题目列表(包括答案和解析)
16.(12分)质量为m的人造地球卫星,其预定圆形轨道距地球表面的高度为。在卫星运行过程中,由于受微弱空气阻力的影响,卫星轨道半径将缓慢减小。当卫星实际运行高度比预定轨道低了△时,地面控制中心开始启动轨道维持程序,开启了卫星上的小发动机,经时间△t后,卫星恰好重新进入预定轨道平稳运行。设地球半径为R,地球表面的重力加速度为g。已知质量为m的物体在地球附近的引力势能为(以离地球无穷远处的引力,势能为零,r表示物体到地心的距离)忽略轨道维持过程中空气阻力对卫星的影响,求:
(1)卫星在预定轨道上运行时的运行速度表达式;
(2)在卫星轨道维持过程中,卫星上小发动机平均功率P的表达式。
15.(12分)质量为m=0.40kg的小球A用长为L=0.80m的细线悬挂起来做成一个摆,在悬挂点的下方有一根直立的细杆,细杆顶端放置一个质量为0.20kg的小球B,B球离地高度H=1.25m。将摆球A拉起,使细线绷直且水平,然后自由释放,当小球摆到最低点时刚好与轻杆上端的B球碰撞,碰后B球水平向左抛出,而A球碰后向左摆动,其最大摆角为60°试求:
(1)两球相撞前A球的速度大小;
(2)B球落地点距杆的水平距离;
(3)通过定量分析指出:AB组成的系统在碰撞过程中机械能是否守恒。
14.(10分)如图所示,某杂技表演团内有一个竖直放置的圆锥筒,
内壁粗糙可在内壁进行摩托车“飞壁表演”,筒口半径R=15m,
筒高H=20m。某次表演前,演员一只脚蹬在筒内壁,车停在
高度为筒高一半的筒内壁A处向观众致意。如果摩托车和演
员的总质量m= 2.0×10kg。g取10m/s,求:
(1)此刻演员及摩托车在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;
(2)如果演员采取合适的表演方式,在表演过程中可使摩托车受到的摩擦力为零,试通过计
算说明演员在不同的高度上表演时速度大小应满足的条件;
(3)计算在满足上述条件的情况下,演员在A点高度表演时安全速度的大小。
13.(10分)现有某种型号的汽车质量为m=1.5×10kg,汽车发动机的额定功率为P=35kW,
若汽车从静止以加速度a=0.50m/s匀加速行驶,行驶时所受阻力恒为N,求:
(1)汽车可能达到的最大速度为多少?
(2)汽车匀加速行驶的最长时间为多大?
12.(10分)在“探究合外力做功与物体动能变化关系”的实验中,某小组同学选择了以下实验装置,如右图所示。另外他们还准备了学生电源一台,天平(配有砝码一套),刻度尺、导线、复写纸、纸带、钩码若干、小沙桶及沙。实验时,为了平衡摩擦,他们将板的一端适当垫高。
(1)请回答,本实验为什么要平衡摩擦?
答:
(2)某次实验开始前,有位同学将钩码挂在绳的一端后就将在如上图所示的情况下进行实验。如果你看到这一情景,会向他们提出哪些建议?
建议一:
建议二:
(3)实验中同学们收集了以下数据:用天平称量小车的质量M;用天平称量悬挂物的质量
m,相应每组重物下记录运动情况的纸带若干。
现挑选其中一条点迹清晰的纸带,如下图所示。已知相邻两个点间的时间间隔为T,从A
点到B、C、D、E、F点的距离依次为、、、、 (图中未标、、),则由此可求得纸带上由B点到E点所对应过程中,合外力对滑块所做的功W= ;该滑块动能改变量的表达式为 (结果用题中已知物理量的符号表示);若满足
,则动能定理得证。
11.(6分)某同学用图α所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每3个点取一个计数点,所有测量数据及其标记符号如图b所示。
该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔):
方法A:由,取平均值。
方法B:由,取平均值
从数据处理方法看,在、、、、、中,对实验结果起作用的,方法A有
;方法B中有 。因此,选择方法 (A或B)更合理,这样可以减
少实验的 (系统或偶然)误差。本实验误差的主要来源有
, (试举出两条)。
10.如图所示,一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B,两球质量均为m,两球半径忽略不计,杆的长度为。先将杆AB竖直靠放在竖直墙上,轻轻振动小球B,使小球B在水平面上由静止开始向右滑动,当小球A沿墙下滑距离为告时,下列说法正确的是( )
A.小球A和B的速度都为
B.小球A和B的速度都为
C.小球A的速度为,小球B的速度为
D.小球A的速度为,小球B的速度为
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
请用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卷上书写作答。在试题卷上书写作答无效。
9.半径为R的光滑圆环处于竖直平面内,一个小滑块在圆环内侧滑动。已知它滑到与环的圆心等高位置时的加速度为g,以下说法正确的是( )
A.滑块在此位置的向心加速度是g
B.滑块在该点的线速度是
C.滑块在该点的线速度是
D.滑块能沿轨道滑至最高点,且能求出对轨道的压力
8.物体只在力F作用下运动,力F随时间变化的图象如图所示,在
s时刻,物体的速度为零。则下列论述正确的是( )
A.0-3s内,力F所做的功等于零,冲量也等于零
B.0-4s内,力F所做的功等于零,冲量也等于零
C.第1s内和第2s内的速度方向相反,加速度方向相反
D.第3s内和第4s内的速度方向相反,加速度方向相同
7.如右图所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为。根据图中的信息,下列判断错误的是( )
A.能求出小球下落的加速度为
B.能判定出位置“1”是小球释放的初始位置
C.能求出小球在位置“3”的速度为
D.能判定出小球下落过程中机械能是否守恒
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