8. [2013·河南开封一模]随着世界航空事业的发展,深太空探测已逐渐成为各国关注的热点,假设深太空中有一颗外星球,其质量是地球质量的2倍,半径是地球半径的,则下列判断正确的是( )
A. 该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星的周期
B. 某物体在该外星球表面所受的重力是在地球表面所受重力的4倍
C. 该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍
D. 绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同
解析:由于不知该外星球的自转周期,故不能判断该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星的周期的关系,选项A错误;由g=GM/R2,可知该外星球表面的重力加速度为地球表面的8倍,选项B错误;由v=可知,该外星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2倍,选项C正确;由于中心天体的质量不同,则绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星的运行速度不相同,选项D错误.
答案:C
7. 如图所示,从半径为R=1 m的半圆PQ上的P点水平抛出一个可视为质点的小球,经t=0.4 s小球落到半圆上.已知当地的重力加速度g=10 m/s2,据此判断小球的初速度可能为( )
A. 1 m/s B. 2 m/s
C. 3 m/s D. 4 m/s
解析:由h=gt2可得h=0.8 m,如图所示,小球落点有两种可能,若小球落在左侧,由几何关系得平抛运动水平距离为0.4 m,初速度为1 m/s;若小球落在右侧,平抛运动的水平距离为1.6 m,初速度为4 m/s,AD正确.
答案:AD
6. 2013年6月20日,中国首次太空授课活动成功举行,“神舟十号”航天员在“天宫一号”空间站上展示了失重环境下的物理现象.“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所.假设某“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上匀速率运行,其离地高度约为地球半径的(同步卫星离地高度约为地球半径的5.6倍),且运行方向与地球自转方向一致,则( )
A. “神舟十号”飞船要与“天宫一号”对接,必须在高轨道上减速
B. “天宫一号”运行的速度大于地球的第一宇宙速度
C. 站在地球赤道上的人观察到该“空间站”向东运动
D. 在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在其中悬浮
解析:“神舟十号”飞船要与“天宫一号”对接,可以在低轨道上加速,A错;由GMm/r2=mv2/r得v=<,即“天宫一号”运行的速度小于地球的第一宇宙速度,B错;由于“空间站”轨道高度低于同步卫星轨道高度,即“空间站”运行角速度大于地球自转角速度,所以站在地球赤道上的人观察到“空间站”向东运动,C对;在“空间站”工作的宇航员因完全失重而在其中悬浮,D错.
答案:C
5. 在发射某人造地球卫星时,首先让卫星进入低轨道,变轨后进入高空轨道,假设变轨前后该卫星始终做匀速圆周运动,不计卫星质量的变化,若变轨后的动能减小为原来的,则卫星进入高空轨道后( )
A.向心加速度为原来的
B.角速度为原来的
C.周期为原来的8倍
D.轨道半径为原来的
解析:根据=m和Ek=mv2得,变轨后的轨道半径为原来的4倍,选项D错误;由a=知a1∶a2=16∶1,选项A错误;由ω=知ω1∶ω2=8∶1,选项B错误;由T=知T1∶T2=1∶8,选项C正确.
答案:C
4. 如图所示,两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点,并在同一水平面内做匀速圆周运动,则它们的( )
A.周期相同
B.线速度的大小相等
C.角速度的大小相等
D.向心加速度的大小相等
解析:设圆锥摆的高为h,则mg·=m=mω2r=m()2r=ma,故v=r,ω=,T=2π,a=g.因两圆锥摆的h相同,而r不同,故两小球运动的线速度不同,角速度的大小相等,周期相同,向心加速度不同.
答案:AC
3. [2014·福建南平]如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内旋转,下列说法正确的是( )
A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人就会掉下来
B.人在最高点时对座位不可能产生大小为mg的压力
C.人在最低点时对座位的压力等于mg
D.人在最低点时对座位的压力大于mg
解析:人在最低点,由向心力公式可得,F-mg=m,即F=mg+m>mg,故C项错误,D项正确;人在最高点,由向心力公式可得,F+mg=m,当v=时,F=0,A项错误;当v>时,F>0,人对座位能产生压力;当v<时,F<0,安全带对人产生拉力,B项错误.
答案:D
2. [2014·湖南嘉禾一中高三摸底]民族运动会上有一骑射项目,运动员骑在奔跑的马上,弯弓放箭射击侧向的固定目标,假设运动员骑马奔跑的速度为v1,运动员静止时射出的弓箭速度为v2,跑道离固定目标的最近距离为d.要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,则( )
A.运动员放箭处离目标的距离为
B.运动员放箭处离目标的距离为d
C.箭射到靶的最短时间为
D.箭射到靶的最短时间为
解析:设运动员放箭的位置处离目标的距离为x,运动员要在最短的时间内击中目标,射箭方向必须垂直于跑道,同时合速度必须指向目标,运动员合速度与分速度的矢量三角形如图所示,则射击时间t=,在射击时间内马沿跑道的位移s1=v1t=,故放箭位置距目标的距离:x==.
答案:C
一、选择题
1. 下列说法正确的是( )
A.物体在恒力作用下能做曲线运动也能做直线运动
B.物体在变力作用下一定是做曲线运动
C.物体做曲线运动,沿垂直速度方向的合力一定不为零
D.两个直线运动的合运动一定是直线运动
解析:物体是否做曲线运动,取决于物体所受合外力方向与物体运动方向是否共线,只要两者不共线,无论物体所受合外力是恒力还是变力,物体都做曲线运动,若两者共线,做直线运动,则选项A正确,B错误;由垂直速度方向的力改变速度的方向,沿速度方向的力改变速度的大小可知,C正确;两个直线运动的合运动可能是直线运动,也可能是曲线运动,则选项D错误.
答案:AC
6. [2014·江西八校联考]物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图甲所示,打点计时器固定在斜面上,滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,图乙是打出的纸带的一段.
(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,选A、B、C、D、E、F、G等7个点为计数点,且各计数点间均有一个点没有画出.滑块下滑的加速度a=________m/s2.
(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有________.(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度L
B.木板的末端被垫起的高度h
C.木板的质量m1
D.滑块的质量m2
E.滑块运动的时间t
解析:(1)纸带上可用数据为六个,为充分利用,减小误差,数据处理方法采用逐差法,a=,且由“各计数点间均有一个点没有画出”得出T=0.04 s,代入有
a=×10-2 m/s2=3.00 m/s2.
(2)为间接测量动摩擦因数,需找出μ与a的关系,由牛顿第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma,式中θ为木板的倾角,由几何关系sinθ=h/L,cosθ=/L,代入有μ=,故还应测的物理量有h、L.
答案:(1)3.00 (2)AB
5. [2014·福建宁德模拟]在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花计时器打下的纸带如下图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出,电火花计时器接220 V、50 Hz交流电源.
(1)设电火花计时器的周期为T,计算F点的瞬时速度vF的公式为vF=________;
(2)他经过测量并计算得到电火花计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表.以A点对应的时刻为t=0,试在下图所示坐标系中合理地选择标度,作出v-t图象,并利用该图象求出物体的加速度a=________m/s2;
对应点 |
B |
C |
D |
E |
F |
速度(m/s) |
0.141 |
0.180 |
0.218 |
0.262 |
0.301 |
(3)如果当时电网中交变电流的电压变成210 V,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比________.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
解析:(1)利用“中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度”求F点的速度,可得vF=;
(2)用描点法作出v-t图象如图所示,由图线的斜率求出加速度a==0.40 m/s2;
(3)电网中交变电流的电压变化,并不改变电火花计时器的周期,故测量值与实际值相比不变.
答案:(1) (2)见解析图 0.40 (3)不变
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