精品解析:陕西安康市高新中学2025-2026学年第二学期高一3月月考物理试题

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2026-07-08
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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-阶段检测
学年 2026-2027
地区(省份) 陕西省
地区(市) 安康市
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 3.22 MB
发布时间 2026-07-08
更新时间 2026-08-02
作者 匿名
品牌系列 -
审核时间 2026-07-08
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来源 学科网

内容正文:

陕西安康市高新中学2025-2026学年第二学期高一3月月考 物理试题 考试时间:75分钟 试卷满分:100分 注意事项: 1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答第I卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3.回答第II卷时,将答案写在答题卡上,不能使用涂改液、胶带纸、修正带。写在本试卷上无效。 第I卷 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,只有一项符合题目要求)。 1. 如图是自行车传动结构的示意图,其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、和。假设脚踏板的转速为,则该自行车前进的速度为(  ) A. B. C. D. 2. 质量为1kg的质点在x—y平面上运动,x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像分别如图所示,则质点(  ) A. 初速度为4m/s B. 所受合外力为2N C. 做匀变速直线运动 D. 初速度的方向与合外力的方向垂直 3. 如图所示,内壁光滑的锥形圆筒固定在水平地面上,小球沿内壁在某一水平面内做匀速圆周运动,该小球的向心力( ) A. 由重力和支持力的合力提供 B. 由重力、支持力和摩擦力的合力提供 C. 只由重力提供 D. 只由支持力提供 4. 洪水无情人有情,每一次重大抢险救灾,都有子弟兵的身影;如图所示,消防救援队员驾船赶往现场解救被困群众安全返回岸边,某时刻船与安全的平直河岸最近距离为180m,河中各处的水流速度相同,大小为v水=3m/s,船在静水中的速度大小为,为保证能让群众尽快脱离危险,船头始终垂直于河岸行驶,以下说法正确的是(  ) A. 船的实际行驶轨迹是曲线 B. 船返回岸边最快用时为60s C. 船在水中的实际行驶速度大小为5m/s D. 若水流速度增大,船到河岸的时间将会延长 5. 过山车的部分轨道可简化为半径为、的圆,其底部位于同一水平面上,。质量为的一节过山车(可简化为质点)以某一速度滑上半径为的轨道时,恰好能通过轨道的最高点;若过山车通过轨道的最高点时速度恰好与通过的最高点时相等,则过山车通过的最高点时对轨道压力为(  ) A. 0 B. C. D. 6. 如图所示为太阳系主要天体的分布示意图,下列关于太阳系行星运动规律的描述正确的是( ) A. 所有行星均以太阳为中心做匀速圆周运动 B. 地球与太阳的连线、火星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等 C. 所有行星运行轨道半长轴的二次方与其公转周期的三次方之比都相等 D. 地球和火星围绕太阳运行的轨道都是椭圆,且这两个椭圆必定有公共的焦点 7. 牛顿利用他的运动规律把行星的向心加速度与太阳对它的引力联系起来,并深入思考了月球受到的引力与地面物体受到的引力的关系。设太阳质量m1,地球质量m2,月球质量m3,地球与太阳间距离为R,月球与地球间距离为r。若地球绕太阳的运动及月球绕地球的运动可以看作匀速圆周运动。关于得出万有引力定律的推理,下列说法正确的是(  ) A. 根据地球绕太阳的运动规律及开普勒第三定律得出,太阳对地球的吸引力 B. 根据牛顿第三定律及对称性,地球对太阳的吸引力与太阳对地球的吸引力的比例系数相同 C. 类比地球绕太阳的运动规律及开普勒第三定律得出,地球对月球的吸引力 D. 若地球对苹果的吸引力与地球对月球的力是同一种力,则苹果自由落体加速度与月球绕地球做圆周运动的向心加速度之比为 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,有多个选项符合题目要求。全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)。 8. 如图所示,从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出,小球均落在斜面上。当抛出的速度为时,从抛出至落到斜面的运动时间为,位移大小为,离斜面的最远距离为,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为;当抛出速度为时,从抛出至落到斜面的运动时间为,位移大小为,离斜面的最远距离为,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为,不计空气阻力,则下列关系式正确的是(  ) A. B. C. D. 9. 在万有引力定律建立的过程中,“月一地检验”证明了维持月球绕地球运动的力与地球对苹果的力是同一种力。完成“月-地检验”需要知道的物理量有(  ) A. 月球和地球的质量 B. 引力常量G和月球公转周期 C. 地球半径和“月一地”中心距离 D. 月球公转周期和地球表面重力加速度g 10. 如图为北半球二十四个节气时地球在公转轨道上的示意图,其中冬至时地球离太阳最近。仅考虑太阳对地球的引力,关于地球绕太阳公转过程,下列说法正确的是(  ) A. 在冬至位置地球所受万有引力最大 B. 在立春位置,根据万有引力定律可得 C. 地球自转周期的平方与轨道半长轴三次方的比值是一个仅与太阳质量有关的常数 D. 经过近日点、远日点两位置的瞬时速度大小之比约为1.03 第Ⅱ卷 三、实验题。(本题共2小题,共16分。) 11. 用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1,变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合,每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1。 (1)在探究向心力大小与半径的关系时,为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第________(填“一”“二”或“三”)层塔轮,然后将两个质量相等的钢球分别放在________(填“A和B”“A和C”或“B和C”)位置; (2)为了更精确探究向心力大小F与角速度ω的关系,采用接有传感器的自制向心力实验仪进行实验,测得多组数据经拟合后得到F-ω2图像,如图丙所示。由此可得的实验结论是________。 12. 图甲所示装置为平抛竖落仪,用小锤轻击弹簧金属片,A球向水平方向飞出,同时B球被松开竖直向下运动。 (1)用不同的力击打弹簧金属片,可以观察到______。 A. A、B两球同时落地 B. 击打的力越大,A、B两球落地时间间隔越大 C. A、B两球各自的运动轨迹均不变 (2)如图乙所示,某学生做“科学探究:平抛运动的特点”实验中,获得小球运动中的一段轨迹,但漏记小球做平抛运动的起点位置。该生在轨迹上选取了水平距离相等的a、b、c三点,并测量了各点间的竖直距离。则a、b两点间的时间间隔为______s,小球做平抛运动的初速度大小为______m/s。若以a点为坐标原点,以初速度方向为x轴正方向,以重力方向为y轴正方向,则图中抛出点的坐标为______cm,______cm,取重力加速度。 四,解答题。(本题共3小题,共38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. 2024年5月,嫦娥六号探测器在我国文昌成功发射,之后进入地月转移轨道,5月8日探测器成功实施近月制动,顺利进入环月轨道飞行,做周期为T的匀速圆周运动,之后登陆月球,完成月球背面采样任务后成功返回。若探测器登陆月球后,采集的质量为m的土壤静置在月球表面的水平压力传感器上,传感器的示数为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及月球质量; (2)环月轨道距月球表面的高度。 14. 双星是两颗相距较近的天体,在相互间的万有引力作用下,绕双星连线上某点做匀速圆周运动。对于两颗质量不等的天体构成的双星系统,如图甲所示,两星相距为,其中A星的半径为;绕点做匀速圆周运动的周期为,假设我国的宇航员登上了A星,并在A星表面竖直向上以大小为的速度抛出一小球,如图乙所示,小球上升的最大高度为。不计A星的自转和A星表面的空气阻力,引力常量为星的体积。求: (1)A星表面的重力加速度大小; (2)A星的平均密度和A星的第一宇宙速度; (3)B星的质量。 15. 小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞离水平距离后落地,如图所示。已知握绳的手离地面高度为,手与球之间的绳长为,重力加速度为。忽略手的运动半径和空气阻力。 (1)求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。 (2)问绳能承受的最大拉力多大? (3)绳能承受的最大拉力与第(2)小题结果相同的情况下,改变绳长,使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少? 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $ 陕西安康市高新中学2025-2026学年第二学期高一3月月考 物理试题 考试时间:75分钟 试卷满分:100分 注意事项: 1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答第I卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3.回答第II卷时,将答案写在答题卡上,不能使用涂改液、胶带纸、修正带。写在本试卷上无效。 第I卷 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,只有一项符合题目要求)。 1. 如图是自行车传动结构的示意图,其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、和。假设脚踏板的转速为,则该自行车前进的速度为(  ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】脚踏板的转速等于大齿轮的转速,为,则大齿轮边缘的线速度 小齿轮边缘的线速度也为 小齿轮和后轮同轴转动,角速度相等,则后轮边缘的线速度即自行车前进的速度为 故选B。 2. 质量为1kg的质点在x—y平面上运动,x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像分别如图所示,则质点(  ) A. 初速度为4m/s B. 所受合外力为2N C. 做匀变速直线运动 D. 初速度的方向与合外力的方向垂直 【答案】B 【解析】 【详解】A.x轴方向初速度为,y轴方向初速度,质点的初速度 A错误; B.在y轴方向质点做匀速直线运动,x轴方向的加速度 则质点受到的合力 B正确; C.x轴方向的合力恒定不变,y轴做匀速直线运动,合力为零,则质点的合力恒定不变,做匀变速曲线运动,C错误; D.合力沿x轴方向,而初速度方向既不在x轴,也不在y轴方向,质点初速度的方向与合外力方向不垂直,D错误。 故选B。 3. 如图所示,内壁光滑的锥形圆筒固定在水平地面上,小球沿内壁在某一水平面内做匀速圆周运动,该小球的向心力( ) A. 由重力和支持力的合力提供 B. 由重力、支持力和摩擦力的合力提供 C. 只由重力提供 D. 只由支持力提供 【答案】A 【解析】 【详解】圆筒内壁光滑,小球做匀速圆周运动,合力完全提供向心力,因此小球所受重力和支持力的合力来提供向心力。 故选A。 4. 洪水无情人有情,每一次重大抢险救灾,都有子弟兵的身影;如图所示,消防救援队员驾船赶往现场解救被困群众安全返回岸边,某时刻船与安全的平直河岸最近距离为180m,河中各处的水流速度相同,大小为v水=3m/s,船在静水中的速度大小为,为保证能让群众尽快脱离危险,船头始终垂直于河岸行驶,以下说法正确的是(  ) A. 船的实际行驶轨迹是曲线 B. 船返回岸边最快用时为60s C. 船在水中的实际行驶速度大小为5m/s D. 若水流速度增大,船到河岸的时间将会延长 【答案】C 【解析】 【详解】A.船沿平行河岸和垂直河岸方向均做匀速运动,可知合运动为直线运动,即船的实际行驶轨迹是直线,选项A错误; B.船返回岸边最快用时为 选项B错误; C.船在水中的实际行驶速度大小为 选项C正确; D.水流速度不影响船垂直河岸的速度,则若水流速度增大,船到河岸的时间将不变,选项D错误。 故选C。 5. 过山车的部分轨道可简化为半径为、的圆,其底部位于同一水平面上,。质量为的一节过山车(可简化为质点)以某一速度滑上半径为的轨道时,恰好能通过轨道的最高点;若过山车通过轨道的最高点时速度恰好与通过的最高点时相等,则过山车通过的最高点时对轨道压力为(  ) A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】过山车恰好经过半径为轨道的最高点,由牛顿第二定律得 解得 以同样速度通过半径为轨道的最高点时 由于,解得 故ABD错误,C正确。 故选C。 6. 如图所示为太阳系主要天体的分布示意图,下列关于太阳系行星运动规律的描述正确的是( ) A. 所有行星均以太阳为中心做匀速圆周运动 B. 地球与太阳的连线、火星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等 C. 所有行星运行轨道半长轴的二次方与其公转周期的三次方之比都相等 D. 地球和火星围绕太阳运行的轨道都是椭圆,且这两个椭圆必定有公共的焦点 【答案】D 【解析】 【详解】A.八大行星均在椭圆轨道上运动,太阳处于椭圆其中一个焦点上,故A错误; B.同一行星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等,故B错误; C.开普勒第三定律的内容为 (为常量) 故C错误; D.D项表达了开普勒第一定律(轨道定律)的内容,故D正确。 故选D。 7. 牛顿利用他的运动规律把行星的向心加速度与太阳对它的引力联系起来,并深入思考了月球受到的引力与地面物体受到的引力的关系。设太阳质量m1,地球质量m2,月球质量m3,地球与太阳间距离为R,月球与地球间距离为r。若地球绕太阳的运动及月球绕地球的运动可以看作匀速圆周运动。关于得出万有引力定律的推理,下列说法正确的是(  ) A. 根据地球绕太阳的运动规律及开普勒第三定律得出,太阳对地球的吸引力 B. 根据牛顿第三定律及对称性,地球对太阳的吸引力与太阳对地球的吸引力的比例系数相同 C. 类比地球绕太阳的运动规律及开普勒第三定律得出,地球对月球的吸引力 D. 若地球对苹果的吸引力与地球对月球的力是同一种力,则苹果自由落体加速度与月球绕地球做圆周运动的向心加速度之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A.若地球绕太阳的运动为圆周运动,则太阳对地球的吸引力提供向心力,即 根据开普勒第三定律 联立可得 故A错误; B.由以上分析可知,太阳对地球的吸引力为 同理可得,地球对太阳的吸引力为 其比例系数中的k只与中心天体的质量有关,所以二者的比例系数不相同,故B错误; C.类比地球绕太阳的运动规律及开普勒第三定律得出,地球对月球的吸引力为 故C正确; D.若地球对苹果的吸引力与地球对月球的力是同一种力,则 所以苹果自由落体加速度与月球绕地球做圆周运动的向心加速度之比为 故D错误。 故选C。 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,有多个选项符合题目要求。全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)。 8. 如图所示,从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出,小球均落在斜面上。当抛出的速度为时,从抛出至落到斜面的运动时间为,位移大小为,离斜面的最远距离为,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为;当抛出速度为时,从抛出至落到斜面的运动时间为,位移大小为,离斜面的最远距离为,小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为,不计空气阻力,则下列关系式正确的是(  ) A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】D.由平抛运动规律可知 速度方向与水平方向的夹角 则 位移方向相同,则速度方向与斜面的夹角相同 故D正确; B.根据 可得 初速度变为2倍时,则时间变为原来的2倍,即 故B正确; A.垂直斜面方向,初速度为,加速度,则离斜面的最远距离 初速度变为2倍时,则离斜面的最远距离变为原来的4倍,故 故A错误; C.根据 初速度变为2倍时,位移变4倍,即 故C错误。 故选BD。 9. 在万有引力定律建立的过程中,“月一地检验”证明了维持月球绕地球运动的力与地球对苹果的力是同一种力。完成“月-地检验”需要知道的物理量有(  ) A. 月球和地球的质量 B. 引力常量G和月球公转周期 C. 地球半径和“月一地”中心距离 D. 月球公转周期和地球表面重力加速度g 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】地球表面物体的重力等于万有引力 即 根据万有引力定律和牛顿运动第二定律 可算出月球在轨道处的引力加速度为 根据月球绕地球公转的半径、月球的公转周期,由月球做匀速圆周运动可得 带入数值可求得两加速度吻合,故AB错误,CD正确。 故选CD。 10. 如图为北半球二十四个节气时地球在公转轨道上的示意图,其中冬至时地球离太阳最近。仅考虑太阳对地球的引力,关于地球绕太阳公转过程,下列说法正确的是(  ) A. 在冬至位置地球所受万有引力最大 B. 在立春位置,根据万有引力定律可得 C. 地球自转周期的平方与轨道半长轴三次方的比值是一个仅与太阳质量有关的常数 D. 经过近日点、远日点两位置的瞬时速度大小之比约为1.03 【答案】AD 【解析】 【详解】A.根据万有引力表达式 由图可知,在冬至位置地球离太阳最近,所受万有引力最大,故A正确; B.由于地球绕太阳做椭圆运动,不是匀速圆周运动,所以在立春位置 故B错误; C.根据开普勒第三定律可知,地球公转周期的平方与轨道半长轴三次方的比值是一个仅与太阳质量有关的常数,故C错误; D.根据开普勒第二定律可知,经过近日点、远日点两位置的瞬时速度大小之比为 故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷 三、实验题。(本题共2小题,共16分。) 11. 用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1,变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合,每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1。 (1)在探究向心力大小与半径的关系时,为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第________(填“一”“二”或“三”)层塔轮,然后将两个质量相等的钢球分别放在________(填“A和B”“A和C”或“B和C”)位置; (2)为了更精确探究向心力大小F与角速度ω的关系,采用接有传感器的自制向心力实验仪进行实验,测得多组数据经拟合后得到F-ω2图像,如图丙所示。由此可得的实验结论是________。 【答案】(1) ①. 一 ②. B和C (2)在物体质量和旋转半径不变的条件下,物体受到的向心力与角速度的平方成正比 【解析】 【小问1详解】 [1][2]变速塔轮边缘处的线速度相等,根据 在探究向心力大小与半径的关系时,需控制小球质量、角速度相同,运动半径不同,故需要将传动皮带调至第一层塔轮,将两个质量相等的钢球分别放在B和C位置。 【小问2详解】 F-ω2图像是一条过原点的图线,可得的实验结论是:在物体质量和旋转半径不变的条件下,物体受到的向心力与角速度的平方成正比。 12. 图甲所示装置为平抛竖落仪,用小锤轻击弹簧金属片,A球向水平方向飞出,同时B球被松开竖直向下运动。 (1)用不同的力击打弹簧金属片,可以观察到______。 A. A、B两球同时落地 B. 击打的力越大,A、B两球落地时间间隔越大 C. A、B两球各自的运动轨迹均不变 (2)如图乙所示,某学生做“科学探究:平抛运动的特点”实验中,获得小球运动中的一段轨迹,但漏记小球做平抛运动的起点位置。该生在轨迹上选取了水平距离相等的a、b、c三点,并测量了各点间的竖直距离。则a、b两点间的时间间隔为______s,小球做平抛运动的初速度大小为______m/s。若以a点为坐标原点,以初速度方向为x轴正方向,以重力方向为y轴正方向,则图中抛出点的坐标为______cm,______cm,取重力加速度。 【答案】(1)A (2) ①. 0.1 ②. 2 ③. -20 ④. -5 【解析】 【小问1详解】 AB.用小锤轻击弹簧金属片,在同一高度,A球做平抛运动,B球做自由落体运动,由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动,因此无论击打的力多大,A、B两球总是同时落地,且落地时间不变,故A正确,B错误; C.用不同的力击打弹簧金属片时,A球获得的水平初速度不同,则A球的运动路线不同,B球始终是自由落体运动,其运动路线相同,故C错误。 故选A。 【小问2详解】 [1]小球做平抛运动,在竖直方向做自由落体运动,由匀变速直线运动的推论可得 则相邻小球间的运动时间为 [2]小球做平抛运动的初速度大小为 [3][4]在竖直方向,由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得小球在b点时竖直方向的分速度为 可知小球从开始抛出到b点的时间为 则小球从抛出点到a点的时间为0.1s,因此图中抛出点的坐标为 四,解答题。(本题共3小题,共38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. 2024年5月,嫦娥六号探测器在我国文昌成功发射,之后进入地月转移轨道,5月8日探测器成功实施近月制动,顺利进入环月轨道飞行,做周期为T的匀速圆周运动,之后登陆月球,完成月球背面采样任务后成功返回。若探测器登陆月球后,采集的质量为m的土壤静置在月球表面的水平压力传感器上,传感器的示数为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及月球质量; (2)环月轨道距月球表面的高度。 【答案】(1), (2) 【解析】 【小问1详解】 质量为m的土壤在月球上的重力 月球表面的重力加速度 对月球表面的物体 【小问2详解】 对环月轨道上的物体 环月轨道距月球表面的高度 14. 双星是两颗相距较近的天体,在相互间的万有引力作用下,绕双星连线上某点做匀速圆周运动。对于两颗质量不等的天体构成的双星系统,如图甲所示,两星相距为,其中A星的半径为;绕点做匀速圆周运动的周期为,假设我国的宇航员登上了A星,并在A星表面竖直向上以大小为的速度抛出一小球,如图乙所示,小球上升的最大高度为。不计A星的自转和A星表面的空气阻力,引力常量为星的体积。求: (1)A星表面的重力加速度大小; (2)A星的平均密度和A星的第一宇宙速度; (3)B星的质量。 【答案】(1) (2), (3) 【解析】 【小问1详解】 小球做竖直上抛运动,由运动学公式 解得 【小问2详解】 不计星自转,星表面物体的重力等于万有引力,设星的质量为​,对星表面质量为的物体有 整理得 平均密度​​,代入体积和 解得 第一宇宙速度是星近地卫星的环绕速度,设近地卫星的质量为,则​ 解得第一宇宙速度 【小问3详解】 双星系统周期、角速度相同,设的轨道半径为​,轨道的半径为​,满足 万有引力提供向心力,对有 对有​ 两式相加整理得 即,代入 解得 15. 小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞离水平距离后落地,如图所示。已知握绳的手离地面高度为,手与球之间的绳长为,重力加速度为。忽略手的运动半径和空气阻力。 (1)求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。 (2)问绳能承受的最大拉力多大? (3)绳能承受的最大拉力与第(2)小题结果相同的情况下,改变绳长,使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少? 【答案】(1), (2) (3), 【解析】 【小问1详解】 绳断后小球做平抛运动,在竖直方向小球最低点离地高度 由自由落体公式可得 解得​​ 水平方向做匀速直线运动,则 绳断时球的速度 球落地时竖直方向速度大小 球落地时的速度大小 【小问2详解】 小球在最低点时,拉力与重力的合力提供向心力,圆周运动半径 由牛顿第二定律可得​ 解得绳能承受的最大拉力 【小问3详解】 设改变后绳长为,同理可得最低点满足 又 解得 绳断后平抛,下落高度 平抛时间​​ 水平距离 当​时,取得最大值,代入得最大水平距离 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $

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