物理2必修二(曲线运动万有引力机械能)北京题选A4学生版(3).doc

物理2必修二(曲线运动万有引力机械能)北京题选A4学生版(3)t/s0a/ms-21.02.03.04.05.01.02.04.03.0图6A物体在t =2.0s到t =4.0s这段时刻内做匀减速直线运动B不能从已知信息粗略估算出物体在t=3.0s时的速度C不能从已知信息粗略估算出物体从t=1.0s到t=4.0s这段时刻内所受合外力的冲量 D可从已知信息粗略估算出物体从t=1.0s到t=4.0s这段时刻内所受合外力对物体做的功 图12打点计时器复写纸接电源纸带夹重锤振针限位孔 (09海淀一模）21（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，利用重锤拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。 在实验过程中，下列的说法正确的是： 。A必须使用的测量仪器有：打点计时器、天平和刻度尺B纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上C实验中其他条件不变时，选用重锤质量的大小不阻碍实验的误差D选用纸带上任意两点的数据都能够验证机械能守恒定律 按图12所示安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图13所示。图中O点为为打点起始点，且速度为零。BCDE图13h1h2h3AFGO图14h/（×10-2m） v2/(m/s)2010.020.030.040.02.04.06.08.050.0选取纸带上打出的连续点A、B、C、，测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要运算出从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量Ep= ，动能的增加量Ek= （ 用题中所给字母表示 ）。 以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2-h图线，如图14所示。从v2-h图线求得重锤下落的加速度g= m/s2。（ 保留3位有效数字 ） 图8打点计时器复写纸接电源纸带夹重锤振针限位孔(09海淀一模反馈）21（2）用如图8所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，能输出电压为6V的交流电和直流电。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下列列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的6V直流输出端上；C用天平测量出重锤的质量；D开释悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E测量打出的纸带上某些点之间的距离；F依照测量的结果运算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其缘故。答： 如图9所示。依照打出的纸带，选取纸带上打出的的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1 ，点C、E间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则依照这些条件能够运算出打C点时重锤的速度vc= 。还能够运算出重锤下落的加速度a= 。As2s1BCDEs0O图9图10v2/2hOAv2/2hOBv2/2hODv2/2hOC依照纸带算出的相关各点的速度v，量出下落的距离h，则以v2为纵轴，以h为横轴，依照实验数据绘出的v2-h图线应是图10中的 。在验证机械能守恒定律的实验中发觉，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加，其缘故要紧是因为在重锤下落过程存在着阻力的作用，能够通过该实验装置测定该阻力的大小。若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是 。则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F= 。(09海淀二模）17发射地球同步卫星要通过三个时期：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后使其沿椭圆轨道2运行，最后将卫星送人同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图8所示。当卫星分别在轨道l、2、3上正常运行时，则以下说法正确的是 （ ）A卫星在轨道3 上的运行速率大于7.9kmsB卫星在轨道3上的机械能小于它在轨道1上的机械能C卫星在轨道3上的运行速率大于它在轨道1上的运行速率D卫星分别沿轨道l和轨道2通过Q点时的加速度相等(09海淀二模反馈）17人们能够发射各种不同的绕地球沿圆轨道运行的人造地球卫星，有可能存在的人造地球卫星的轨道是 （ ）A与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆B与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的同心圆C与赤道平面垂直的圆，且卫星不通过地球两极上空D与赤道是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是运动的(09海淀二模）22（16分）撑杆跳高是一项技术性专门强的体育运动，完整的过程能够简化成如图17所示的三个时期：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。在第二十九届北京奥运会竞赛中，身高174m的俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩打破世界纪录。设伊辛巴耶娃从静止开始以加速度a=1.0ms2。匀加速助跑，速度达到v=8.0ms时撑杆起跳，使重心升高h1=4.20m后越过横杆，过杆时的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h2=4.05m时躯体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时刻t=0.90s。已知伊辛巴耶娃的质量m=65kg，重力加速度g取10ms2，不计撑杆的质量和空气的阻力。求：（1）伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离；（2）伊辛巴耶娃在撑杆起跳上升时期至少要做的功；（3）在伊辛巴耶娃接触软垫到速度减为零的过程中，软垫对运动员平均作用力的大小。(09海淀二模反馈）22撑杆跳高是一项技术性专门强的体育运动，完整的过程能够简化成如图9所示的三个时期：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。在第二十九届北京奥运会竞赛中，身高1.74m的俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩打破世界纪录。设伊辛巴耶娃从静止匀加速助跑距离s=32m，速度达到v=8.0m/s时，撑杆起跳，使重心升高h1=4.20m后越过横杆，重心下降h2=4.05m时躯体接触软垫，从最高点到落地过程中水平位移x=0.9m。已知伊辛巴耶娃的质量m=65 kg，重力加速度g取10 m/s2，不计撑杆的质量和空气的阻力。求：（1）伊辛巴耶娃匀加速助跑的加速度； 持杆助跑撑杆起跳上升越杆下落图9（2）假如伊辛巴耶娃只是通过借助撑杆把助跑提供的动能转化为上升过程中的重力势能，她最多能使自身重心升高多少?（3）伊辛巴耶娃在撑杆起跳上升时期至少要做多少功？(09海淀三模）23（18分）嫦娥一号卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心发射，在经历了长达494天的飞行后成功“受控撞月”。嫦娥一号第一通过变轨，由200 km圆轨道降到100 km圆轨道，通过减速、下落，最终大约以v=1.68 km/s的速度撞击到在月球的丰富海区域。已知月球的质量约为地球质量的1/81，月球的半径约为地球半径的3/11，嫦娥一号的质量约为m=1.15×103kg，在距离月球表面100 km的范畴内，重力加速度约等于月球表面的重力加速度。（运算结果要求保留2位有效数字）已知地球表面的重力加速度g0=10m/s2，求月球表面的重力加速度；设嫦娥一号垂直撞击月球表面，与月球表面的作用时刻t=0.10s，求撞击过程对月球的平均作用力大小；已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，嫦娥一号质量为m，撞击月球时的速度为v。在嫦娥一号从距月球表面高度h的圆轨道做匀速圆周运动到撞击月球的过程中，求飞船发动机所做的功的表达式。（用m、R、g、v、h表示） (10海淀零模）16一架总质量为M的飞机，以速率v在空中的水平面上做半径为r的匀速圆周运动，重力加速度为g，则空气对飞机作用力的大小等于（ ）A B C D(10海淀零模反馈）16A一架总质量为M的飞机，以速率v在空中的水平面上做半径为r的匀速圆周运动，重力加速度为g，则空气对飞机作用力与竖直方向的夹角为（ ）Aarcsin Barctan Carccos Darccot图MN(10海淀零模反馈）16B如图所示，表演“飞车走壁”的杂技演员骑着摩托车飞驶在圆台形筒壁内，圆台筒固定不动，其轴线沿竖直方向。演员驾驶摩托车先后在M和N两处紧贴着内壁分别在图中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，假如现在不计车轮与筒壁的摩擦力，则 （ ）AM处的线速度一定小于N处的线速度BM处的角速度一定小于N处的角速度CM处的运动周期一定等于N处的运动周期DM处对筒壁的压力一定大于N处对筒壁的压力 (10海淀零模）19如图9所示，表面粗糙的固定斜面顶端装有滑轮，小桶P、物块Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，二者均处于静止状态，轻绳与斜面平行。已知斜面倾角=30°，小桶P的质量m1=100g，物块Q的质量m2=150g，重力加速度g=10m/s2，现向桶内不断缓慢添加细砂，并使P、Q开始运动。关于上述过程，下列说法中正确的是 （ ）PQ图9在向小桶内不断缓慢添加细砂的过程中，Q受到的静摩擦力一定变大轻绳对物块的拉力做10J的功，物块动能增加10J物块Q向上运动过程中，若物块Q增加10J的机械能，小桶和其中细砂就缺失10J的机械能物块Q向上运动过程中，其动量增量的大小等于小桶和细砂动量改变量的大小(10海淀零模反馈）19如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端装有滑轮，小桶P、物块Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，二者均处于静止状态，轻绳与斜面平行。已知斜面倾角=30°，小桶P的质量m1=50g，物块Q的质量m2=150g，重力加速度g=10m/s2。现向桶内不断缓慢添加细砂直到使P、Q开始运动停止添加细砂。关于上述过程，下列说法中正确的是 （ ）在向小桶内不断缓慢添加细砂的过程中，Q受到的静摩擦力一定变大在向小桶内不断缓慢添加细砂的过程中，支持力没有对物块Q施加冲量物块Q向上运动过程中，若小桶和其中细砂缺失10J的机械能，则物块Q克服摩擦力做10J的功物块Q向上运动过程中，其动量增量的大小不等于小桶和细砂动量改变量的大小PQ图(10海淀一模）16在研究宇宙进展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这种学说认为引力常量G在缓慢地减小。假设月球绕地球做匀速圆周运动，且它们的质量始终保持不变，依照这种学说当前月球绕地球做匀速圆周运动的情形与专门久专门久往常相比A周期变大 B角速度变大 C轨道半径减小D速度变大(10海淀一模反馈）16A由于太阳不断向外辐射电磁能，导致其质量缓慢减小。依照这一理论，在宇宙演变过程中，地球公转的情形是 A公转半径减小 B公转周期变大 C公转速率变大 D公转角速度变大 (10海淀一模）22(16分)如图13所示，水上滑梯由斜槽AB和水平槽BC构成，AB与BC圆滑连接，斜槽的竖直高度，BC面高出水面的距离。一质量m=50kg的游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下，取10m/s2。(1)若忽略游戏者下滑过程中受到的一切阻力，求游戏者从斜槽顶端A点由静止滑下到斜槽底端B点的速度大小；(2)若由于阻力的作用，游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下到达滑梯末端C点时的速度大小=15m/s，求这一过程中游戏者克服阻力做的功；(3)若游戏者滑到滑梯末端C点以=15m/s的速度水平飞出，求他从C点水平飞出到落入水中时，他在空中运动过程中水平方向的位移。(10海淀一模反馈）22A如图13所示，水上滑梯由斜槽AB和水平槽BC构成，AB与BC圆滑连接，斜槽AB的竖直高度H=15m，长度s=25m，BC面高出水面h=0.80m。一个质量m=50kg的人从滑梯顶端A点由静止滑下到水平槽末端C点水平飞出，在空中运动过程中，他水平方向的位移x=6.0m。运动过程中人所受空气阻力以及从B点运动至C点的动能改变量均能够忽略不计。g取10m/s2。求：（1）人运动到C点时速度的大小；（2）人从滑梯顶端A点由静止滑下到水平槽末端C点的过程中减少的机械能；图13ABC（3）此次下滑过程中，人与斜槽AB面间的动摩擦因数。(10海淀二模）15有以下物理现象：在平直公路上行驶的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生感应电流。在这些现象所包含的物理过程中，这些运动的物体具有的相同特点是（ ）A都有重力做功 B物体都要克服阻力做功C都有动能转化为其他形式的能 D都有势能转化为其他形式的能(10海淀二模反馈）15A有以下物理现象：一单摆做小角度摆动；垒球沿水平方向飞出，在空中沿抛物线运动；人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动；竖直向上抛出的篮球，向上做减速运动。这些运动过程，若空气阻力可忽略不计，则运动物体具有的相同特（ ）A动能和势能的总和都保持不变 B都有动能转化为势能C都有势能转化为动能 D都有其他形式的能转化为机械能 (10海淀二模）20物体存万有引力场中具有的势能叫做引力势能。取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为的质点距离质量为M0的引力源中心为时。其引力势能（式中G为引力常数），一颗质地为的人造地球卫星以圆形轨道围绕地球飞行，已知地球的质量为M，由于受高空稀薄空气的阻力作用。卫星的圆轨道半径从逐步减小到。若在那个过程中空气阻力做功为，则在下面约会出的的四个表达式中正确的是（ ）ABCD (10海淀二模反馈）20A物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m0的质点距质量为M0的引力源中心为r0时，其万有引力势能（式中G为引力常数）。一颗质量为m的人造地球卫星以半径为r1圆形轨道围绕地球飞行，已知地球的质量为M，要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r2，则卫星上的发动机所消耗的最小能量为（ ）A BC D (10海淀二模反馈）20B由于万有引力定律和库仑定律都满足平方反比定律，因此引力场和电场之间有许多相似的性质，在处理有关问题时能够将它们进行类比。例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度，其定义式为。在引力场中能够有一个类似的物理量用来反映各点引力场的强弱引力场强度。设地球质量为M，半径为R，引力常量为G。质量为m的物体位于距地心2R处的某点的引力场强度应为 A B C D （04东城一模）16物体在运动过程中的加速度不为零，那么以下结论正确的是 A物体的速度大小一定随时刻变化 B物体的速度方向一定随时刻变化C物体的动能一定随时刻变化 D物体的动量一定随时刻变化（04东城一模）18光滑水平面上叠放着两个物体A和B，如图所示。水平拉力F作用在物体B上，使A、B两个物体从静止动身一起运动。通过时刻t，撤去拉力F，再通过时刻t，物体A、B的动能分别设为EA和EB，在运动过程中A、B始终保持相对静止。以下有几个说法：EA+EB等于拉力F做的功；EA+EB小于拉力F做的功；EA等于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功；EA大于撤去拉力F前摩擦力对物体A做的功。其中正确的是 ABFA B C D（04东城二模）24（20分）装有装饰材料的木箱A质量为50kg，放在水平地面上，要将它运送到90m远处的施工现场。假如用450N的水平恒力使A从静止开始运动，通过6s钟可到达施工现场。求木箱与地面间的动摩擦因数。若用大小为450N，方向与水平方向夹角为（cos=0.8）斜向上的拉力拉木箱A从静止开始运动，使木箱A能够到达的90m远处的施工现场，拉力至少做多少功？（运动过程中的动摩擦因数处处相同，取g=10m/s2，结果保留2位有效数字）。（04东城三模）19甲、乙两物体均做匀速圆周运动，其向心加速度a随半径r变化的关系图线，分别如图中a甲、a乙所示，图线a甲是一条过原点的直线；图线a乙是以横轴和纵轴为渐近线的双曲线。由图可知以下判定中正确的是（ ）A甲物体的线速度大小保持不变 B乙物体的线速度大小保持不变C甲物体的角速度随半径r而变化 D乙物体的角速度大小保持不变（04东城三模）24（20分）固定的轨道ABC如图，其中水平轨道AB与半径为R的1/4光滑圆弧轨道BC相连接，AB与圆弧相切于B点。质量为m的小物块静止在水平轨道上的P点，它与水平轨道间的动摩擦因数为=0.25，PB=2R。用大小等于2mg的水平恒力推动小物块，当小物块运动到B点时，赶忙撤去推力。（小物块可视为质点。）（1）求小物块沿圆弧轨道上升后，可能达到的最大高度H。（2）假如水平轨道AB足够长，试确定小物块最终停在何处？（05东城二模）23（16分）都市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥，如图所示，桥面为圆弧形的立交桥AB，横跨在水平路面上，长为L=200m，桥高h=20m。能够认为桥的两端A、B与水平路面的连接处的平滑的。一辆小汽车的质量m=1040kg，以25m/s的速度冲上圆弧形的立交桥，假设小汽车冲上立交桥后就关闭了发动机，不计车受到的阻力。试运算：（g取10m/s2）ABLh小汽车冲上桥顶时的速度是多大？小汽车在桥顶处对桥面的压力的大小。（05东城三模）19竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零。关于小球、轻弹簧和地球组成的系统，在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中，有：A小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球动能和弹性势能的总和越来越大B小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球动能和弹性势能的总和越来越小C小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球动能和弹性势能的总和越来越大D小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球动能和弹性势能的总和越来越小PHODBA（06东城一模）24（20分）如图所示，ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R=15m的1/4圆周轨道，半径OA处于水平位置，BDO是直径为15m的半圆轨道，D为BDO轨道的中央。一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的14/3倍。取g=10m/s2。H的大小。试讨论此球能否到达BDO轨道的O点，并说明理由。小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少？（06东城二模）14质量为m的小物块放在倾角为的斜面上处于静止，如图所示。若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移s。斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情形是 摩擦力做正功，支持力做正功摩擦力做正功，支持力做负功摩擦力做负功，支持力做正功摩擦力做负功，支持力做负功（06东城二模）22（16分）儿童滑梯能够看作是由斜槽AB和水平槽CD组成，中间用专门短的光滑圆弧槽BC连接，如图所示。质量为m的儿童从斜槽的顶点A由静止开始沿斜槽AB滑下，再进入水平槽CD，最后停在水平槽上的E点，由A到E的水平距离设为L。假设儿童能够视为质点，已知儿童的质量为m，他与斜槽和水平槽间的动摩擦因数都为，A点与水平槽CD的高度差为h。（1）求儿童从A点滑到E点的过程中，重力做功和克服摩擦力做功。（2）试分析说明，儿童沿滑梯滑下通过的水平距离L与斜槽AB跟水平面的夹角无关。（3）要使儿童沿滑梯滑下过程中的最大速度不超过v，斜槽与水平面的夹角不能超过多少？（可用反三角函数表示）（06东城三模）16我国“神舟”飞船在轨道飞行中，21小时绕地球14圈，再利用下列哪组数据，能够运算出飞船的飞行轨道离地面的高度A地球质量和（万有）引力常量 B地球表面邻近的重力加速度和地球半径C地球质量和飞船质量 D地球自转周期和地球表面的重力加速度（07东城一模）19已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为T1，地球自转的周期为T2，地球绕太阳公转周期为T3，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，由以上条件可知A地球的质量为 B月球的质量为C地球的密度为 D月球运动的加速度为v/(ms-1)t/sO246936P/W30t/sO2461020（07东城一模）20放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在06s内其速度与时刻图象和拉力的功率与时刻图象如图所示，则物体的质量为（取g=10m/s2）A B C D（07东城一模）22（16分）如图所示，质量m=60kg的高山滑雪运动员，从A点由静止开始沿滑道滑下，然后由B点水平飞出，最后落在斜坡上的C点。已知BC连线与水平方向成角=37°，AB两点间的高度差为hAB=25m，B、C两点间的距离为s=75m，（g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80）求：运动员从B点飞出时的速度vB的大小。ABC运动员从A滑到B的过程中克服摩擦力所做的功。（07东城二模）22（16分）如图所示，摩托车运动员从高度h=5.0m的高台上水平飞出，跨过l=10m的壕沟。摩托车以初速度v0从坡底冲上高台的过程历时t=5.0s，发动机的功率恒为P=1.8kW。已知人和车的总质量m=180kg（可视为质点）。忽略一切阻力，取g=10m/s2。要使摩托车运动员从高台水平飞出刚好越过壕沟，求他离开高台时的速度大小。欲使摩托车运动员能够飞越壕沟，其初速度v0至少应为多大？hdv0为了保证摩托车运动员的安全，规定飞越壕沟后摩托车着地时的速度不得超过26 m/s，那么，摩托车飞离高台时的最大速度vm应为多少？（07东城三模）19一位善于摸索的同学，为探月宇航员估算围绕月球做匀速圆周运动的卫星的最小周期想出了一种方法：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，若物体只受月球引力作用，忽略其他力的阻碍，物体上升的最大高度为h，已知月球的直径为d，卫星绕月球做圆周运动的最小周期为A B C D（08东城一模）14下列说法正确的是 ( ) A质点做自由落体运动，每秒内重力所做的功都相同B质点做平抛运动，每秒内动量的增量都相同C质点做匀速圆周运动，每秒内合外力的冲量都相同D质点做简谐运动，每四分之一周期内回复力做的功都相同（08东城一模）21(1)（6分）利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图（a）所示，在悬点O正下方有水平放置的酷热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离 OOh（hL）。OO´APBCMN(a)v0s2/m2cosO0.51.01.02.0(b)（1）将小球向左拉起后自由开释，最后小球落到木板上的C点，OCs，则小球做平抛运动的初速度为v0_。（2）在其他条件不变的情形下，若改变开释小球时悬线与竖直方向的夹角q，小球落点与O点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cosq为横坐标，得到如图（b）所示图像。则当q30°时，