏大
10.如图所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为m、带正电的电荷量为q的小球,系在一根长为R的绝缘细线的一端,可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径。已知重力加速度的大小为g,电场强度。若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球运动到B点时的机械能最大
B. 小球运动过程中的最小速度为
C. 小球在最高点D点绳子的拉力为零
D. 小球在最低点C点绳子的拉力为9mg
第Ⅱ卷
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11.某同学在探究平抛运动特点时,用了如图甲所示的装置进行实验。
(1)以下实验过程的一些做法,哪个是合理的( )
A. 必须选用光滑的斜槽轨道,以保证小球平抛运动初速度的一致性
B. 安装斜槽轨道时,必须保证其末端切线保持水平
C. 每次小球都应由静止释放,但可以从斜槽上的不同位置释放
D. 建立坐标轴时应以斜槽末端的端点作为坐标原点
(2)经正确操作,该同学在白纸上描绘出小球运动的轨迹。在轨迹上选取间距较大的几个点,测出其坐标,并在直角坐标系内描绘出了y−x2图像,如图乙所示。由此计算出小球平抛的初速度v0=_______m/s。(重力加速度g取10m/s2)
12.某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)实验中除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是________
A. 直流电源 B. 刻度尺 C. 天平(含砝码) D. 秒表
(2)下列说法中有利于减小实验误差的有________
A. 必须精确测量出重物的质量
B. 选用体积较大的重物
C. 调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上
D. 先松开纸带,后接通电源
(3)甲同学在验证机械能守恒定律的实验中,使质量m=250g的重物拖着纸带自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点。选取一条符合实验要求的纸带如图乙所示,O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点,已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点,当地重力加速度g=9.8m/s2。则根据纸带计算出打点计时器打出B点时重物的瞬时速度大小=________m/s,重物带动纸带从O点下落到B点的过程中重力势能的减小量△=________J。(结果均保留三位有效数字)
(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是
A. 该误差属于偶然误差,可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
B. 该误差属于系统误差,可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
C. 该误差属于偶然误差,可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
D. 该误差属于系统误差,可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
四、计算题(本题共3小题,共36分。解答过程中应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分)
13.如图所示,运动员腰系轻绳拖着轮胎在跑道上进行训练。绳子对轮胎施加的恒力,方向与水平方向成。轮胎被拖着从静止开始沿水平直跑道移动后,绳子突然断了,轮胎又往前移动了一段距离停下。已知轮胎的质量为,跑道与轮胎间的动摩擦因数为。忽略空气阻力,g取,,。求:
(1)绳断时轮胎的速度;
(2)绳断后轮胎移动的距离;
(3)从轮胎开始运动到停下全过程,摩擦力对轮胎所做的功W。
14.如图所示,返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后,由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱。已知月球的半径为R,轨道舱到月球表面的距离为h,引力常量为G,月球表面的重力加速度为g,不考虑月球的自转。求:
(1)月球的质量M;
(2)月球的第一宇宙速度;
(3)轨道舱绕月飞行周期T。
15.某玩具的轨道结构如图所示,其由竖直固定、半径的圆弧轨道BC(圆心为)、水平直轨道CD及半径的竖直圆轨道(圆心为)平滑连接构成。固定平台上端A点与B点的高度差竖直,。某次游戏中,弹射装置将质量的物块从A点以一定初速度水平弹出,恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道BC,从D点进入竖直圆轨道。已知物块可视为质点,物块与轨道CD间的动摩擦因数,其余轨道均光滑,不计空气阻力,。求:
(1)物块从A点弹出的初速度大小;
(2)物块经过C点时对圆弧轨道的压力大小F;
(3)要使物块能从D点进入竖直圆轨道且完成完整的圆周运动,轨道CD的最大长度L。
天津市2025-2026学年高一物理下学期期末模拟练习卷01
第Ⅰ卷
一、单项选择题(本题共6个小题,每小题5分,共30分)
1. 下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A. 物体受到的合力不为零时,一定做曲线运动
B. 做平抛运动的物体,其加速度大小不变,方向时刻改变
C. 两个匀变速直线运动的合运动可能是曲线运动
D. 做匀速圆周运动的物体,所受到的合外力为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.合力不为零时,若合力方向与速度方向共线,物体做匀变速直线运动,A错误;
B.平抛运动的加速度恒为重力加速度,方向始终竖直向下,B错误;
C.两个匀变速直线运动的合加速度恒定,若合初速度与合加速度方向不共线,则合运动为曲线运动,C正确;
D.匀速圆周运动需要向心力,合外力提供向心力,大小不为零,D错误。
故选C。
2.2025年2月23日凌晨3时17分,中国“实践25号”卫星在距离地面约36000千米的同步静止轨道上,成功完成人类航天史上首次“太空加油”,为濒临退役的北斗G7卫星注入142kg推进剂,使其寿命延长8年。设北斗G7卫星和“实践25号”卫星均绕地球做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 北斗G7卫星定点于我国上空
B. 北斗G7卫星的线速度大于第一宇宙速度
C. 加注燃料后,北斗G7卫星的加速度大小不变
D. 处在相同轨道上的“实践25号”加速可以追上北斗G7卫星
【答案】C
【解析】
【详解】A.北斗G7卫星在同步静止轨道上,位于赤道平面内,故不能定点于我国上空,故A错误;
B.由
得
第一宇宙速度为卫星贴近地球表面飞行时的线速度,北斗G7卫星的轨道半径大于地球半径,故北斗G7卫星的线速度小于第一宇宙速度,故B错误;
C.由
得
加注燃料后,北斗G7卫星的加速度大小不变,故C正确;
D.处在相同轨道上的“实践25号”加速,则会做离心运动,不可以追上北斗G7卫星,故D错误。
故选C。
3.足球被踢出的运动轨迹如图中虚线所示。足球在P点处受到的合力方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】做曲线运动的物体所受的合外力方向指向轨迹的凹向,则该足球经过P点时受到的合力方向可能正确的是A。
故选A。
4. 如图所示,我国歼舰载机在航母水平甲板上降落时,钩在拦阻索上的尾钩使飞机受到与水平方向成角的斜向下的恒定拉力F作用,沿水平方向移动距离s,在此过程中力F对飞机做的功为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,拉力与位移方向上的夹角为,则根据功的公式可得
故选C。
5.如图所示,下列有关圆周运动的实例分析,其中说法正确的是( )
A. 如图甲,汽车通过凹形桥的最低点时,车对桥面的压力等于车受到的重力
B. 如图乙,小球固定在轻杆的一端,在竖直面内绕轻杆的另一端O点做圆周运动,小球经过最高点时速度至少等于
C. 如图丙,火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时,车轮可能对内外轨均无侧向挤压力
D. 如图丁,圆盘在水平面内绕中心轴匀速转动,圆盘上P物体随圆盘一起转动时,所受摩擦力方向沿运动轨迹的切线方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车过凹桥最低点时,加速度的方向向上,处于超重状态,车对桥面的压力大于车受到的重力,故A错误;
B.小球在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动,杆不仅提供拉力也可以提供支持力,所以小球的过最高点的速度只要大于等于零即可,故B错误;
C.火车转弯时,若重力与支持力的合力恰好提供向心力,则车轮对内、外轨均无侧向压力,故C正确;
D.圆盘在水平面内绕中心轴匀速转动,圆盘上P物体随圆盘一起转动时,由摩擦力提供向心力,所受摩擦力的方向垂直于运动轨迹的切线方向,故D错误。
故选C。
6.如图所示,质量为的小球,从离桌面高的A处由静止下落,桌面离地面B处高度为。若以桌面为参考平面,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 小球在A点的重力势能为
B. 小球在B点的重力势能为
C. 由A点下落至B点过程中小球重力做功为
D. 由A点下落至B点过程中小球重力势能的变化量为
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.以桌面为参考平面,小球在A点的重力势能为
小球在B点的重力势能为
由A点下落至B点过程中小球重力势能的变化量为,故ABD错误;
C.由A点下落至B点过程中小球重力做功为,故C正确。
故选C。
二、多项选择题(本题共4个小题,每小题5分,共20分。全对得5分,选对但不全得3分,选错或不答得0分)
7. 跳伞表演是观赏性很强体育项目,当运动员从直升飞机由静止跳下后,在下落过程中会受到水平风力的影响,如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 风力越大,运动员下落时间越长
B. 风力越大,运动员着地速度越大
C. 运动员下落时间与风力无关
D. 运动员着地速度与风力无关
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.运动员同时参与两个分运动,水平方向随空气匀速运动,竖直方向在降落伞张开前先加速,降落伞张开后先减速后匀速,由于竖直分运动不受水平分运动的干扰,故运动时间与风速无关,故A错误,C正确;
BD.运动员落地速度由水平分速度和竖直分速度合成,水平分速度由风速决定,故风速越大,合速度越大,故B正确,D错误
故选BC。
8.如图所示,质量为的物体(可视为质点)以某一速度从点冲上倾角为的固定斜面。若物体沿斜面减速运动的加速度大小为,在斜面上能够上升的最大高度为。则在这个过程中,下列对于物体的描述正确的是( )
A. 动能损失了 B. 机械能损失了
C. 机械能损失了 D. 克服摩擦力做功
【答案】AC
【解析】
【详解】A.动能损失量为克服合力做功的大小,动能损失量为,故A正确;
BCD.加速度大小为
解得摩擦力为
机械能损失量等于克服摩擦力做的功,即,故C正确,BD错误。
故选AC。
9. 在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。用不可伸长的轻绳一端固定于O点,另一端系一待测小球,使其绕O做匀速圆周运动,用力传感器测得绳上的拉力为F,用秒表测得小球转过n圈所用的时间为t,用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是( )
A. 因空间站内物体处于完全失重状态,故圆周运动轨道可处于任意平面
B. 小球的质量为
C. 若误将n-1圈用时为t记作n圈用时为t,则所得质量偏大
D. 若测R时未计入小球半径,则所得质量偏大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.因空间站内物体处于完全失重状态,由于轻绳拉力提供所需的向心力,所以小球做圆周运动轨道可处于任意平面,故A正确;
B.用秒表测得小球转过n圈所用的时间为t,则周期为
根据牛顿第二定律可得
联立可得小球的质量为,故B错误;
C.若误将n-1圈用时为t记作n圈用时为t,则周期测量值偏小,根据可知,所得质量偏小,故C错误;
D.若测R时未计入小球半径,则代入计算的值偏小,根据可知,所得质量偏大,故D正确。
故选AD。
10.如图所示,在地面上方的水平匀强电场中,一个质量为m、带正电的电荷量为q的小球,系在一根长为R的绝缘细线的一端,可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径,CD为竖直直径。已知重力加速度的大小为g,电场强度。若小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球运动到B点时的机械能最大
B. 小球运动过程中的最小速度为
C. 小球在最高点D点绳子的拉力为零
D. 小球在最低点C点绳子的拉力为9mg
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.从小球从A到B过程,电场力对小球一直做正功,小球电势能减小,小球从B到A过程,电场力对小球一直做负功,小球电势能增大,则小球运动到B点时的电势能最小,小球运动到B点时的机械能最大,故A正确;
BC.带正电的电荷量为q的小球受到的电场力大小为
则重力和电场力的合力大小为
重力和电场力的合力方向与竖直方向的夹角满足
可得
如图所示
可知小球运动等效最低点时速度最大,细线的拉力最大;小球运动等效最高点时速度最小,则有
解得小球运动过程中的最小速度为
由于D点不是等效最高点,则绳子存在拉力,故B正确,C错误;
D.小球从H点运动到C点,根据动能定理有
根据牛顿第二定律有
解得
故D正确;
故选ABD。
第Ⅱ卷
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11.某同学在探究平抛运动特点时,用了如图甲所示的装置进行实验。
(1)以下实验过程的一些做法,哪个是合理的( )
A. 必须选用光滑的斜槽轨道,以保证小球平抛运动初速度的一致性
B. 安装斜槽轨道时,必须保证其末端切线保持水平
C. 每次小球都应由静止释放,但可以从斜槽上的不同位置释放
D. 建立坐标轴时应以斜槽末端的端点作为坐标原点
(2)经正确操作,该同学在白纸上描绘出小球运动的轨迹。在轨迹上选取间距较大的几个点,测出其坐标,并在直角坐标系内描绘出了y−x2图像,如图乙所示。由此计算出小球平抛的初速度v0=_______m/s。(重力加速度g取10m/s2)
【答案】(1)B (2)0.5
【解析】
【小问1详解】
AC.为了保证小球平抛运动初速度的一致性,需要从斜槽的同一位置静止释放,斜槽的轨道不一定需要光滑,故AC错误;
B.安装斜槽轨道时,必须保证其末端切线保持水平,从而使小球能够做平抛运动,故B正确;
D.建立直角坐标系时,以小球球心为坐标原点,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
小球做平抛运动,则有,
联立解得
则y−x2图像的斜率为
解得
12.某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)实验中除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是________
A. 直流电源 B. 刻度尺 C. 天平(含砝码) D. 秒表
(2)下列说法中有利于减小实验误差的有________
A. 必须精确测量出重物的质量
B. 选用体积较大的重物
C. 调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上
D. 先松开纸带,后接通电源
(3)甲同学在验证机械能守恒定律的实验中,使质量m=250g的重物拖着纸带自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点。选取一条符合实验要求的纸带如图乙所示,O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点,已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点,当地重力加速度g=9.8m/s2。则根据纸带计算出打点计时器打出B点时重物的瞬时速度大小=________m/s,重物带动纸带从O点下落到B点的过程中重力势能的减小量△=________J。(结果均保留三位有效数字)
(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是
A. 该误差属于偶然误差,可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
B. 该误差属于系统误差,可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
C. 该误差属于偶然误差,可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
D. 该误差属于系统误差,可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差
【答案】(1)B (2)C
(3) ①. 3.05 ②. 1.20 (4)D
【解析】
【小问1详解】
在下列器材中,打点计时器要用交流电源,不需要直流电源;实验要用刻度尺测量纸带;因要验证的关系两边都有质量,则不需要用天平测质量;打点计时器本身就是计时仪器,则不需要秒表。故选B。
【小问2详解】
A.因要验证的关系两边都有质量,则不需要测量出重物的质量,A错误;
B.选用体积较小质量较大的重物可减小阻力的影响,B错误;
C.调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上可减小阻力的影响,C正确;
D.先接通电源,后松开纸带,D错误。
故选C。
【小问3详解】
[1]打点计时器打出B点时重物的瞬时速度大小
[2]重物带动纸带从O点下落到B点的过程中重力势能的减小量
【小问4详解】
重力势能的减少量略大于动能的增加量,这是系统误差,原因是重物下落时受阻力作用使得一部分重力势能转化为内能;可以通过减小空气阻力和摩擦阻力来减小该误差。
故选D。
四、计算题(本题共3小题,共36分。解答过程中应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分)
13.如图所示,运动员腰系轻绳拖着轮胎在跑道上进行训练。绳子对轮胎施加的恒力,方向与水平方向成。轮胎被拖着从静止开始沿水平直跑道移动后,绳子突然断了,轮胎又往前移动了一段距离停下。已知轮胎的质量为,跑道与轮胎间的动摩擦因数为。忽略空气阻力,g取,,。求:
(1)绳断时轮胎的速度;
(2)绳断后轮胎移动的距离;
(3)从轮胎开始运动到停下全过程,摩擦力对轮胎所做的功W。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设绳断前跑道对轮胎的摩擦力为,支持力为;绳断后跑道对轮胎的摩擦力为,支持力为。
绳断前,对于轮胎由动能定理得;;
解得
【小问2详解】
绳断后,对于轮胎由动能定理得,,
解得
【小问3详解】
绳断前,摩擦力对轮胎所做的功
绳断后,摩擦力对轮胎所做的功
全过程,摩擦力对轮胎所做的功
解得
14.如图所示,返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后,由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱。已知月球的半径为R,轨道舱到月球表面的距离为h,引力常量为G,月球表面的重力加速度为g,不考虑月球的自转。求:
(1)月球的质量M;
(2)月球的第一宇宙速度;
(3)轨道舱绕月飞行周期T。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设月球表面上质量为m1的物体,其在月球表面有
月球质量
(2)根据重力和向心力的关系可知
解得
(3)轨道舱绕月球做圆周运动,设轨道舱的质量为m,由牛顿运动定律得
解得
15.某玩具的轨道结构如图所示,其由竖直固定、半径的圆弧轨道BC(圆心为)、水平直轨道CD及半径的竖直圆轨道(圆心为)平滑连接构成。固定平台上端A点与B点的高度差竖直,。某次游戏中,弹射装置将质量的物块从A点以一定初速度水平弹出,恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道BC,从D点进入竖直圆轨道。已知物块可视为质点,物块与轨道CD间的动摩擦因数,其余轨道均光滑,不计空气阻力,。求:
(1)物块从A点弹出的初速度大小;
(2)物块经过C点时对圆弧轨道的压力大小F;
(3)要使物块能从D点进入竖直圆轨道且完成完整的圆周运动,轨道CD的最大长度L。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块从A点弹出后到达B点时的竖直速度
由几何关系可得水平速度
【小问2详解】
物块在B点的速度
物块从B到C机械能守恒,则有
在C点时,由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知物块经过C点时对圆弧轨道的压力大小
【小问3详解】
物块能通过竖直圆轨道最高点,最高点的临界情况有
由C点到最高点,由动能定理有
解得最大长度
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