題目列表(包括答案和解析)
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質(zhì)量為100kg的“勇氣”號(hào)火星車于2004年成功登陸在火星表面。若“勇氣”號(hào)在離火星表面12m時(shí)與降落傘自動(dòng)脫離,此時(shí)“勇氣”號(hào)的速度為4m/s。被氣囊包裹的“勇氣”號(hào)第一次下落到地面后又彈跳到18m高處,這樣上下碰撞了若干次后,才靜止在火星表面上。已知火星的半徑為地球半徑的0.5倍,質(zhì)量為地球質(zhì)量的0.1倍。若“勇氣”號(hào)第一次碰撞火星地面時(shí),氣囊和地面的接觸時(shí)間為0.7s,地球表面的重力加速度g=10m/s2,不考慮火星表面空氣阻力及自轉(zhuǎn)的影響,求:
(1)“勇氣”號(hào)第一次碰撞火星地面前的速度v1;
(2)“勇氣”號(hào)和氣囊第一次與火星碰撞時(shí)所受到的平均沖力F。
質(zhì)量為100kg的“勇氣”號(hào)火星車于2004年成功登陸在火星表面。若“勇氣”號(hào)在離火星表面12m時(shí)與降落傘自動(dòng)脫離,被氣囊包裹的“勇氣”號(hào)下落到地面后又彈跳到18m高處,這樣上下碰撞了若干次后,才靜止在火星表面上。已知火星的半徑為地球半徑的0.5倍,質(zhì)量為地球質(zhì)量的0.1倍。若“勇氣”號(hào)第一次碰撞火星地面時(shí),氣囊和地面的接觸時(shí)間為0.7s,其損失的機(jī)械能為它與降落傘自動(dòng)脫離處(即離火星地面12m時(shí))動(dòng)能的70%,(地球表面的重力加速度g=10m/s2,不考慮火星表面空氣阻力)求:
(1)火星表面的重力加速度;
(2)“勇氣”號(hào)在它與降落傘自動(dòng)脫離處(即離火星地面12m時(shí))的速度;
(3)“勇氣”號(hào)和氣囊第一次與火星碰撞時(shí)所受到的平均沖力。
質(zhì)量為100kg的“勇氣”號(hào)火星車于2004年成功登陸在火星表面。若“勇氣”號(hào)在離火星表面12m時(shí)與降落傘自動(dòng)脫離,被氣囊包裹的“勇氣”號(hào)下落到地面后又彈跳到18m高處,這樣上下碰撞了若干次后,才靜止在火星表面上。已知火星的半徑為地球半徑的0.5倍,質(zhì)量為地球質(zhì)量的0.1倍。若“勇氣”號(hào)第一次碰撞火星地面時(shí),氣囊和地面的接觸時(shí)間為0.7s,其損失的機(jī)械能為它與降落傘自動(dòng)脫離處(即離火星地面12m時(shí))動(dòng)能的70%,(地球表面的重力加速度g=10m/s2,不考慮火星表面空氣阻力)求:
(1)火星表面的重力加速度;
(2)“勇氣”號(hào)在它與降落傘自動(dòng)脫離處(即離火星地面12m時(shí))的速度;
(3)“勇氣”號(hào)和氣囊第一次與火星碰撞時(shí)所受到的平均沖力。
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一、選擇題(本題包括12小題,共48分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
CD
B
C
AC
C
B
BD
C
B
D
CD
A
二、實(shí)驗(yàn)題(本題共兩小題,共17分)
13、⑴ 1.10 (2分)(說(shuō)明:有效數(shù)字不正確不給分)
⑵ 0.765 (3分)(說(shuō)明:有效數(shù)字不正確不給分)
14、⑴ ①不放B時(shí)用秒表測(cè)出彈簧振子完成30次全振動(dòng)的時(shí)間t1
②將B固定在A上,用秒表測(cè)出彈簧振子完成30次全振動(dòng)的時(shí)間t2(此兩步共5分,明確寫出只測(cè)一次全振動(dòng)時(shí)間的最多給3分)
⑵ (3分)
⑶ 無(wú) (1分) 物體與支持面之間沒(méi)有摩擦力,彈簧振子的周期不變。(3分)
三、計(jì)算題(本題包括5小題,共55分)
15、(8分)(說(shuō)明:其它方法正確按步驟參照給分)
解:對(duì)飛鳥,設(shè)其最小的飛行速度為v1,則: (1分)
對(duì)飛機(jī),設(shè)其最小起飛速度為v2, 則: (1分)
兩式相比得: (1分)
代入數(shù)據(jù)得: (2分)
設(shè)飛機(jī)在跑道上滑行的距離為s,由公式:v2=2as (1分)
得: =900m (2分)
16、(10分)(說(shuō)明:其它方法正確按步驟參照給分)
解:設(shè)0~2.0s內(nèi)物體的加速度大小為a1,2~4s內(nèi)物體的加速度大小為a2,
由 得 a1=5m/s2, (1分)
a2=1m/s2 (1分)
由牛頓第二定律得: (1分)
(1分)
解得: F=30N (2分)
由圖象得:物體在前4s內(nèi)的位移為:=8m (2分)
故水平外力F在4s內(nèi)所做的功為: =-240J (2分)
17、(12分)(說(shuō)明:其它方法正確按步驟參照給分)
解:⑴設(shè)火星表面的重力加速度為,地球表面的重力加速度為g
由萬(wàn)有引力定律有: (1分)
可得 , (2分)
設(shè)探測(cè)器在12m高處向下的速度為,則根據(jù)能量關(guān)系有:
(1分)
代入數(shù)據(jù),解得 (1分)
⑵設(shè)探測(cè)器落地的速度為,反彈的速度為,則有:
(1分)
(1分)
代入數(shù)據(jù),解得: (1分)
(1分)
設(shè)“勇氣”號(hào)和氣囊第一次與火星碰撞時(shí)所受到的平均沖力為N,
由動(dòng)量定理得: (2分)
代入數(shù)據(jù),解得:N=4400N (1分)
18、(12分)(說(shuō)明:其它方法正確按步驟參照給分)
解:⑴設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的側(cè)向位移為h, 穿過(guò)界面PS時(shí)偏離中心線OR的距離為y
則: h=at2/2 (1分)
即: (1分)
代入數(shù)據(jù),解得: h=0.03m=3cm (1分)
帶電粒子在離開電場(chǎng)后將做勻速直線運(yùn)動(dòng),由相似三角形知識(shí)得:
(1分)
代入數(shù)據(jù),解得: y=0.12m=12cm (1分)
⑵設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為vy,則:vy=at=
代入數(shù)據(jù),解得: vy=1.5×106m/s (1分)
所以粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度為:
(1分)
設(shè)粒子從電場(chǎng)中飛出時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為θ,則:
(1分)
因?yàn)榱W哟┻^(guò)界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏上,所以該帶電粒子在穿過(guò)界面PS后將繞點(diǎn)電荷Q作勻速圓周運(yùn)動(dòng),其半徑與速度方向垂直。
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑: (1分)
由: (2分)
代入數(shù)據(jù),解得: Q=1.04×10-8C (1分)
19、(13分)(說(shuō)明:其它方法正確按步驟參照給分)
解:⑴設(shè)第1個(gè)球與木盒相遇后瞬間,兩者共同運(yùn)動(dòng)的速度為v1,根據(jù)動(dòng)量守恒定律:
(1分)
代入數(shù)據(jù),解得: v1=3m/s (1分)
⑵設(shè)第1個(gè)球與木盒的相遇點(diǎn)離傳送帶左端的距離為s,第1個(gè)球經(jīng)過(guò)t0與木盒相遇,
則: (1分)
設(shè)第1個(gè)球進(jìn)入木盒后兩者共同運(yùn)動(dòng)的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律:
得: (1分)
設(shè)木盒減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,加速到與傳送帶相同的速度的時(shí)間為t2,則:
=1s (1分)
故木盒在2s內(nèi)的位移為零 (1分)
依題意: (2分)
代入數(shù)據(jù),解得: s=7.5m t0=0.5s (1分)
⑶自木盒與第1個(gè)球相遇至與第2個(gè)球相遇的這一過(guò)程中,傳送帶的位移為S,木盒的位移為s1,則: (1分)
(1分)
故木盒相對(duì)與傳送帶的位移:
則木盒與傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量是: (2分)
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