20.(13分)“抛石机”是古代战争中常用的一种设备，它实际上是一个费力杠杆.如图11所示，某研究小组用自制的抛石机演练抛石过程.所用抛石机长臂的长度L=4.8m，质量m=10.0kg的石块装在长臂末端的口袋中.开始时，长臂与水平面间的夹角为α=30^o，对短臂施力，使石块经较长路径获得较大的速度，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出，石块落地位置与抛出点间的水平距离s=19.2 m.不计空气的阻力和杆的质量，重力加速度取g=10m/s².求：

(1)石块刚被抛出时的速度大小；

(2)石块刚落地时的速度；

(3)抛石机对石块所做的功.

19.(12分)2011年3月，日本发生了9.0级大地震，在这次抗震救灾行动中，为了及时了解灾情，利用卫星对灾区进行了全天候的监测，若参与监测的甲、乙两颗人造地球卫星在同一轨道平面上的不同高度处同向运动(可视为匀速圆运动)，甲距地面的高度为地球半径的0.5倍，乙距地面的高度为地球半径的5倍，两卫星在某一时刻正好位于地球表面某点的正上空.求：

(1)两卫星运行的线速度之比？

(2)乙卫星至少要经过多少周期，两卫星间的距离才会达到最大？

18.(10分)中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备．设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A．计时表一只，B．弹簧秤一把，C．已知质量为m的物体一个，D．天平一只(附砝码一盒)．在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t．飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量，利用上述两次测量所得的物理量可出推导出月球的半径和质量．(已知万有引力常量为G)，要求：

(1)机器人进行第二次测量的内容是什么？

(2)试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式．

17．(10分)攻击一颗地球轨道卫星的方法之一是把一大群弹丸发射到同一轨道上，只是运行的方向与卫星的相反．假如一颗卫星在离地面500km的轨道上与一颗质量为4.0g的弹丸发生碰撞．试求：

(1)在就要碰撞前，在卫星参考系中弹丸的动能是多少？

(2)这个动能与从现代军用步枪以出口速率950m/s的4.0g子弹的动能之比是多少？地球半径取6400km．

16．(9分)卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量．假设某同学在这种环境设计了如图10所示装置(图中O为光滑的小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动．设航天器中具有基本测量工具．

(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　；

(2)实验时需要测量的物理量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

(3)待测物体质量的表达式为m=　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 .

14.(6分)质量为83kg，身高为1.98m的俄罗斯选手安德瑞-斯林诺夫，于08年8月19日在北京奥运会男子跳高比赛中以2.36米的成绩夺得冠军.该运动员从地面起跳后上升到一定的高度，越过横杆后落下，为了避免伤害，在运动员落下的地方设置海绵垫.设运动员开始下落的初速度为零，他的身体直立落地，双脚在海绵垫中陷下去的深度为10cm，下落过程重心下落的高度为1.25m.忽略他下落过程受到的空气阻力，则：

(1)运动员在接触海绵垫表面时的速度为　　　　　 m/s；

(2)海绵垫对运动员的平均阻力为　　　　　　 N.

　15．(8分)某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点，如图9所示(轨迹已擦去)，已知小方格纸的边长取10m/s²，请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：

(1)小球从所经历的时间　　　　　 (填“相等”或“不相等”)；

(2)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，根据小球从的竖直方向位移差，求出小球从所经历的时间是　　　 ；

(3)根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度=　　　　 ；

(4)从抛出点到b点所经历的时间是　　　　 ．

13.(4分)如图8所示，质量的小物块，从距地面h=2.0m处的斜轨道上由静止开始下滑，与斜轨道相连的是半径r=0.4m的轨道.若物体运动到圆轨道的最高点A时，物块对轨道的压力恰好等于它自身所受的重力.则物块从开始下滑到A点的运动过程中克服阻力做的功为　　　　 .

12．关于人造地球卫星和宇宙飞船，下列说法中正确的是(　　 )

A．若已知人造地球卫星的轨道半径和它的周期，利用引力常量，就可以算出地球质量

B．两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不论它们的质量、形状是否相同，它们的绕行半径和绕行周期一定是相同的

C．两颗人造卫星一前一后在同一轨道上沿同一方向绕行，若要后一卫星追上前面卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可

D．在绕地球飞行的宇宙飞船中，若宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，此飞船的速率不会因质量减小而改变

第Ⅱ卷(非选择题 共72分)

11.无锡市115米高的“太湖之星”水上摩天轮已于08年9月30日正式开门迎客，国庆期间市民休闲娱乐又增添了一个好去处。这是目前亚洲最高的水上摩天轮，设有70个独立舱位，满座旋转可坐乘300人，如图7所示.假如乘客在轿箱中，随转轮始终不停地匀速转动，环绕一周需18分钟.试判断下列关于轿箱中乘客的说法正确的是(　 )

A.乘客受到的合外力为零　　　　　 B.乘客在乘坐过程中速度保持不变

C.乘客对座椅的压力大小不变　　　 D.从最低点到最高点的过程中，乘客先超重后失重

10．如图6所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m， 用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为(　　 )

A．h　　　　　　　 B．1.5h　　　　 　　　C．2h　　　　　　　 D．2.5h