北京师大附中高一下学期期中物理试卷

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2016-2017学年北京师大附中高一（下）期中物理试卷一、选择题（共10小题，每小题3分，满分30分)1．物体做曲线运动时，其加速度（）A．可能等于零 B．一定不等于零 C．一定改变 D．一定不变2．汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N减速行驶．下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为正确的是（）A． B． C． D．3．做平抛运动的物体，每秒速度的增量总是（)A．大小相等，方向相同 B．大小不等，方向不同C．大小相等,方向不同 D．大小不等,方向相同4．下列说法正确的是（）A．万有引力定律的发现远早于开普勒三定律B．卡文迪许的实验比较准确地测出了引力常量C．当两个人的距离无限接近时，万有引力将会变得无限大D．当两个星系距离很远时,它们之间的万有引力一定可以忽略5．如图所示，固定斜面倾角为θ，一个物体在与斜面平行的拉力F作用下，沿斜面向上运动一段距离L．在此过程中，拉力F对物块做的功为（）A．FL B．FLsinθ C．FLcosθ D．FLtanθ6．如图，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,物体所受向心力是（）A．重力 B．弹力 C．静摩擦力 D．滑动摩擦力7．长为L的轻悬线，一端固定于O点，另一端拴一个质量为m的小球．在O点的正下方处钉有一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度释放，当悬线碰到钉子后的瞬时（线没有断)，则(）A．小球的角速度减小B．小球的线速度突然减小到零C．小球的向心加速度突然增加为碰钉前的2倍D．悬线的拉力突然增加为碰钉前的2倍8．宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h,地球质量为M,半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（)A．0 B． C． D．9．某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2,则（）A．v2=k1v1 B．v2=v1 C．v2=v1 D．v2=k2v110．公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图，某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,则在该弯道处（）A．路面外侧低内侧高B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于vc，车辆便会向外侧滑动D．当路面结冰时与未结冰时相比，vc的值不变二、选择题(共5小题，每小题4分，满分20分)11．在匀速圆周运动中，不变的物理量是（）A．角速度B．加速度C．线速度D．作用在物体上的合外力的大小12．在离地某一高度的位置上，分别以v1和v2的水平初速度，同时向左右两个方向抛出两个小球，小球随即开始作平抛运动，当两个小球的速度方向相互垂直时，以下正确的叙述有（）A．可以确定从起抛至此时小球运动的时间B．可以确定从起抛至此时小球下落的高度C．可以确定两个小球此时相距的水平距离D．可以确定小球此时至落地的时间13．两个质量不同的小球，被长度不等的细线悬挂在同一点，并在同一水平面内作匀速圆周运动,如图所示．则两个小球的（)A．运动周期相等 B．运动线速度相等C．运动角速度相等 D．向心加速度相等14．地球同步卫星距地面高度为h,地球表面的重力加速度为g，地球半径为R,地球自转的角速度为ω，那么下列表达式表示同步卫星绕地球转动的线速度的是（)A．v=（R+h)ω B．v= C．v=R D．v=15．如图所示,a为地球赤道上的物体；b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星；c为地球同步卫星．关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（）A．角速度的大小关系为ωa=ωc＜ωbB．向心加速度的大小关系为aa＞ab＞acC．线速度的大小关系为vb＞vc＞vaD．周期关系为Ta=Tc＜Tb三、填空题(共3小题,每小题6分，满分20分）16．某同学利用闪光照相研究物体的平抛运动,他拍摄了小球沿水平桌面运动并抛出的闪光照片，如图所示．若图中每一正方形小格的边长均表示1。0cm，照相机相邻两次闪光的时间间隔均为0。050s．根据图中的记录，可计算出小球做平抛运动的初速度大小为m/s，小球通过e点时竖直方向的速度大小为m/s．（取g=10m/s2．保留2位有效数字）17．如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长0。5m，小球的质量为3.0kg,现给小球一初速度使它做圆周运动,若小球通过轨道最低点a处的速度va=4m/s，通过轨道最高点b处的速度为vb=1m/s,取g=10m/s2，则杆在最高点b处的速度为vb=1m/s，取g=10m/s2，则杆在最高点b处对小球的作用力方向，大小为N,在最低点a处对小球的作用力方向，大小为N．18．如图所示，质量为m的小滑块,由静止开始从倾角为θ的固定光滑斜面顶端A滑至底端B，A点距离水平地面的高度为h,则小滑块到达B点时重力的瞬时功率为,小滑块从顶端A滑至底端B这个过程中重力的平均功率为．四、解答题（共2小题，满分30分）19．如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上的P点沿水平方向以初速度υ0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为θ，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：(1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的第一宇宙速度υ；（3）人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T．20．汽车的质量为2×103kg，其发动机的额定功率为80kW,汽车在水平路面上行驶时，运动过程中阻力大小不变，阻力是车重的0。2倍（g=10m/s2）求：（1)汽车从静止启动时能达到的最大速度是多少？（2）若汽车以2m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，求这一过程能维持的时间及牵引力所做的功?(3）4s末汽车牵引力做功的瞬时功率．五、不定项选择题（共5小题，每小题5分,满分25分）21．地球同步卫星距地心的距离为r,运行速度为v1，加速度为a1，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则有（)A．= B．= C．= D．=22．在水平面上，一物体在水平力F作用下运动，其水平力随时间t变化的图象及物体运动的V﹣t图象如图．由两个图象可知,10s内(）A．水平力F做的功为40J B．克服摩擦力做的功为40JC．摩擦力做的功为﹣40J D．合力功为023．2012年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接．对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下面说法正确的是（）A．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B．为实现对接，神舟九号飞船应从比天宫一号低的轨道加速才能实现对接C．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低，运行速度将增大D．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用24．关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（）A．物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变C．物体做变速率圆周运动时,其所受合外力的方向一定指向圆心D．物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直25．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触而未连接,弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止．撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0．物体与水平面间的动摩擦因数处处相同为μ，重力加速度为g．则(）A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B．物体做匀减速运动的时间为C．撤去F后，物体刚开始向左运动时的加速度大小为﹣μgD．物体从开始向左运动到速度达到最大的过程中摩擦力对物体做的功为﹣μmg（x0﹣）六计算题(共3小题,满分25分)如图甲所示，一质量可忽略不计的长为l的轻杆，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置能绕O点在竖直面内转动．假设小球在最高点的速度和对杆的弹力分别用v、FN表示，其中小球在最高点对杆的弹力大小与速度平方的关系图象如图乙所示．求：小球的质量,及当v2=2b时轻杆对小球的作用力?26．如图所示，一根长0。1m的细线,一端系着一个质量是0。18kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的转速增加到原转速的3倍时，细线断裂，这时测得断前瞬间线的拉力比原来大40N，求：（1）线断裂的瞬间,线的拉力为多大;（2）这时小球运动的线速度为多大；（3）如果桌面高出地面0.8m，线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为多少的地方？（g取10m/s2）27．如图所示叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动,A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ,B、C离转台中心的距离分别为r、1。5r．设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求转台的角速度需满足什么条件？

2016-2017学年北京师大附中高一（下)期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共10小题，每小题3分，满分30分)1．物体做曲线运动时，其加速度（）A．可能等于零 B．一定不等于零 C．一定改变 D．一定不变【考点】49：向心加速度．【分析】做曲线运动的条件是物体受的合外力与速度方向不在一条直线上,合外力不为零则一定有加速度，加速度可以改变,也可以不变．【解答】解：做曲线运动的物体由于合外力不为零，所以加速度一定不等于零，A错误,B正确；做平抛运动的物体加速度为重力加速度，大小和方向都不变,做匀速圆周运动的物体受的合外力指向圆心,加速度的大小不变但方向时刻改变，CD错误；故选：B2．汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N减速行驶．下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（）A． B． C． D．【考点】41：曲线运动．【分析】做曲线运动的物体，运动的轨迹是曲线,物体受到的合力应该是指向运动轨迹弯曲的内侧,速度沿着轨迹的切线的方向．【解答】解：赛车做的是曲线运动,赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧,由于赛车是从M向N运动的，并且速度在减小，所以合力与赛车的速度方向的夹角要大于90°，故C正确．故选:C．3．做平抛运动的物体，每秒速度的增量总是（）A．大小相等，方向相同 B．大小不等，方向不同C．大小相等,方向不同 D．大小不等，方向相同【考点】43：平抛运动．【分析】速度的增量就是速度的变化量．平抛运动的加速度不变，根据公式△v=at分析即可．【解答】解：平抛运动的物体只受重力,加速度为g,保持不变，根据△v=at=gt，每秒速度增量大小相等，方向竖直向下，与加速度的方向相同．故A正确，B、C、D错误．故选：A．4．下列说法正确的是（）A．万有引力定律的发现远早于开普勒三定律B．卡文迪许的实验比较准确地测出了引力常量C．当两个人的距离无限接近时，万有引力将会变得无限大D．当两个星系距离很远时，它们之间的万有引力一定可以忽略【考点】4F：万有引力定律及其应用;4E:万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．【分析】明确万有引力定律的发现历程，知道开普勒、牛顿以及卡文迪许的主要贡献；同时明确万有引力定律的应用范围．【解答】解：A、牛顿是根据开普勒三定律以及牛顿三定律推导出来的万有引力定律，所以万有引力定律的发现一定要晚于开普勒三定律，故A错误；B、卡文迪许的实验比较准确地测出了引力常量，故B正确；C、从数学角度讲：当R趋近于零时其值是趋于无穷大，然而这是物理公式，所以R不可能为零．万有引力公式只适合于两个可以看做质点的物体,即,物体（原子）的自身半径相对两者的间距可以忽略时适用．而当距离无穷小时,相临的两个原子的半径远大于这个距离，它们不再适用万有引力公式．故C错误;D、由于星系的质量很大，所以距离很远时，万有引力不一定可以忽略，故D错误．故选：B．5．如图所示，固定斜面倾角为θ，一个物体在与斜面平行的拉力F作用下,沿斜面向上运动一段距离L．在此过程中，拉力F对物块做的功为（)A．FL B．FLsinθ C．FLcosθ D．FLtanθ【考点】62：功的计算．【分析】对于恒力做功，根据W=Fxcosθ即可求得【解答】解:拉力F做功W=FL，故A正确故选：A6．如图，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,物体所受向心力是()A．重力 B．弹力 C．静摩擦力 D．滑动摩擦力【考点】4A：向心力；37:牛顿第二定律．【分析】做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力．【解答】解:物体做匀速圆周运动，合力指向圆心对物体受力分析,受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图其中重力G与静摩擦力f平衡，支持力N提供向心力故选B．7．长为L的轻悬线,一端固定于O点，另一端拴一个质量为m的小球．在O点的正下方处钉有一颗钉子P,把悬线沿水平方向拉直,如图所示,无初速度释放，当悬线碰到钉子后的瞬时（线没有断）,则（）A．小球的角速度减小B．小球的线速度突然减小到零C．小球的向心加速度突然增加为碰钉前的2倍D．悬线的拉力突然增加为碰钉前的2倍【考点】4A：向心力;37：牛顿第二定律．【分析】无初速度释放，当悬线碰到钉子后的瞬时（线没有断）,小球的线速度大小不变，结合半径的变化，爬蛋小球角速度的变化，根据向心加速度公式分析向心加速度的变化，结合牛顿第二定律得出绳子拉力的变化．【解答】解：A、无初速度释放，当悬线碰到钉子后的瞬时（线没有断），小球的线速度大小不变，根据知，半径变为原来的一半，则角速度变为原来的2倍，故A、B错误．C、根据a=知,半径变为原来的一半,则向心加速度变为原来的2倍，故C正确．D、根据牛顿第二定律得，F﹣mg=m,则拉力F=mg+，半径变为原来的2倍,拉力不是原来的2倍，故D错误．故选：C．8．宇航员王亚平在“天宮1号"飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为(）A．0 B． C． D．【考点】4F:万有引力定律及其应用．【分析】飞船在距地面高度为h的位置,由万有引力等于重力列式求解重力加速度．【解答】解：飞船在距地面高度为h处，由万有引力等于重力得:解得：g=故选:B9．某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2，则（）A．v2=k1v1 B．v2=v1 C．v2=v1 D．v2=k2v1【考点】63:功率、平均功率和瞬时功率．【分析】汽车在水平路面上行驶时，当牵引力等于阻力时,速度最大．根据功率与速度的关系,结合汽车阻力与车重的关系求解．【解答】解：设汽车的功率为P，质量为m,则有:P=K1mgV1=K2mgV2,所以v2=v1故选:B．10．公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处(）A．路面外侧低内侧高B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于vc，车辆便会向外侧滑动D．当路面结冰时与未结冰时相比,vc的值不变【考点】4A：向心力；37:牛顿第二定律．【分析】汽车拐弯处将路面建成外高内低，汽车拐弯靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力．速率为vc时，靠重力和支持力的合力提供向心力，摩擦力为零．根据牛顿第二定律进行分析【解答】解：A、路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧,可以提供圆周运动向心力．故A错误．B、车速低于vc，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动，故B错误;C、车速若高于vc，所需的向心力增大,此时摩擦力可以指向内侧，增大提供的力,车辆不会向外侧滑动，故C错误;D、当路面结冰时与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则vc的值不变．故D正确．故选：D．二、选择题(共5小题,每小题4分，满分20分）11．在匀速圆周运动中，不变的物理量是（）A．角速度B．加速度C．线速度D．作用在物体上的合外力的大小【考点】48：线速度、角速度和周期、转速．【分析】对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量,如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别．【解答】解：A、匀速圆周运动中角速度的大小和方向均恒定不变，故A正确；B、匀速圆周运动中向心加速度方向总是指向圆心，时刻改变，故B错误;C、匀速圆周运动中线速度方向是切线方向，时刻改变，故C错误；D、匀速圆周运动中，作用在物体上的合外力提供向心力，大小恒定，故D正确；故选:AD．12．在离地某一高度的位置上，分别以v1和v2的水平初速度，同时向左右两个方向抛出两个小球，小球随即开始作平抛运动,当两个小球的速度方向相互垂直时,以下正确的叙述有（)A．可以确定从起抛至此时小球运动的时间B．可以确定从起抛至此时小球下落的高度C．可以确定两个小球此时相距的水平距离D．可以确定小球此时至落地的时间【考点】43：平抛运动．【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动，当两个质点的速度方向互相垂直时，知两个质点速度与竖直方向上的夹角之和为90°,根据竖直分速度的关系求出运动的时间，从而求出两质点的水平位移，从而求出两水平位移之和．【解答】解：设下落时间为t，两速度垂直时与水平方向的夹角分别为α、β，则：tanα=，tan，落地前两个质点的速度方向互相垂直时则tanα•tanβ=1解得：t=,下落的高度h=，水平位移x=v0t，所以两个小球此时相距的水平距离l=，由于不知道下落的高度，所以无法求出下落至地面的时间，故ABC正确，D错误．故选：ABC13．两个质量不同的小球，被长度不等的细线悬挂在同一点，并在同一水平面内作匀速圆周运动,如图所示．则两个小球的（）A．运动周期相等 B．运动线速度相等C．运动角速度相等 D．向心加速度相等【考点】48：线速度、角速度和周期、转速；49：向心加速度．【分析】两个小球均做匀速圆周运动，对它们受力分析，找出向心力来源，可先求出角速度，再由角速度与线速度、周期、向心加速度的关系公式求解！【解答】解：对其中一个小球受力分析，如图,受重力，绳子的拉力,由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；将重力与拉力合成,合力指向圆心,由几何关系得,合力：F=mgtanθ①；由向心力公式得到，F=mω2r②;设球与悬挂点间的高度差为h,由几何关系,得：r=htanθ③；由①②③三式得,ω=，与绳子的长度和转动半径无关，故C正确;又由T=，故A正确；由v=wr，两球转动半径不等，故B错误；由a=ω2r,两球转动半径不等，故D错误;故选A、C．14．地球同步卫星距地面高度为h,地球表面的重力加速度为g，地球半径为R,地球自转的角速度为ω，那么下列表达式表示同步卫星绕地球转动的线速度的是()A．v=(R+h)ω B．v= C．v=R D．v=【考点】4H:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；4F:万有引力定律及其应用．【分析】研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出线速度大小;也可以根据线速度定义求出线速度大小．【解答】解：A、同步卫星与地球同步，做匀速圆周运动，则线速度定义可得:v=（R+h）ω,故A正确;B、由于地球的引力提供向心力，让同步卫星做匀速圆周运动，则有：=m，解之得：v=，故B错误；C、由黄金代换式：g=，可得:v=R，故C正确,D错误;故选：AC．15．如图所示，a为地球赤道上的物体；b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星；c为地球同步卫星．关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（）A．角速度的大小关系为ωa=ωc＜ωbB．向心加速度的大小关系为aa＞ab＞acC．线速度的大小关系为vb＞vc＞vaD．周期关系为Ta=Tc＜Tb【考点】4H：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；4F:万有引力定律及其应用．【分析】b、c绕地球做圆周运动,靠万有引力提供向心力，结合牛顿第二定律得出角速度、线速度、向心加速度、周期的表达式，从而比较大小．a、c做圆周运动，角速度相等，根据v=rω,a=rω2，T=比较线速度、向心加速度和周期的大小．【解答】解：对b、c，根据万有引力提供向心力有:，解得a=，v=,，T=，因为c的轨道半径大于b,则ab＞ac，vb＞vc，ωb＞ωc,Tc＞Tb．对a、c，角速度相等，即ωa=ωc，根据T=知，Ta=Tc，根据v=rω知，c的半径大，则vc＞va，根据a=rω2知，c的半径大,则ac＞aa．A、角速度的大小关系为ωb＞ωc=ωa，故A正确．B、向心加速度的大小关系为ab＞ac＞aa，故B错误．C、线速度大小关系为vb＞vc＞va,故C正确．D、周期的关系为Tc=Ta＞Tb，故D错误．故选：AC．三、填空题（共3小题,每小题6分，满分20分)16．某同学利用闪光照相研究物体的平抛运动，他拍摄了小球沿水平桌面运动并抛出的闪光照片，如图所示．若图中每一正方形小格的边长均表示1。0cm，照相机相邻两次闪光的时间间隔均为0.050s．根据图中的记录，可计算出小球做平抛运动的初速度大小为1.0m/s，小球通过e点时竖直方向的速度大小为1。5m/s．（取g=10m/s2．保留2位有效数字)【考点】MB：研究平抛物体的运动．【分析】依据运动的合成与分解，将平抛运动分解成水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运动,根据水平方向做匀速直线运动，结合v0=，即可求出平抛的初速度，然后根据中时刻瞬时速度等于这段时间内的平均速度,即可求出e点的速度．【解答】解:依据运动的合成与分解，将平抛运动分解成水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运动,因相邻两次闪光的时间间隔均为t=0.050s；在水平方向：x=v0t，代入解得：v0==1。0m/s．在竖直方向上有：vey=m/s=1。5m/s故答案为：1。0；1。5．17．如图所示,细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长0.5m，小球的质量为3。0kg，现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点a处的速度va=4m/s，通过轨道最高点b处的速度为vb=1m/s，取g=10m/s2，则杆在最高点b处的速度为vb=1m/s，取g=10m/s2,则杆在最高点b处对小球的作用力方向向上，大小为24N,在最低点a处对小球的作用力方向向上，大小为126N．【考点】4A:向心力；37:牛顿第二定律．【分析】在最高点和最低点，小球靠重力和杆子作用力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律得出作用力的大小和方向．【解答】解:在最高点b,根据牛顿第二定律得，，解得，杆子对小球作用力的方向向上．在最低点a，根据牛顿第二定律得，,解得=30+N=126N，杆子对小球的作用力方向向上．故答案为：向上，24，向上,126．18．如图所示，质量为m的小滑块，由静止开始从倾角为θ的固定光滑斜面顶端A滑至底端B，A点距离水平地面的高度为h，则小滑块到达B点时重力的瞬时功率为mgθ，小滑块从顶端A滑至底端B这个过程中重力的平均功率为．【考点】63:功率、平均功率和瞬时功率．【分析】根据牛顿第二定律或动能定理求出滑块运动到B点的速度，从而根据匀变速直线运动的平均速度公式求出滑块从A到B的过程中的平均速度，根据（α为重力与平均速度的夹角）求出重力的平均功率．根据P=mgvcosα（α为重力与瞬时速度的夹角）求出重力的瞬时功率【解答】解：物体下滑的加速度为：由得滑块滑到底端的速度,由于滑块做匀变速直线运动，所以平均功率为：sinθ重力的瞬时功率为：P=mgvcos（90°﹣θ）=mg故答案为：mgθ;四、解答题（共2小题，满分30分）19．如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上的P点沿水平方向以初速度υ0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为θ，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求:（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的第一宇宙速度υ;（3）人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T．【考点】4F:万有引力定律及其应用；43：平抛运动．【分析】(1）小球做平抛运动,水平位移x=υ0t，竖直位移，再根据几何关系即可求得该星球表面的重力加速度g；（2)该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供，该星球表面物体所受重力等于万有引力,联立方程即可求出该星球的第一宇宙速度υ；（3）人造卫星的向心力由万有引力提供,当运动半径即为该星球半径时,周期最小．【解答】解：(1)小球做平抛运动,水平位移x=υ0t,竖直位移由位移关系得：，(2）该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供①该星球表面物体所受重力等于万有引力，②由①②得（3）人造卫星的向心力由万有引力提供当r=R时,T最小，答:（1）该星球表面的重力加速度g为;（2）该星球的第一宇宙速度υ为;（3)人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T为．20．汽车的质量为2×103kg,其发动机的额定功率为80kW,汽车在水平路面上行驶时，运动过程中阻力大小不变,阻力是车重的0。2倍（g=10m/s2）求：（1)汽车从静止启动时能达到的最大速度是多少？（2)若汽车以2m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，求这一过程能维持的时间及牵引力所做的功？（3)4s末汽车牵引力做功的瞬时功率．【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率．【分析】（1）当汽车达到最大速度时，处于受力平衡状态，汽车的牵引力和阻力大小相等，由P=Fv=fvm可以求得最大速度．（2）由牛顿第二定律求得牵引力,由P=Fv求的加速达到的速度，由速度公式求的时间，根据运动学公式求得通过的位移，有W=Fx求得牵引力做功；（3）根据P=Fv求得瞬时功率【解答】解：(1）当汽车发动机达到额定功率并做匀速运动时,汽车达到最大速度，此时发动机牵引力等于所受到的阻力，vmax=．（2）由牛顿第二定律可得F﹣f=maF=ma+f=8000N加速达到的最大速度为v=加速时间为t=通过的位移为牵引力做功W=Fx=2×105J（3)4s末的瞬时速度v′=at′=8m/s牵引力的瞬时功率P′=Fv′=8000=8W=64kW答:（1）汽车从静止启动时能达到的最大速度是20m/s（2）若汽车以2m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，求这一过程能维持的时间及牵引力所做的功分别为5s和2×105J（3）4s末汽车牵引力做功的瞬时功率为64kW五、不定项选择题（共5小题，每小题5分,满分25分）21．地球同步卫星距地心的距离为r，运行速度为v1，加速度为a1，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则有（）A．= B．= C．= D．=【考点】4H：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;4F：万有引力定律及其应用．【分析】同步卫星的周期与地球的自转周期相同，根据a=rω2得出同步卫星和随地球自转物体的向心加速度之比,根据万有引力提供向心力得出第一宇宙速度与同步卫星的速度之比．【解答】解：A、因为同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度相等，根据a=rω2得，所以：=．故A正确,B错误；C、万有引力提供圆周运动向心力有：=mv=，所以=,故C错误，D正确；故选：AD．22．在水平面上,一物体在水平力F作用下运动，其水平力随时间t变化的图象及物体运动的V﹣t图象如图．由两个图象可知，10s内（）A．水平力F做的功为40J B．克服摩擦力做的功为40JC．摩擦力做的功为﹣40J D．合力功为0【考点】62:功的计算．【分析】结合物体的速度时间图线求出加速度，以及物体的位移，根据恒力做功公式求出F做功,根据动能定理求出摩擦力做的功．【解答】解:A、由速度时间图象可知，在0﹣2s内,物体处于静止状态，在2﹣6内，物体做匀加速直线运动,F1=3N，位移x1=×4×4=8m；所以力F做的功W1=F1x1=3×8=24J，6﹣8s内做匀速运动，F2=2N，位移x2=2×4=8m，所以力F做的功W2=F2x2=2×8=16J;8﹣10s内做匀减速运动，拉力等于零，没有做功，所以0﹣10s内水平力F做的功为W=W1+W2=24+16=40J,故A正确；B、在10s内物体的动能变化量为零,根据动能定理知,合力做功为0．则Wf=﹣W=﹣40J；所以0﹣10s内克服摩擦力做的功为40J,BCD正确；故选:ABCD．23．2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接．对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下面说法正确的是()A．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B．为实现对接，神舟九号飞船应从比天宫一号低的轨道加速才能实现对接C．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低，运行速度将增大D．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用【考点】4H:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；4F：万有引力定律及其应用．【分析】万有引力提供圆周运动的向心力,所以第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度，卫星由于摩擦阻力作用，轨道高度将降低，运行速度增大，失重不是失去重力而是对悬绳的拉力或支持物的压力减小的现象．根据相应知识点展开分析即可．【解答】解：A、第一宇宙速度为最大环绕速度，天宫一号的线速度一定小于第一宇宙速度．故A错误；B、若天宫一号的轨道高度比神舟九号飞船高，则神舟九号飞船可以从低轨道加速，做离心运动实现对接；若“天宫一号"的轨道比神舟九号飞船的轨道低，应减速做近心运动实现对接，故B错误；C、卫星本来满足万有引力提供向心力即,由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小，提供的引力大于卫星所需要的向心力故卫星将做近心运动,即轨道半径将减小，根据万有引力提供向心力有:，解得v=，卫星的线速度增大，故运行速度将增大，故C正确；D、失重状态说明航天员对悬绳或支持物体的压力为0，而地球对他的万有引力提供他随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力,故D错误．故选：C．24．关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（）A．物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变C．物体做变速率圆周运动时,其所受合外力的方向一定指向圆心D．物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直【考点】42：物体做曲线运动的条件．【分析】匀加速运动中，加速度方向与速度方向相同；匀减速运动中,速度方向可正可负，但二者方向必相反；加速度的正负与速度正方向的选取有关．【解答】解：A、合力的方向与加速度方向相同，与速度的方向和位移的方向无直接关系，当物体做加速运动时，加速度方向与速度方向相同；当物体做减速运动时,加速度的方向与速度的方向相反，故A正确，B、物体做变速率曲线运动时,其所受合外力的方向不一定改变，比如：平抛运动,故B错误．C、物体做匀速圆周运动时,其所受合外力的方向一定指向圆心，若非匀速圆周运动，则合外力一定不指向圆心，故C错误．D、物体做匀速率曲线运动时，速度的大小不变,所以其所受合外力始终指向圆心,则其的方向总是与速度方向垂直，故D正确，故选：AD．25．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触而未连接，弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止．撤去F后,物体开始向左运动,运动的最大距离为4x0．物体与水平面间的动摩擦因数处处相同为μ，重力加速度为g．则（）A．撤去F后，物体先做匀加速运动,再做匀减速运动B．物体做匀减速运动的时间为C．撤去F后，物体刚开始向左运动时的加速度大小为﹣μgD．物体从开始向左运动到速度达到最大的过程中摩擦力对物体做的功为﹣μmg（x0﹣)【考点】66:动能定理的应用；37：牛顿第二定律．【分析】撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，可知加速度先减小后增大，物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；撤去F后，根据牛顿第二定律求解物体刚运动时的加速度大小；物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0，由牛顿第二定律求得加速度，由运动学位移公式求得时间；当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度最大,可求得此时弹簧的压缩量,即可求解物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功．【解答】解：A、撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大,则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；故A错误．B、由题，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0,由牛顿第二定律得：匀减速运动的加速度大小为a==μg．将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动，则3x0=at2，解得:t=．故B正确．C、撤去