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4.某人站在一星球上,以速度v0竖直向上抛一小球,经t秒后,球落回手中,已知该星球半径为R,现将此球沿此星球表面将小球水平抛出,欲使其不落回星球,则抛出时的速度至少为(  )
A.$\frac{v_0}{t}$B.$\sqrt{\frac{{{v_0}R}}{t}}$C.$\sqrt{\frac{{2{v_0}R}}{t}}$D.$\sqrt{\frac{v_0}{Rt}}$

分析 根据竖直上抛运动的运动学公式求出星球表面的重力加速度,结合重力提供向心力求出第一宇宙速度,即物体不落回星球的最小速度.

解答 解:星球表面的重力加速度g=$\frac{{v}_{0}}{\frac{t}{2}}=\frac{2{v}_{0}}{t}$,
根据mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$得,v=$\sqrt{gR}=\sqrt{\frac{2{v}_{0}R}{t}}$.
故选:C.

点评 本题考查了竖直上抛运动与宇宙速度的综合,知道物体不落回星球的最小速度为第一宇宙速度,结合重力提供向心力进行求解.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔,在竖直面内放置记录纸.当振子上下振动时,以水平向左速度v=10m/s匀速拉动记录纸,记录笔在纸上留下记录的痕迹,建立坐标系,测得的数据如图所示,则振子振动的振幅5cm,频率10Hz.

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15.如图所示为一个小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm,如果g取10m/s2,那么:
①闪光频率是10Hz;
②小球运动中水平分速度的大小是1.5m/s.

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12.如图甲所示,相距为L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO′为右边界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计.在距边界OO′也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻r的金属杆ab.

(1)若金属杆ab固定在导轨上的初位置,磁场的磁感应强度在t时间内由B均匀减小到零,求此过程中电阻R上产生的电量q.
(2)若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离,其速度-位移的关系图象如图乙所示(图中所示量为已知量).求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q1
(3)若ab杆固定在导轨上的初始位置,使匀强磁场保持大小不变绕OO′轴匀速转动.若磁场方向由图示位置开始转过$\frac{π}{2}$的过程中,电路中产生的焦耳热为Q2.则磁场转动的角速度ω大小是多少?

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19.如图所示是一交变电流的i-t图象,则该交变电流的有效值为(  )
A.4AB.2$\sqrt{2}$AC.$\frac{8}{3}$AD.$\frac{2\sqrt{30}}{3}$A

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9.如图所示的电路中,定值电阻的阻值为10Ω,电动机M的线圈电阻值为2Ω,a、b两端加有44V的恒定电压,理想电压表的示数为24伏,由此可知(  )
A.通过电动机的电流为12A
B.电动机消耗的功率为288W
C.电动机的线圈在1min内产生的热量为480J
D.电动机的输出功率为8W

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16.如图所示为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆,关于摆球的受力情况,下列说法中正确的是(  )
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用B.摆球受拉力和向心力的作用
C.摆球受拉力和重力的作用D.摆球受重力和向心力的作用

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13.两条电阻不计的光滑金属导轨平行固定在倾角为37°的斜面上,两导轨间距为L=0.5m.上端通过导线与R=2Ω的电阻连接,下端通过导线与RL=4Ω的小灯泡连接.在CDFE矩形区域内有垂直斜面向上的匀强磁场,CE间距离d=2m.CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示,在t=0时,一阻值为R0=2Ω的金属棒从AB位置由静止开始运动,4秒末恰好进入磁场区域,然后在磁场中作匀速直线运动.(sin37°=0.6,g=10m/s2

(1)0-4秒电路中感应电动势的大小;
(2)金属棒AB质量为0.2kg,金属棒AB进入磁场后作匀速直线运动,求金属棒AB在磁场中运动的速度大小.
(3)全过程小灯泡消耗的电能是多少?

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14.在跳水比赛中,有一个单项是“3m跳板”,其比赛过程可简化为:运动员走上跳板,再经过几次运动后运动员在跳板的水平点B获得2m/s的竖直向下的初速度,直到跳板被压缩到最低点C,接着跳板将运动员竖直向上弹到最高点,运动员做自由落体运动,竖直落入水中,将运动员视为质点,运动员质量m=50kg,g=10m/s,最高点A、跳板的水平点B、最低点C和水面之间的竖直距离如图所示.求:
(1)跳板被压缩到最低点C时,跳板的弹性势能以及运动员被弹起的高度hAC
(2)运动员入水前速度大小.

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