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    18．已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，万有引力常量为G，若以无限远处为零引力势能面，质量分别为M、m的两个质点相距为r时的引力势能为-$\frac{GMm}{r}$．一飞船携带一探测器在半径为3R的圆轨道上绕地球飞行，某时刻飞船将探测器沿运动方向弹出，若探测器恰能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，则探测器被弹出时的速度为（　　）
    A．$\sqrt{\frac{gR}{3}}$B．$\sqrt{\frac{2gR}{3}}$C．$\sqrt{gR}$D．$\sqrt{2gR}$

    分析 抓住探测器到达无限远处动能为零，引力势能为零，结合机械能守恒求出探测器被弹出时的速度．

    解答 解：设探测器的质量为m，当探测器到达无限远处时速度为零，则动能为零，引力势能为零，根据机械能守恒得，$\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{GMm}{3R}=0$，
    解得v=$\sqrt{\frac{2GM}{3R}}$，
    又GM=gR2，解得v=$\sqrt{\frac{2gR}{3}}$．
    故选：B．

    点评 本题考查了机械能守恒定律和万有引力等于重力的综合运用，知道探测器到达无限远处的机械能为零，结合机械能守恒进行求解．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    8．如图所示，有两个高低不同的水平面，高水平面光滑，低水平面粗糙．一质量为5kg、长度为2m的长木板靠在高水平面边缘A点，其表面恰好与高水平面平齐，长木板与低水平间的动摩擦因数为0.05，一质量为1kg可视为质点的滑块静止放置，距A点距离为3m，现用大小为6N、水平向右的外力拉小滑块，当小滑块运动到A点时撤去外力，滑块以此时的速度滑上长木板．滑块与平板车间的动摩擦因数为0.5，取g=10m/s2．求：
    （1）滑块滑动到A点时的速度大小；
    （2）滑块滑动到平板车上时，滑块和平板车的加速度大小分别为多少？
    （3）通过计算说明滑块能否从平板车的右端滑出．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．有一理想变压器，原、副线圈匝数之比n1：n2=10：1，当其正常工作时，求：
    （1）原、副线圈输入输出电压之比U1：U2=10：1；
    （2）原、副线圈输入输出电流之比I1：I2=1：10；
    （3）原、副线圈输入输出功率之比P1：P2=1：1；
    （4）原、剔线圈的磁通量变化率之比：1：1；
    （5）原、副线圈的电流和电压的频率比f1：f2=1：1；
    （6）当副线圈的负载电阻减小时，原副线圈上的电流、电压、功率将如何变化？

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    6．左端封闭右端开口粗细均匀的倒置U形玻璃管，用水银封住两部分气体，静止时如图所示，若让管保持竖直状态做自由落体运动，则（　　）
    A．气体柱Ⅰ长度减小B．气体柱Ⅱ长度不变
    C．左、右管中水银柱高度差h=0D．右管中水银面将上升

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    13．如图甲所示装置可用来验证机械能守恒定律，直径为d的摆球A栓在长为L的不可伸长的轻绳一端（L＞d），绳的另一端固定在O点，O点正下方摆球重心经过的位置固定光电门B，现将摆球拉起，使绳偏离竖直方向成θ角时由静止开始释放摆球，当其到达最低位置时，光电门B记录的遮光时间为t，已知重力加速度为g．

    （1）新式游标卡尺的刻度线看起来很“稀疏”，使读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据．通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度和50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但新式游标上的刻度却是19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份．图乙就是一个“39mm等分成20份”的新式游标卡尺，用它测量摆球A的直径d，读数如图所示，d=3.030cm．
    （2）写出满足机械能守恒的表达式$gL（1-cosθ）=\frac{1}{2}（\frac{d}{t}）^{2}$（用题中字母表示）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    3．一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示，t=$\frac{1}{8}$s时的波形图如图中虚线所示，若波传播的速度v=8m/s，下列说法正确的是（　　）
    A．这列波的周期为0.4s
    B．这列波沿x轴负方向传播
    C．t=0时刻质点a沿y轴负方向运动
    D．从t=0时刻开始质点a经0.25s通过的路程为0.4m
    E．x=2m处的质点的位移表达式为y=0.2sin4πt（m）

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    10．某同学为探究合力做功与物体动能改变的关系，设计了如下实验，他的操作步骤是：
    ①按图甲摆好实验装置，其中小车质量M=0.4kg，钩码总质量m=0.1kg．
    ②先接通打点计时器的电源（电源频率f=50Hz），然后释放小车，打出一条纸带．
    （1）经过多次重复实验，他从打出的多条纸带中选出一条打点清晰的，如图乙所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相连计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.041m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.255m，d5=0.360m…他把钩码重量（当地重力加速度g=9.8m/s2）作为选出所受合力，算出0点到第4个计数点合力做功W=0.251J，打下第4个计数点时小车动能EK=0.186J．（结果保留三位有效数字）
    （2）此次实验探究的结果，他未能得到“合力对物体做的功等于物体动能的变化”，且误差很大，主要原因有钩码质量没有远小于小车质量．（只需答一条）

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．某一位于x=0处的波源从平衡位置沿y轴正方向开始做简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，已知波源振动周期为T，波速为v．关于在x=$\frac{5vT}{2}$处的质点P，下列说法正确的是（　　）
    A．质点P振动周期为T，速度的最大值为v
    B．若某时刻质点P的振动方向沿y轴负方向，则该时刻波源振动方向沿y轴正方向
    C．质点P开始振动的方向沿y轴正方向
    D．当P开始振动后，若某时刻波源在波峰，则此时P质点的加速度一定最大且方向沿y轴正方向
    E．若某时刻波源在波谷，则质点P也一定在波谷

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    8．某同学学习过机械能守恒定律后，利用已经学习过的知识，在老师的指导下自己设计了一套装置用来验证机械能守恒定律，如图甲所示．

    （1）实验时，该同学进行了如下步骤：
    ①将质量均为M的钩码A（包含挡光片）B用轻绳连接后，跨在定滑轮两侧，处于静止状态，测量出A上挡光片中心到光电门中心的竖直距离h．
    ②在B的下端挂上质量为m的物块C，系统（钩码A、B以及物块C）由静止开始运动，记录挡光片通过光电门的时间为△t．
    ③利用游标卡尺测出挡光片的宽度d，如图乙所示，则d=1.140cm
    ④计算有关物理量，验证机械能守恒．
    （2）如果系统（钩码A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系为$mgh=\frac{1}{2}（2M+m）（\frac{d}{△t}）^{2}$（已知重力加速度为g）
    （3）减小该实验误差的方法有选择宽度较窄的挡光片；换密度大体积小的重物；多次测量h、△t和d，求平均值．

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