内容正文:
高一年级物理学科科学情检测
答题注意事项:
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单选题(共8小题,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A. 物体做圆周运动时,其合力垂直于速度方向
B. 曲线运动一定是变速运动,其加速度可能是恒定不变的
C. 平抛运动速度变化率越来越大
D. 匀速圆周运动的向心加速度是恒定的
【答案】B
【解析】
【详解】A.只有物体做匀速圆周运动时,合力才始终指向圆心并与速度方向垂直;物体做变速圆周运动时,合力可以有沿切线方向的分量,故A错误;
B.曲线运动中速度方向沿轨迹的切线方向并不断改变,因此曲线运动一定是变速运动;物体做平抛运动时加速度恒为重力加速度,说明曲线运动的加速度可以恒定,故B正确;
C.速度变化率就是加速度,平抛运动的加速度恒为重力加速度,故C错误;
D.匀速圆周运动的向心加速度大小不变,但方向始终指向圆心并随物体位置改变,故D错误。
故选B。
2. 生活中有许多圆周运动的实例,下列关于实例的分析正确的是( )
A. 汽车快速转弯时,乘客向外倾倒是因为受到了向外的离心力作用
B. 在竖直面内的匀速转动的摩天轮轿厢中,游客受到的支持力始终与其重力大小相等
C. 车辆在通过拱形桥顶点时对桥面的压力小于其重力
D. 在转弯处的火车轨道通常设计成“外高内低”,其目的是减小火车的向心力大小
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车快速转弯时,乘客向外倾倒是因为惯性的原因,故A错误;
B.在竖直面内的匀速转动的摩天轮轿厢中,游客受到的支持力始终与其重力大小不一定相等,如在最低点时,支持力大于重力,故B错误;
C.车辆在通过拱形桥顶点时,根据牛顿第二定律有
结合牛顿第三定律可知,汽车对桥面的压力小于其重力,故C正确;
D.在转弯处的火车轨道通常设计成“外高内低”,其目的是使火车的重力与支持力的合力提供向心力,减小火车与轨道间的弹力,故D错误;
故选C。
3. 如图所示,人用轻绳通过光滑轻质定滑轮拉穿在光滑竖直杆上的物块A,人以速度向左匀速拉绳,某一时刻,定滑轮右侧绳与竖直杆的夹角为,左侧绳与水平面的夹角为,此时物块A与人速度之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,沿绳方向的速度相等,则有
解得
故选D。
4. 如图所示,一名运动员在参加跳远比赛,他腾空过程中离地面的最大高度为L,成绩为4L,假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α,运动员可视为质点,不计空气阻力,则有( )
A. tanα=2 B. tanα=1 C. tanα= D. tanα=
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】运动员从最高点到落地的过程做平抛运动,根据对称性,可知平抛运动的水平位移为,则有
解得
运动员通过最高点时的速度为
则有
ACD错误,B正确。
故选B。
5. 如图所示,有一质量为M的大圆环,半径为R,被一轻杆固定后悬挂在O点,有一个质量为m的小环(可视为质点),从大环某位置由静止滑下。小环滑到大环底部时,速度为v,重力加速度为g。则此时大环对轻杆的拉力大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在大环底部,设大环对小环的作用力大小为,方向竖直向上。对小环,由牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律,小环对大环的作用力竖直向下,大小为。大环静止,设轻杆对大环的拉力大小为,由平衡条件得
解得
根据牛顿第三定律,大环对轻杆的拉力大小也为
故选C。
6. 有一个质量为2kg的质点在直角坐标系xOy所在的平面内运动,x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度大小为8m/s
B. 质点初速度的方向与合外力的方向垂直
C. 质点所受的合外力大小为4N
D. 质点做匀变速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图甲得,图乙为倾斜直线,斜率表示方向速度,故
初速度大小为,故A错误;
B.由图甲斜率得
由图乙得,所以合外力沿轴正方向。初速度的方向分量为正、方向分量为负,其方向不与合外力方向垂直,故B错误;
C.质点加速度大小为,由牛顿第二定律得,故C正确;
D.方向为匀加速直线运动,方向为匀速直线运动,合速度方向不断变化,质点做匀变速曲线运动,故D错误。
故选C。
7. 如图,窗子上、下沿间的高度H=1.6m,墙的厚度d=0.4m,窗子下沿离地高度,某人在离墙壁L=1.4m、距窗子上沿h=0.2m处的P点,将可视为质点的小物件以v的速度连续水平抛出,小物件直接穿过窗口并落在水平地面上形成痕迹并立即取走,取走后再抛出下一个,取。则小物件落在水平地面痕迹的长度( )
A. 4.9m B. 2.5m C. 2.1m D. 2.8m
【答案】D
【解析】
【详解】小物件做平抛运动,恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大,此时有,
代入数据解得
小物件恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小,则有,
代入数据解得
则小物件落在水平地面痕迹的长度
又
解得,,故选D。
8. 2025年4月,“长征三号乙”以半月一次的密集节奏第6次出征,携通信技术试验卫星十七号直刺苍穹。这枚拥有氢氧心脏的火箭将于5月首次执行日心轨道发射,托举“天问二号”开启小行星探测,助推中国行星探索工程迈向深空。下图是这次太空探测任务的第一阶段卫星发射的轨道示意图。轨道I为近地轨道,轨道II为转移轨道,轨道Ⅲ为同步轨道。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,地心到B点的距离为r,则( )
A. “天问二号”在转移轨道Ⅱ上各点的速度均小于7.9km/s
B. “天问二号”在轨道Ⅲ上运动的周期为
C. “天问二号”在椭圆轨道Ⅱ上由A点运动至B点所需的时间为
D. “天问二号”在轨道I和轨道III运行的周期之比为R:r
【答案】C
【解析】
【详解】A.近地轨道速度,从轨道I变轨到椭圆轨道II需在A点加速,故A点速度大于7.9km/s,故A错误;
B.轨道III半径为,由,结合
得,故B错误;
C.椭圆轨道II半长轴,由开普勒第三定律,
得
从A到B为半个周期,故C正确;
D.,故D错误。
故选C。
二、多选题(共2小题,共10分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,错选0分)
9. 如图所示,一长为l的轻杆的一端固定在水平转轴上,另一端固定一质量为m的小球,轻杆随转轴在竖直平面内做圆周运动最高点的速度为v,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 若小球运动到最高点C时与杆作用力为零,则
B. 若小球运动到最高点C时球对杆的作用力大小为,则
C. 若小球运动到最高点C时球对杆的作用力大小为2mg,则
D. 若小球做匀速圆周运动且,到水平位置A时杆对球的作用力大小为mg
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC.由牛顿第三定律,杆对小球与小球对杆的作用力大小相等。在最高点,规定竖直向下为正,设杆对小球沿杆方向的作用力为,由牛顿第二定律有
杆与小球间作用力为零时,,解得。当作用力大小为时,可能为正也可能为负,由
解得,或
速度不能唯一确定。当作用力大小为时,若
由受力方程得
不符合实际,因此
解得,故B错误,AC正确;
D.在点,小球的向心加速度水平向右,大小为
竖直方向加速度为零。
杆对小球作用力的水平分量向右且大小为,竖直分量向上且大小为,其大小为,故D错误。
故选AC。
10. 2024年12月8日消息,长城汽车CTO吴会肖在微博发文称,长城汽车气动声学风洞试验室预计明年建设完成,后年正式投入使用,如图在风洞实验室中,从A点以水平速度向左抛出一质量为m的小球(可视为质点),小球被抛出后受到大小为、方向水平向右的恒定风力,经过一段时间小球运动到A点正下方的B点处,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 此过程中小球离A、B两点所在直线的最远距离
B. 在此过程中小球离A、B两点所在直线的最远处速度大小为
C. A、B两点间的距离
D. 小球运动到B点时的速度,方向斜向右下方,与竖直方向的夹角θ=45°
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.依题意,当小球水平向左的速度减为零时,小球离A、B两点所在直线的距离最远
水平方向,由牛顿第二定律
有
由
有
解得,A正确;
B.设小球运动到离A、B两点所在直线最远处用时
水平方向,由
有
由前面分析知
依题意,小球在竖直方向做自由落体
有
由
解得,B正确;
C.根据水平方向运动对称性知
由
有
解得,C错误;
D.小球运动到B点时,设速度大小为,与竖直方向夹角
由前面分析知,水平方向,方向水平向右
竖直方向
得,方向竖直向下
解得
由
得,即速度方向斜向右下方,与竖直方向的夹角θ=45°,D正确。
故选ABD。
三、实验题(共两小题,共18分,每空2分。)
11. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
①采用的实验方法是__________
A.控制变量法 B.等效法 C.模拟法
②在小球质量和转动半径相同的情况下,逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的________之比(选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”);在加速转动手柄过程中,左右标尺露出红白相间等分标记的比值__________(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
【答案】 ①. A ②. 角速度平方 ③. 不变
【解析】
【详解】①[1]本实验先控制住其它几个因素不变,集中研究其中一个因素变化所产生的影响,采用的实验方法是控制变量法;
故选A。
②[2]标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值,根据
在小球质量和转动半径相同的情况下,可知左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的角速度平方之比。
[3]设皮带两塔轮的半径为R1、R2,塔轮的线速度为v;则有
,
小球质量和转动半径相同的情况下,可知
由于两变速盘的半径之比不变,则两小球的角速度平方之比不变,左、右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。
12. (1)为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验∶如图中甲所示,用小锤打击弹性金属片,B球就水平飞出,同时A球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面;如图乙所示的实验∶将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内,最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度山静止同时释放,滑道2与光滑水平板连接,则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2.这两个实验说明___________。
A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动
B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质
(2)关于“研究物体平抛运动”实验,下列说法正确的是___________。
A.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差
B.安装斜槽时其末端切线应水平
C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放
D.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
(3)如图,某同学利用丙装置在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹, a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。(g取10m/s2)
①小球平抛运动的初速度为___________ m/s。
②小球运动到b点时,在y方向的分速度为___________ m/s。
③抛出点坐标x =___________cm,y=___________cm。
【答案】 ①. AB ②. BC ③. 2 ④. 1.5 ⑤. -10 ⑥. -1.25
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]A.用小锤打击弹性金属片,B球就水平飞出,同时A球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,则知B球竖直方向上的运动规律与A球相同,甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动,故A正确;
BCD.把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板连接,则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2,知1球在水平方向上的运动规律与2球相同,即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,故B正确,CD错误。
(2)[2]A.小球与斜槽之间有摩擦,但不会影响小球做平抛运动,故A错误;
B.研究平抛运动实验的关键是要保证小球能够水平飞出,则安装实验装置时,安装斜槽时其末端切线应水平,故B正确;
C.为了保证每次平抛的初速度和轨迹相同,所以小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放,故C正确;
D.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,不能作为小球做平抛运动的起点,应该选择小球抛出时的球心位置作为平抛运动的起点,故D错误。
(3)[3]由于ab、bc间水平位移相等,而平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动,故小球在ab、bc间运动时间相等,设为t,根据竖直方向自由落体运动规律
得出
水平方向上
可得
[4] 根据自由落体运动规律和匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可知b点竖直方向的分速度
代入数据可得
[5][6]由上题可知
则可算出从抛出到b点的时间
则由
可求出抛出点到b点的水平和竖直的距离分别为30cm和11.25cm,则可得出抛出点的坐标点
四、解答题(共三小题,共40分)
13. 轻质细线一端固定在天花板上,另一端系质量为1kg的小球,现使小球做圆锥摆的水平面内的圆周运动,如图所示,已知轻质细线长,重力加速度。求:
(1)当细线与竖直方向的夹角时,小球的角速度是多少;
(2)若细线能承受的最大拉力,则小球的角速度不能超过多少
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对圆锥摆小球受力分析,由牛顿第二定律得
其中圆周运动的轨道半径
解得
【小问2详解】
当拉力达到最大拉力时,角速度达到最大值,超过则细线断裂,则
根据
代入解得
即角速度不能超过。
14. 如图所示,我国发射的“天问一号”携带的“祝融号”火星车已成功着陆火星,为减小沾在火星车太阳能板上的尘土对火星车的影响,“祝融号”火星车的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时,沾在太阳能板边缘、距火星地面高度为h的某块尘土无初速下落,经过时间t落在地面上。已知引力常量为G,火星可视为半径为R、质量分布均匀的球体,忽略火星大气的影响。求:
(1)火星的质量;
(2)火星的第一宇宙速度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)尘土做自由落体运动有
在火星表面有
联立解得
(2)在火星表面有
解得火星的第一宇宙速度大小
15. 如图所示,从A点以的水平速度抛出一质量的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入固定在地面上的光滑圆弧轨道BC,其中轨道C端切线水平,小物块通过半径光滑圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板M上,滑到C点时,对圆弧轨道C点的压力为109N,已知长木板的质量,物块与长木板之间的动摩擦因数,长木板与地面间的动摩擦因数,OB与竖直方向OC间的夹角,取,求:
(1)小物块在C点的速度大小;
(2)A、B两点竖直高度和水平距离;
(3)若木板足够长,求小物块滑上木板后运动的时间。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块在C点,由牛顿第二定律有
代入,、
解得
【小问2详解】
小物块在B点沿切线进入圆弧,说明速度方向与水平方向夹角为
将B点速度分解,水平分速度等于初速度,则
竖直分速度
小物块从点到点做平抛运动,竖直方向有
解得运动时间
因此竖直高度
水平距离
【小问3详解】
小物块在木板上受向左的滑动摩擦力,做匀减速运动,由牛顿第二定律有
解得
长木板受物块向右的摩擦力
同时受地面向左的最大静摩擦力为
因为
则木板向右加速,由牛顿第二定律有
解得
方向向右,长木板向右做匀加速运动。设经过两者达到共速,则
解得,
共速后,假设两者一起减速,对整体,由牛顿第二定律有
解得整体加速度
两者之间的静摩擦力
假设成立,因此两者一起减速到静止的时间
因此总运动时间
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高一年级物理学科科学情检测
答题注意事项:
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单选题(共8小题,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A. 物体做圆周运动时,其合力垂直于速度方向
B. 曲线运动一定是变速运动,其加速度可能是恒定不变的
C. 平抛运动速度变化率越来越大
D. 匀速圆周运动的向心加速度是恒定的
2. 生活中有许多圆周运动的实例,下列关于实例的分析正确的是( )
A. 汽车快速转弯时,乘客向外倾倒是因为受到了向外的离心力作用
B. 在竖直面内的匀速转动的摩天轮轿厢中,游客受到的支持力始终与其重力大小相等
C. 车辆在通过拱形桥顶点时对桥面的压力小于其重力
D. 在转弯处的火车轨道通常设计成“外高内低”,其目的是减小火车的向心力大小
3. 如图所示,人用轻绳通过光滑轻质定滑轮拉穿在光滑竖直杆上的物块A,人以速度向左匀速拉绳,某一时刻,定滑轮右侧绳与竖直杆的夹角为,左侧绳与水平面的夹角为,此时物块A与人速度之比为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,一名运动员在参加跳远比赛,他腾空过程中离地面的最大高度为L,成绩为4L,假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α,运动员可视为质点,不计空气阻力,则有( )
A. tanα=2 B. tanα=1 C. tanα= D. tanα=
5. 如图所示,有一质量为M的大圆环,半径为R,被一轻杆固定后悬挂在O点,有一个质量为m的小环(可视为质点),从大环某位置由静止滑下。小环滑到大环底部时,速度为v,重力加速度为g。则此时大环对轻杆的拉力大小为( )
A. B.
C. D.
6. 有一个质量为2kg的质点在直角坐标系xOy所在的平面内运动,x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度大小为8m/s
B. 质点初速度的方向与合外力的方向垂直
C. 质点所受的合外力大小为4N
D. 质点做匀变速直线运动
7. 如图,窗子上、下沿间的高度H=1.6m,墙的厚度d=0.4m,窗子下沿离地高度,某人在离墙壁L=1.4m、距窗子上沿h=0.2m处的P点,将可视为质点的小物件以v的速度连续水平抛出,小物件直接穿过窗口并落在水平地面上形成痕迹并立即取走,取走后再抛出下一个,取。则小物件落在水平地面痕迹的长度( )
A. 4.9m B. 2.5m C. 2.1m D. 2.8m
8. 2025年4月,“长征三号乙”以半月一次的密集节奏第6次出征,携通信技术试验卫星十七号直刺苍穹。这枚拥有氢氧心脏的火箭将于5月首次执行日心轨道发射,托举“天问二号”开启小行星探测,助推中国行星探索工程迈向深空。下图是这次太空探测任务的第一阶段卫星发射的轨道示意图。轨道I为近地轨道,轨道II为转移轨道,轨道Ⅲ为同步轨道。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,地心到B点的距离为r,则( )
A. “天问二号”在转移轨道Ⅱ上各点的速度均小于7.9km/s
B. “天问二号”在轨道Ⅲ上运动的周期为
C. “天问二号”在椭圆轨道Ⅱ上由A点运动至B点所需的时间为
D. “天问二号”在轨道I和轨道III运行的周期之比为R:r
二、多选题(共2小题,共10分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全的得3分,错选0分)
9. 如图所示,一长为l的轻杆的一端固定在水平转轴上,另一端固定一质量为m的小球,轻杆随转轴在竖直平面内做圆周运动最高点的速度为v,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 若小球运动到最高点C时与杆作用力为零,则
B. 若小球运动到最高点C时球对杆的作用力大小为,则
C. 若小球运动到最高点C时球对杆的作用力大小为2mg,则
D. 若小球做匀速圆周运动且,到水平位置A时杆对球的作用力大小为mg
10. 2024年12月8日消息,长城汽车CTO吴会肖在微博发文称,长城汽车气动声学风洞试验室预计明年建设完成,后年正式投入使用,如图在风洞实验室中,从A点以水平速度向左抛出一质量为m的小球(可视为质点),小球被抛出后受到大小为、方向水平向右的恒定风力,经过一段时间小球运动到A点正下方的B点处,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 此过程中小球离A、B两点所在直线的最远距离
B. 在此过程中小球离A、B两点所在直线的最远处速度大小为
C. A、B两点间的距离
D. 小球运动到B点时的速度,方向斜向右下方,与竖直方向的夹角θ=45°
三、实验题(共两小题,共18分,每空2分。)
11. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
①采用的实验方法是__________
A.控制变量法 B.等效法 C.模拟法
②在小球质量和转动半径相同的情况下,逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的________之比(选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”);在加速转动手柄过程中,左右标尺露出红白相间等分标记的比值__________(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
12. (1)为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验∶如图中甲所示,用小锤打击弹性金属片,B球就水平飞出,同时A球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面;如图乙所示的实验∶将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内,最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度山静止同时释放,滑道2与光滑水平板连接,则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2.这两个实验说明___________。
A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动
B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质
(2)关于“研究物体平抛运动”实验,下列说法正确的是___________。
A.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差
B.安装斜槽时其末端切线应水平
C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放
D.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
(3)如图,某同学利用丙装置在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹, a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。(g取10m/s2)
①小球平抛运动的初速度为___________ m/s。
②小球运动到b点时,在y方向的分速度为___________ m/s。
③抛出点坐标x =___________cm,y=___________cm。
四、解答题(共三小题,共40分)
13. 轻质细线一端固定在天花板上,另一端系质量为1kg的小球,现使小球做圆锥摆的水平面内的圆周运动,如图所示,已知轻质细线长,重力加速度。求:
(1)当细线与竖直方向的夹角时,小球的角速度是多少;
(2)若细线能承受的最大拉力,则小球的角速度不能超过多少
14. 如图所示,我国发射的“天问一号”携带的“祝融号”火星车已成功着陆火星,为减小沾在火星车太阳能板上的尘土对火星车的影响,“祝融号”火星车的太阳能板可以像蝴蝶一样扇动翅膀。若在扇动太阳能板时,沾在太阳能板边缘、距火星地面高度为h的某块尘土无初速下落,经过时间t落在地面上。已知引力常量为G,火星可视为半径为R、质量分布均匀的球体,忽略火星大气的影响。求:
(1)火星的质量;
(2)火星的第一宇宙速度。
15. 如图所示,从A点以的水平速度抛出一质量的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入固定在地面上的光滑圆弧轨道BC,其中轨道C端切线水平,小物块通过半径光滑圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板M上,滑到C点时,对圆弧轨道C点的压力为109N,已知长木板的质量,物块与长木板之间的动摩擦因数,长木板与地面间的动摩擦因数,OB与竖直方向OC间的夹角,取,求:
(1)小物块在C点的速度大小;
(2)A、B两点竖直高度和水平距离;
(3)若木板足够长,求小物块滑上木板后运动的时间。
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