湖北省武汉市华中师大一附中2015-2016学年高一(下)期中物理试卷(解析版)

第23页（共23页）2015-2016学年湖北省武汉市华中师大一附中高一（下）期中物理试卷一、选择题（共50分，每题5分．其中1-6小题每题有一个答案正确，7-10小题有一个以上答案正确漏选得2分，错选0分）1．下列说法正确的是（）A．“科学总是从正确走向错误”表达了一种悲观失望的情绪B．提出“日心说”人是托勒密C．开普勒通过天文观测，发现了行星运动的三定律D．被普遍接受的引力常量的测量结果是卡文迪许最早发表的2．关于系统内力做功的问题，下列说法正确的是（）A．系统内力是作用力与反作用力，做功必定正负相反且代数和为零B．物体和地球构成的系统中，万有引力是内力，做功的代数和为零C．系统内一对相互作用的静摩擦力做功的代数和不一定为零D．系统内一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和一定为负值3．一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，碰撞后的速度大小与碰撞前相同．则碰撞前后小球速度变化量的大小△v和碰撞过程中墙对小球所做的功W为（）A．△v=0，W=0 B．△v=0，W=10.8JC．△v=12m/s，W=0 D．△v=12m/s，W=10.8J4．两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力吸引到相撞，以下说法中正确的是（）A．它们做圆周运动的角速度与它们的总质量成反比B．它们做圆周运动的线速度大小与它们的质量成正比C．它们做圆周运动的半径与各自质量的乘积相等D．它们做圆周运动的半径与各自线速度大小的乘积相等5．一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示．在A点物体开始与弹簧接触，到B点时物体速度为零，然后被弹回．不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．物体从A下降到B的过程中，动能不断变小B．物体从B上升到A的过程中，动能不断变大C．物体从A下降到B和从B上升到A的过程中，加速度都是先增大后减小D．物体在AB之间某点时，系统的重力势能与弹性势能之和最小6．一个小孩坐在船内，按图示两种情况，用相同大小的力拉绳，使自己发生相同的位移．甲图中绳的另一端拴在岸上，乙图中绳的另一端拴在同样的小船上，水的阻力不计（船未碰撞）．这两种情况中，小孩所做的功分别为W1、W2，做功期间的平均功率分别为P1、P2，则下列关系正确的是（）A．W1＞W2，P1=P2 B．W1=W2，P1=P2 C．W1=W2，P1＜P2 D．W1＜W2，P1＜P27．载人火箭的竖直升空阶段，加速度为a=40m/s2，某时刻运载舱中质量m=60kg的宇航员对座椅的压力测量值为2467N，该宇航员的正常体重为600N，设地球半径为R．以下判断正确的有（）A．此时火箭的高度为3RB．此时火箭内所有物体处于超重状态C．与平常相比较，此时宇航员受到引力变大了D．为了适应升空过程，该宇航员的承重极限至少要达到3000N8．如图，长度为l的小车静止在光滑的水平面上，可视为质点的小物块放在小车的最左端．将一水平恒力F作用在小物块上，物块和小车之间的摩擦力大小为f．当小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端，下列判断正确的有（）A．此时物块的动能为（F﹣f）（s+l）B．这一过程中，物块对小车所做的功为f（s+l）C．这一过程中，物块和小车系统产生的内能为flD．这一过程中，物块和小车系统增加的机械能为Fs9．同一颗卫星，分别处于三种状况：1、发射后成为近地卫星；2、变轨后作椭圆运动；3、再次变轨后成为同步卫星．如图所示，a、b两点是椭圆轨道分别与近地轨道和同步轨道的切点．其各种状况下的相关物理量用下标进行区别，如：机械能在近地轨道上为E1；椭圆轨道上a点为E2a，b点为E2b；同步轨道上为E3．对应动能分别为E，Ek2a，Ek2b，Ek3，加速度a1，a2a，a2b，a3，则下列关系正确的有（）A．E1＜E2a=E2b＜E3 B．EK1＜Ek2a＜Ek2b＜Ek3C．a1=a2a＞a2b=a3 D．Ek1＞Ek2a＞Ek2b＞Ek310．如图所示，流水线上的皮带传送机的运行速度为v，两端高度差为h，工作时，每隔相同时间无初速放上质量为m的相同产品．当产品和皮带没有相对滑动后，相互间的距离为d．根据以上已知量，下列说法正确的有（）A．可以求出每个产品与传送带摩擦产生的热量B．可以求出工作时传送机比空载时多出的功率C．可以求出每个产品机械能的增加量D．可以求出t时间内所传送产品的机械能增加总量二、实验题（第11题8分，12题8分）11．如图1所示为验证机械能守恒定律的装置，计时器周期为T．如图2按正确操作得到纸带后，以第一点为原点O，测得第二点的坐标x2=2mm．其它各点坐标依次用x3、x4…xn﹣1，xn、xn+1代表，g代表当地的重力加速度．请通过推算填写：（1）打第n点时，用上面的物理量表达重物增加的动能与减少的重力势能之比为，若将重物由铁质换成相同形状的铝质，这个比值将会（填“增大”或“不变”、“减小”）（2）在验证运算中如果重物的速度通过vn=gt计算，对于这样做，下列判断你认同的有A．这种方法测量速度更简便，可能误差大一点，但是原理是正确的B．重物下落的实际速度要比这个计算结果小C．数据将会表现出动能的增加量大于势能的减少量，这是错误的D．如果重物下落的高度相应地用h=gt2计算，这种方法更好．12．某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系，实验装置如图1所示，水平安装的弹簧左端固定在水平桌面的挡板上，右端与质量为m的物块接触而不连接，通过物块压缩弹簧并记录弹簧的压缩量x，无初速释放物块，测量并记录物块在桌面上滑行的距离L．多次实验后获得的数据经过excel处理，得到小球质量分别为ma、mb时的两个散点图a和b，图2中横轴是x2，纵轴是L．（1）该同学测量L的起始点是．（2）两个小球的质量关系是mamb．（填“大于”或“等于”、“小于”）（3）推测弹性势能与形变的关系是．（4）如果换用相同外形、劲度系数更小的弹簧，其他条件不变，重做实验，相应图线的斜率将．（填“变大”或“变小”、“不变”）三、论述与计算题（第13题10分，14题10分，15题10分，16题14分）13．火星探测飞行器发送回的信息表明，探测器关闭发动机后，在离火星表面为h的高度沿圆轨道运行过程中，测得周期为T，已知火星半径为R，引力常量为G．求火星的质量和火星表面的重力加速度．14．某次被测试的汽车质量为m=2×103kg，发动机的额定功率P=100kW，平直路面上所能提供的最大启动加速度和最大制动加速度大小均为a=4m/s2，行驶时阻力为车重的k=0.1倍．设汽车在平直公路上从静止启动，通过足够长的距离L=2km，到达终点时必须减速至停止．求该车通过这一距离所需要的最短的时间．15．如图所示，B是质量为2m、半径为R的光滑半圆弧槽，放在光滑的水平桌面上．A是质量为3m的细长直杆，在光滑导孔的限制下，A只能上下运动．物块C的质量为m，紧靠B放置．初始时，A杆被夹住，使其下端正好与半圆弧槽内侧的上边缘接触，然后从静止释放A．求：（1）杆A的下端运动到槽B的最低点时B、C的速度；（2）杆A的下端经过槽B的最低点后，A能上升的最大高度．16．如图所示，左侧光滑轨道上端竖直且足够高，质量为m=1kg的小球由高度为h=1.07m的A点以某一初速度沿轨道下滑，进入相切的粗糙水平轨道BC，BC段长L=1.00米，与小球间动摩擦因数为μ=0.02．小球然后又进入与BC相切于C点的光滑半圆轨道CD，CD的半径为r=0.50m，另一半径R=L的光滑圆弧轨道EF与CD靠近，E点略低于D点，使可以当成质点的小球能在通过端点后，无碰撞地进入另一轨道，EF轨道长度是，E端切线水平，所有轨道均固定在同一竖直平面内，g=10m/s2，求：（1）为了使小球能到达D点，小球在A点的初速度至少多大？（2）为了使小球不越过F点，小球经过D点的速度不能超过多少？（3）小球最多能通过D点多少次？

2015-2016学年湖北省武汉市华中师大一附中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共50分，每题5分．其中1-6小题每题有一个答案正确，7-10小题有一个以上答案正确漏选得2分，错选0分）1．下列说法正确的是（）A．“科学总是从正确走向错误”表达了一种悲观失望的情绪B．提出“日心说”人是托勒密C．开普勒通过天文观测，发现了行星运动的三定律D．被普遍接受的引力常量的测量结果是卡文迪许最早发表的【考点】物理学史．【分析】对于物理中的重要规律、原理，要明确其提出者，了解所涉及伟大科学家的重要成就．【解答】解：A、科学总是从正确走向错误不是表达悲观失望的情绪，而是说明一些经典结论具有局限性．故A错误．B、哥白尼提出“日心说”，揭开了近代自然科学革命的序幕．故B正确．C、开普勒发现了行星运动定律﹣﹣﹣开普勒三定律，但不是通过对天文的观测．故C错误．D、卡文迪许用扭秤实验测出了引力常数．故D正确．故选：D2．关于系统内力做功的问题，下列说法正确的是（）A．系统内力是作用力与反作用力，做功必定正负相反且代数和为零B．物体和地球构成的系统中，万有引力是内力，做功的代数和为零C．系统内一对相互作用的静摩擦力做功的代数和不一定为零D．系统内一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和一定为负值【考点】功的计算．【分析】明确作用力和反作用以及摩擦力的性质，再根据功的定义进行分析即可明确各项说法是否正确；对于滑动摩擦力对相互摩擦的物体做功情况可以根据功能关系进行分析，明确滑动摩擦力与相对位移间的乘积等于内能的增加量．【解答】解：A、系统内力是作用力和反作用力；但力做功取决于力与力的方向上的位移的乘积，故内力做功并不一定是正负相反且代数和为零；故A错误；B、物体和地球组成的系统中，物体和地球之间的万有引力大小相等，方向相反；但做功的代数和并不为零；如：在物体下落过程中，引力对物体做功，但物体在引力的方向不一定有位移，故对地球不一定做功，故做功的总和不一定为零；故B错误；C、由于发生静摩擦力的两物体一定是相对静止的；而静摩擦力一定是大小相等方向相反的；故系统内一对相互作用的静摩擦力做功的代数和一定为零；故C错误；D、系统内一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和一定为负值；从而使部分机械能转化为内能；故D正确；故选：D．3．一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，碰撞后的速度大小与碰撞前相同．则碰撞前后小球速度变化量的大小△v和碰撞过程中墙对小球所做的功W为（）A．△v=0，W=0 B．△v=0，W=10.8JC．△v=12m/s，W=0 D．△v=12m/s，W=10.8J【考点】动能定理．【分析】速度是矢量，根据△v=v2﹣v1求解速度的变化量，根据动能定理求出墙对小球做功的大小．【解答】解：规定反弹的方向为正方向，则△v=v2﹣v1=6﹣（﹣6）m/s=12/s．根据动能定理得，W==0．故C正确，A、B、D错误．故选：C4．两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力吸引到相撞，以下说法中正确的是（）A．它们做圆周运动的角速度与它们的总质量成反比B．它们做圆周运动的线速度大小与它们的质量成正比C．它们做圆周运动的半径与各自质量的乘积相等D．它们做圆周运动的半径与各自线速度大小的乘积相等【考点】万有引力定律及其应用．【分析】在双星系统中，双星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，即向心力相同，同时注意：它们的角速度相同，然后根据向心力公式列方程即可求解．【解答】解：A、双星系统所受的向心力相等，根据…①得…②…③…④解得，故它们做圆周运动的角速度与它们的总质量的平方根成正比，故A错误；B、双星系统的角速度相等，得，得根据v=ωR，得，故它们做圆周运动的线速度大小与它们的质量成反比，故B错误；C、由B分析有，故C正确；D、由C分析知，即它们做圆周运动的半径与各自线速度大小的乘积不相等，故D错误故选：C5．一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示．在A点物体开始与弹簧接触，到B点时物体速度为零，然后被弹回．不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．物体从A下降到B的过程中，动能不断变小B．物体从B上升到A的过程中，动能不断变大C．物体从A下降到B和从B上升到A的过程中，加速度都是先增大后减小D．物体在AB之间某点时，系统的重力势能与弹性势能之和最小【考点】功能关系；动能和势能的相互转化．【分析】根据物体所受的合力方向判断加速度的方向，根据速度方向与加速度方向的关系，判断其速度的变化．分析弹簧的弹力变化情况，由牛顿第二定律分析加速度的变化．系统中只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒．由此分析即可．【解答】解：A、在A下降到B的过程中，开始阶段，重力大于弹簧的弹力，合力向下，加速度方向向下，物体做加速运动，弹力在增大，合力减小，则加速度减小．当重力等于弹力时，加速度为零，速度达到最大．后来物体在运动的过程中，弹力大于重力，根据牛顿第二定律知，加速度方向向上，加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动，运动的过程中弹力增大，加速度增大，到达最低点，速度为零．可知加速度先减小后增大，速度先增大后减小，则动能先增大后减小．故A错误．BC、物体从B上升到A的过程是A到B过程的逆过程，返回的过程速度先增大后减小，动能先增大后减小．加速度先减小后增大，故BC错误．D、物体在在AB之间运动时，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒．当重力等于弹力时，物体的速度最大，动能最大，此时弹簧处于压缩状态，位置在AB之间某点，根据系统的机械能守恒可知，在该点，系统的重力势能与弹性势能之和最小．故D正确．故选：D6．一个小孩坐在船内，按图示两种情况，用相同大小的力拉绳，使自己发生相同的位移．甲图中绳的另一端拴在岸上，乙图中绳的另一端拴在同样的小船上，水的阻力不计（船未碰撞）．这两种情况中，小孩所做的功分别为W1、W2，做功期间的平均功率分别为P1、P2，则下列关系正确的是（）A．W1＞W2，P1=P2 B．W1=W2，P1=P2 C．W1=W2，P1＜P2 D．W1＜W2，P1＜P2【考点】功率、平均功率和瞬时功率；功的计算．【分析】两种情况用同样大小的力拉绳，甲乙两幅图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大，根据功的定义和功率的定义判断即可．【解答】解：两种情况用同样大小的力拉绳，甲乙两幅图中左边的船移动的位移相同，但乙图中右边的船也要移动，故拉力作用点移动的距离大；拉力的功等于拉力与作用点在拉力方向上的位移的乘积，故乙图中拉力做功多，由于拉力相同，甲乙两船的加速度相同，根据两船一定的位移相同，则运动的时间相同，根据功率的公式知，乙图中拉力的功率大；故D正确，A、B、C错误．故选：D．7．载人火箭的竖直升空阶段，加速度为a=40m/s2，某时刻运载舱中质量m=60kg的宇航员对座椅的压力测量值为2467N，该宇航员的正常体重为600N，设地球半径为R．以下判断正确的有（）A．此时火箭的高度为3RB．此时火箭内所有物体处于超重状态C．与平常相比较，此时宇航员受到引力变大了D．为了适应升空过程，该宇航员的承重极限至少要达到3000N【考点】万有引力定律及其应用；牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用﹣超重和失重．【分析】根据牛顿第二定律求出该时刻火箭所在处的重力加速度，再根据重力等于万有引力列式，运用比例法求火箭的高度．火箭具有向上的加速度，处于超重状态．根据牛顿第二定律求出宇航员的承重极限．【解答】解：设此时火箭的高度为h，所在处重力加速度为g′，地面重力加速度为g．据题有：宇航员的正常体重G重=mg，得g==10m/s2；根据牛顿第二定律得：N﹣mg′=ma，得g′=﹣a=﹣40=m/s2；根据重力等于万有引力，得火箭所在处有：G=mg′在地面有：G=mg联立解得h=（﹣1）R＜3R，故A错误．B、此时火箭内所有物体具有向上的加速度，处于超重状态，故B正确．C、根据万有引力定律知，宇航员离地球远了，与平常相比较，此时宇航员受到引力变小，故C错误．D、刚升空时，宇航员受到的支持力最大，根据牛顿第二定律得：Nmax﹣mg=ma，得Nmax=m（g+a）=60×（10+40）N=3000N，所以该宇航员的承重极限至少要达到3000N．故D正确．故选：BD8．如图，长度为l的小车静止在光滑的水平面上，可视为质点的小物块放在小车的最左端．将一水平恒力F作用在小物块上，物块和小车之间的摩擦力大小为f．当小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端，下列判断正确的有（）A．此时物块的动能为（F﹣f）（s+l）B．这一过程中，物块对小车所做的功为f（s+l）C．这一过程中，物块和小车系统产生的内能为flD．这一过程中，物块和小车系统增加的机械能为Fs【考点】功能关系；功的计算；动能和势能的相互转化．【分析】物块在F作用下做匀加速运动，小车也做匀加速运动，由图确定出物块相对于地面的位移，由动能定理求物块的动能．根据功的计算公式求物块对小车所做的功．系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功．对系统，运用能量守恒定律求系统增加的机械能．【解答】解：A、对物块分析，物块相对于地面的位移为s+l，根据动能定理得：（F﹣f）（l+s）=mv2﹣0，则知，物块到达小车最右端时具有的动能为（F﹣f）（s+l）．故A正确．B、对小车分析，小车的位移为s，则物块对小车所做的功为fs，故B错误．C、物块和小车系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，为fl，故C正确．D、根据能量守恒得，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有：F（l+s）=△E+Q，则物块和小车增加的机械能为△E=F（l+s）﹣fl．故D错误．故选：AC9．同一颗卫星，分别处于三种状况：1、发射后成为近地卫星；2、变轨后作椭圆运动；3、再次变轨后成为同步卫星．如图所示，a、b两点是椭圆轨道分别与近地轨道和同步轨道的切点．其各种状况下的相关物理量用下标进行区别，如：机械能在近地轨道上为E1；椭圆轨道上a点为E2a，b点为E2b；同步轨道上为E3．对应动能分别为E，Ek2a，Ek2b，Ek3，加速度a1，a2a，a2b，a3，则下列关系正确的有（）A．E1＜E2a=E2b＜E3 B．EK1＜Ek2a＜Ek2b＜Ek3C．a1=a2a＞a2b=a3 D．Ek1＞Ek2a＞Ek2b＞Ek3【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】人造卫星由低轨道到高轨道要加速，其机械能要增加，在同一轨道上近地点速度大，远地点速度小．据此可确定动能的大小关系．【解答】解：A、由轨道1变到轨道2，轨道2变到轨道3，均要加速，其机械能增加，在同一轨道机械能不变，则E1＜E2a=E2b＜E3．即A正确B、D、在a处，沿轨道2要做离心运动，则沿轨道2的速度要大于轨道1的速度，在b处沿轨道2要做向心运动，则沿轨道2的速度要小于沿轨3的速度，则动能的关系做圆周运动的轨道1与轨道3的速度由v=可知轨道1的速度大于轨道3的速度，则，则所有点的动能大小关系为：EK2a＞EK1＞EK3＞Ekb2k3，则B错误，D错误C、由万有引力产生加速度，则a=，则距离小的加速度大，即a1=a2a＞a2b=a3，则C正确故选：AC10．如图所示，流水线上的皮带传送机的运行速度为v，两端高度差为h，工作时，每隔相同时间无初速放上质量为m的相同产品．当产品和皮带没有相对滑动后，相互间的距离为d．根据以上已知量，下列说法正确的有（）A．可以求出每个产品与传送带摩擦产生的热量B．可以求出工作时传送机比空载时多出的功率C．可以求出每个产品机械能的增加量D．可以求出t时间内所传送产品的机械能增加总量【考点】功能关系；功率、平均功率和瞬时功率．【分析】产生的内能等于摩擦力与发生相对位移的乘积；电动机做的功全部转化为内能和物块增加的机械能；由能量守恒即可求得．【解答】解：A．物块产生的加速度为：a==μgcosθ﹣gsinθ，和皮带速度相等时的时间为t=，皮带的位移为x1=vt=，物体的位移为：x2=，发生的相对位移为：△x=x1﹣x2==，Q=μmgcosθ•，不知道μ和θ，所以不能求出每个产品与传送带摩擦产生的热量，故A错误；B．传送带工作时多消耗的电能用来增加物体的机械能和转化的内能，由A项分析不能求出产生的热量，所以不能求出传送带工作时多消耗的电能，也就不能求出多出的功率，故B错误；C．每个产品增加的机械能为：△E=mgh+mv2，m、h、v均为已知量，故能求出，故C正确；D．由C分析可知，能求出每个产品增加的机械能△E，由题意知可求出t时间内产品的个数，t时间内所传送产品的机械能增加总量为△E总=n△E，故D正确．故选：CD．二、实验题（第11题8分，12题8分）11．如图1所示为验证机械能守恒定律的装置，计时器周期为T．如图2按正确操作得到纸带后，以第一点为原点O，测得第二点的坐标x2=2mm．其它各点坐标依次用x3、x4…xn﹣1，xn、xn+1代表，g代表当地的重力加速度．请通过推算填写：（1）打第n点时，用上面的物理量表达重物增加的动能与减少的重力势能之比为，若将重物由铁质换成相同形状的铝质，这个比值将会减小（填“增大”或“不变”、“减小”）（2）在验证运算中如果重物的速度通过vn=gt计算，对于这样做，下列判断你认同的有BCA．这种方法测量速度更简便，可能误差大一点，但是原理是正确的B．重物下落的实际速度要比这个计算结果小C．数据将会表现出动能的增加量大于势能的减少量，这是错误的D．如果重物下落的高度相应地用h=gt2计算，这种方法更好．【考点】验证机械能守恒定律．【分析】（1）本实验是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，纸带匀变速直线运动时，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值；若将重物由铁质换成相同形状的铝质，阻力增大，导致损失的机械能更多；（2）测纸带上某点的速度时，不能通过v=gt测量，否则机械能守恒不需要验证．应该根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出瞬时速度的大小．【解答】解：（1）利用匀变速直线运动的推论：vn=，重物的动能：EKn=mvB2=（）2；从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量：Epn=mgh=mgxn；那么重物增加的动能与减少的重力势能之比为=；若将重物由铁质换成相同形状的铝质，则阻力会增大，导致增加的动能减小，那么这个比值将会减小；（2）A、测纸带上某点的速度时，不能通过v=gt测量，否则机械能守恒不需要验证，故A错误；B、在验证运算中如果重物的速度通过vn=gt计算，而实际速度存在阻力，导致其值小于计算值，故B正确；C、若通过计算求得，则会出现动能的增加量等于势能的减少量，不会出现数据将会表现出动能的增加量大于势能的减少量，那么这是错误的，故C正确；D、若重物下落的高度相应地用h=gt2计算，纯粹是理论推导，没有实验数据来验证，这种方法不对，故D错误；故答案为：（1）；减小；（2）BC．12．某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系，实验装置如图1所示，水平安装的弹簧左端固定在水平桌面的挡板上，右端与质量为m的物块接触而不连接，通过物块压缩弹簧并记录弹簧的压缩量x，无初速释放物块，测量并记录物块在桌面上滑行的距离L．多次实验后获得的数据经过excel处理，得到小球质量分别为ma、mb时的两个散点图a和b，图2中横轴是x2，纵轴是L．（1）该同学测量L的起始点是物块的释放点．（2）两个小球的质量关系是ma小于mb．（填“大于”或“等于”、“小于”）（3）推测弹性势能与形变的关系是势能与形变的平方成正比．（4）如果换用相同外形、劲度系数更小的弹簧，其他条件不变，重做实验，相应图线的斜率将变小．（填“变大”或“变小”、“不变”）【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系；胡克定律．【分析】本题的关键是通过测量物块的摩擦力做功来间接测量弹簧的弹性势能，根据能量守恒，从而得出结论．本题的难点在于需要知道弹簧弹性势能的表达式（取弹簧因此为零势面），然后再根据Ep=Ek即可得出结论【解答】解：（1）根据能量守恒可知，弹簧的弹性势能全部转化为内能，故测量L的起始点为物块的释放点（2）根据图象可知，故，故斜率越小，质量越大，故ma＜mb，势能与形变量成正比，若劲度系数变小，则斜率变小故答案为：（1）物块的释放点；（2）小于；（3）势能与形变的平方成正比（4）变小三、论述与计算题（第13题10分，14题10分，15题10分，16题14分）13．火星探测飞行器发送回的信息表明，探测器关闭发动机后，在离火星表面为h的高度沿圆轨道运行过程中，测得周期为T，已知火星半径为R，引力常量为G．求火星的质量和火星表面的重力加速度．【考点】万有引力定律及其应用；向心力．【分析】（1）卫星绕火星做匀速圆周运动，由火星的万有引力提供向心力，根据万有引力等于向心力列式求解即可；（2）在火星表面，在不考虑自转的情况下，物体的重力等于万有引力，由此求解．【解答】解：根据牛顿第二定律有得火星质量又火星表面重力加速度得答：火星的质量和火星表面的重力加速度．14．某次被测试的汽车质量为m=2×103kg，发动机的额定功率P=100kW，平直路面上所能提供的最大启动加速度和最大制动加速度大小均为a=4m/s2，行驶时阻力为车重的k=0.1倍．设汽车在平直公路上从静止启动，通过足够长的距离L=2km，到达终点时必须减速至停止．求该车通过这一距离所需要的最短的时间．【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律．【分析】根据牛顿第二定律求出匀加速直线运动的牵引力，结合P=Fv求出匀加速直线运动的末速度，根据运动学公式求出匀加速运动的时间和位移，根据P=fvm求出汽车的最大速度，根据速度时间公式和速度位移公式求出匀减速直线运动的位移和时间，从而得出以恒定功率行驶的位移，运用动能定理求出恒定功率行驶的时间，从而得出这一过程的最短时间．【解答】解：根据牛顿第二定律得，F﹣kmg=ma，解得F=kmg+ma，最快加速后换挡速度m/s=10m/s，加速时间，加速位移，满功率运行最大速度，减速时间，减速位移，满功率运行位移L2=L﹣L1﹣L3=2000﹣12.5﹣312.5m=1675m．根据动能定理得，，代