2015年高一物理暑假练习试卷18（曲线运动、万有引力定律、机械能守恒定律）
一、选择题（本题共6道小题）
1.行星“G1﹣58lc”适宜人类居住，值得我们期待．该行星的质量是地球的6倍，直径是地球的1.5倍，公转周期为13个地球日．设该行星与地球均可视为质量分布均匀的球体，则该行星的第一宇宙速度是地球的（ ）
A. 倍 B. 1.5倍 C. 2倍 D. 倍
2.一颗月球卫星在距月球表面高为h的圆形轨道运行，已知月球半径为R，月球表面的重力加速度大小为g月，引力常量为G，由此可知（ ）
A． 月球的质量为
B． 月球表面附近的环绕速度大小为
C． 月球卫星在轨道运行时的向心加速度大小为g月
D． 月球卫星在轨道上运行的周期为2π
3.下列现象中，不属于由万有引力引起的是（ ）
A． 银河系球形星团聚集不散
B． 月球绕地球运动而不离去
C． 电子绕核旋转而不离去
D． 树上的果子最终总是落向地面
4.在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员从高台上跳下，在他入水前重心下降的高度为H，经历的时间为T。入水后他受到水的作用力而做减速运动，在水中他的重心下降的最大高度为h，对应的时间为t。设水对他的平均作用力大小为F，当地的重力加速度为g，则下列说法或关系正确的是：
A．他入水后的运动过程中动能减少量为Fh
B．他入水后的运动过程中机械能减少量为Fh
C．他在整个运动过程中满足Ft=mgT
D．他在整个运动过程中机械能减少了mgh
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5.两互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动一段位移后，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则合力对物体做功为（ ）
A． 7 J B． 1 J C． 5 J D． 3.5 J
6.近几年我国在航空航天工业上取得了长足的进步，既实现了载人的航天飞行，又实现了航天员的出舱活动．如图所示，在某次航天飞行实验活动中，飞船先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点343千米的P处点火加速，由椭圆轨道1变成高度为343千米的圆轨道2．下列判断正确的是（ ）
A． 飞船由椭圆轨道1变成圆轨道2的过程中机械能不断减小
B． 飞船在圆轨道2上时航天员出舱前后都处于失重状态
C． 飞船在此圆轨道2上运动的角速度小于同步卫星运动的角速度
D． 飞船在椭圆轨道1上的运行周期小于沿圆轨道2运行的周期
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二、实验题（本题共2道小题）
7.如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r.b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中，皮带不打滑，则说法错误的是
A．b点与c点的角速度大小相等
B．a点与b点的角速度大小相等
C．a点与c点的线速度大小相等
D．a点与d点的向心加速度大小相等
8.在研究“弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系”实验中，弹簧长度的改变量可利用刻度尺直接测量得到，而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量。现有两组同学分别按图甲（让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面）和图乙（让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使滑块在气垫导轨上向右运动，通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度）两组不同的测量方案进行测量．请写出图甲方案中弹性势能与小球质量m及图中各量之间的关系EP= ；图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量是 ；两种设计方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对另一种形式的能 的测量。
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三、计算题（本题共3道小题）
9.从地面上方某点，将一小球以10m/s的初速度沿水平方向抛出，小球经过1s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2．求小球的位移和落地速度．
10.半径为R=0.9m的光滑半圆形轨道固定在水平地面上，与水平面相切于A点，在距离A点1.3m处有一可视为质点的小滑块，质量为m=0.5kg，小滑块与水平面间的动摩擦因数为u=0.2，施加一个大小为F=11N的水平推力，运动到A点撤去推力，滑块从圆轨道最低点A处冲上竖直轨道。（g=10m/s2）问：
（1）滑块在B处对轨道的压力；
（2）滑块通过B点后的落地点到B点的水平距离.
11.如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R=1.0m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点．一可视为质点的物块，其质量m=0.2kg，与BC间的动摩擦因数μ1=0.4．工件质量M=0.8kg，与地面间的动摩擦因数μ2=0.1．（取g=10m/s2）
（1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h．
（2）若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动．
①求F的大小．
②当速度v=5m/s时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离．
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试卷答案
1.C 万有引力定律及其应用
解：根据得，第一宇宙速度的大小v=．
因为行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，则第一宇宙速度是地球的2倍．故C正确，A、B、D错误．
故选：C．
2.解：“嫦娥一号”卫星绕月做匀速圆周运动，由月球的万有引力提供向心力，则得：
G=m（R+h）=m=ma
在月球表面上，万有引力等于重力，则有：
m′g月=G，得 GM=g月R2，
由上解得：
M=
v=
a=
T=2π
故A正确，BCD错误；
故选：A．
3.解：A、银河系球形星团靠星球之间的万有引力作用而聚集不散，故A错误；
B、月球受到地球的吸引力提供向心力，而绕地球做圆周运动不离去，故B错误；
C、电子受到原子核的吸引力而绕核旋转不离去，不是万有引力，故C正确；
D、树上的果子由于受到地球的吸引而最终总是落向地面，属于万有引力作用，故D错误． 本题选不属于由万有引力引起，故选：C
4.B
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5.A 功的计算
解：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，
由于力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，
所以F1与F2的合力对物体做的总功就为4J+3J=7J，
故选：A．
6.解：A、飞船由椭圆轨道1变成圆轨道2的过程，要在P点加速然后改做圆轨道2的运动，故中机械能要增大，故A错误；
B、飞船在圆轨道2无动力飞行时，航天员出舱前后都处于失重状态，故B正确；
C、圆轨道2高度为343千米，而同步卫星的轨道高度为3.6×104km，由万有引力提供向心力可得，故r越大ω越小，故C错误；
D、由C分析可得，轨道半径越大，角速度越小，周期越长，故飞船在圆轨道2上的运行周期大于沿椭圆轨道1运行的周期，故D正确．
故选：BD．
7.B
8. ；滑块质量 ； 动能
9.解：小球平抛运动，由平抛运动公式：
（1）竖直方向：=
水平方向：x=v0t=10×1m=10m
落地位移时的位移：，
位移与水平方向夹角为φ，．
（2）落地时竖直方向速度：vy=gt=10×1m/s=10m/s
落地速度：
落地速度与水平方向夹角为θ，．
答：（1）小球的位移为m，方向与水平方向的夹角arctanφ；
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（2）落地的速度为m/s，方向与水平方向的夹角为45°．
10.解：从开始到A点的过程由动能定理得
设滑块到达B点的速度为v,从A到B过程由机械能守恒得：
在B点由牛顿第二定律：
根据牛顿第三定律: 解得：
解得： 方向竖直向上
离开B点做平抛运动：竖直方向： 水平方向：
解得:
11.P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理得：mgh﹣μ1mgL=0
代入数据得：h=0.2m…①
（2）①设物块的加速度大小为a，P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为θ，由几何关系可得cosθ=…②
根据牛顿第二定律，对物体有mgtanθ=ma…③
对工件和物体整体有F﹣μ2（M+m）g=（M+m）a…④
联立①②③④式，代入数据得F=8.5N…⑤
②设物体平抛运动的时间为t，水平位移为x1，物块落点与B间的距离为 x2，由运动学公式可得
h=…⑥
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x1=vt…⑦
x2=x1﹣Rsinθ…⑧
联立①②⑥⑦⑧式，代入数据得
x2=0.4m
答：（1）P、C两点间的高度差是0.2m；
（2）F的大小是8.5N；
（3）物块的落点与B点间的距离是0.4m．
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