1、- 1 -物理第三次考试（万有引力，机械能守恒）1、选择题（每小题中只有一个正确，每题 4 分，共 40 分）1宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互问的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是 ( )A双星间的万有引力减小 B双星圆周运动的角速度增大C双星圆周运动的周期增大 D双星圆周运动的半径增大2某星球的质量约为地球质量的 9 倍，半径约为地球半径的一半，若从地球表面高处平抛一物体，射程为 60 m，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为 ( )A10 m B
2、15 m C90 m D360 m3设质量 m=1.0kg 的物体从倾角为 300，高 2.0m 的光滑斜面由静止开始下滑，那么当它滑到斜面中点时刻所具有的机械能是（取地面为参考平面） （ ）A、零 B、20 焦耳 C、 40 焦耳 D、10 焦耳4如图 2 所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个 过程中，下列关于能量的叙述中正确的是 （ ）A重力势能和动能之和总保持不变B重力势能和弹性势能之和总保持不变C动能和弹性势能之和保持不变D重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变5一个人站在阳台上，以相同的速率 v0 分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气
3、阻力，则三个球落地时的速率： （ ） A、上抛球最大 B、下抛球最大 C、平抛球最大 D、三个球一样大6图中圆弧轨道 AB 是在竖直平面内的 1/4 圆周，在 B 点，轨道的切线是水平的一质点自 A 点从静止开始下滑，不计滑块与轨道间的摩擦和空气阻力，则在质点刚要到达 B 点时的加速度大小和刚滑过 B 点时的加速度大小分别为 ( ) A0，g Bg，g C2g，g D2g，2g 7一个物体由静止沿长为 L 的光滑斜面下滑。当物体的速度达到末速度一半时，物体沿斜面下滑的长度是 （ ）A、L/4 B、（ -1）L C、L/2 D、L/228如图所示，小球自 a 点由静止自由下落，到 b 点时与弹簧
4、接触，到 c 点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由 abc 的运动过程中，以下叙述正确的是（ ） A小球的机械能守恒 B小球的重力势能随时间均匀减少C小球在 b 点时动能最大D到 c 点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量9如图所示，质量为 m 的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为 2m 的砝码相连，让绳拉直后使砝码从静止开始下降 h图 2- 2 -的距离时砝码未落地，木块仍在桌面上，这时砝码的速率为（ ） A B C Dgh2gh631gh6gh3210如图所示，一细绳的上端固定在天花板上靠近墙壁的 O 点，下端拴一小球，L 点是小球下
5、垂时的平衡位置，Q 点代表一固定在墙上的细长钉子，位于 OL 直线上，N 点在 Q 点正上方，且 QN=QL，M 点与 Q点等高.现将小球从竖直位置（保持绳绷直）拉开到与 N 等高的 P 点，释放后任其向 L 摆动，运动过程中空气阻力可忽略不计，小球到达 L 后.因细绳被长钉挡住，将开始沿以 Q 为中心的圆弧继续运动，在此以后（ ） A小球向右摆到 M 点，然后就摆回来B小球沿圆弧摆到 N 点，然后竖直下落C小球将绕 Q 点旋转，直至细绳完全缠绕在钉子上为止D以上说法都不正确3、计算题（60 分）11 （14 分）如图所示，A 是地球的同步卫星另一卫星 B 的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度
6、为 h已知地球半径为 R，地球自转角速度为 0，地球表面的重力加速度为 g，O 为地球中心(1)求卫星 B 的运行周期(2)如果卫星 B 绕行方向与地球自转方向相同，某时刻 A、B 两卫星相距最近(O、B、A 在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近?12(14 分) 如图所示，让摆球从图中的 A 位置由静止开始下摆，正好摆到最低点 B 位置时线被拉断.设摆线长 l1.6 m，悬点到地面的竖直高度为 H6.6 m ，不计空气阻力，求：（1）摆球落地时的速度。（2）落地点 D 到 C 点的距离（g10 m s 2）。- 3 -13 （14 分）如图所示，光滑圆管形轨道 AB 部分平
7、直，BC 部分是处于竖直平面内半径为 R 的半圆，圆管截面半径 rR，有一质量 m，半径比 r 略小的光滑小球以水平初速 V0射入圆管， （1）若要小球能从C 端出来，初速 V0多大？（2）在小球从 C 端出来的瞬间，对管壁压力有哪几种典型情况，初速 V0各应满足什么条件？14.（18 分） 如图所示为某种弹射装置的示意图,轻弹簧左端与一固定挡板相连,光滑的水平导轨 MN 右端 N 处与水平传送带理想连接 ,传送带长 L=4.0m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以速率 v=3.0m/s 匀速转动.两个质量均为 m=1.0kg 的滑块 A、B 置于水平导轨上.第一次使滑块 A 压缩轻弹簧至某一
8、位置,由静止释放,滑块 A 离开弹簧后以某一速度与 B 发生弹性碰撞,碰后滑块 B 以速度 vB=2.0m/s 滑上传送带,并从传送带右端 P 点滑出落至地面上的 Q 点,已知滑块 B 与传送带之间的动摩擦因数 =0. 20,重力加速度g 取 10m/s2.求:(1)滑块 B 到达传送带右端 P 点时的速度；(2)第二次实验时,使皮带轮沿逆时针方向转动,带动皮带以速率 v=3.0m/s 匀速转动,仍要使滑块 B 落至 Q点,则需将滑块 A 压缩弹簧至另一位置由静止释放 ,后与 B 发生弹性碰撞,求此过程弹簧对滑块 A 做的功W；(3)在第二次实验过程中,滑块 B 在传送带上滑动过程中产生的热量
9、 Q.- 4 -七 机械能守恒定律应用 2 参考答案1.B 2.A 3、B 4、D 5、D 6、C 7、A 8、D 9、D 10、D11.（1） （2）23)(gRh032)(hRg12、 （1）v D10.8 ms （2）4 m。13、 （1） gR0（2）a、无压力 gRv50b、对下管壁有压力 gRv520c、对上管壁有压力 014.解:(1)滑块 B 滑上传送带后作匀加速直线运动.设滑块 B 从滑上传送带到速度达到传送带的速度 v 所用的时间为 t,加速度为 a,在时间 t 内滑块 B 的位移为 x,根据牛顿第二定律和运动学规律有:mg=ma v=vB+at x=vBt+ 21at2
10、得 x=1.25mL即滑块 B 在传送带上先加速, 后匀速运动,则滑块 B 到 P 点时的速度为 v=3m/s.(2)要使 B 仍落在 Q 点,则 B 到达 P 点的速度仍为 v=3m/s设 A 与弹簧分离时速度为 v0,A、B 碰撞后 A 的速度为 v1,B 的速度为 v2,v2-v22=-2aL v=5m/s由动量守恒定律有:mv 0=mv1+mv2设弹簧对 A 做的功为 W,由动能定理得221201mvvmW= mv02由以上各式得 W=12.5J(3)设滑块 B 从 N 到 P 的时间为 t v=v2-at 解得 t=1s传送带向左运动的距离为 s1=vt=3m则产生的热量 Q=mg(s1+L) 解得 Q=14J
