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    精品解析:北京市第四中学2022-2023学年高三下学期自主模拟测试物理试题(解析版)

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    精品解析:北京市第四中学2022-2023学年高三下学期自主模拟测试物理试题(解析版)

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    这是一份精品解析:北京市第四中学2022-2023学年高三下学期自主模拟测试物理试题(解析版),共22页。试卷主要包含了6s时刻质点P的速度方向D等内容,欢迎下载使用。
    物理试卷
    第一部分(选择题共42分)
    本部分共14小题,每小题3分,共42分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
    1. 氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时,可能发生的情况是(  )
    A. 放出光子,电子动能减少,原子的能量增加
    B. 放出光子,电子动能增加,原子的能量减少
    C. 吸收光子,电子动能减少,原子的能量减少
    D. 吸收光子,电子动能增加,原子的能量增加
    【答案】B
    【解析】
    【详解】AB.氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时,若放出光子,原子的能量减少,电子的轨道半径减小,电场力做正功,电子动能增加,故A错误,B正确;
    CD.氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时,若吸收光子,原子的能量增加,电子的轨道半径增大,电场力做负功,电子动能减小,故CD错误。
    故选B。
    2. 一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其图像如图所示。下列说法正确的是(  )

    A. A→B的过程中,气体分子的密集程度变小
    B. A→B的过程中,分子对器壁的平均撞击力变小
    C. B→C的过程中,气体一定放出热量
    D. B→C的过程中,气体分子平均动能增加
    【答案】C
    【解析】
    【详解】AB.A→B的过程中,温度不变,气体体积减小,则单位体积内气体分子数增多,从而引起压强增大,分子对器壁的平均撞击力不变。故AB错误;
    CD.B→C的过程中,图线的斜率不变,即压强不变,气体体积减小说明外界对气体做正功(为正),但气体温度降低,内能减小(),根据热力学第一定律可知气体一定对外放热()。此过程中,温度降低,气体分子平均动能减小。故C正确,D错误。
    故选C。
    3. ΔOMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示。由此可知(  )

    A. 棱镜内a光的传播速度比b光的小
    B. a光在玻璃中的折射率大于b光在玻璃中的折射率
    C. a光的频率比b光的高
    D. a光的波长比b光的长
    【答案】D
    【解析】
    【详解】B.根据光路图可知,b在ON界面发生了全反射,A在OM界面没有发生全反射,两束单色光在界面的入射角相等,表明b单色光在玻璃中的临界角小于a单色光在玻璃中的临界角,根据

    可知,b单色光在玻璃中的折射率大于a单色光在玻璃中的折射率,B错误;
    A.根据

    结合上述,由于a单色光在玻璃中的折射率小一些,则棱镜内a光的传播速度比b光的大,A错误;
    C.由于a光在玻璃中的折射率小于b光在玻璃中的折射率,对应光谱的排列顺序规律,可知,折射率越小,频率越小,即a光的频率比b光的低,C错误;
    D.由于a光的频率小于b光的频率,对应光谱的排列顺序规律,可知,频率越小,波长越长,即a光的波长比b光的长,D正确。
    故选D。
    4. 如图所示是一列简谐横波t=0时刻的图像,经过时间,恰好第三次重复出现图示的波形。根据以上信息,下面各项不能确定的是(  )

    A. 波的传播速度的大小 B. 经过时间,质点P通过的路程
    C. t=0.6s时刻质点P的速度方向 D. t=1.0s时刻的波形图
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A.经过时间,恰好第三次重复出现图示的波形,可知周期为

    由波形图可知波长为,则波速为

    故A不满足题意要求;
    B.由于

    且时刻,质点P处于平衡位置,则经过时间,质点P通过的路程为

    故B不满足题意要求;
    C.因为不清楚波的传播方向,所以无法确定时刻质点P点的速度方向,故C满足题意要求;
    D.由于

    可知时刻的波形图与时刻的波形图关于轴对称,即时刻的波形可以确定,故D不满足题意要求。
    故选C。
    5. 由交流发电机、定值电阻R、交流电流表组成的闭合回路如图所示。线圈ABCD逆时针方向转动,下列说法正确的是(  )

    A. 线圈转动过程中AD、BC边产生感应电动势
    B. 线圈转动到图中位置时,感应电流方向为ADCBA
    C. 线圈匀速转动时,交流电流表指针左右摆动
    D. 线圈转动到中性面的瞬间,电路中的电流最大
    【答案】B
    【解析】
    【分析】
    【详解】A.线圈转动过程中AD、BC边没有切割磁感线,故它们不产生感应电动势,选项A错误;
    B.对于DC边,利用右手定则可知,线圈转动到图中位置时,DC边向上运动,故感应电流方向为由D到C,所以整个线圈的感应电流为ADCBA,选项B正确;
    C.线圈匀速转动时,线圈产生的是交流电,而交流电流表测量的是其有效值,有效值是不变的,故其指针稳定,不会左右摆动,选项C错误;
    D.线圈转动到中性面的瞬间,AB和DC边不切割磁感线,故电路中的电流最小,选项D错误。
    故选B。
    6. 科学家通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外有一颗类似地球的、可适合居住的行星。该行星距离地球约600光年之遥,体积是地球的2.4倍。这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星,它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈。若该行星绕恒星做圆运动的轨道半径可测量、万有引力常量G已知。根据以上数据可以估算的物理量有(  )
    A. 行星的质量 B. 行星的密度 C. 恒星的质量 D. 恒星的密度
    【答案】C
    【解析】
    【详解】根据万有引力提供向心力可知

    可知恒星的质量

    行星质量被约去,无法求得行星的质量和密度。恒星半径未知,故无法估算恒星的密度。
    故选C。
    7. 如图所示,一束正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,未发生任何偏转,如果让这些不偏转离子进入另一个匀强磁场中,发现这些离子又分裂成几束,对这些进入后一磁场的离子,可得出结论( )

    A. 它们的动能一定不相同
    B. 它们的电量一定不相同
    C. 它们的质量一定不相同
    D. 它们的电量与质量之比一定不相同
    【答案】D
    【解析】
    【分析】考查带电粒子在复合场中的运动。
    【详解】垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里,未发生任何偏转,则有:


    即所有离子速度相同;进入另一个匀强磁场中,发现这些离子又分裂成几束,即在另一个匀强磁场中做圆周运动,半径不同,由半径公式:

    可知,它们的电量与质量之比一定不相同,D正确。
    故选D。
    8. 如图所示是某电路的示意图,虚线框内是超导限流器.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成.当通过超导部件的电流大于其临界电流IC时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制故障电流.超导部件正常态电阻R1=6Ω,临界电流IC=0.6A,限流电阻R2=12Ω,灯泡L上标有“6V,3W”字样,电源电动势E=6V,内阻忽略不计,则下列判断不正确的是

    A. 当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为0.5A
    B. 当灯泡正常发光时,通过R2的电流为0.5A
    C. 当灯泡L发生故障短路时,通过R1的电流为1A
    D. 当灯泡L发生故障短路时,通过R2的电流为0.5A
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A.当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为

    选项A正确;
    B.当灯泡正常发光时,超导部件处于超导状态,则通过超导部件的电流为05A,通过R2的电流为零,选项B错误;
    CD.当灯泡L发生故障短路时,超导部件处于正常状态,此时R1=6Ω,通过R1的电流为

    通过R2的电流为

    选项CD正确;
    此题选择错误的选项,故选B.
    9. A、B两滑块在同一气垫导轨上,碰前B滑块静止,A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞,利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔为T,在这4次闪光的过程中,A、B两滑块均在0~80cm范围内,且第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10cm处。若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽略不计,则(  )

    A. 碰撞发生在第1次闪光后的3T时刻 B. 碰撞后A与B的速度相同
    C. 碰撞后A与B的速度大小之比为1:2 D. A、B两滑块的质量之比为1:3
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A.由于碰前A滑块匀速运动,由图像知,碰撞发生在60cm位置,因此碰撞发生第1次闪光后的时刻,A错误;
    BC.由于碰撞发生在第1次闪光后的时刻,碰后在0.5T时间内,A、B两滑块位移大小相等,方向相反,因此碰撞后A与B的速度大小相等,方向相反,碰撞后A与B的速度大小之比为1:1,B、C错误;
    D.利用图中的数据可知,碰撞前A的速度大小是碰后A速度大小的2倍,碰撞过程中,根据动量守恒可知

    解得

    D正确。
    故选D。
    10. 一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的变化图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取。则(  )

    A. 物块下滑过程中机械能守恒 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
    C. 物块下滑时加速度的大小为 D. 当物块下滑2.0m时机械能损失了12J
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A.下滑5m的过程中,重力势能减少30J,动能增加10J,减小的重力势能并不等于增加的动能,所以机械能不守恒,选项A错误;
    B.斜面高3m、长5m,则斜面倾角为θ=37°。令斜面底端为零势面,则物块在斜面顶端时的重力势能
    mgh=30J
    可得质量
    m=1kg
    下滑5m过程中,由功能原理,机械能的减少量等于克服摩擦力做的功
    μmg·cosθ·s=20J
    求得
    μ=0.5
    选项B正确;
    C.由牛顿第二定律
    mgsinθ-μmgcosθ=ma
    求得
    a=2m/s2
    选项C错误;
    D.物块下滑2.0m时,重力势能减少12J,动能增加4J,所以机械能损失了8J,选项D错误。
    故选B。
    11. 如图,同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中,电场方向与此平面平行,M为a、c连线的中点,N为b、d连线的中点。一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点,其电势能减小;若该粒子从c点移动到d点,其电势能减小。下列说法正确的是(  )

    A. 此匀强电场的电场强度方向一定与a、b两点连线平行
    B. 若该粒子从M点移动到N点,则电场力做功一定为
    C. 若c、d之间的距离为L,则该电场的电场强度大小一定为
    D. 若,则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A.无法确定电场方向,故A错误;
    B.a点移动到b点,其电势能减小,则

    该粒子从c点移动到d点,其电势能减小,则

    则该粒子从M点移动到N点

    电场力做正功

    故B错误;
    C.无法判断电场方向,故C错误;
    D.若,则


    故D正确。
    故选D。
    12. 在交通事故中,测定碰撞瞬间汽车的速度对于事故责任的认定具有重要的作用,《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个估算碰撞瞬间车辆速度的公式:,式中是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体A、B沿公路方向上的水平距离,、分别是散落物A、B在车上时的离地高度。只要用米尺测量出事故现场的、、三个量,根据上述公式就能够估算出碰撞瞬间车辆的速度,则下列叙述正确的是(  )
    A. A、B落地时间相同
    B. A、B落地时间差与车辆速度成反比
    C. A、B落地时间差与车辆速度成正比
    D. A、B落地时间差和车辆碰撞瞬间速度的乘积等于
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A.忽略空气阻力,水平抛出的物体做平抛运动,根据

    解得

    由于、关系不确定,则A、B落地时间关系也不确定,A错误;
    BC.物体抛出初速度与车速相等,根据上述有

    解得

    可知,A、B落地时间差与车辆速度和物体A、B沿公路方向上的水平距离均有关系,即不能认为简单认为A、B落地时间差与车辆速度成反比还是成正比,BC错误;
    D.根据上述有

    可知,A、B落地时间差和车辆碰撞瞬间速度的乘积等于,D正确。
    故选D。
    13. 如图所示,竖直放置的“”形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B。质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g。则金属杆(  )

    A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
    B. 穿过磁场Ⅰ的时间等于在两磁场之间的运动时间
    C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgd
    D. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A.由于金属杆进入两个磁场的速度相等,而穿出磁场后金属杆做加速度为g的加速运动,所以金属杆进入磁场Ⅰ时应做减速运动,加速度向上,故A错误;
    B.对金属杆受力分析,根据

    可知,金属杆做加速度减小的减速运动,而金属杆在两个磁场间做匀加速运动,又因为金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,金属杆在磁场Ⅰ中运动的平均速度小于在磁场间运动的平均速度,两段位移相同,故穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间,故B错误;
    C.从进入Ⅰ磁场到进入Ⅱ磁场之前过程中,动能不变,根据能量守恒,金属棒减小的重力势能全部转化为焦耳热,又因为进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,所以金属杆通过磁场Ⅰ和磁场Ⅱ产生的热量相等,则总热量为

    故C正确;
    D.若金属杆进入磁场做匀速运动,则



    有前面分析可知金属杆进入磁场的速度大于,根据

    得金属杆进入磁场的高度应

    故D错误。
    故选C。
    14. 常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶。如图所示,热电偶由N型半导体和P型半导体串联而成,N型半导体的载流子(形成电流的自由电荷)是电子,P型半导体的载流子是空穴,空穴带正电且电荷量等于元电荷e、若两种半导体相连一端和高温热源接触,而另一端A、B与低温热源接触,两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散,最终在A、B两端形成稳定的电势差,且电势差的大小与高温热源、低温热源间的温度差有确定的函数关系。下列说法正确的是(  )

    A. B端是温差发电装置的正极
    B. 热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反
    C. 温差发电装置供电时不需要消耗能量
    D. 可以利用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A.N型半导体的载流子(形成电流的自由电荷)是电子,两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散,B端聚集电子,所以B端是温差发电装置的负极,故A错误;
    B.热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相同,故B错误;
    C.根据能量守恒,温差发电装置供电时需要消耗热量,故C错误,
    D.可以利用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器,故D正确。
    故选D。
    第二部分(非选择题共58分)
    15. 利用双缝干涉测量光波长实验中,双缝相距d,双缝到光屏的距离L,用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图所示,则:

    (1)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为___________mm,___________mm,相邻两条纹间距___________mm;
    (2)波长的表达式___________(用、L、d表示);
    (3)若将滤光片由红色换为绿色,得到的干涉条纹间距将___________(选填“变大”“不变”或“变小”);
    (4)若仅将屏向远离双缝的方向移动。可以___________(填“增加”或“减少”)从目镜中观察到的条纹个数。
    【答案】 ①. 11.1 ②. 15.6 ③. 0.75 ④. ⑤. 变小 ⑥. 减少
    【解析】
    【详解】(1)[1][2]游标卡尺读数分别为


    [3]相邻两条纹间距

    (2)[4]由



    (3)[5]由

    知频率高的单色光波长短,所以根据

    判断出干涉条纹间距将变小。
    (4)[6]若仅将屏向远离双缝的方向移动,根据可知条纹间距变大,则从目镜中观察到的条纹个数减少。
    16. 某学习小组的同学用图甲所示的电路测量电源电动势和内阻。已知电源电动势约为3V,内阻约为几欧姆;两个直流电压表、的量程均为0~3V,可视为理想表;定值电阻;滑动变阻器的最大阻值为50Ω。实验中移动滑动变阻器触头,读出电压表和的多组数据、。

    (1)小文同学以电压表的读数为纵坐标,以两电压表读数之差与定值电阻的比值为横坐标作出图像如图乙所示,可测得电池组的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω;(结果均保留两位有效数字)
    (2)小梅同学利用测出的数据描绘出图像如图丙所示,图中直线斜率为k,与横轴的截距为a,可得电源的电动势E=___________,内阻r=___________;(均用k、a、表示)
    (3)电压表的内阻并不是无限大,实际电压表可等效为理想电压表与电阻并联。
    ①上述方法中,电源电动势的测量值___________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值;内阻的测量值___________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
    ②试说明你做出上述判断的依据___________。
    【答案】 ①. 3.0 ②. 3.0 ③. ④. ⑤. 小于 ⑥. 小于 ⑦. 见解析
    【解析】
    【详解】(1)[1][2]由闭合电路欧姆定律知

    干路电流

    故由图可知,电池组的电动势为

    内阻

    (2)[3][4]由闭合电路欧姆定律整理得

    结合图像知,当时


    解得


    (3)[5][6][7]将电压表的电阻与电源看成等效电源,测量值为等效电源的电动势

    内阻

    17. 如图所示,在竖直平面内固定着半径为R的光滑半圆形轨道,A、B两小球的质量分别为m、4m。小球B静止在轨道的最低点处,小球A从离轨道最低点4.5R的高处由静止自由落下,沿圆弧切线进入轨道后,与小球B发生碰撞。碰撞后B球上升的最高点为C,圆心O与C的连线与竖直方向的夹角为60°。两球均可视为质点。求:
    (1)A与B球相碰前的速度大小;
    (2)第一次与B球相碰后瞬间A球的速度的大小和方向;
    (3)A、B球第一次碰撞过程损失机械能。

    【答案】(1);(2),方向向右;(3)2mgR
    【解析】
    【详解】(1)根据机械能守恒可知

    可得A球与B球相碰前的速度大小

    (2)碰撞后,B球上升到C点,根据机械能守恒

    可得B球碰后的速度

    球A与B碰撞过程中,满足动量守恒

    可得第一次与B球相碰后瞬间A球的速度

    负号表示碰后A球速度水平向右,大小为。
    (3)A、B球第一次碰撞过程损失的机械能

    代入数据可得

    18. 图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为s的相同平行金属板构成,金属板长度均为l、间距均为d,两对金属板间偏转电压大小相等、电场方向相反。质量为m、电荷量为+q的粒子从静止开始经加速电压加速后,从A点水平射入偏转电压为U的平移器,最终从B点射出平移器。不考虑粒子受到的重力。
    (1)求粒子射入平移器时的速度大小;
    (2)求粒子在平移器间运动全过程中的最大动能;
    (3)a、当s=l时,求粒子射入平移器和射出平移器过程中,在竖直方向总位移y;
    b、若仅改变平移器的偏转电压U,粒子在穿越平移器过程中哪些物理量是不随U而改变的?(除质量、电荷量、比荷以外,举出2个即可。)

    【答案】(1);(2);(3);水平方向速度,穿越平移器过程时间
    【解析】
    【详解】(1)粒子在加速电场中由动能定理得



    (2)粒子从加速电场进入左边平移器,粒子水平方向做匀速直线运动,通过左边平移器时间为

    粒子在竖直方向做匀加速直线运动,加速度大小为

    粒子射出左边平移器时,竖直方向速度为

    粒子射出左边平移器时,动能最大为

    (3)a、粒子射出左边平移器时,竖直方向位移为

    当s=l时,粒子从第一个平移器到第二个平移器过程,做匀速直线运动,竖直方向位移为

    故粒子在竖直方向的总位移为

    b、由于粒子进入偏转电场的速度为

    粒子在水平方向速度只与加速电压和粒子质量以及电荷量有关,若仅改变平移器的偏转电压U,水平方向速度与偏转电压U无关。
    粒子在穿越平移器整个过程中,所用时间为

    也与偏转电压U无关。
    19. 电磁减震器是利用电磁感应原理的一种新型智能化汽车独立悬架系统。某同学也设计了一个电磁阻尼减震器,图为其简化的原理图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠的相同矩形线圈组成,滑动杆及线圈的总质量m=1.0kg。每个矩形线圈abcd匝数n=100匝,电阻值,ab边长L=20cm,bc边长d=10cm,该减震器在光滑水平面上以初速度向右进入磁感应强度大小B=0.1T、方向竖直向下的匀强磁场中。求:
    (1)刚进入磁场时减震器的加速度大小;
    (2)第二个线圈恰好完全进入磁场时,减震器的速度大小;
    (3)若减震器的初速度v=5.0m/s,则滑动杆上需安装多少个线圈才能使其完全停下来?求第1个线圈和最后1个线圈产生的热量比k?不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。

    【答案】(1);(2)02m/s;(3)96
    【解析】
    【详解】(1)减震器受到的安培力为

    刚进入磁场减速瞬间减震器的加速度为

    (2)设向右为正方向,对减震器进行分析,由动量定理可得

    解得

    (3)由上述小题得,每一个线圈进入磁场的过程中,减震器速度减小量

    线圈的个数为

    则需要13个线圈,只有进入磁场的线圈产生热量,线圈产生的热量等于动能的减少量。
    第一个线圈恰好完全进入磁场时

    最后一个线圈刚进入磁场时

    因此

    20. 2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台比赛中,中国队运动员谷爱凌力压世界排名第一的选手,最后一跳以向左偏轴转体1620°的动作完美逆转(如图1),获得个人首金。大跳台比赛比赛场地分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点区域四个部分。图2是某技术公司对谷爱凌夺冠一跳的“高度-时间”分析。已知谷爱凌及身上的装置总质量为m=65kg。根据这些信息回答下述问题
    (1)不考虑运动员转体的动作,将运动员看做质点。
    a、设助滑出发区距地面高度为,运动员从静止出发,从起跳台起跳后能达到的最大高度距地面为,不计人体能量的消耗、不计一切摩擦,求运动员在最高点的速度大小v(用字母表示);
    b、请你根据图2中的信息,估算v大小;
    c、运动员落到着陆坡时,垂直坡面方向的速度在极短时间内减为0,因此运动员要承受极大的冲击力。设运动员在最高点速度约为v=20m/s,落到着陆坡时的速度方向与水平成,着陆坡的倾角,雪板与坡面经大约的撞击时间后继续滑行。请根据以上条件估算运动员受到的冲击力。(保留1位有效数字)(可能会用到数据:,,,)(提示,先写表达式,再代数)。
    (2)考虑运动员的转体动作。
    a、若谷爱凌在空中腾空的时间约为3s,在空中转动的角速度几乎不变,求她在空中转动的角速度大小;
    b、物体转动动能可以理解为各部分绕轴转动的动能之和。已知物体转动的惯性用物理量I来描述,它的名称为“转动惯量”,物体转动的快慢用角速度描述。请类比质点动能表达式,写出物体转动动能表达式;
    c、若将谷爱凌在空中转动,理想化为一个半径约为0.20m的圆柱体的转动,已知圆柱体的转动惯量为(m为圆柱体质量,R为圆柱体半径),并假设谷爱凌在冲出跳台的瞬间(约0.02s)内获得足够的角速度,请问她瞬间转体爆发的功率大约多大?(保留1位有效数字)。

    【答案】(1)a、 ;b、 ;c、(2)a、 ;b、;c、
    【解析】
    【详解】(1)a、根据机械能守恒

    解得

    b、根据图像可得


    解得

    c、从最高点到斜坡的运动为平抛,则落到斜坡时

    速度垂直斜坡的分量为

    根据动量定量

    解得

    (2)a、角速度

    b、转动动能

    c、根据功能关系

    解得

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