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4.宇航员在某星球表面做平抛运动,测得物体离星球表面的高度随时间变化的关系如图甲所示、水平位移随时间变化的关系如图乙所示,则下列说法正确的是(  )
A.物体抛处的初速度为5m/sB.物体落地时的速度为20m/s
C.星球表面的重力加速度为8m/s2D.物体受到星球的引力大小为8N

分析 根据甲图,结合h=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$可求得下落的重力加速度,依据乙图,结合斜率的含义,求解水平方向的初速度,
再根据矢量的合成法则,则可求解抛处初速度,结合运动学公式,求解落地的速度,由于物体的质量不知,无法求解物体受到的引力.

解答 解:A、依据乙图,结合斜率的大小,表示水平方向的初速度,则有:vx=$\frac{15}{3}$=5m/s,而物体从一定高度释放,竖直方向的初速度为零,因此物体的合初速度大小为5m/s,故A正确;
B、根据甲图,结合h=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$,可求得下落的重力加速a=$\frac{2h}{{t}^{2}}$=$\frac{2×25}{2.{5}^{2}}$=8m/s2,那么经过2.5s,竖直方向的速度大小为vy=at=8×2.5=20m/s,
那么物体落地时的速度v=$\sqrt{{v}_{x}^{2}+{v}_{y}^{2}}$=$\sqrt{{5}^{2}+2{0}^{2}}$=5$\sqrt{17}$m/s,故B错误,C正确;
D、由于物体的质量不知,因此无法求解物体受到的引力大小,故D错误;
故选:AC.

点评 考查图象的应用,掌握图象的斜率,纵横坐标的含义,注意与运动学公式相结合的运用,同时理解矢量的合成法则.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.为了实现人类登陆火星的梦想,近期我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动.已知火星半径是地球半径的$\frac{1}{2}$,质量是地球质量的$\frac{1}{9}$,自转周期也基本相同.地球表面重力加速度是g,若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h,在忽略自转影响的条件下,下述分析正确的是(  )
A.火星表面的重力加速度是$\frac{2}{3}$g
B.王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的$\frac{1}{9}$
C.火星第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的$\frac{\sqrt{2}}{3}$
D.王跃以相同的初速度在火星上起跳时,可跳的最大高度是$\frac{3}{2}$h

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15.如图所示,半径为R,内经很小的光滑半圆轨道竖直放置,质量为m的小球以某一速度进入管内,小球通过最高点P时,对管壁的压力为0.4mg,则小球落地点到P点的水平距离可能为(  )
A.$\sqrt{\frac{12}{5}}$RB.$\sqrt{\frac{6}{5}}$RC.$\sqrt{\frac{20}{5}}$RD.$\sqrt{\frac{14}{5}}$R

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12.(1)在“研究加速度与力、质量的关系”的实验中,用改变沙的质量的办法来改变对小车的作用力F;用打点计时器测出小车的加速度a,得出若干组F和a的数据,然后根据测得的数据作出如图1所示的a-F图线,发现图线既不过原点,又不是直线,其原因是AC
A.没有平衡摩擦力,且小车质量较小
B.平衡摩擦力时,所垫木板太高,且沙和小桶的质量较大
C.平衡摩擦力时,所垫木板太低,且沙和小桶的质量较大
D.平衡摩擦力时,所垫木板太高,且小车质量较大
(2)某学生做“验证牛顿第二定律”的实验,在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大,他所得到的a-F关系可用图2中哪个图象表示C

(3)某学生在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,测得若干组F和a的数据如表所示,
a/(m•s-20.100.210.290.40
F/N0.200.300.400.50
(1)根据表中的数据在图3中作出a-F图线.
(2)图线在F轴上截距的物理意义是摩擦阻力为0.1N.
(3)图线斜率的物理意义是小车质量的倒数.

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19.现在我们要研究有关电场强弱的问题:
(1)电场强度:我们知道,磁体周围存在磁场;同样,带电体周围存在电场,我们用电场强度E表示电场的强弱.在电场中各点E 的大小一般是不同的,E越大,表示该点电场越强.不同点E的方向也一般不同.
若一个小球带的电量为q,则与其距离为r的A点处的电场强度大小为E=k$\frac{q}{{r}^{2}}$(k为常数),这说明距离带电体越远,电场越弱.
(2)环形带电体的电场强度:
如图所示,有一个带电均匀的圆环,已知圆环的半径为 R,所带的总电量为Q.过圆环中心O点作一垂直于圆环平面的直线,那么在此直线上与环心相距为x的P点处的电场强度EP的表达式是怎样的呢?
某同学首先把圃环均匀分割为许多等份,每一等份的圆弧长度为△l,则每一等份的电量为$\frac{Q•△l}{2πR}$;每一等份可以看作一个带电小球,则每一等份在P点所产生的电场强度的大小为E1=$\frac{kQ•△l}{2πR({R}^{2}+{x}^{2})}$;E1沿着OP 方向的分量E1x=E1cos∠E1PE1x=$\frac{kQx•△l}{2πR({R}^{2}+{x}^{2})^{\frac{3}{2}}}$.EP的大小等于圆环上所有等份的E1x大小之和,即EP=$\frac{kxQ}{({R}^{2}+{x}^{2})^{\frac{3}{2}}}$.

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9.某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系.

(1)下列做法正确的是AD(填字母代号)
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度
(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量远小于(选填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量.
(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套如上图所示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到如图所示中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m、m,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ、μ,由图可知,m小于m,μ大于μ.(选填“大于”、“小于”或“等于”)

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16.探究小车加速度与合力、质量关系的实验装置如图甲所示:

①若要探究小车加速度与合外力的关系,应保持小车质量不变,分别改变施加在小车上的拉力F,测出相对应的加速度a;
②把附有滑轮的长木板右端垫高,在没有牵引的情况下,让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动,打点计时器在纸带上打出一系列计时点,如果相邻计时点间距相等,就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡.
③实验中使用50Hz交变电流作电源,在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,测出C点到A点、E点到C点的距离如图乙所示,则纸带的加速度a=2.0m/s2

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13.某同学在做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验中,最终得到如图的F-L图象,F为弹簧的弹力的大小,L为弹簧的总长度.(弹簧始终在弹性限度内)则
(1)图线跟L坐标轴交点的物理意义是弹簧的原长.
(2)该弹簧的劲度系数k=42N/m.(保留两位有效数字)

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14.如图,固定斜面,CD段光滑,DE段粗糙,A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑,下滑过程中A、B保持相对静止,则(  )
A.在CD段时,A受三个力作用
B.在DE段时,A可能受三个力作用
C.在DE段时,A受摩擦力方向一定沿斜面向上
D.整个下滑过程中,mgsinθ、mgsinθ均处于失重状态

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