湖北省襄阳市高一物理下学期期末试卷（含解析）.doc

湖北省襄阳市2015-2016学年高一（下）期末物理试卷一、选择题（本部分共10小题，每小题4分，共40分其中第7、8、9、10题为多项选择题，选对但不全得2分，有错选的得0分）1下列叙述中，正确的是（）a变速运动不一定是曲线运动，但曲线运动一定是变速运动b物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心c如果作用力对物体做正功，则反作用力一定做负功d两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动2一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下，某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹ab该爱好者用刻度尺量出轨迹的长度，如图所示已知曝光时间为0.001s，则小石子出发点离a点约为（）a6.5cmb10mc20md45m3一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3如图中直线为苹果在空中的运动轨迹若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是（）a苹果通过第3个窗户所用的时间最长b苹果通过第1个窗户的平均速度最大c苹果通过第3个窗户重力做的功最大d苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小4轻杆一端固定在光滑水平轴o上，另一端固定一质量为m的小球给小球一初速度，使其在竖直平面内做圆周运动，且刚好能通过最高点p，下列说法正确的是（）a小球在最高点时对杆的作用力为零b小球在最高点时对杆的作用力大小为mg，方向竖直向上c小球在最高点时对杆的作用力大小为mg，方向竖直向下d小球在最高点时对杆的作用力大小不能确定，方向也不能确定5某同学从教学楼一楼走到二楼用了5s，这一过程中他克服重力做功的平均功率约为（）a30wb50wc3102wd3103w6我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱若飞船先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点343km处点火加速，由椭圆轨道1变成高度为343km的圆轨道2，在圆轨道2上飞船的运行周期约为90min下列判断正确的是（）a飞船变轨前后的机械能相等b飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态c飞船在此圆轨道上运动的角速度等于同步卫星运动的角速度d飞船变轨前通过椭圆轨道远地点p时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度7如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，p、q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点p，则下列说法中正确的是（）a轨道对小球做正功，小球的线速度vpvqb轨道对小球不做功，小球的角速度pqc小球的向心加速度apaqd轨道对小球的压力fpfq8传送带是应用广泛的一种传动装置在一水平向右匀速运动的传送带的左端a点，每隔相同的时间t，轻放上一个相同的工件已知工件与传送带间动摩擦因数为，工件质量为m经测量，发现前面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为l已知重力加速度为g，下列判断正确的有（）a传送带的速度大小为b工件在传送带上加速时间为c每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为d传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为9横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起，固定在平面上，如图所示它们的竖直边长都是底边长的一半现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上其落点分别是a、b、c下列判断正确的是（）a图中三小球比较，落在c点的小球飞行时间最短b无论小球抛出时初速度多大，落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直c图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最快d图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最大10如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g则（）aa落地前，轻杆对b一直做正功ba落地时速度大小为ca下落过程中，其加速度大小始终不大于gda落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg二、实验题（本大题共2小题，共14分）11在研究加速度与外力（质量m一定）的关系；验证机械能守恒定律；探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中；某同学正确做出了三个实验的图象，如图中a、b、c所示根据坐标轴代表的物理量判断；a实验的图象斜率表示；b实验图象的斜率表示，c实验图象的斜率表示12利用如图1所示的装置可以做力学中的一些实验，已知交流电的频率为f，小车质量为m，钩码质量为m如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是，要使细线的拉力等于钩码的总重量，应该满足的条件是m m（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重量，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图所示o为小车开始运动打下的第一点，a、b、c为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图2所示，要探究小车运动的动能定理，要满足一个怎样的关系式 （用题中的字母符号表示）如果利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒时为尽可能消除摩擦力对小车的影响：则小车质量和钩码的质量关系应该满足mm （填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）三、计算题（本大题共4小题，共46分解答应写出必要的文字说明、方程式和重i要的演算步骤，只写出计算结果的不得分）13为纪念“光纤之父”、诺贝尔物理学奖获得者华裔物理学家高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”已知“高锟星”半径为r，其表面的重力加速度为g，万有引力常量为g，在不考虑自转的情况，求：（以下结果均用字母表达即可）（1）卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度；（2）假设某卫星绕“高锟星”做匀速圆周运动且运行周期为t，求该卫星距地面的高度；（3）假设“高锟星”为一均匀球体，试求“高锟星”的平均密度（球体积v=r3）14一物体静止在粗糙水平面上，某时刻受到一沿水平方向的恒定拉力作用开始沿水平方向做直线运动，在第1s末撤去拉力，物体整个运动过程的vt图象如图所示已知物体质量m=1kg，g取10m/s2求：（1）第1s内拉力所做的功；（2）整个过程中摩擦力所做功15如图所示，固定在竖直平面内倾角都为=37的直轨道ab与bc顺滑连接现将一质量m=0.1kg的小物块，从高为h1=0.60m处静止释放，沿轨道ab滑下，并滑上轨道bc，所能达到的最大高度是h2=0.30m若物块与两轨道间的动摩擦因数相同，不计空气阻力及连接处的能量损失已知sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度g=10m/s2，求：（1）物块从释放到第一次速度为零的过程中，重力所做的功；（2）物块与轨道间的动摩擦因数；（3）物块从轨道ab上由静止释放到最后停止运动，此过程中物块在两轨道上通过的总路程16如图所示，ab是一段位于竖直平面内的光滑轨道，高度为h，末端b处的切线方向水平一个质量为m的小物体p从轨道顶端a处由静止释放，滑到b端后飞出，落到地面上的c点，轨迹如图中虚线bc所示已知它落地时相对于b点的水平位移oc=l现在轨道下方紧贴b点安装一水平传送带，传送带的右端与b的距离为l/2当传送带静止时，让p再次从a点由静止释放，它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出，仍然落在地面的c点当驱动轮转动从而带动传送带以速度匀速向右运动时（其他条件不变），p的落地点为d求p滑至b点时的速度大小；（2）求p与传送带之间的动摩擦因数；（3）求出o、d间的距离2015-2016学年湖北省襄阳市高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本部分共10小题，每小题4分，共40分其中第7、8、9、10题为多项选择题，选对但不全得2分，有错选的得0分）1下列叙述中，正确的是（）a变速运动不一定是曲线运动，但曲线运动一定是变速运动b物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心c如果作用力对物体做正功，则反作用力一定做负功d两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动【分析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上；既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动根据功的公式可明确作用力和反作用力做功情况；根据运动的合成和分解可明确两个匀变速直线运动的合运动的性质【解答】解：a、曲线运动的速度方向时刻在变，故一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动；故a正确；b、只有匀速圆周运动，合力才是指向圆心；而对于速度大小变化的圆周运动，合力并不是指向圆心；故b错误；c、一对相互作用力做功，可以出现都做正功，都做负功，一正一负或一个做功，一个不做功等各种情况，故c错误d、两个匀变速直线运动的合运动可能加速度的方向与速度方向不在同一直线上，故合运动不一定是匀变速直线运动，可能是曲线运动；故d错误；故选：a【点评】本题主要是考查学生对物体做曲线运动的条件的理解、作用力和反作用力的性质以及功的定义，涉及的知识点较多；要注意准确掌握物体做曲线运动的条件2一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下，某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹ab该爱好者用刻度尺量出轨迹的长度，如图所示已知曝光时间为0.001s，则小石子出发点离a点约为（）a6.5cmb10mc20md45m【分析】根据照片上痕迹的长度，可以知道在曝光时间内物体下落的距离，由此可以估算出ab段的平均速度的大小，由于时间极短，可以近似表示a点对应时刻的瞬时速度，最后再利用自由落体运动的公式可以求得下落的距离【解答】解：由图可知ab的长度为2cm，即0.02m，曝光时间为s，所以ab段的平均速度的大小为：，由于时间极短，故a点对应时刻的瞬时速度近似为20m/s，由自由落体的速度位移的关系式 v2=2gh可得：h=故c正确故选：c【点评】由于ab的运动时间很短，我们可以用ab段的平均速度来代替a点的瞬时速度，由此再来计算下降的高度就很容易了，通过本题一定要掌握这种近似的方法3一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3如图中直线为苹果在空中的运动轨迹若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是（）a苹果通过第3个窗户所用的时间最长b苹果通过第1个窗户的平均速度最大c苹果通过第3个窗户重力做的功最大d苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小【分析】自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，故速度愈来愈大，经过第二个窗户过程中的任意一点的速度均比经过第一个窗户过程中的最大速度要大，根据匀变速直线运动的平均速度公式，经过第二个窗户的平均速度大于经过第一个窗户的平均速度，根据功的定义式w=fscos和平均功率公式可比较得出经过后一窗户的重力功和平均功率都比经过前一窗户要大【解答】解：a、由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，由公式v=gt，速度越来越快，由平均速度公式，通过第一个窗户过程的平均速度最小，因而通过第一个窗户所用时间最小，故a错误；b、由a选项的分析可以知道，通过第一个窗户过程的平均速度最小，故b错误；c、由功的定义式w=fscos可知，通过三个窗户过程重力做的功相等，故c错误；d、由a选项的分析可以知道，通过第一个窗户过程的平均速度最小，再由平均功率公式可知，通过第一个窗户过程平均功率最小，故d正确；故选d【点评】本题是功、功率的相关公式基本应用问题，要求熟练运用功、功率的相关公式4轻杆一端固定在光滑水平轴o上，另一端固定一质量为m的小球给小球一初速度，使其在竖直平面内做圆周运动，且刚好能通过最高点p，下列说法正确的是（）a小球在最高点时对杆的作用力为零b小球在最高点时对杆的作用力大小为mg，方向竖直向上c小球在最高点时对杆的作用力大小为mg，方向竖直向下d小球在最高点时对杆的作用力大小不能确定，方向也不能确定【分析】由题，小球刚好能通过最高点p，速度为零，根据牛顿第二定律研究杆对小球的作用力，再由牛顿第三定律研究小球对杆作用力【解答】解：杆模型中，小球刚好能通过最高点p的速度为0，设小球在最高点时对杆的作用力为f，根据牛顿第二定律：fmg=0，得：f=mg，方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，球对杆的作用力大小为mg，方向竖直向下，故c正确，abd错误故选：c【点评】本题竖直平面内圆周运动临界条件问题，抓住杆能支撑小球的特点，由牛顿第二定律进行分析5某同学从教学楼一楼走到二楼用了5s，这一过程中他克服重力做功的平均功率约为（）a30wb50wc3102wd3103w【分析】根据楼层大约的高度，结合平均功率的公式求出克服重力做功的平均功率【解答】解：估计该同学的体重为500n，每层楼高3m，则克服重力做功的平均功率p=300w故答案为：3102w【点评】本题通过考查功率的估算，巩固了学生对自身的体重和楼高的估测，是一道基础性的考查题6我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱若飞船先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点343km处点火加速，由椭圆轨道1变成高度为343km的圆轨道2，在圆轨道2上飞船的运行周期约为90min下列判断正确的是（）a飞船变轨前后的机械能相等b飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态c飞船在此圆轨道上运动的角速度等于同步卫星运动的角速度d飞船变轨前通过椭圆轨道远地点p时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度【分析】根据周期大小确定角速度的大小关系根据飞船所受的万有引力提供圆周运动向心力，通过牛顿第二定律比较加速度的大小【解答】解：a、变轨时，点火加速做离心运动，故机械能增加，故a错误b、飞船在圆轨道上运动时，万有引力完全提供圆周运动向心力故航天员出舱前后都处于失重状态，故b正确c、根据，因为在圆轨道上的周期小于同步卫星的周期，故在圆轨道上的角速度大于同步卫星的角速度，故c错误d、飞船变轨前后都只受万有引力作用，根据万有引力定律和牛顿第二定律可知，故在同一地点p时的加速度大小相等，故d错误故选：b【点评】卫星在圆轨道上运动时万有引力完全提供圆周运动向心力，掌握卫星的变轨原理是正确解题的关键7如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，p、q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点p，则下列说法中正确的是（）a轨道对小球做正功，小球的线速度vpvqb轨道对小球不做功，小球的角速度pqc小球的向心加速度apaqd轨道对小球的压力fpfq【分析】小球沿竖直放置的螺旋形光滑轨道运动，轨迹半径越来越小，做近心运动由于支持力始终与速度方向垂直，所以支持力不做功，仅有重力做功下，小球的机械能守恒再由向心力公式结合牛顿第二定律，可以确定小球的线速度、角速度、向心加速度及对轨道的压力大小【解答】解：a、由于支持力始终与速度方向垂直，所以支持力不做功即轨道对小球不做功，仅有重力做功，小球机械能守恒则p点的速度小于q点速度，且p点的半径大于q点的半径所以小球通过p点的角速度小于通过q点的故a错误，b正确c、小球在p点的速度小于q点速度，且p点的半径大于q点的半径根据a=得，小球在p点的向心加速度小于q点的，故c错误d、小球在p点的向心加速度小于q点的，则小球在p点的向心力小于q点的，而向心力是由重力与轨道对它的支持力提供，因此小球在p点的支持力小于q点的，即小球对轨道的压力p点小于q点的故d错误；故选b【点评】解决本题的关键知道支持力与速度方向垂直，支持力不做功，通过动能定理比较线速度的大小关系，知道线速度、角速度、向心加速度的大小关系8传送带是应用广泛的一种传动装置在一水平向右匀速运动的传送带的左端a点，每隔相同的时间t，轻放上一个相同的工件已知工件与传送带间动摩擦因数为，工件质量为m经测量，发现前面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为l已知重力加速度为g，下列判断正确的有（）a传送带的速度大小为b工件在传送带上加速时间为c每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为d传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为【分析】工件在传送带上先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，每个工件滑上传送带后运动的规律相同，通过x=vt求出传送带的速度；根据匀加速度知识求得运动的时间，根据工件和传送带之间的相对路程大小，求出摩擦产生的热量；根据能量守恒知，多消耗的能量一部分转化为工件的动能，一部分转化为摩擦产生的内能【解答】解：a、工件在传送带上先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动，每个工件滑上传送带后运动的规律相同，可知x=vt=l，解得传送带的速度v=故a正确b、设每个工件匀加速运动的时间为t，根据牛顿第二定律得，工件的加速度为 a=g，根据v=v0+at，解得：t=故b错误c、工件与传送带相对滑动的路程为：x=v=，则摩擦产生的热量为：q=mgx=故c错误d、根据能量守恒得，传送带因传送一个工件多消耗的能量e=mv2+mgx=，故d正确故选：ad【点评】解决本题的关键知道工件在传送带上的运动规律，知道各个工件在传送带上的运动规律相同，结合牛顿第二定律、运动学公式、能量守恒综合求解9横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起，固定在平面上，如图所示它们的竖直边长都是底边长的一半现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上其落点分别是a、b、c下列判断正确的是（）a图中三小球比较，落在c点的小球飞行时间最短b无论小球抛出时初速度多大，落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直c图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最快d图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最大【分析】三个小球做的都是平抛运动，平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，物体的运动的时间是由竖直方向上下落的高度决定的可列式进行分析【解答】解：a、根据t=知，平抛运动的时间由高度决定，落在c点小球下降的高度最小，则飞行时间最短，故a正确b、首先a点上是无论如何不可能垂直的，然后看b、c点，竖直速度是gt，水平速度是v，然后斜面的夹角是arctan0.5，要合速度垂直斜面，把两个速度合成后，需要，即v=0.5gt，那么在经过t时间的时候，竖直位移为0.5gt2，水平位移为vt=（0.5gt）t=0.5gt2 即若要满足这个关系，需要水平位移和竖直位移都是一样的，显然在图中b、c是不可能完成的，因为在b、c上水平位移必定大于竖直位移，所以落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直，故b正确c、三球的加速度相同，则速度变化快慢相同，故c错误d、落在c点的小球运动时间最短，根据v=gt知，落在c点小球速度变化量最小，故d错误故选：ab【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移也可以利用“中点”分析得出落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直10如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g则（）aa落地前，轻杆对b一直做正功ba落地时速度大小为ca下落过程中，其加速度大小始终不大于gda落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg【分析】a、b组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，通过b的动能变化，判断轻杆对b的做功情况根据系统机械能守恒求出a球运动到最低点时的速度大小【解答】解：a、当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功故a错误b、a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律得：magh=mava2，解得：va=故b正确c、b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的拉力，此时a的加速度大于重力加速度，故c错误；d、a、b整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力的作用，所以b对地面的压力大小为mg，故d正确；故选：bd【点评】解决本题的关键知道a、b组成的系统机械能守恒，以及知道当a的机械能最小时，b的动能最大二、实验题（本大题共2小题，共14分）11在研究加速度与外力（质量m一定）的关系；验证机械能守恒定律；探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中；某同学正确做出了三个实验的图象，如图中a、b、c所示根据坐标轴代表的物理量判断；a实验的图象斜率表示物体（或小车）质量的倒数；b实验图象的斜率表示当地的重力加速度g，c实验图象的斜率表示弹簧的劲度系数k【分析】根据实验原理和所学物理规律，写出a、b、c三个图象中两个坐标轴所代表物理量之间的函数关系式，即可知道三个图象中斜率的含义【解答】解：研究加速度与外力（质量一定）的关系实验中，根据牛顿第二定律有：f=ma，因此有，所以a图线斜率表示 物体（或小车）质量的倒数；验证机械能守恒定律的实验中，根据功能关系可知：，因此有：，因此b图线斜率表示 （当地）重力加速度g；探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系的实验中，根据胡克定律有：f=kx，因此有c图线斜率表示 弹簧的劲度系数k故答案为：物体（或小车）质量的倒数；当地的重力加速度g；弹簧的劲度系数k【点评】图象问题注意写出两个坐标所代表物理量的函数式，然后根据数学知识可明确图象的斜率、截距等所代表的物理含义12利用如图1所示的装置可以做力学中的一些实验，已知交流电的频率为f，小车质量为m，钩码质量为m如果利用它来探究物体的加速度与力、质量的关系时，为使小车所受的合外力等于细线的拉力，应该采取的措施是平衡摩擦力，要使细线的拉力等于钩码的总重量，应该满足的条件是m远大于 m（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下，且使细线的拉力等于钩码的总重量，如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图所示o为小车开始运动打下的第一点，a、b、c为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据如图2所示，要探究小车运动的动能定理，要满足一个怎样的关系式mghb= （用题中的字母符号表示）如果利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒时为尽可能消除摩擦力对小车的影响：则小车质量和钩码的质量关系应该满足m远小于m （填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）【分析】为了使合力等于细线的拉力，需平衡摩擦力，为了使细线的拉力等于钩码的总质量，m应远大于m根据动能定理得出小车应满足的关系式为了消除摩擦力产生的影响，小车的质量应远小于钩码的质量【解答】解：（1）为使小车所受的合外力等于细线的拉力，实验前需平衡摩擦力；对系统运用牛顿第二定律得，有mg=（m+m）a，解得a=，隔离分析得，t=ma=，知当m远大于m时，细线的拉力等于钩码的总重量根据动能定理得，mghb=， =，要探究小车运动的动能定理，要满足的关系式为：mghb=为尽可能消除摩擦力对本实验的影响，使验证结果尽可能准确，则小车质量m和钩码质量m的关系应该满足mm，这样能使摩擦力做的功相对少些，以减小机械能的损失故答案为：平衡摩擦力；远大于；mghb=； 远小于【点评】该题涉及的实验比较多，要明确实验原理，根据物理定律求出相应的表达式，然后可以讨论得出相应结论三、计算题（本大题共4小题，共46分解答应写出必要的文字说明、方程式和重i要的演算步骤，只写出计算结果的不得分）13为纪念“光纤之父”、诺贝尔物理学奖获得者华裔物理学家高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”已知“高锟星”半径为r，其表面的重力加速度为g，万有引力常量为g，在不考虑自转的情况，求：（以下结果均用字母表达即可）（1）卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度；（2）假设某卫星绕“高锟星”做匀速圆周运动且运行周期为t，求该卫星距地面的高度；（3）假设“高锟星”为一均匀球体，试求“高锟星”的平均密度（球体积v=r3）【分析】（1）根据重力提供向心力求出卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度（2）根据万有引力提供向心力，以及万有引力等于重力，求出卫星的轨道半径，从而得出卫星距离地面的高度（3）结合“高锟星”的质量，求出密度的大小【解答】解：（1）卫星贴近“高锟星”表面运行时运行速度为第一宇宙速度，根据mg=m解得第一宇宙速度v=（2）设“高锟星”质量为m，卫星质量为m，轨道半径为r，依题意有：，gm=gr2又r=r+h，联立解得卫星距地面高度h=（3）由得，m=，则密度=答：（1）卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度为；（2）该卫星距地面的高度为；（3）“高锟星”的平均密度为【点评】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用14一物体静止在粗糙水平面上，某时刻受到一沿水平方向的恒定拉力作用开始沿水平方向做直线运动，在第1s末撤去拉力，物体整个运动过程的vt图象如图所示已知物体质量m=1kg，g取10m/s2求：（1）第1s内拉力所做的功；（2）整个过程中摩擦力所做功【分析】（1）由图示图象求出物体的加速度与位移，应用牛顿第二定律求出拉力大小，然后应用功的计算公式求出拉力的功（2）对整个过程应用动能定理可以求出摩擦力的功【解答】解：（1）由vt图象可知，第1s内物体的位移：s1=31=1.5m，第1s内物体的加速度大小：a1=3m/s2，第1s末到第4s末物体的加速度大小：a2=1m/s2，根据牛顿第二定律有：ff=ma1，f=ma2代入已知量解得：f=4n，在1s内，拉力做功：w=fs1=41.5=6j；（2）对全程应用动能定理有：w+wf=0，所以全程摩擦力做功 wf=6j；答：（1）第1s内拉力所做的功为6j；（2）整个过程中摩擦力所做功为6j【点评】本题考查了求拉力与摩擦力的功，分析清楚物体运动过程，根据图示图象求出物体的加速度与位移，应用牛顿第二定律、功的计算公式与动能定理可以解题15如图所示，固定在竖直平面内倾角都为=37的直轨道ab与bc顺滑连接现将一质量m=0.1kg的小物块，从高为h1=0.60m处静止释放，沿轨道ab滑下，并滑上轨道bc，所能达到的最大高度是h2=0.30m若物块与两轨道间的动摩擦因数相同，不计空气阻力及连接处的能量损失已知sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度g=10m/s2，求：（1）物块从释放到第一次速度为零的过程中，重力所做的功；（2）物块与轨道间的动摩擦因数；（3）物块从轨道ab上由静止释放到最后停止运动，此过程中物块在两轨道上通过的总路程【分析】（1）第一次速度为零的位置为h2处，根据wg=mgh求出重力做的功（2）对从a点开始到滑上bc的最高点为研究过程，运用动能定理，求出物块与轨道间的动摩擦因数（3）最终物块的速度