物理期末答案.doc

一单项选择题1美国的NBA篮球赛非常精彩，吸引了众多观众。经常能看到这样的场面：在终场前0.1s的时候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的最后胜利。已知球的质量为m，运动员将篮球投出，球出手时的高度为h1、动能为Ek，篮筐距地面高度为h2。不计空气阻力，将篮球看成是质点。则篮球进筐时的动能为（ A ） AEk+mgh1mgh2BEk+ mgh2mgh1Cmgh1+mgh2Ek Dmgh2mgh1Ek2一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s。取g10ms2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（A ）A合外力做功50J B阻力做功500J C重力做功500J D支持力做功50J31990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。已知地球半径为6.4106m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期。以下数据中最接近其运行周期的是（ B ）A0.6小时 B1.6小时 C4.0小时 D24小时4假设在宇宙中存在这样三个天体A、B、C，它们在一条直线上，天体A离天体B的高度为某值时，天体A和天体B就会以相同的角速度共同绕天体C运转,且天体A和天体B绕天体C运动的轨道都是圆轨道，如图所示。以下说法正确的是CA天体A做圆周运动的加速度小于天体B做圆周运动的加速度B天体A做圆周运动的速度小于天体B做圆周运动的速度C天体A做圆周运动的向心力大于天体C对它的万有引力D天体A做圆周运动的向心力等于天体C对它的万有引力AxyOv图55地球绕太阳的运动可视为匀速圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球运动所需的向心力。由于太阳内部的核反应而使太阳发光，在这个过程中，太阳的质量在不断减小。根据这一事实可以推知，在若干年以后，地球绕太阳的运动情况与现在相比 （ AB ）A运动半径变大 B运动周期变大 C运动速率变大D运动角速度变大6一个质点在恒力F的作用下，在xOy平面内从O点运动到A点的轨迹如图5所示，且在A点时的速度方向与x轴平行，则恒力F的方向可能的是（ D ）A沿+x方向 B沿-x方向 C沿+y方向 D沿-y方向7如图所示，木板质量为M，长度为L，小木块的质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为.开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为（ A）A B2C D8如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板的左端，右端与小木块连接，且、及 与地面之间接触面光滑，开始时和均静止，现同时对、施加等大反向的 水平恒力和，从两物体开始运动以后的整个过程中，对、和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（ D ）A由于、等大反向，故系统机械能守恒B由于、分别对、做正功，故系统动能不断增加C由于、分别对、做正功，故系统机械能不断增加D当弹簧弹力大小与、大小相等时，、的动能最大9如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，然后在水平面上前进至B点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为，滑雪者（包括滑雪板）的质量为m，A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段的过程中，摩擦力所做的功（ C ）A大于 B小于 C等于 D以上三种情况都有可能10用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程 的时间相同，不计空气阻力，则（ D ）A加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B匀速过程中拉力的功一定比加速过程中拉力的功大C两过程中拉力的功一样大D上述三种情况都有可能11如图所示，在不光滑的平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻弹簧相连接，现用一 水平拉力F作用在B上，从静止开始经一段时间后，A、B一起做匀加速直线运动，当它 们的总动能为Ek时撤去水平力F，最后系统停止运动，从撤去拉力F到系统停止运动的 过程中，系统 BD）A克服阻力做的功等于系统的动能EkB克服阻力做的功大于系统的动能EkC克服阻力做的功可能小于系统的动能EkD克服阻力做的功一定等于系统机械能的减少量12一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向向下运动，运动过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中0s1过程的图象为曲线，s1s2过程的图象为直线，根据该图象，下列说法正确的是（ BD ）A 0s1过程中物体所受拉力一定是变力，且不断减小B s1s2过程中物体可能在做匀变速直线运动C s1s2过程中物体可能在做变加速直线运动D 0s2过程中物体的动能可能在不断增大二填空题13在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图.其中O点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位cm）.已知打点计时器电源频率为50Hz，重锤质量为m，当地重力加速度g=9.80m/s2. （1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是_. （2）该同学用重锤取OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为_，接着从打点计时器打下的第一个点O数起，数到图中B点是打点计时器打下的第9个点，他用vB=gt计算跟B点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为_（均保留三位有效数字）.这样他发现重力势能的减小量_（填“大于”或“小于”）动能的增加量，造成这一错误的原因是_.13答案：（1）OC （2分） （2）1.22m（3分） 1.23m （3分） 小于 （2分） 实际测得的高度比自由落体对应下落的高度小（2分）解析：（1）从有效数字的位数上不难选出OC不符合有效数字读数要求；（2）重力势能的减少量为1.22m，B点的瞬时速度是AC全程的平均速度，可以求出动能的增量为=1.23m；实验过程中由于存在阻力因素，实际上应是重力势能的减少量略大于动能的增加量，之所以出现这种可能，可能是实际测得的高度比自由落体对应的高度小.ALO图714一条河宽500m，河水的流速是3m/s，一只小艇以5m/s（静水中的速度）的速度行驶，若小艇以最短的时间过河，所用的时间是 s；若小艇要以最短的航程渡河，所需的时间是_s。14100，12515长L=0.5m质量可忽略的轻杆，下端固定在O点，上端固定着一质量m =2kg的小球A。A可绕O点在竖直平面内作圆周运动，如图7所示。当A通过最高点时速率为1m/s时，球对杆的作用力大小为_N，方向_。16，竖直向下 m图937F16在某星球上以速度v0将一物体竖直向上抛出，经t秒落回原处，若此星球的半径为R，则在星球上发射自己的卫星，那么它的环绕速度应是 。17如图9所示，置于水平面上的木箱的质量为m=10kg，在与水平方向成a=37角的拉力F=50N的恒力作用下，由静止开始运动，它与水平面间的动摩擦因数m=0.2，则前2s内拉力做功的平均功率是_，2s末拉力做功的瞬时功率是_。 16 17 104W，208WOmam图1618（7分）如图16所示，三个质量均为m的恒星系统，组成一个边长为a的等边三角形。它们仅受彼此之间的万有引力作用，且正在绕系统的质心O点为圆心、在三角形所在的平面做匀速率圆周运动。则此系统的角速度= 。3三计算题t/sv/(ms-1)02.04.06.08.00.20.40.60.81.019一质量m=2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机做出了小物块上滑过程的速度时间图线，如图所示。（取sin37=0.6，cos37=0.8，g =10m/s2）求：（1）小物块冲上斜面过程中加速度的大小；（2）小物块与斜面间的动摩擦因数； （3）小物块返回斜面底端时的动能。xymgNf19解：（1）由小物块上滑过程的速度时间图线，可知：m/s2，小物块冲上斜面过程中加速度的大小为8.0m/s2。（2）如图所示，物块受重力、支持力、摩擦力，沿斜面建立直角坐标系，物块向上滑动时，mgsin37+f=ma，f=N，Nmgcos37， 代入数据解得：=0.25。（3）设物块冲上斜面所能达到的最高点距斜面底端距离为s，物块返回到斜面底端时的动能为Ek， 向上运动阶段 ，沿斜面运动全过程中根据动能定理：，代入数据：，得：。20如图所示，QB段为一半径为R=1m的光滑圆弧轨道，AQ段为一长度为L=1m的粗糙水平轨道，两轨道相切于Q点，Q在圆心O的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内。 物块P的质量为m=1kg（可视为质点），P与AQ间的动摩擦因数=0.1，若物块 P以速度v0从A点滑上水平轨道，到C点后又返回A点时恰好静止。（取g=10m/s2） 求：（1）v0的大小 （2）物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力。20【命题立意】考查学生应用动能定理和牛顿运动定律解决物理问题的能力。【试题解析】解：（1） 物块P从A到C又返回A的过程中，由动能定理有 = （4分） 解得 m/s （3分） （2）若物块P在Q点的速度为v，Q点轨道对P的支持力为F ，由动能定理和牛顿定律有 = （2分） （2分） 解得：（2分）21图17OBA（10分）如图17所示，一转盘可绕其竖直轴在水平面内转动，转动半径为R，在转台边缘放一物块A，当转台的角速度为0时，物块刚能被甩出转盘。若在物块A与转轴中心O连线中点再放一与A完全相同的物块B（A、B均可视为质点），并用细线相连接。当转动角速度为多大时，两物块将开始滑动？ 22（10分）经过用天文望远镜长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形势和分布情况有了较深刻的认识。双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离。一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统处理。 现根据对某一双星系统的光度学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是，两者相距。他们正绕两者连线的中点作圆周运动。 (1) 试计算该双星系统的运动周期T1 ；(2)若实验上观测到的运动周期为T2，且T2:T1=1: (N1)。为了解释T2与T1的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。作为一种简化模型，我们假定在这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，而不考虑其它暗物质的影响。试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度。21解：设两物体质量为m，圆盘半径为r，最大静摩擦力为fm 2分设马上要滑动时绳的拉力为T，此时两物体受到的摩擦力都为最大静摩擦力，对A有 3分对B有 3分联立解得 2分22解：（1）双星均绕它们的连线的中点做圆周运动，则有 2分 得 1分（2）根据观测结果，星体的运动周期 这说明双星系统中受到的向心力大于本身的引力，故它一定还受到其他指向中心的作用力，按题意这一作用来源于均匀分布的暗物质，均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量位于中点处的质量点相同考虑暗物质作用后双星的速度即为观察到的速度，则有 2分 得 1分将解得的T1、T2代入T2:T1=1:得 2分设所求暗物质的密度为，则有 1分故 1分23（14分）如图所示，倾角为的直角斜面体固定在水平地面上，其顶端固定有一轻质定滑轮，轻质弹簧和轻质细绳相连，一端接质量为m2的物块B，物块B放在地面上且使滑轮和物块间的细绳竖直，一端连接质量为m1的物块A，物块A放在光滑斜面上的P点保持静止，弹簧和斜面平行，此时弹簧具有的弹性势能为Ep.不计定滑轮、细绳、弹簧的质量，不计斜面、滑轮的摩擦，已知弹簧劲度系数为k，P点到斜面底端的距离为L.现将物块A缓慢斜向上移动，直到弹簧刚恢复原长时的位置，并由静止释放物块A，当物块B刚要离开地面时，物块A的速度即变为零，求： （1）当物块B刚要离开地面时，物块A的加速度； （2）在以后的运动过程中物块A最大速度的大小.23解析：（1）B刚要离开地面时，A的速度恰好为零，即以后B不会离开地面. 当B刚要离开地面时，地面对B的支持力为零，设绳上拉力为F.B受力平衡，F=m2g（2分） 对A，由牛顿第二定律，设沿斜面向上为正方向，m1gsinF=m1a（2分） 联立解得，a=(sin)g（2分）由最初A自由静止在斜面上时，地面对B支持力不为零，推得m1gsinh2，因此B被挡后C能落至地面. （2分） （2）设C落至地面时，对A、C应用能定理得，（2分）对A应用动能定理得，（2分）联立并代入数据解得， s=0.165m（2分）所以A滑行的距离为=（0.3+0.3+0.165）=0.765m（2分）25解析：设A、B相对静止一起向右匀速运动时的速度为v.撤去外力后至停止的过程中，A