【答案】A
【解析】卫星受到的引力,由于质量相等,所以半径越大,引力越小,故,根据公式可得可知轨道半径越大,线速度越小,所以,故A正确.
5.已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,若不考虑地球自转的影响,地面上的物体所受的重力等于地球对物体的引力,由此可以求出地球的质量为()
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】由,得地球质量,B正确.
6.对于做匀速圆周运动的物体,下列物理量中不变的是()
A.线速度B.合外力C.动能D.向心加速度
【答案】C
考点:
匀速圆周运动
【名师点睛】本题主要是考察对概念的理解,要注意一个矢量既有大小又有方向,比较时要注意;在本题中还要知道角速度、周期、转速是否变化。
7.关于运动的合成的说法中,正确的是()
A.合运动的位移等于分运动位移的矢量和
B.合运动的时间等于分运动时间之和
C.合运动的速度一定大于其中一个分运动的速度
D.合运动的速度方向与合运动的位移方向相同
【答案】A
【解析】位移是矢量,合成遵循平行四边形定则,合运动的位移为分运动位移的矢量和,A正确;合运动与分运动具有等时性,合运动的时间等于分运动的时间,B错误;根据平行四边形定则,知合速度可能比分速度大,可能比分速度小,可能与分速度相等,C错误;合运动的速度方向可能与合运动的位移方向相同,也可能与合运动的位移方向不相同,D错误.
8.如图所示,当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时,车对桥顶的压力为车重的3/4,如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时,刚好不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶的速度应为()
A.15m/sB.20m/sC.25m/sD.30m/s
【答案】B
【解析】试题分析:
根据竖直方向上的合力提供向心力求出桥的半径,当汽车不受摩擦力时,支持力为零,则靠重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出汽车通过桥顶的速度.
在最高点重力和支持力的合力充当向心,根据牛顿第二定律得:
,即,解得,当摩擦力为零时,支持力为零,有,解得,B正确.
二、多项选择题(本题包括6小题,每题4分。
每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对得4分,选对但不全得2分,错选不得分。
)
9.如图所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置。
P是轮盘的一个齿,Q是飞轮上的一个齿。
下列说法中正确的是()
A.P、Q两点线速度大小相等
B.P点线速度大于Q点线速度
C.P、Q两点向心加速度大小相等
D.P点向心加速度小于Q点向心加速度
【答案】AD
【解析】Q两点是传送带传动的两轮子边缘上两点,则,根据及,而,可知P点向心加速度小于Q点向心加速度,故AD正确.
10.一艘小船在静水中的速度为4m/s,渡过一条宽200m,水流速度为5m/s的河流,则该小船()
A.不能到达正对岸
B.以最短位移渡河时,位移大小为200m
C.渡河的时间可能少于50s
D.以最短时间渡河时,沿水流方向的位移大小为250m
【答案】AD
【解析】试题分析:
当静水速的方向与河岸垂直时,渡河时间最短;因为静水速小于水流速,合速度方向不可能垂直于河岸,即不可能垂直渡河,当合速度的方向与静水速的方向垂直时,渡河位移最短.
因船在静水中的速度小于水流速度,故不能到达正对岸,A正确;因为不能垂直渡河,所以当合速度的方向与静水速的方向垂直,渡河位移最短,设此时合速度的方向与河岸的夹角为,,则渡河的最小位移,B错误;当静水速的方向与河岸垂直时,渡河时间最短,,C错误;以最短时间渡河时,沿水流方向的位移大小,故D正确.
11.利用下列哪组数据及万有引力常量,能计算出地球质量的是()
A.地球绕太阳公转的周期及地球绕太阳公转的轨道半径
B.月球绕地球运行的周期及月球绕地球运行的轨道半径
C.人造地球卫星在地面附近运行的速度和运行周期
D.若不考虑地球自转及将地球看成一个均匀球体,且已知地球半径和地球表面重力加速度
【答案】BCD
【解析】已知地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r 和公转周期T,只能测算出被中心天体太阳的质量,而地球是做圆周运动的天体,在等式中地球质量消去,A错误;已知月球绕地球运行的周期及月球绕地球运行的轨道半径,据万有引力提供向心力,列出等式,,所以能求出地球质量,B正确;已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T,根据圆周运动的公式得轨道半径,由万有引力提供向心力得,所以能求出地球质量,C正确;不考虑地球自转,地球表面重力与万有引力相等,则,可得,D正确.
12.如图,我国发射的“嫦娥二号”卫星运行在距月球表面100km的圆形轨道上,到A点时调整成沿椭圆轨道运行,至距月球表面15km的B点作近月拍摄,以下判断正确的是()
A.卫星在圆轨道上运行时处于完全失重状态
B.卫星从圆轨道进入椭圆轨道须减速制动
C.沿椭圆轨道运行时,卫星在A点的速度比在B点的速度大
D.沿圆轨道运行时在A点的加速度和沿椭圆轨道运行时在A点的加速度大小不相等
【答案】AB
【解析】卫星在圆轨道上运行时万有引力全部充当向心力,故处于失重状态,A正确;卫星从圆轨道进入椭圆轨道做近心运动,须减速制动,B正确;根据动能定理得,从A到B的过程,万有引力做正功,则动能增大,所以A的速度小于B点的速度,C错误;根据得,所以沿圆轨道运行时在A点的加速度和沿椭圆轨道运行时在A点的加速度大小相等,D错误.
13.如图所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑的固定轴O.现给球一初速度,使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动,不计空气阻力,用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力,则F()
A.可能是拉力B.可能是推力
C.可能等于0D.以上说法均不正确
【答案】ABC
【解析】试题分析:
小球通过最高点时,受重力和杆的弹力作用,杆的弹力和重力和合力提供向心力,故杆的弹力的方向一定与杆平行,但可能向上,可能向下,可能为零.
杆子长度为R,当小球在最高点,重力完全充当向心力,则有,解得,此时杆子作用力F=0.若,则杆子表现为拉力,有,若,则杆子表现为支持力,有,故ABC正确D错误.
14.如图所示,一轻质弹簧固定在水平地面上,O点为弹簧原长时上端的位置,一个质量为m的物体从O点正上方的A点由静止释放落到弹簧上,物体压缩弹簧到最低点B后向上运动.则以下说法正确的是()
A.在整个过程中,物体m重力势能一直减小
B.物体从O点运动到B点,动能先增大后减小
C.物体在B点的速度为零,加速度为零
D.在整个过程中,物体m机械能守恒
【答案】AB
【解析】试题分析:
物体接触弹簧开始,合力向下,向下做加速度逐渐减小的加速运动,运动到某个位置时,合力为零,加速度为零,速度最大,然后合力方向向上,向下做加速度逐渐增大的减速运动,运动到最低点时,速度为零,加速度方向向上,逐项分析即可.
整个过程中物体的高度一直在下降,所以重力一直做正功,重力势能一直减小,A正确;体接触弹簧开始,合力向下,向下做加速度逐渐减小的加速运动,运动到某个位置时,合力为零,加速度为零,速度最大,然后合力方向向上,向下做加速度逐渐增大的减速运动,运动到最低点B时,速度为零,所以动能先增大后减小,B正确;在最低点,速度为零,弹力大于重力,合力向上,加速度不为零,故C正确;在整个过程中,物体与弹簧组成的系统机械能守恒,物体受到的弹力做功,所以物体的机械能不守恒,故D错误.
三、实验题
15.某探究学习小组的同学欲验证动能定理,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.
若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
(1)你认为还需要的实验器材有____________.
(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质 量应满足的实验条件是_______________,实验时首先要做的步骤是_______________.
(3)在
(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为