安徽省合肥市巢湖市柘皋中學高一下學期期中物理試卷

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2016—2017學年安徽省合肥市巢湖市柘皋中學高一(下)期中物理試卷一、選擇題（共9小題,每小題3分，滿分27分）1．關于物體做曲線運動的條件,以下說法中正確的是：()A．物體在恒力作用下，一定做曲線運動B．物體在受到與速度成銳角的力作用下，一定做曲線運動C．物體在變力作用下，一定做曲線運動D．物體在恒力作用下，一定做勻速圓周運動2．某人向放在水平地面的正前方小桶中水平拋球，結果球劃著一條弧線飛到小桶的前方(如圖所示）．不計空氣阻力,為了能把小球拋進小桶中，則下次再水平拋時,他可能作出的調整為（）A．增大初速度,拋出點高度變大B．增大初速度，拋出點高度不變C．初速度大小不變，提高拋出點高D．初速度大小不變，降低拋出點高度度3．關于勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A．勻速圓周運動中物體的向心加速度保持不變B．勻速圓周運動中物體的周期保持不變C．勻速圓周運動中物體的速度保持不變D．由于a=,所以線速度大的物體的向心加速度大4．如圖所示，有一皮帶傳動裝置（皮帶不打滑），A、B、C三點到各自轉軸的距離分別為RA、RB、RC,已知RB=RC=,設A、B、C三點的線速度大小分別為VA、VB、VC，角速度大小分別為ωA、ωB、ωC，則下列關系式正確的是（）A．VA=VC＜VB B．ωA=ωB=ωC C．VA=VC＞VB D．ωA=ωB＞ωC5．把一個小球放在光滑的玻璃漏斗中，晃動漏斗，可使小球沿漏斗壁在某一水平面內做勻速圓周運動．如圖所示，關于小球的受力情況，下列說法正確的是（)A．小球受到的合力為零B．小球受到重力、漏斗壁的支持力、摩擦力及向心力4個力C．小球受到重力、漏斗壁的支持力及向心力3個力D．小球受到重力、漏斗壁的支持力2個力6．在離地面一定高度繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，關于其運行速度的大小，下列判斷正確的是（）A．等于11.2km/s B．小于7.9km/s C．等于16.7km/s D．大于7。9km/s7．如圖所示，A、B、C三顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，已知三顆衛(wèi)星的質量關系為mA=mB＜mC，軌道半徑的關系為rA＜rB=rC，則三顆衛(wèi)星（）A．線速度大小關系為vA＜vB=vC B．加速度大小關系為aA＞aB=aCC．向心力大小關系為FA=FB＜FC D．周期關系為TA＞TB=TC8．A、B兩顆地球衛(wèi)星繞地球運轉的周期之比為2：1，則(）A．線速度之比為1: B．軌道半徑之比為8：1C．向心加速度之比為1：2 D．質量之比為1:19．假如一做圓周運動的人造衛(wèi)星的軌道半徑r增為原來的2倍，則(）A．據(jù)v=rω可知，衛(wèi)星的線速度將變?yōu)樵瓉淼?倍B．據(jù)F=可知，衛(wèi)星所受的向心力減為原來的C．據(jù)F=可知,地球提供的向心力減為原來的D．由=mω2r可知,衛(wèi)星的角速度將變?yōu)樵瓉淼谋抖⒍噙x題（本大題共3小題,每小題4分，共12.0分）10．如圖，滑板運動員以速度v0從離地高度h處的平臺末端水平飛出,落在水平地面上．忽略空氣阻力，運動員和滑板可視為質點，下列表述正確的是（）A．v0越大，運動員在空中運動時間越長B．v0越大,運動員落地瞬間速度越大C．運動員落地瞬間速度與高度h無關D．運動員落地位置與v0大小有關11．如圖所示，可看作質點的小球，在豎直放置的光滑圓形管道內做圓周運動，管道半徑為R，則下列說法中正確的是（）A．小球通過最高點時的最小速度vmin=B．小球通過最高點時的最小速度vmin=0C．小球在最低點時，內側管壁對小球一定無作用力D．小球在最高點時,外側管壁對小球一定有作用力12．關于第一宇宙速度,下列說法正確的是(）A．它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B．它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運行速度C．它是能使衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D．它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最大環(huán)繞速度三、實驗題探究題（本大題共3小題，每小題8分，共24分)13．(8分）在“研究平拋物體的運動"實驗中:(1)將斜槽放在實驗桌面上，實驗前要檢查斜槽的末端是否水平，這是為了;(2）在記錄小球軌跡的白紙上，記錄了豎直向下的y軸方向和水平x軸方向以及軌跡上三個點A，B，C的位置，如圖所示，測量出：A、B和B、C間水平距離xAB=xBC=15cm，豎直方向的距離yAB=15cm，yBC=25cm，由此可以計算出小球做平拋運動的初速度大小v0=，小球通過B點的瞬時速度的大小vB=，方向．（取g=10m/s2）14．（8分)某同學用圖示裝置研究平拋運動及其特點，他的實驗操作是：在小球A、B處于同一高度時，用小錘輕擊彈性金屬片,使A球水平飛出,同時B球被松開．①他觀察到的現(xiàn)象是：小球A、B（填“同時"或“不同時"）落地；②讓A、B球恢復初始狀態(tài)，用較大的力敲擊彈性金屬片,A球在空中運動的時間將（填“變長"、“不變”或“變短”）；③上述現(xiàn)象說明：平拋運動的時間與大小無關,平拋運動的豎直分運動是運動．15．（8分）一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星,并進入靠近該行星表面的圓形軌道繞行星數(shù)圈后．著陸于該行星，宇宙飛船備有下列器材:A．精確秒表一只B．彈簧秤一個C．質量為m的物體一個D．天平一臺已知宇航員在繞行星過程中與著陸后各作了一次測量，依據(jù)所測量的數(shù)據(jù),可求得該行星的質量M和半徑R（已知引力常量為G）；（1）兩次測量所選用的器材分別是上列器材中的（填寫宇母序號）；(2)兩次測量的方法及對應的物理量分別是；（3）用測得的數(shù)據(jù)．求得該星球的質量M=,該星球的半徑R=．四、計算題(本大題共4小題,共37分）16．（9分）一質量為0。5kg的小球，用長為0.4m細繩拴住,在豎直平面內做圓周運動（g取10m/s2)．求（1）若過最低點時的速度為6m/s,此時繩的拉力大小F1？（2）若過最高點時的速度為4m/s，此時繩的拉力大小F2?（3）若過最高點時繩的拉力剛好為零，此時小球速度大小？17．（9分）若某衛(wèi)星在離地球表面為h的空中沿圓形軌道繞地球飛行,周期為T．若地球半徑R，引力常量為G．試推導：（1）地球的質量表達式；（2)地球表面的重力加速度表達式;（3）地球的第一宇宙速度表達式．18．（9分）質量為m的高空遙感探測衛(wèi)星在距地球表面高為h處繞地球做勻速圓周運動．若地球質量為M，半徑為R，引力常量為G．求：（1）探測衛(wèi)星的線速度；（2)探測衛(wèi)星繞地球運動的周期；（3）探測衛(wèi)星的向心加速度．19．（10分)如圖所示,位于豎直平面上的圓弧軌道光滑，半徑為R=0。8m，OB沿豎直方向，上端A距地面高度為H=2.6m，質量為1kg的小球從A點由靜止釋放，到達B點時的速度為4m/s，最后落在地面上C點處，不計空氣阻力，求：（1）小球由A到B重力做多少功？（2）小球剛運動到B點時對軌道的壓力多大？(3）小球落地點C與B點水平距離為多少？

2016—2017學年安徽省合肥市巢湖市柘皋中學高一（下）期中物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題（共9小題，每小題3分，滿分27分）1．關于物體做曲線運動的條件，以下說法中正確的是：()A．物體在恒力作用下，一定做曲線運動B．物體在受到與速度成銳角的力作用下，一定做曲線運動C．物體在變力作用下,一定做曲線運動D．物體在恒力作用下，一定做勻速圓周運動【考點】42：物體做曲線運動的條件．【分析】物體做曲線運動的條件是合力與速度不在同一條直線上,合外力大小和方向不一定變化，由此可以分析得出結論．【解答】解：A、物體做曲線運動的條件是合力與速度不在同一條直線上，物體在恒力作用下，可以是勻加速直線運動，不一定做曲線運動，所以A錯誤．B、物體在受到速度成一角度的力作用下，物體一定做曲線運動，所以B正確．C、物體受變力的作用，但力的方向可以速度的方向相同，此時物體仍然做直線運動,所以C錯誤．D、勻速圓周運動的向心力的方向始終是指向圓心的，所以勻速圓周運動一定是受到變力的作用，所以D錯誤．故選B．【點評】本題關鍵是對質點做曲線運動的條件的考查,勻速圓周運動，平拋運動等都是曲線運動，對于它們的特點要掌握?。?．某人向放在水平地面的正前方小桶中水平拋球，結果球劃著一條弧線飛到小桶的前方（如圖所示）．不計空氣阻力,為了能把小球拋進小桶中，則下次再水平拋時,他可能作出的調整為（）A．增大初速度，拋出點高度變大B．增大初速度,拋出點高度不變C．初速度大小不變，提高拋出點高D．初速度大小不變，降低拋出點高度度【考點】43：平拋運動．【分析】小球做平拋運動，飛到小桶的前方，說明水平位移偏大，應減小水平位移才能使小球拋進小桶中．將平拋運動進行分解:水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動,由運動學公式得出水平位移與初速度和高度的關系式,再進行分析選擇．【解答】解:設小球平拋運動的初速度為v0,拋出點離桶的高度為h，水平位移為x，根據(jù)h=得,t=,水平位移為x=v0t=v0．由上式分析可知，為了能把小球拋進小桶中，即減小水平位移x,初速度大小不變，降低拋出點高度，故D正確．故選：D【點評】本題運用平拋運動的知識分析處理生活中的問題，比較簡單,關鍵運用運動的分解方法得到水平位移的表達式．3．關于勻速圓周運動，下列說法正確的是（)A．勻速圓周運動中物體的向心加速度保持不變B．勻速圓周運動中物體的周期保持不變C．勻速圓周運動中物體的速度保持不變D．由于a=，所以線速度大的物體的向心加速度大【考點】47：勻速圓周運動．【分析】勻速圓周運動線速度的大小不變，方向時刻改變．加速始終指向圓心，根據(jù)a=，結合半徑一定時，分析線速度與向心加速度的關系．【解答】解：A、勻速圓周運動的加速度就是向心加速度，方向始終指向圓心，可見方向時刻改變．故A錯誤．B、勻速圓周運動的角速度不變，周期也不變．故B正確．C、勻速圓周運動速度的方向時刻改變，可見是變速運動．故C錯誤．D、根據(jù)a=，當運動半徑一定時，線速度大的物體的向心加速度才大．故D錯誤．故選:B．【點評】解決本題的關鍵掌握勻速圓周運動的特點：線速度的大小不變，方向改變;角速度不變;加速度始終指向圓心．4．如圖所示，有一皮帶傳動裝置（皮帶不打滑）,A、B、C三點到各自轉軸的距離分別為RA、RB、RC，已知RB=RC=，設A、B、C三點的線速度大小分別為VA、VB、VC，角速度大小分別為ωA、ωB、ωC，則下列關系式正確的是（）A．VA=VC＜VB B．ωA=ωB=ωC C．VA=VC＞VB D．ωA=ωB＞ωC【考點】48：線速度、角速度和周期、轉速．【分析】共軸轉動的點角速度大小相等,靠皮帶傳動，輪子邊緣上的點線速度大小相等．根據(jù)v=rω比較線速度、角速度大小關系．【解答】解:A、C兩點靠傳送帶傳動，則vA=vC,RA＞RC，根據(jù)v=rω知，ωA＜ωC．A、B兩點共軸轉動,則ωA=ωB,根據(jù)v=rω知，vA＞vB．所以vA=vC＞vB,ωA=ωB＜ωC．故C正確，A、B、D錯誤．故選：C．【點評】解決本題的關鍵知道共軸轉動的點角速度大小相等,靠傳送帶傳動輪子邊緣上點的線速度大小相等．5．把一個小球放在光滑的玻璃漏斗中,晃動漏斗，可使小球沿漏斗壁在某一水平面內做勻速圓周運動．如圖所示，關于小球的受力情況,下列說法正確的是（)A．小球受到的合力為零B．小球受到重力、漏斗壁的支持力、摩擦力及向心力4個力C．小球受到重力、漏斗壁的支持力及向心力3個力D．小球受到重力、漏斗壁的支持力2個力【考點】4A：向心力．【分析】勻速圓周運動的合力總是指向圓心,稱為向心力;小球受重力和支持力，兩個力的合力提供圓周運動的向心力．【解答】解：由于內壁光滑，故小球不受摩擦力；小球只受到重力和支持力，由于小球在水平面內做勻速圓周運動，所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供，所以合力不為零;故ABC錯誤，D正確；故選:D．【點評】本題是圓錐擺類型的問題,分析受力情況,確定小球向心力的來源，由牛頓第二定律和圓周運動結合進行分析，是常用的方法和思路．6．在離地面一定高度繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星,關于其運行速度的大小,下列判斷正確的是（）A．等于11.2km/s B．小于7。9km/s C．等于16。7km/s D．大于7。9km/s【考點】4H：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關系．【分析】衛(wèi)星繞地球做圓周運動,萬有引力提供向心力，應用萬有引力公式與牛頓第二定律求出線速度，然后分析答題．【解答】解：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得:G=m,解得：v=，當衛(wèi)星軌道半徑r等于地球半徑R時線速度：v=7。9km/s，由于r＞R，則衛(wèi)星的線速度小于7。9km/s；故選：B．【點評】本題考查了判斷衛(wèi)星的線速度大小，知道衛(wèi)星做圓周運動萬有引力提供向心力是解題的關鍵，應用萬有引力公式與牛頓第二定律可以解題．7．如圖所示，A、B、C三顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，已知三顆衛(wèi)星的質量關系為mA=mB＜mC，軌道半徑的關系為rA＜rB=rC,則三顆衛(wèi)星（）A．線速度大小關系為vA＜vB=vC B．加速度大小關系為aA＞aB=aCC．向心力大小關系為FA=FB＜FC D．周期關系為TA＞TB=TC【考點】4H：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關系．【分析】根據(jù)人造衛(wèi)星的萬有引力等于向心力,列式求出線速度、周期、向心加速度、向心力的表達式進行討論即可．【解答】解：人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設衛(wèi)星的質量為m、軌道半徑為r、地球質量為M，有：F=F向解得：，,,．根據(jù)題意有：rA＜rB=rC因此：A、由可知，vA＞vB=vC,故A錯誤．B、由可知，aA＞aB=aC，故B正確．C、根據(jù)和已知條件mA=mB＜mC，可以判斷：FA＞FB，F(xiàn)B＜FC，故C錯誤．D、由可知,TA＜TB=TC，故D錯誤．故選：B．【點評】本題關鍵抓住萬有引力提供向心力，先列式求解出線速度、周期、向心力、向心加速度的表達式，再進行討論．8．A、B兩顆地球衛(wèi)星繞地球運轉的周期之比為2：1，則（）A．線速度之比為1: B．軌道半徑之比為8：1C．向心加速度之比為1:2 D．質量之比為1:1【考點】4H:人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關系．【分析】人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動受到的萬有引力提供向心力，分別用周期、速率來表示向心力，化簡公式即可求解結果．【解答】解：A、人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動受到的萬有引力提供向心力得,=r=周期之比為T1:T2=2：1，則A．B的軌道半徑之比為2：1，根據(jù)v=得線速度之比為1:，故A正確,B錯誤C、由=ma得a=所以向心加速度之比為1:4，故C錯誤D、無法判斷A、B質量關系,故D錯誤故選A．【點評】對于衛(wèi)星問題一定掌握：萬有引力提供向心力,可以用衛(wèi)星的速度、周期、角速度來分別表示向心力,從而求出結果．9．假如一做圓周運動的人造衛(wèi)星的軌道半徑r增為原來的2倍,則（）A．據(jù)v=rω可知，衛(wèi)星的線速度將變?yōu)樵瓉淼?倍B．據(jù)F=可知，衛(wèi)星所受的向心力減為原來的C．據(jù)F=可知，地球提供的向心力減為原來的D．由=mω2r可知，衛(wèi)星的角速度將變?yōu)樵瓉淼谋丁究键c】4H：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關系．【分析】人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來2倍時，角速度減小,線速度減小,由數(shù)學知識分析線速度和向心力的變化．根據(jù)公式F=可分析向心力的變化．【解答】解:AD、衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力,則G=mω2r，解得,衛(wèi)星的角速度ω=,則知當人造衛(wèi)星的軌道半徑r增為原來的2倍時，其角速度減小,變?yōu)樵瓉淼谋?根據(jù)v=rω可知,衛(wèi)星的線速度將變?yōu)樵瓉淼谋叮蔄D錯誤．B、由G=m，解得,衛(wèi)星的線速度v=，則知線速度變?yōu)樵瓉肀叮畵?jù)F=可知,衛(wèi)星所受的向心力減為原來的倍，故B錯誤．C、據(jù)F=可知，衛(wèi)星的軌道半徑r增為原來的2倍時，其他量不變,則地球提供的向心力減為原來的,故C正確．故選：C【點評】本題要應用控制變量法來理解物理量之間的關系，要注意衛(wèi)星的線速度、角速度等描述運動的物理量都會隨半徑的變化而變化．二、多選題（本大題共3小題，每小題4分，共12。0分)10．如圖，滑板運動員以速度v0從離地高度h處的平臺末端水平飛出,落在水平地面上．忽略空氣阻力，運動員和滑板可視為質點，下列表述正確的是（）A．v0越大，運動員在空中運動時間越長B．v0越大，運動員落地瞬間速度越大C．運動員落地瞬間速度與高度h無關D．運動員落地位置與v0大小有關【考點】43：平拋運動．【分析】運動員和滑板做平拋運動，根據(jù)分位移公式和分速度公式列式求解即可．【解答】解：A、運動員和滑板做平拋運動，有h=，故運動時間與初速度無關，故A錯誤;B、C、根據(jù)動能定理，有mgh=，解得，故v0越大，運動員落地瞬間速度越大，故B正確，C錯誤；D、射程x=v0t，初速度越大，射程越大，故D正確故選：BD【點評】本題關鍵是明確運動員和滑板做平拋運動，然后根據(jù)平拋運動的分位移公式和動能定理列式分析討論．11．如圖所示，可看作質點的小球，在豎直放置的光滑圓形管道內做圓周運動,管道半徑為R，則下列說法中正確的是（）A．小球通過最高點時的最小速度vmin=B．小球通過最高點時的最小速度vmin=0C．小球在最低點時，內側管壁對小球一定無作用力D．小球在最高點時，外側管壁對小球一定有作用力【考點】4A:向心力．【分析】小球在光滑的圓管內運動，通過最高點和最低點時，只受重力和彈力，合力提供向心力，由于管子能支撐小球,則小球能夠通過最高點時的最小速度為0；根據(jù)牛頓第二定律求解管道對小球作用力大小和方向．【解答】解：A、由于管子能支撐小球，所以小球能夠通過最高點時的最小速度為vmin=0；故A錯誤,B正確．C、D小球在圓形軌道的最低點，重力G和彈力N的合力提供向心力，則知合力必須豎直向上，而重力豎直向下，所以管壁對小球的作用力一定豎直向上，內側管壁對小球一定無作用力，而外側管壁對小球一定有作用力．故C正確，D錯誤．故選：BC【點評】本題關鍵是對小球受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式列式求解．12．關于第一宇宙速度，下列說法正確的是（)A．它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B．它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運行速度C．它是能使衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D．它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最大環(huán)繞速度【考點】4I：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．【分析】由萬有引力提供向心力解得衛(wèi)星做圓周運動的線速度表達式，判斷速度與軌道半徑的關系可得，第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運行速度，軌道半徑最小,線速度最大．【解答】解：由萬有引力提供向心力G=m得：v=，第一宇宙速度是從地球表面發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最大環(huán)繞速度,也是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運行速度，所以BCD正確，A錯誤;故選:BCD【點評】注意第一宇宙速度有三種說法：①它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運行速度，②它是人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運行的最大速度，③它是衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度．三、實驗題探究題（本大題共3小題，每小題8分,共24分）13．在“研究平拋物體的運動”實驗中：(1)將斜槽放在實驗桌面上,實驗前要檢查斜槽的末端是否水平,這是為了保證小球做平拋運動；(2）在記錄小球軌跡的白紙上，記錄了豎直向下的y軸方向和水平x軸方向以及軌跡上三個點A，B，C的位置，如圖所示,測量出：A、B和B、C間水平距離xAB=xBC=15cm，豎直方向的距離yAB=15cm,yBC=25cm，由此可以計算出小球做平拋運動的初速度大小v0=1.5m/s,小球通過B點的瞬時速度的大小vB=2.5m/s，方向水平方向成53°夾角．．（取g=10m/s2）【考點】MB：研究平拋物體的運動．【分析】(1）在實驗中讓小球在固定斜槽滾下后，做平拋運動，記錄下平拋后運動軌跡．然后在運動軌跡上標出特殊點，對此進行處理，由于是同一個軌跡，因此要求拋出的小球初速度是相同的，所以在實驗時必須確保拋出速度方向是水平的，同時固定的斜槽要在同一豎直面．（2）平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，在水平方向上做勻速直線運動，結合豎直方向上相等時間內的位移之差是一恒量求出相等的時間間隔，結合水平位移和時間求出平拋運動的初速度．根據(jù)豎直方向上某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的豎直分速度,通過平行四邊形定則求出B點的瞬時速度大?。窘獯稹拷猓海?）研究平拋運動的實驗很關鍵的地方是要保證小球能夠水平飛出，只有水平飛出，小球才做平拋運動，所以斜槽末端需水平．（2）因為平拋運動在水平方向上做勻速直線運動,可知AB、BC的時間間隔相等．在豎直方向上，根據(jù)勻變速直線運動的推論有:yBC﹣yAB=gT2，解得：T=水平方向勻速直線運動，因此有：某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，則B點豎直方向上的分速度,則：因此B點的速度為:與水平方向的夾角為θ，則有：，則有：θ=53°，即速度方向與水平方向成53°夾角．故答案為:（1)保證小球做平拋運動;（2）1。5m/s;2。5m/s，水平方向成53°夾角．【點評】解決平拋運動問題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律,結合運動學公式和推論靈活求解．14．某同學用圖示裝置研究平拋運動及其特點，他的實驗操作是：在小球A、B處于同一高度時，用小錘輕擊彈性金屬片，使A球水平飛出，同時B球被松開．①他觀察到的現(xiàn)象是:小球A、B同時（填“同時”或“不同時”）落地;②讓A、B球恢復初始狀態(tài)，用較大的力敲擊彈性金屬片,A球在空中運動的時間將不變（填“變長”、“不變"或“變短”）；③上述現(xiàn)象說明:平拋運動的時間與初速度大小無關,平拋運動的豎直分運動是自由落體運動．【考點】MB：研究平拋物體的運動．【分析】本實驗是研究平拋運動豎直方向分運動的實驗．小錘輕擊彈性金屬片后，A球做平拋運動,同時B球做自由落體運動．通過實驗可以觀察到它們同時落地,所以可以證明平拋運動在豎直方向上做自由落體運動．【解答】解：①小錘輕擊彈性金屬片時，A球做拋運動,同時B球做自由落體運動．通過實驗可以觀察到它們同時落地；②用較大的力敲擊彈性金屬片，則被拋出初速度變大，但豎直方向運動不受影響，因此運動時間仍不變；③上述現(xiàn)象說明：平拋運動的時間與初速度大小無關,且可以證明平拋運動在豎直方向上做自由落體運動．故答案為:①相同；②不變；③初速度，自由落體．【點評】本實驗是研究平拋運動豎直方向做自由落體運動的實驗，通過觀察兩球落地的時間，證明平拋運動豎直方向上的運動與自由落體相同，難度不大．15．一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星,并進入靠近該行星表面的圓形軌道繞行星數(shù)圈后．著陸于該行星，宇宙飛船備有下列器材:A．精確秒表一只B．彈簧秤一個C．質量為m的物體一個D．天平一臺已知宇航員在繞行星過程中與著陸后各作了一次測量，依據(jù)所測量的數(shù)據(jù),可求得該行星的質量M和半徑R(已知引力常量為G）；（1)兩次測量所選用的器材分別是上列器材中的ABC（填寫宇母序號）；（2）兩次測量的方法及對應的物理量分別是用計時表測量周期T，用天平測量質量，用彈簧秤測量重力;（3）用測得的數(shù)據(jù)．求得該星球的質量M=,該星球的半徑R=．【考點】4F：萬有引力定律及其應用．【分析】要測量行星的半徑和質量，根據(jù)重力等于萬有引力和萬有引力等于向心力，列式求解會發(fā)現(xiàn)需要測量出行星表面的重力加速度和行星表面衛(wèi)星的公轉周期,從而需要選擇相應器材【解答】.解：（1）重力等于萬有引力：mg=G萬有引力等于向心力：G=mR由以上兩式解得：R=﹣﹣﹣﹣①M=﹣﹣﹣﹣﹣②由牛頓第二定律FG=mg﹣﹣﹣﹣﹣﹣③因而需要用計時表測量周期T,用天平測量質量，用彈簧秤測量重力；故選ABC．（2）由第一問討論可知，需要用計時表測量周期T，用天平測量質量,用彈簧秤測量重力；故答案為：飛船繞行星表面運行的周期T，質量為m的物體在行星上所受的重力FG．(3）由①②③三式可解得R=M=故答案為：（1）A,BC（2）周期T，物體重力FG（3）,【點評】本本題關鍵先要弄清實驗原理；萬有引力等于重力，及萬有引力等于向心力，再根據(jù)實驗原理選擇器材，計算結果．四、計算題（本大題共4小題,共37分)16．一質量為0.5kg的小球,用長為0。4m細繩拴住，在豎直平面內做圓周運動(g取10m/s2）．求(1）若過最低點時的速度為6m/s，此時繩的拉力大小F1？(2）若過最高點時的速度為4m/s，此時繩的拉力大小F2?（3）若過最高點時繩的拉力剛好為零，此時小球速度大小？【考點】4A：向心力．【分析】（1）當過最低點時的速度為6m/s時，重力和細線拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出細線的拉力．（2)當小球在最高點速度為4m/s時，重力和細線拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出細線的拉力．（3)過最高點時繩的拉力剛好為零，重力提供圓周運動的向心力．根據(jù)牛頓第二定律求出最高點的臨界速度．【解答】解:（1)當過最低點時的速度為6m/s時,重力和細線拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：所以：N．(2）當小球在最高點速度為4m/s時，重力和細線拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：所以：N(3）過最高點時繩的拉力剛好為零，重力提供圓周運動的向心力．根據(jù)牛頓第二定律得:所以：m/s答：(1）若過最低點時的速度為6m/s，此時繩的拉力大小是50N；(2）若過最高點時的速度為4m/s，此時繩的拉力大小是15N；（3）若過最高點時繩的拉力剛好為零，此時小球速度大小是2m/s．【點評】解決本題的關鍵知道小球在豎直面內做圓周運動，靠沿半徑方向的合力提供向心力．17．若某衛(wèi)星在離地球表面為h的空中沿圓形軌道繞地球飛行，周期為T．若地球半徑R，引力常量為G．試推導：（1)地球的質量表達式；(2）地球表面的重力加速度表達式；（3）地球的第一宇宙速度表達式．【考點】4F:萬有引力定律及其應用．【分析】（1）根據(jù)萬有引力提供向心力，結合軌道半徑和周期求出地球的質量．(2)根據(jù)萬有引力等于