内容正文:
闽江学院附属中学2025-2026学年度第二学期期末考试
高一物理试卷
(满分:100分;考试时间:75分钟)
一、单选题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 篮球是中学生喜欢的一项体育运动,投篮时篮球以一定速度斜向上抛出,在空中划过优美的抛物线如图所示,B点是抛物线的最高点,则篮球( )
A. 做匀变速曲线运动
B. 在B点速度为零
C. 在B点重力的功率不为零
D. 从A到C的运动过程中重力先做正功后做负功
【答案】A
【解析】
【详解】A.篮球以一定速度斜向上抛出,在空中只受重力,加速度为重力加速度g,所以篮球做匀变速曲线运动,故A正确;
B.篮球的运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的竖直上抛运动,篮球在水平方向上一直有速度,到达最高点B点时,只是竖直方向上的分速度为零,故篮球在最高点B时具有水平方向上的速度,故B错误;
C.篮球在B点,竖直方向上的分速度为零,所以篮球在B点的速度为水平方向,根据重力的瞬时功率公式,有
P=mgvy=0
故C错误;
D.从A到C的运动过程中重力先做负功后做正功,故D错误。
故选A。
2. 如图甲所示为某电影公司拍摄武打片时演员吊威亚(钢丝)的场景,可以简化为如图乙所示,轨道车通过细钢丝跨过滑轮拉着演员竖直上升,便可呈现出演员飞檐走壁的效果。某次拍摄时轨道车沿水平地面以的速度向左匀速运动,某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角,已知,则下列说法正确的是( )
A. 演员正匀速上升
B. 演员正减速上升
C. 该时刻演员的速度大小为
D. 该时刻演员的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.将轨道车的速度分解为沿绳方向的速度和垂直绳方向的速度,则演员的速度等于沿绳方向的速度,则,因v不变,θ减小,则v1增大,即演员正加速上升,AB错误;
CD.该时刻演员的速度大小为,C正确,D错误。
故选C。
3. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中汽车通过最高点时要减速是为了防止爆胎
B. 图乙中脱水桶甩出的水滴受到离心力的作用
C. 图丙中汽车在水平面内沿曲线减速行驶时速度及所受合力的方向可能沿图示方向
D. 图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度,轮缘会挤压内轨
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲中汽车通过最高点时,由牛顿第二定律得
解得
可知v越大、支持力越小,当v过大时可能为零,汽车将飞离路面,因此汽车通过最高点时要减速是为了防止脱离桥面,不是防爆胎,故A错误;
B.图乙中脱水桶甩出的水滴,是因为水滴受到的实际力不足以提供所需的向心力,水滴并没有受到离心力的作用,故B错误;
C.图丙中汽车做曲线运动,合力F的方向应指向轨迹的凹侧(内侧);汽车做减速运动,合力F方向与速度v方向的夹角应为钝角,图丙符合减速曲线运动的受力特点,故C正确;
D.图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度,火车有向外滑的趋势,所以轮缘会挤压外轨,故D错误。
故选C。
4. 如图所示为旋转脱水拖把,其工作原理:拖把杆向下压一个螺距,拖把头就转动一圈。现某拖把杆内有一段长度为的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起,螺杆的螺距(相邻螺纹之间的距离),拖把头的半径为,拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转,把拖把头上的水甩出去。某次脱水时,拖把杆上段内匀速下压了,该过程中拖把头匀速转动,则( )
A. 拖把杆向下运动的速度为 B. 拖把头边缘的角速度为
C. 拖把头转动的线速度为 D. 拖把头的转速为
【答案】B
【解析】
【详解】A.拖把杆向下运动的速度
故A错误;
BCD.拖把杆上段内匀速下压了,则螺杆转动5圈,即拖把头的转速为
拖把头转动的角速度
拖把头边缘的线速度
故B正确,CD错误。
故选B。
二、双项选择题:(本题共小题,每小题分,共分,每小题有项符合题目要求,全部选对的得分,选对但不全的得分,有选错的得分。)
5. 小船在静水中的速度为4m/s,河宽为200m,水流速度为3m/s,下列说法正确的是( )
A. 小船过河的最短时间为50s
B. 小船以最短时间过河,其位移为200m
C. 船头垂直河岸过河,水速越大,过河时间越长
D. 小船过河的实际速度可以垂直于河岸
【答案】AD
【解析】
【详解】AC.当船头垂直河岸时,船沿着垂直于河岸方向的分速度最大,此时过河的时间最短,最短时间为
该时间与水速无关,水速变大,过河时间不变,故A正确,C错误;
B.小船以最短时间过河,其位移为,故B错误;
D.因为静水船速大于水流速度,则合速度方向可能垂直于河岸,即小船过河的实际速度可以垂直于河岸,故D正确。
故选AD。
6. 自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个传动部分,且半径RB = 4RA、RC = 8RA,如图所示。当自行车正常骑行时,A、B、C三轮边缘的线速度、角速度的大小之比关系正确的是( )
A. vA:vB:vC = 1:1:8 B. vA:vB:vC = 4:1:4
C. ωA:ωB:ωC = 1:2:4 D. ωA:ωB:ωC = 4:1:4
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由v = ωr,A和C角速度相同,A和B线速度相同;根据v = ωr得线速度与半径成正比,即
vA:vC = 1:8
三者关系
vA:vB:vC = 1:1:8
A正确,B错误;
CD.角速度与半径成反比,即
ωA:ωB = 4:1
三者关系
ωA:ωB:ωC = 4:1:4
C错误,D正确。
故选AD。
7. 2023年10月26日,我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射,与“天和"核心舱成功对接,飞船变轨前绕地稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上,椭圆轨道II为飞船的转移轨道,核心舱绕地沿逆时针方向运行在半径为r3的圆形轨道Ⅲ上,轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和ⅡI分别相切于A、B两点,飞船在A点变轨,与核心舱刚好在B点进行对接,下列说法正确的是( )
A. 神舟十七号在Ⅰ轨道上稳定运行的速度可能大于7.9km/s
B. 神舟十七号在ⅠⅠ轨道上由A向B运动时,速度减小,机械能减小
C. 神舟十七号在ⅠⅠ轨道上经过A点的速度大于在Ⅰ轨道上经过A点的速度
D. 神舟十七号在Ⅱ轨道上经过B点时加速变轨进入Ⅲ轨道与“天和”核心舱完成对接
【答案】CD
【解析】
【详解】A.第一宇宙速度7.9km/s是卫星的最小发射速度,是卫星的最大绕行速度,所以神舟十七号在Ⅰ轨道上稳定运行的速度一定不能大于7.9km/s。故A错误;
B.神舟十七号在ⅠⅠ轨道上由A向B运动时,只有引力做负功,速度减小,机械能不变。故B错误;
C.从Ⅰ轨道到ⅠⅠ轨道需要加速,所以神舟十七号在ⅠⅠ轨道上经过A点的速度大于在Ⅰ轨道上经过A点的速度。故C正确;
D.神舟十七号在Ⅱ轨道上经过B点时加速变轨进入Ⅲ轨道与“天和”核心舱完成对接,故D正确。
故选CD。
8. 如图甲所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为 m 的小球,从离弹簧上端高 h 处由静止释放。研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程,以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴 Ox,做出小球所受弹力 F 的大小随小球下落的位置坐标 x 变化的关系,如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为 g。以下说法正确的是( )
A. 小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中,速度始终减小
B. 小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中,加速度先减小后增大
C. 当 x=h+2x0时,小球的动能为零
D. 小球动能的最大值为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.小球刚落到弹簧上时,弹力小于重力,小球加速度向下,速度增大,随弹力的增加,加速度减小,当弹力等于重力时加速度为零,此时速度最大;然后向下运动时弹力大于重力,小球的加速度向上且逐渐变大,小球做减速运动直到最低点,则小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中,速度先增大后减小,加速度先减小后增大,故A错误,B正确;
C.根据乙图可知,当x=h+x0,小球的重力等于弹簧的弹力,是平衡位置,在x=0处小球的动能不为零,根据对称性可知,在 x=h+2x0 位置小球的动能也不为零,选项C错误;
D.小球达到最大速度的过程中,根据动能定理可知
故小球动能的最大值为,故D正确;
故选BD。
二、填空题(每空2分,共12分)
9. 如图所示,李明同学用与水平方向成角,大小为15N的力F拉一个木箱,木箱以大小为2m/s的速度在水平地面上沿直线匀速向右前进了8m,,,木箱在运动8m的过程中,克服摩擦力所做的功为_____J,末拉力的瞬时功率为_____W。
【答案】 ①. 96 ②. 24
【解析】
【详解】[1]因木箱向右匀速运动,则水平方向的合力为零,有
则木箱克服摩擦力所做的功为
[2]末拉力的瞬时功率为
10. 如图所示,跳台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的点水平飞出,落到斜坡上的点。两点间的竖直高度,斜坡与水平方向的夹角,不计空气阻力,。则运动员从点水平飞出时的速度为____________;运动员刚落到点时的速度大小为____________。
【答案】 ①. 10 ②.
【解析】
【详解】[1]已知竖直高度,斜坡倾角,重力加速度。由斜面几何关系可得运动员从点到点的水平位移为
运动员从点水平飞出,设初速度为,飞行时间为,根据平抛运动规律,竖直方向和水平方向分别有,
解得
代入数据解得
[2]运动员到达点时,水平分速度和竖直分速度分别为,
根据速度的合成可得
联立解得
代入数据解得
所得速度的单位均为,且运动员下落过程中重力做正功,因此落到点时的速度大于水平飞出速度,结果符合物理实际。
11. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持以额定功率运动,其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=1×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,取g=10 m/s2,则汽车的额定功率为___________ W, 汽车的最大速度为___________ m/s
【答案】 ①. ②. 100m/s
【解析】
【详解】[1]在前5s内做匀加速运动,由图像可知加速度
根据牛顿第二定律可知
在5s末,达到额定功率因此
解得
[2]最大速度时,牵引力与阻力大小相等,此时
解得
四、实验题(每空2分,共12分)
12. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属。
(1)实验现象是,小球A、B______(填“同时”或“先后”)落地;
(2)现将A、B球恢复初始状态后,用比较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间______(填“变长”“不变”或“变短”);
(3)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,数据处理时选择A点为坐标原点(0,0),丙图中小方格的边长均为2cm,,则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。(结果可保留根号)
【答案】 ①. 同时 ②. 不变 ③.
【解析】
【详解】(1)[1] A球在竖直方向上做自由落体运动,实验现象是,小球A、B同时落地。
(2)[2] 现将A、B球恢复初始状态后,用比较大的力敲击弹性金属片,根据 ,A球下落高度不变, A球在空中运动的时间不变。
(3)[3]由丙图可知AB与BC过程所用时间T相等,竖直方向根据
可得
水平方向有
联立可得小球运动中水平分速度的大小为
13. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球,请回答相关问题:
(1)在某次实验中,某同学把两个质量相等的钢球轻轻靠在挡板、的位置,、到塔轮中心距离相同,将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄,观察左右标尺的刻度,此时可研究向心力的大小与 的关系
A. 质量 B. 角速度 C. 半径
(2)在(1)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出个格,右边标尺露出个格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比______;其他条件不变,若增大手柄转动的速度,则左右两标尺示数的比值_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)B (2) ①. 2∶1 ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
两球质量m相等、转动半径r相等,塔轮皮带边缘线速度大小相等,由于可知,塔轮角速度不同,即小球角速度不同,此时可研究向心力的大小与角速度的关系。
故选B。
【小问2详解】
[1]左边标尺露出1个格,右边标尺露出4个格,则向心力之比为1:4,由,
可知,小球的角速度之比为1:2,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为2:1。
[2]由上一步的分析可知,其他条件不变,若增大手柄转动的速度,则左右两标尺示数的比值不变。
五、计算题(本大题共小题共分。其中第题分,第题分,第题分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。)
14. 如图所示,我国发射的火星探测器“天问一号”在登陆火星前,探测器在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动,周期为T。已知火星的半径为R,引力常量为G,忽略其他天体对探测器的引力作用,求:
(1)探测器绕火星做匀速圆周运动的线速度大小;
(2)火星的质量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
探测器绕火星做匀速圆周运动的线速度大小
其中
解得
【小问2详解】
探测器绕火星做匀速圆周运动所需向心力由万有引力提供,则
解得
将代入得
15. 动画片“熊出没”中有这样一个情节:某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱,被挂在了树上(如图甲),聪明的熊大想出了一个办法,让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救,其过程可简化如图乙所示,设悬点为O,整个装置可视为质点且总质量为m,绳长为L且保持不变,绳子能承受的最大张力为,不计一切阻力,重力加速度为g,求:
(1)设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子恰好断裂,求他们在最低点的速度的大小;
(2)若绳长改为2L,两熊在水平面内做匀速圆周运动,如图丙。若两熊做圆锥摆运动时绳子与竖直方向的夹角为,求此时绳子受到的拉力F的大小以及两熊的速度v的大小。
【答案】(1);(2),
【解析】
【详解】(1)摆到最低点时绳子拉力最大,则绳子刚好断裂时有
解得
(2)两熊在水平面内做匀速圆周运动,对熊受力分析可得
联立解得
16. 如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成,AB和BCD相切于B点,OB与OC夹角为37,CD连线是圆轨道竖直方向的直径、D为圆轨道的最低点和最高点,可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出滑块经过圆轨道最低点C时对轨道的压力为F,并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象,该图线截距为2N,且过点,取。求:
(1)滑块的质量和圆轨道的半径;
(2)若要求滑块不脱离圆轨道,则静止滑下的高度为多少;
(3)是否存在某个H值,使得滑块经过最高点D飞出后落在圆心等高处的轨道上若存在,请求出H值;若不存在,请说明理由。
【答案】(1)m=0.2kg ,;(2),;(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)当时,由图象截距可知
当小物块从A点静止下滑,由图象知
对轨道的压力
解得
(2)不脱离轨道分两种情况:
①到圆心等高处速度为零
有能量守恒可知,滑块从静止开始下滑高度
②通过最高点,通过最高点的临界条件
设下落高度为,由动能定理
解得
则应该满足下落高度
(3)假设滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的E点
解得
而滑块过D点的临界速度
由于:,所以存在一个H值,使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点
解得
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闽江学院附属中学2025-2026学年度第二学期期末考试
高一物理试卷
(满分:100分;考试时间:75分钟)
一、单选题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 篮球是中学生喜欢的一项体育运动,投篮时篮球以一定速度斜向上抛出,在空中划过优美的抛物线如图所示,B点是抛物线的最高点,则篮球( )
A. 做匀变速曲线运动
B. 在B点速度为零
C. 在B点重力的功率不为零
D. 从A到C的运动过程中重力先做正功后做负功
2. 如图甲所示为某电影公司拍摄武打片时演员吊威亚(钢丝)的场景,可以简化为如图乙所示,轨道车通过细钢丝跨过滑轮拉着演员竖直上升,便可呈现出演员飞檐走壁的效果。某次拍摄时轨道车沿水平地面以的速度向左匀速运动,某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角,已知,则下列说法正确的是( )
A. 演员正匀速上升
B. 演员正减速上升
C. 该时刻演员的速度大小为
D. 该时刻演员的速度大小为
3. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中汽车通过最高点时要减速是为了防止爆胎
B. 图乙中脱水桶甩出的水滴受到离心力的作用
C. 图丙中汽车在水平面内沿曲线减速行驶时速度及所受合力的方向可能沿图示方向
D. 图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度,轮缘会挤压内轨
4. 如图所示为旋转脱水拖把,其工作原理:拖把杆向下压一个螺距,拖把头就转动一圈。现某拖把杆内有一段长度为的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起,螺杆的螺距(相邻螺纹之间的距离),拖把头的半径为,拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转,把拖把头上的水甩出去。某次脱水时,拖把杆上段内匀速下压了,该过程中拖把头匀速转动,则( )
A. 拖把杆向下运动的速度为 B. 拖把头边缘的角速度为
C. 拖把头转动的线速度为 D. 拖把头的转速为
二、双项选择题:(本题共小题,每小题分,共分,每小题有项符合题目要求,全部选对的得分,选对但不全的得分,有选错的得分。)
5. 小船在静水中的速度为4m/s,河宽为200m,水流速度为3m/s,下列说法正确的是( )
A. 小船过河的最短时间为50s
B. 小船以最短时间过河,其位移为200m
C. 船头垂直河岸过河,水速越大,过河时间越长
D. 小船过河的实际速度可以垂直于河岸
6. 自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个传动部分,且半径RB = 4RA、RC = 8RA,如图所示。当自行车正常骑行时,A、B、C三轮边缘的线速度、角速度的大小之比关系正确的是( )
A. vA:vB:vC = 1:1:8 B. vA:vB:vC = 4:1:4
C. ωA:ωB:ωC = 1:2:4 D. ωA:ωB:ωC = 4:1:4
7. 2023年10月26日,我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射,与“天和"核心舱成功对接,飞船变轨前绕地稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上,椭圆轨道II为飞船的转移轨道,核心舱绕地沿逆时针方向运行在半径为r3的圆形轨道Ⅲ上,轨道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和ⅡI分别相切于A、B两点,飞船在A点变轨,与核心舱刚好在B点进行对接,下列说法正确的是( )
A. 神舟十七号在Ⅰ轨道上稳定运行的速度可能大于7.9km/s
B. 神舟十七号在ⅠⅠ轨道上由A向B运动时,速度减小,机械能减小
C. 神舟十七号在ⅠⅠ轨道上经过A点的速度大于在Ⅰ轨道上经过A点的速度
D. 神舟十七号在Ⅱ轨道上经过B点时加速变轨进入Ⅲ轨道与“天和”核心舱完成对接
8. 如图甲所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为 m 的小球,从离弹簧上端高 h 处由静止释放。研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程,以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴 Ox,做出小球所受弹力 F 的大小随小球下落的位置坐标 x 变化的关系,如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为 g。以下说法正确的是( )
A. 小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中,速度始终减小
B. 小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中,加速度先减小后增大
C. 当 x=h+2x0时,小球的动能为零
D. 小球动能的最大值为
二、填空题(每空2分,共12分)
9. 如图所示,李明同学用与水平方向成角,大小为15N的力F拉一个木箱,木箱以大小为2m/s的速度在水平地面上沿直线匀速向右前进了8m,,,木箱在运动8m的过程中,克服摩擦力所做的功为_____J,末拉力的瞬时功率为_____W。
10. 如图所示,跳台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的点水平飞出,落到斜坡上的点。两点间的竖直高度,斜坡与水平方向的夹角,不计空气阻力,。则运动员从点水平飞出时的速度为____________;运动员刚落到点时的速度大小为____________。
11. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持以额定功率运动,其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=1×103 kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,取g=10 m/s2,则汽车的额定功率为___________ W, 汽车的最大速度为___________ m/s
四、实验题(每空2分,共12分)
12. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点,他的实验操作是:在小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属。
(1)实验现象是,小球A、B______(填“同时”或“先后”)落地;
(2)现将A、B球恢复初始状态后,用比较大的力敲击弹性金属片,A球在空中运动的时间______(填“变长”“不变”或“变短”);
(3)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹,由于没有记录抛出点,如图丙所示,数据处理时选择A点为坐标原点(0,0),丙图中小方格的边长均为2cm,,则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。(结果可保留根号)
13. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球,请回答相关问题:
(1)在某次实验中,某同学把两个质量相等的钢球轻轻靠在挡板、的位置,、到塔轮中心距离相同,将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄,观察左右标尺的刻度,此时可研究向心力的大小与 的关系
A. 质量 B. 角速度 C. 半径
(2)在(1)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出个格,右边标尺露出个格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比______;其他条件不变,若增大手柄转动的速度,则左右两标尺示数的比值_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
五、计算题(本大题共小题共分。其中第题分,第题分,第题分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。)
14. 如图所示,我国发射的火星探测器“天问一号”在登陆火星前,探测器在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动,周期为T。已知火星的半径为R,引力常量为G,忽略其他天体对探测器的引力作用,求:
(1)探测器绕火星做匀速圆周运动的线速度大小;
(2)火星的质量。
15. 动画片“熊出没”中有这样一个情节:某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱,被挂在了树上(如图甲),聪明的熊大想出了一个办法,让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救,其过程可简化如图乙所示,设悬点为O,整个装置可视为质点且总质量为m,绳长为L且保持不变,绳子能承受的最大张力为,不计一切阻力,重力加速度为g,求:
(1)设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子恰好断裂,求他们在最低点的速度的大小;
(2)若绳长改为2L,两熊在水平面内做匀速圆周运动,如图丙。若两熊做圆锥摆运动时绳子与竖直方向的夹角为,求此时绳子受到的拉力F的大小以及两熊的速度v的大小。
16. 如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成,AB和BCD相切于B点,OB与OC夹角为37,CD连线是圆轨道竖直方向的直径、D为圆轨道的最低点和最高点,可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出滑块经过圆轨道最低点C时对轨道的压力为F,并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象,该图线截距为2N,且过点,取。求:
(1)滑块的质量和圆轨道的半径;
(2)若要求滑块不脱离圆轨道,则静止滑下的高度为多少;
(3)是否存在某个H值,使得滑块经过最高点D飞出后落在圆心等高处的轨道上若存在,请求出H值;若不存在,请说明理由。
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