天津市2025-2026学年高一下学期期末物理模拟练习卷03
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 | 3.59 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/58445479.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以探月工程、《天工开物》风扇车等真实情境为载体,覆盖曲线运动、机械能守恒等核心知识,注重物理观念与科学思维的综合考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选|8题32分|物理学史(第1题)、平抛运动(第2题)、圆周运动(第3题)|结合生活实例(时钟秒针运动)考查线速度与角速度关系|
|不定项选择|4题16分|天体运动(第9题)、汽车启动(第10题)|以鹊桥二号轨道调整为情境,考查开普勒定律与加速度分析|
|实验题|2题12分|平抛运动(13题)、机械能守恒(14题)|注重操作规范(斜槽末端水平调节)与数据处理(遮光条速度计算)|
|综合题|3题40分|网球平抛(15题)、嫦娥六号(16题)、滑块轨道(17题)|融合多过程能量分析(滑块从圆弧到斜面压缩弹簧),体现科学推理能力|
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03
一、单项选择题(每小题4分,共32分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的。)
1.关于天体运动研究的内容及物理学史以下描述正确的是( )
A. 第谷在其天文观测数据的基础上,总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律
B. 牛顿发现了万有引力定律,并通过扭秤实验测出了引力常量的数值
C. “月-地检验”成功验证了地球对月球的引力与地球对地面物体的引力都遵循相同的规律
D. 天王星是先通过理论计算,后经过实际观测发现的行星,因此被称为“笔尖下发现的行星”
2.如图所示,甲、乙两人进行击球训练,甲在A处将球以的速度水平击出,乙在比A处低45cm的B处将球击回,不计空气阻力,重力加速度取,若要使球垂直击中乙球拍,则乙接球时球拍与水平方向的夹角应为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示为走时准确的时钟面板示意图,M、N为秒针上的两点。以下判断正确的是( )
A. M点的周期比N点的周期大
B. M点的转速比N点的转速大
C. M点的角速度大于N点的角速度
D. M点的线速度大于N点的线速度
4.图(a)为记载于《天工开物》的风扇车,它是用来去除水稻等农作物子实中杂质的木制传统农具。风扇车的工作原理可简化为图(b)模型:杂质与子实仅在水平恒定风力和重力的作用下,从同一位置P静止释放,若杂质的质量小于子实的质量,杂质与子实受到的风力大小相等。下列说法正确的是( )
A. 杂质与子实在空中运动的时间相等
B. 杂质与子实在空中做曲线运动
C. 从释放到落地的过程中,子实和杂质的重力做功相等
D. 从释放到落地的过程中,风力对子实做功大于对杂质做功
5.下列说法正确的是( )
A. 图甲中,小朋友荡秋千过最低点时处于失重状态
B. 图乙中,制作棉花糖时,糖液因受离心力而被甩出
C. 图丙中,卡车通过拱桥最高点时,对桥面的压力小于重力
D. 图丁中,只要铁道的外轨高于内轨,火车在转弯时轮缘就不会对外轨产生侧向挤压
6.如图所示,杂技演员进行表演时,可以悬空靠在匀速转动的圆筒内壁而不掉下来。下列说法正确的是( )
A. 演员受到重力、支持力、静摩擦力、向心力的作用
B. 演员所需的向心力由重力提供
C. 圆筒的角速度越大,演员所受的静摩擦力越大
D. 圆筒的角速度越大,演员所受的支持力越大
7. 如图所示,某同学在h高处以初速度沿与水平方向成θ的仰角斜向上抛出质量为m的小球,抛出后的小球以速度大小落到地面上。设小球在地面处的重力势能为零,忽略空气阻力,重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A. 该同学抛球过程中对小球做的功为
B. 物体落地前瞬间重力的功率为
C. 物体落地前瞬间的机械能为
D. 落地速度的大小与的仰角θ有关
8.如图所示,在光滑水平面上,动能为E0、动量的大小为p0小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1,球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2,则( )
A. E1>E0 B. p1>p0
C. E2>E0 D. p2>p0
二、不定项选择题(每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分。)
9.我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时,鹊桥二号开始进行近月制动,并顺利进入捕获轨道运行,如图所示,轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整,进入冻结轨道运行,轨道的半长轴约为9900km,周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时( )
A. 因是椭圆轨道,故周期无法计算求得
B. 近月点的速度大于远月点的速度
C. 近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度
D. 近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度
10.某无人驾驶汽车在一次试驾中以恒定加速度启动,达到发动机额定功率后继续加速一段时间,直到达到稳定速度。汽车所受阻力恒定,v为汽车速度,P为发动机功率,F为牵引力,下列图像中能正确描述该过程的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,建筑工地上常用打桩机把桩打入地下。打桩机先把重锤吊起一定的高度,然后由静止释放,重锤打在桩上,接着随桩一起向下运动直到停止。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 从静止释放到停止运动的过程中,重锤所受合外力冲量为零
B. 重锤随桩一起向下运动过程中,重锤所受的合外力冲量向下
C. 从静止释放到停止运动的过程中,重锤和桩组成的系统动量不守恒
D. 重锤与桩的撞击过程中,机械能守恒
12.下列关于生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A. 甲图中汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 乙图中洗衣机里衣物随着滚筒做匀速圆周运动时,衣物运动到最低点时脱水效果最好
C. 丙图中铁路的转弯处,外轨比内轨高是为了减小轮缘与外轨的侧向压力
D. 丁图中同一小球在光滑固定的圆锥筒内、位置先后做匀速圆周运动,在、两位置小球角速度大小相等
第II卷 非选择题(共52分)
三、实验题(本题共2小题,共12分)
13. 以下为某学习小组在“探究平抛运动的特点”时的实验操作。
(1)用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下列操作要求正确的是_______(填正确选项字母)。
A. 斜槽的末端必须调节成水平
B. 每次释放小球的位置必须相同
C. 记录小球位置时,每次必须严格地等距离下降
D. 小球运动时可以与木板上的白纸相接触
(2)图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹,轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置________(选填“较低”或“较高”)。
(3)按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹,在轨迹上取、、三点,以点为坐标原点,、坐标如图所示,则小球平抛的初速度________(取)。
14.下图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。
主要实验步骤如下:
A.将气垫导轨放在水平桌面上,将导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d;
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离L;
D.释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间t;
E.用天平称出托盘和砝码的总质量m、滑块和遮光条的总质量M。
F.…
(1)在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中,系统的重力势能减少了________;
(2)遮光条通过光电门的速率为________;
(3)若要符合机械能守恒定律的结论,以上测量的物理量应该满足的关系________(用测量的物理量的字母表示)
四、综合题(本题共3小题,共40分。解答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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 在某次网球单打网前截击中,若网球以的速度水平击出,击出点距离地面的高度为。忽略空气阻力,重力加速度的大小。求:
(1)网球在空中飞行的时间;
(2)网球落地点与击出点的水平距离。
16.嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样,采样的月壤质量为m,测得其在月球表面的重力为F。已知月球半径为R,引力常量为G。求:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的质量M和密度ρ;
(3)嫦娥六号飞船近月表面环绕的周期T。
17.如图,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切与B点,右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为2kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至D点,且此时弹簧具有最大的弹性势能为5.2J,已知光滑圆轨道的半径,水平轨道BC长为,光滑斜面轨道上CD长为,g取,求:
(1)滑块第一次经过B点时对轨道的压力:
(2)滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ:
(3)若改变BC间材料发现物块只能滑上右侧斜面一次最后停在BC中点,求BC间的动摩擦因数的大小(此小问保留两位有效数字)。
天津市2025-2026学年高一物理下学期期末模拟练习卷03
一、单项选择题(每小题4分,共32分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的。)
1.关于天体运动研究的内容及物理学史以下描述正确的是( )
A. 第谷在其天文观测数据的基础上,总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律
B. 牛顿发现了万有引力定律,并通过扭秤实验测出了引力常量的数值
C. “月-地检验”成功验证了地球对月球的引力与地球对地面物体的引力都遵循相同的规律
D. 天王星是先通过理论计算,后经过实际观测发现的行星,因此被称为“笔尖下发现的行星”
【答案】C
【解析】
【详解】A.第谷进行了长期的天文观测,但总结行星椭圆轨道规律的是开普勒,A错误;
B.牛顿发现万有引力定律,但引力常量G是卡文迪许通过扭秤实验测出的,B错误;
C.“月-地检验”通过计算验证了地球对月球和地面物体的引力遵循相同规律(即万有引力定律),C正确;
D.“笔尖下发现的行星”是海王星(通过理论预测后观测到),天王星是直接观测发现的,D错误。
故选C。
2.如图所示,甲、乙两人进行击球训练,甲在A处将球以的速度水平击出,乙在比A处低45cm的B处将球击回,不计空气阻力,重力加速度取,若要使球垂直击中乙球拍,则乙接球时球拍与水平方向的夹角应为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】要使球垂直击中乙球拍,设乙接球时球拍与水平方向的夹角为,则有,
代入数据解得,
可知乙接球时球拍与水平方向的夹角应为。
故选A。
3. 如图所示为走时准确的时钟面板示意图,M、N为秒针上的两点。以下判断正确的是( )
A. M点的周期比N点的周期大
B. M点的转速比N点的转速大
C. M点的角速度大于N点的角速度
D. M点的线速度大于N点的线速度
【答案】D
【解析】
【详解】M、N两点为同轴转动,则角速度、周期和转速都相等,根据v=ωr,因M点的转动半径较大,则线速度较大,选项ABC错误,D正确。
故选D。
4.图(a)为记载于《天工开物》的风扇车,它是用来去除水稻等农作物子实中杂质的木制传统农具。风扇车的工作原理可简化为图(b)模型:杂质与子实仅在水平恒定风力和重力的作用下,从同一位置P静止释放,若杂质的质量小于子实的质量,杂质与子实受到的风力大小相等。下列说法正确的是( )
A. 杂质与子实在空中运动的时间相等
B. 杂质与子实在空中做曲线运动
C. 从释放到落地的过程中,子实和杂质的重力做功相等
D. 从释放到落地的过程中,风力对子实做功大于对杂质做功
【答案】A
【解析】
【详解】A.杂质与子实在空中运动的时间相等,因为竖直方向两者均做自由落体运动,高度相同,故A正确;
B.在水平恒定风力和重力的作用下,从同一位置P静止释放,所以杂质与子实在空中做初速度为零的匀变速直线运动,故B错误;
C.从释放到落地的过程中,子实和杂质的重力做功
因为质量不同,所以重力做功不相等,故C错误;
D.杂质的水平加速度较大,水平方向位移较大,根据可知从释放到落地的过程中,风力对杂质做功大于对子实做功,故D错误。
故选A。
5.下列说法正确的是( )
A. 图甲中,小朋友荡秋千过最低点时处于失重状态
B. 图乙中,制作棉花糖时,糖液因受离心力而被甩出
C. 图丙中,卡车通过拱桥最高点时,对桥面的压力小于重力
D. 图丁中,只要铁道的外轨高于内轨,火车在转弯时轮缘就不会对外轨产生侧向挤压
【答案】C
【解析】
【详解】A.小朋友荡秋千每次摆到最低点时,由秋千的拉力与重力的合力提供所需向心力,加速度向上,小朋友处于超重状态,故A错误;
B.制作棉花糖时,糖液受到的合力的大小不足以提供糖液所需要的向心力的大小时,做远离圆心的运动被甩出,离心力是一个效果力不能写受离心力的作用,故B错误;
C.卡车通过拱桥最高点时,由重力和支持力提供向心力,有
则
由牛顿第三定律知支持力等于压力,得卡车通过拱桥最高点时,对桥面的压力小于重力,故C正确;
D.当铁路弯道处的外轨略高于内轨,火车由重力和支持力的合力恰好提供向心力,以规定速度转弯时内、外轨正好不会受到轮缘的侧向挤压,故D错误。
故选C。
6.如图所示,杂技演员进行表演时,可以悬空靠在匀速转动的圆筒内壁而不掉下来。下列说法正确的是( )
A. 演员受到重力、支持力、静摩擦力、向心力的作用
B. 演员所需的向心力由重力提供
C. 圆筒的角速度越大,演员所受的静摩擦力越大
D. 圆筒的角速度越大,演员所受的支持力越大
【答案】D
【解析】
【详解】ABD.对演员进行受力分析,演员受到重力、支持力、静摩擦力的作用,其中演员所需的向心力由支持力提供,根据牛顿第二定律可得
可知圆筒的角速度越大,演员所受的支持力越大,故AB错误,D正确;
C.竖直方向根据平衡条件可得
可知演员所受的静摩擦力与圆筒的角速度无关,故C错误。
故选D。
7. 如图所示,某同学在h高处以初速度沿与水平方向成θ的仰角斜向上抛出质量为m的小球,抛出后的小球以速度大小落到地面上。设小球在地面处的重力势能为零,忽略空气阻力,重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A. 该同学抛球过程中对小球做的功为
B. 物体落地前瞬间重力的功率为
C. 物体落地前瞬间的机械能为
D. 落地速度的大小与的仰角θ有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据动能定理可得该同学抛球过程中对小球做的功为,故A错误;
B.将沿水平方向和竖直方向分解,如图所示
物体落地前瞬间重力的功率为,故B错误;
CD.根据机械能守恒定律可知,物体落地前瞬间的机械能等于抛出瞬间的机械能,即
解得
可知速度的大小与v0的仰角无关,故C正确,D错误。
故选C。
8.如图所示,在光滑水平面上,动能为E0、动量的大小为p0小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反。将碰撞后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1,球2的动能和动量的大小分别记为E2、p2,则( )
A. E1>E0 B. p1>p0
C. E2>E0 D. p2>p0
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.据碰撞过程中总动能不增加,必有E1<E0,E2<E0,根据
可知,p 1<p0,否则就违反了能量守恒定律,故ABC错误;
D.根据动量守恒定律得
得到
可见,p2>p0,故D正确。
故选D。
二、不定项选择题(每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不答的得0分。)
9.我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时,鹊桥二号开始进行近月制动,并顺利进入捕获轨道运行,如图所示,轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整,进入冻结轨道运行,轨道的半长轴约为9900km,周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时( )
A. 因是椭圆轨道,故周期无法计算求得
B. 近月点的速度大于远月点的速度
C. 近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度
D. 近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律可得
由题干数据可求得鹊桥二号在捕获轨道运行时的周期,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知,鹊桥二号在捕获轨道近月点的速度大于远月点的速度,故B正确;
C.卫星从高轨道变轨到低轨道,需要在变轨处点火减速,所以鹊桥二号在捕获轨道近月点速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度,故C错误;
D.根据牛顿第二定律可得
可得
可知鹊桥二号在捕获轨道近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度,故D正确。
故选BD。
10.某无人驾驶汽车在一次试驾中以恒定加速度启动,达到发动机额定功率后继续加速一段时间,直到达到稳定速度。汽车所受阻力恒定,v为汽车速度,P为发动机功率,F为牵引力,下列图像中能正确描述该过程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.汽车开始做匀加速直线运动,当功率达到额定功率时,牵引力仍然大于阻力,汽车继续加速,由于
可知,速度增大,牵引力减小,根据牛顿第二定律可知,加速度减小,汽车开始做加速度减小的变加速运动,当加速度为0时,汽车开始做匀速直线运动,由于图像斜率表示加速度,可知,图像开始斜率一定,之后斜率逐渐减小,最后斜率为0,故A正确,B错误;
C.结合上述,汽车开始做匀加速直线运动,根据
可知,对应图像为一条过原点的倾斜直线,达到额定功率后,功率一定,图像为一条平行于时间轴的直线,故C错误;
D.结合上述可知,牵引力开始大于阻力且为一个定值,达到额定功率后牵引力减小, 至与阻力大小相等,最后始终大小等于阻力,可知,图中给出的图像满足要求,故D正确。
故选AD。
11. 如图所示,建筑工地上常用打桩机把桩打入地下。打桩机先把重锤吊起一定的高度,然后由静止释放,重锤打在桩上,接着随桩一起向下运动直到停止。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 从静止释放到停止运动的过程中,重锤所受合外力冲量为零
B. 重锤随桩一起向下运动过程中,重锤所受的合外力冲量向下
C. 从静止释放到停止运动的过程中,重锤和桩组成的系统动量不守恒
D. 重锤与桩的撞击过程中,机械能守恒
【答案】AC
【解析】
【详解】A.整个运动过程,重锤初始动量为零,末动量为零,根据动量定理,重锤所受合外力冲量为零,A正确;
B.重锤随桩一起向下运动过程,动量变化量方向向上,故合外力冲量向上,B错误;
C.整个运动过程,重锤和桩组成的系统初始动量为零,末动量为零,但运动过程动量不为零,知系统在运动过程不满足动量守恒,C正确;
D.重锤与桩撞击过程会产生内能,所以撞击过程中机械能不守恒,D错误。
故选AC。
12.下列关于生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A. 甲图中汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 乙图中洗衣机里衣物随着滚筒做匀速圆周运动时,衣物运动到最低点时脱水效果最好
C. 丙图中铁路的转弯处,外轨比内轨高是为了减小轮缘与外轨的侧向压力
D. 丁图中同一小球在光滑固定的圆锥筒内、位置先后做匀速圆周运动,在、两位置小球角速度大小相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A.汽车通过拱形桥的最高点时,加速度方向竖直向下,处于失重状态,故A错误;
B.根据牛顿第二定律,在最低点
在最高点有
在最低点支持力更大,可知衣物运动到最低点B点时脱水效果更好,故B正确;
C.火车转弯时,由外轨的侧压力提供向心力,为了保护铁轨,减小外轨所受的侧压力,往往使外轨略高于内轨,这样也防止了火车向外脱轨,故C正确;
D.设筒壁与竖直方向夹角为,对小球有
解得
由于小球在A、B两点做圆周运动的r不同,故角速度不同,故D错误。
故选BC。
第II卷 非选择题(共52分)
三、实验题(本题共2小题,共12分)
13. 以下为某学习小组在“探究平抛运动的特点”时的实验操作。
(1)用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下列操作要求正确的是_______(填正确选项字母)。
A. 斜槽的末端必须调节成水平
B. 每次释放小球的位置必须相同
C. 记录小球位置时,每次必须严格地等距离下降
D. 小球运动时可以与木板上的白纸相接触
(2)图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹,轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置________(选填“较低”或“较高”)。
(3)按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹,在轨迹上取、、三点,以点为坐标原点,、坐标如图所示,则小球平抛的初速度________(取)。
【答案】(1)AB (2)较高
(3)2
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽的末端必须调节成水平,保证小球初速度水平,抛出后做平抛运动,故A正确;
B.每次释放小球的位置必须相同,保证平抛的初速度相同,故B正确;
C.记录小球位置时,不需要每次必须严格地等距离下降,只要保证小球平抛即可,故C错误;
D.小球运动时只受重力作用,所以不应与木板上白纸相接触,故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
由图可知小球下落相同高度时,图线①所对应的小球水平位移大,说明图线①所对应的小球水平速度大,根据能量守恒,图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置较高。
【小问3详解】
竖直方向上
水平方向上
可得
14.下图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。
主要实验步骤如下:
A.将气垫导轨放在水平桌面上,将导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d;
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离L;
D.释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间t;
E.用天平称出托盘和砝码的总质量m、滑块和遮光条的总质量M。
F.…
(1)在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中,系统的重力势能减少了________;
(2)遮光条通过光电门的速率为________;
(3)若要符合机械能守恒定律的结论,以上测量的物理量应该满足的关系________(用测量的物理量的字母表示)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中,系统的重力势能的减少量为
【小问2详解】
遮光条通过光电门的速率为
【小问3详解】
根据系统机械能守恒可得
联立可得若要符合机械能守恒定律结论,以上测量的物理量应该满足的关系为
四、综合题(本题共3小题,共40分。解答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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 在某次网球单打网前截击中,若网球以的速度水平击出,击出点距离地面的高度为。忽略空气阻力,重力加速度的大小。求:
(1)网球在空中飞行的时间;
(2)网球落地点与击出点的水平距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
网球下落高度
代入题中数据,解得
【小问2详解】
网球落地点与击出点的水平距离
已知水平初速度
联立解得
16.嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样,采样的月壤质量为m,测得其在月球表面的重力为F。已知月球半径为R,引力常量为G。求:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的质量M和密度ρ;
(3)嫦娥六号飞船近月表面环绕的周期T。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
小问1详解】
月壤质量为m,测得其在月球表面的重力为F,则有
解得
【小问2详解】
在月球表面有
联立解得
又
解得月球的密度为
【小问3详解】
设嫦娥六号飞船质量为,由万有引力提供向心力得
解得
17.如图,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切与B点,右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为2kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至D点,且此时弹簧具有最大的弹性势能为5.2J,已知光滑圆轨道的半径,水平轨道BC长为,光滑斜面轨道上CD长为,g取,求:
(1)滑块第一次经过B点时对轨道的压力:
(2)滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ:
(3)若改变BC间材料发现物块只能滑上右侧斜面一次最后停在BC中点,求BC间的动摩擦因数的大小(此小问保留两位有效数字)。
【答案】(1),竖直向下
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
根据题意,由机械能守恒定律有
解得
在点,由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知,滑块第一次经过B点时对轨道的压力
方向竖直向下。
【小问2详解】
根据题意,滑块由点到点,由能量守恒定律有
解得
【小问3详解】
改变BC间材料发现物块只能滑上右侧斜面一次最后停在BC中点,若滑块第一次返回时,停在BC中点,由能量守恒定律有
解得
若滑块能够返回点,再次滑上圆轨道后返回,最后停在BC中点,由能量守恒定律有
解得
(
1
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