题目内容

10．为了使航天员适应在失重环境下环境下的工作和生活，国家航天局对航天员进行失重训练，如图所示，训练机沿30°倾角爬升到7000m高空后，向上拉起，沿竖直方向向上作匀减速运动，拉起后向上的初速度为200m/s，加速度大小为g，当训练机上升到最高点后立即掉头向下，做竖直向下的加速运动，加速度大小仍为g，在此段时间内模拟出完全失重，为了安全，当训练机离地2000m高时必须拉起，且训练机速度达到350m/s后必须终止失重训练，取g=10m/s2，求：
（1）训练机上升过程中离地的最大高度
（2）训练机运动过程中，模拟完全失重的时间．

分析 （1）竖直向上做减速运动，由运动学公式求的上升的高度，即可求得距地面的距离；
（2）当加速度向下，大小为g时，处于完全失重状态，求出向上减速的时间和位移，再根据运动学公式求出向下做匀加速直线运动的时间，两个时间之和即为完全失重的总时间

解答 解：（1）上升时间为：${t}_{上}=\frac{{v}_{0}}{g}=\frac{200}{10}s=20s$
上升高度为：${h}_{上}=\frac{{v}_{0}^{2}}{2g}=\frac{20{0}^{2}}{2×10}m=2000m$
离地高度为：hm=h上+h0=9000m
（2）判断当速度达到350m/s时，下落高度为：${h}_{下}=\frac{{v}_{1}^{2}}{2g}=\frac{35{0}^{2}}{2×10}m=6125m$，
此时离地高度为：h+h上-h下=7000+2000-6125=2875＞2000m
${t}_{下}=\frac{{v}_{1}}{g}=\frac{350}{10}s=35s$
所以一次上下创造的完全失重的时间为：T=t上+t下=55s
答：（1）训练机上升过程中离地的最大高度为9000m
（2）训练机运动过程中，模拟完全失重的时间为55s

点评 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度位移公式以及位移时间公式和速度时间公式

练习册系列答案
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20．如图所示，两个电阻串联后接在电路中a、b两点．已知a、b两点的电压U保持不变．某同学把一个电压表并联在R1两端时，电压表读数为U1，将该电压表并联在R2两端时，读数为U2，该同学实验所用的电压表是正常的、准确的，但不能看作理想电表．关于U与U1、U2之间的大小关系正确的是（　　）
A．U1+U2＞UB．U1+U2=UC．U1+U2＜UD．不能确定
1．实验桌上放有一小木块、一块长木板、一个轻弹簧、一把毫米刻度尺、一段细线、一个铁架台，在没有其他实验器材的情况下，一实验小组的同学想测出木块与木板之间的动摩擦因数．

（1）这组同学设计出了下面两种方案，你认为哪种方案比较合理方案乙．
方案甲：固定木板，水平拉弹簧使木块做匀速直线运动（如图甲）
方案乙：固定弹簧一端，另一端与木块相连，水平拉木板（如图乙）
（2）在选定合理的方案后，由于无法测出木块对平木板的压力和木块受到的摩擦力，于是同学们想出了下面的办法进行测量，请你根据提示求出木块与木板间的动摩擦因数．
a．如图丙将弹簧竖直固定在铁架台上，用刻度尺测出弹簧的长度L1；
b．如图丁，在图丙的基础上将小木块挂在弹簧的下端，用刻度尺测出弹簧的长度L2；
c．根据你的选择，测出图甲（或图乙）中弹簧的长度L3．
d．根据上面的操作步骤，你可以得出小木块与木板间的动摩擦因数为μ=$\frac{{L}_{3}-{L}_{1}}{{L}_{2}-{L}_{1}}$．
18．测绘小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：
小灯泡L：规格“4.0V，2.2W”；
电流表A1：量程3A，内阻约为0.1Ω；
电流表A2：量程0.6A，内阻r2=0.2Ω；
电压表V：量程3V，内阻RV=9kΩ；
定值电阻R0：阻值为3kΩ；
滑动变阻器R：阻值范围0～10Ω；学生电源E：电动势6V，内阻不计；开关S及导线若干．
（1）电流表应选A2．
（2）把图中的电路图补充完整，并在图上标明所选器材代号．
5．如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a（0，2L）一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°．下列说法中正确的是（　　）
A．电子在磁场中运动的时间为$\frac{4πL}{3{v}_{0}}$
B．电子在磁场中运动的时间为$\frac{2πL}{3{v}_{0}}$
C．磁场区域的圆心坐标为（$\frac{\sqrt{3}}{2}$L，$\frac{L}{2}$）
D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0，-L）
15．如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一束带电粒子（不计重力）沿着直线通过两板间而不发生偏转，则这些粒子一定具有相同的（　　）
A．质量mB．初速度vC．电荷量qD．比荷
2．如图所示是一个横截面为半圆，半径为R的光滑柱面，一根不可伸长的细线两端分别系有物体A、B，且mA=2mB，从图示位置由静止开始释放物体A，当物体B达到半圆顶点时，求绳的张力对物体B所做的功．
17．在变速直线运动中，下列关于速度和加速度关系的说法中，正确的是（　　）
A．加速度增大时，速度可以减小B．速度减小时，加速度也一定减小
C．速度为零，加速度也一定为零D．速度增大时，加速度也一定增大
18．欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A．电池组（3V，内阻约0.5Ω）；
B．电流表（0～3A，内阻约0.0125Ω）；
C．电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）；
D．电压表（0～3V，内阻约3kΩ）；
E．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）；
F．滑动变阻器（0～5Ω，额定电流1A）
H．开关、导线若干．

①上述器材中电流表应选用C；电压表应选用D；（填写器材前的字母）．
②实验电路应采用电流表外接法（填“内”或“外”）．
③设在实验中，电流表、电压表的某组示数如图1所示，则实验数据应记录为：I=0.48A，U=2.20V．
④为使通过待测金属导线的电流能在0～0.5A范围内改变，请在答题纸指定位置画出测量待测金属导线电阻Rx的电路原理图（不要求画在答题卡上）．根据你设计的电路原理图，在图中给定的器材上用笔画线当导线将它们连成实验电路（其中部分导线已事先接好，不允许改动）．

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