广东省云浮市罗定中学2022届高三物理上学期期中试题含解析

2022-2022学年广东省云浮市罗定中学高三（上）期中物理试卷二、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中.第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．1．关于物体的加速度，下列说法正确的是()A．速度为零，加速度必为零B．加速度方向一定与速度变化方向相同C．加速度减小，速度必减小D．加速度恒定时，物体一定做匀变速直线运动2．如图所示是质量为1kg的滑块在水平面上做直线运动的v﹣t图象．下列判断正确的是()A．在t=1s时，滑块的加速度为零B．在5s﹣6s时间内，滑块受到的合力大小为2NC．在4s﹣6s时间内，滑块的平均速度大小为2.5m/sD．在1s﹣5s时间内，滑块的位移为12m3．如图所示，由于静摩擦力F1的作用，A静止在粗糙水平面上，地面对A的支持力为F2，若将A稍向右移动一点，系统仍保持静止，则以下说法正确的是()A．F1、F2都增大B．F1、F2都减小C．F1增大，F2减小D．F1减小，F2增大-21-\n4．如图所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径R0=1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力．自行车车轮的半径R1=35cm，小齿轮的半径R2=4.0cm，大齿轮的半径R3=10.0cm．则大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比为（假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动）()A．2：175B．1：175C．4：175D．1：1405．如图所示，竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为R，上部侧面A处开有小口，在小口A的正下方h处亦开有与A大小相同的小口B，小球从小口A沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，要使小球从B口处飞出，小球进入A口的最小速率v0为()A．πRB．πRC．πRD．2πR6．如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动．由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的滑动摩擦系数μ2有可能是()A．μ1=0，μ2=0B．μ1=0，μ2≠0C．μ1≠0，μ2=0D．μ1≠0，μ2≠07．如图所示，一网球运动员将球在边界处正上方水平向右击出，球刚好过网落在图中位置（不计空气阻力），相关数据如图，下列说法中正确的是()-21-\nA．击球点高度h1与球网高度h2之间的关系为h1=1.8h2B．若保持击球高度不变，球的初速度V0只要不大于，一定落在对方界内C．任意降低击球高度（仍大于h2），只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内D．任意增加击球高度，只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内8．如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为L，b与转轴的距离为2L．木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g．若圆盘从静止开始绕轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()A．a一定比b先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．ω=是b开始滑动的临界角速度D．当ω=时，a所受摩擦力的大小为kmg三．非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22题-第32题为必考题，每个试题考生必须作答．第33题-第40题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题（共129分）-21-\n9．在“探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示，所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．（1）有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出F﹣L图线．（2）由此图线可得出该弹簧的原长L0=__________cm，劲度系数k=__________N/m10．现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图1所示．表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上，另一端抬起一定高度构成斜面；木板上有一滑块，其后端与穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器固定在木板上，连接频率为50Hz的交流电源．接通电源后，从静止释放滑块，滑块带动纸带上打出一系列点迹．（1）图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是实验中选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），2、3和5、6计数点间的距离如图2所示．由图中数据求出滑块的加速度a=__________m/s2（结果保留三位有效数字）．（2）已知木板的长度为l，为了求出滑块与木板间的动摩擦因数，还应测量的物理量是__________．A．滑块到达斜面底端的速度vB．滑块的质量mC．滑块的运动时间tD．斜面高度h和底边长度x（3）设重力加速度为g，滑块与木板间的动摩擦因数的表达式μ=__________（用所需测量物理量的字母表示）-21-\n11．如图所示，小球甲从倾角θ=30°的光滑斜面上高h=5cm的A点由静止释放，同时小球乙自C点以速度v0沿光滑水平面向左匀速运动，C点与斜面底端B处的距离L=0.4m．甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙追去，甲释放后经过t=1s刚好追上乙，求乙的速度v0．12．质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑的圆孤轨道下滑．B、C为圆弧的两端点，其连线水平．已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角θ=106°，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m，小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，0.8s后第二次经过D点，物块与斜面间的动摩擦因数为μ1=（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）试求：（1）小物块离开A点时的水平初速度v1．（2）小物块经过O点时对轨道的压力．（3）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ2=0.3，传送带的速度为5m/s，则PA间的距离是多少？（4）斜面上CD间的距离．四.选考题.13．如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则()-21-\nA．b所需向心力最大B．b、c周期相等，且大于a的周期C．b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度14．在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来．假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时的高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力．已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T．火星可视为半径为r0的均匀球体．-21-\n2022-2022学年广东省云浮市罗定中学高三（上）期中物理试卷二、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中.第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．1．关于物体的加速度，下列说法正确的是()A．速度为零，加速度必为零B．加速度方向一定与速度变化方向相同C．加速度减小，速度必减小D．加速度恒定时，物体一定做匀变速直线运动【考点】加速度．【专题】直线运动规律专题．【分析】加速度是反映速度变化快慢的物理量，当加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，当加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动．【解答】解：A、速度为零，加速度不一定为零，比如自由落体运动，速度为零，加速度不为零．故A错误．B、加速度方向与速度变化量的方向相同．故B正确．C、当加速度方向与速度方向相同，加速度减小，速度增大．故C错误．D、加速度恒定，物体一定做匀变速运动，但是不一定是直线运动．故D错误．故选：B．【点评】解决本题的关键知道加速度的物理意义，掌握判断物体做加速运动还是减速运动的方法，关键看加速度方向与速度方向的关系．-21-\n2．如图所示是质量为1kg的滑块在水平面上做直线运动的v﹣t图象．下列判断正确的是()A．在t=1s时，滑块的加速度为零B．在5s﹣6s时间内，滑块受到的合力大小为2NC．在4s﹣6s时间内，滑块的平均速度大小为2.5m/sD．在1s﹣5s时间内，滑块的位移为12m【考点】匀变速直线运动的图像．【专题】定性思想；图析法；运动学中的图像专题．【分析】根据图线的斜率求出滑块的加速度，根据牛顿第二定律求出合力的大小；结合图线与时间轴围成的面积求出物体的位移，从而得出平均速度的大小．【解答】解：A、在t=1s时，滑块的加速度为：a==2m/s2，故A错误；B、在5s﹣6s时间内，滑块的加速度为：a′=m/s2，根据牛顿第二定律为：F=ma=1×4=4N，故B错误；C、在4s﹣6s时间内，滑块的位移为：x=×4×1+4×1=6m，则滑块的平均速度大小为：，故C错误；D、在1s﹣5s时间内，滑块的位移，故D正确；故选：D．【点评】解决本题的关键知道速度时间图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，难度适中．3．如图所示，由于静摩擦力F1的作用，A静止在粗糙水平面上，地面对A的支持力为F2，若将A稍向右移动一点，系统仍保持静止，则以下说法正确的是()-21-\nA．F1、F2都增大B．F1、F2都减小C．F1增大，F2减小D．F1减小，F2增大【考点】共点力平衡的条件及其应用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】先以B为研究对象受力分析求出绳子的拉力，然后以A为研究对象求出静摩擦力和支持力的表达式，然后根据绳子与竖直方向夹角的变化判断静摩擦力和支持力大小的变化．【解答】解：设滑轮右边绳子部分与水平方向夹角为θ，以B为研究对象进行受力分析有：T=mBg以A为研究对象进行受力分析有：Tsinθ+F2=mAgTcosθ=F1得：F1=mBgcosθ；F2=mAg﹣mBgsinθ绳子右移，θ减小，cosθ增大，所以F1F2都增大．故选：A．【点评】本题是含有滑轮的动态变化变化分析问题，要抓住动滑轮两侧绳子拉力相等，由平衡条件进行分析．4．如图所示，一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径R0=1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力．自行车车轮的半径R1=35cm，小齿轮的半径R2=4.0cm，大齿轮的半径R3=10.0cm．则大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比为（假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动）()A．2：175B．1：175C．4：175D．1：140【考点】线速度、角速度和周期、转速．【专题】匀速圆周运动专题．-21-\n【分析】共轴转动，角速度相等；靠摩擦传动以及靠链条传动，线速度大小相等；抓住该特点列式分析即可．【解答】解：共轴转动，角速度相等，故小齿轮和车轮角速度相等；靠摩擦传动以及靠链条传动，线速度大小相等，故大齿轮和小齿轮边缘点线速度相等，车轮与摩擦小轮边缘点线速度也相等；设大齿轮的转速n1，则大齿轮边缘点线速度为2πR3n1，大齿轮和小齿轮边缘点线速度相等，故小齿轮边缘点线速度也为2πR3n1，故其角速度为：ω=，小齿轮和车轮角速度相等，故车轮角速度为：ω=；车轮线速度为：V=•R1，车轮与摩擦小轮边缘点线速度相等，故摩擦小轮边缘点线速度为：V=•R1；故摩擦小轮的转速n2为：n2===n1；故n1：n2=2：175；故选：A【点评】物体做匀速圆周运动过程中，同缘传动且不打滑则它们边缘的线速度大小相等；而共轴则它们的角速度相等．5．如图所示，竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为R，上部侧面A处开有小口，在小口A的正下方h处亦开有与A大小相同的小口B，小球从小口A沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，要使小球从B口处飞出，小球进入A口的最小速率v0为()A．πRB．πRC．πRD．2πR【考点】平抛运动；自由落体运动；匀速圆周运动．-21-\n【专题】平抛运动专题．【分析】将小球运动分解，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，根据时间相等性，即可求解．【解答】解：小球在竖直方向做自由落体运动，所以小球在桶内的运动时间为t=，在水平方向，以圆周运动的规律来研究，得到（n=1，2，3…）所以（n=1，2，3…）当n=1时，取最小值，所以最小速率v0为πR，故B正确故选：B【点评】考查如何平抛运动处理，及使用的规律，并注意运动的等时性，与小球水平方向的周期性．6．如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动．由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的滑动摩擦系数μ2有可能是()A．μ1=0，μ2=0B．μ1=0，μ2≠0C．μ1≠0，μ2=0D．μ1≠0，μ2≠0【考点】摩擦力的判断与计算．【专题】摩擦力专题．【分析】物块A和B以相同的速度做匀速直线运动，合力均为零，分别以A和整体为研究对象，研究A与B间、B与地间的摩擦力，若两物体间无摩擦力，物体间的动摩擦因数可能为零，也可能不为零；若物体间有摩擦力，物体间的动摩擦因数一定不为零．-21-\n【解答】解：先以A为研究对象，A做匀速运动，合力为零，由平衡条件分析可知，A不受摩擦力，否则水平方向上A的合力不为零，不可能做匀速直线运动，则知A、B间的动摩擦因数μ1可能为零，也可能不为零；再以整体为研究对象，由平衡条件分析可知，地面对B一定有摩擦力，则B与地面之间的动摩擦因数μ2一定不为零．故选：BD．【点评】本题关键要抓住物体的运动状态：匀速直线运动，根据平衡条件分析物体的受力．常常有学生认为物体从静止开始运动，AB间一定有摩擦力，μ1一定不等于零．要培养根据状态分析受力的习惯．7．如图所示，一网球运动员将球在边界处正上方水平向右击出，球刚好过网落在图中位置（不计空气阻力），相关数据如图，下列说法中正确的是()A．击球点高度h1与球网高度h2之间的关系为h1=1.8h2B．若保持击球高度不变，球的初速度V0只要不大于，一定落在对方界内C．任意降低击球高度（仍大于h2），只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内D．任意增加击球高度，只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内【考点】平抛运动．【专题】平抛运动专题．【分析】A、平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，抓住分运动与合运动具有等时性，先求出水平位移为s和的时间比，从而知道下落h1﹣h2和下落h1所用的时间比，根据自由落体运动的规律求出击球点高度h1与球网高度h2之间的关系．B、保持击球高度不变，要想球落在对方界内，要既不能出界，又不能触网，从而求出初速度的范围．-21-\nCD、当降低击球的高度，低于某一个高度，速度大会出界，速度小会触网．增加击球高度，只要速度合适，球能落在对方界内．【解答】解：A、平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，水平位移为s和的时间比2：3，则竖直方向上，根据，则有，解得h1=1.8h2．故A正确．B、若保持击球高度不变，要想球落在对方界内，要既不能出界，又不能触网，根据得，．则平抛运动的最大速度．根据得，，则平抛运动的最小速度．故B错误．C、任意降低击球高度（仍大于h2），会有一临界情况，此时球刚好触网又刚好压界，若小于该临界高度，速度大会出界，速度小会触网，所以不是高度比网高，就一定能将球发到界内．故C错误．D、增加击球高度，只要速度合适，球一定能发到对方界内．故D正确．故选AD．【点评】本题考查平抛运动的临界问题，关键掌握平抛运动的规律，抓住临界情况，运用运动学规律进行求解．8．如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为L，b与转轴的距离为2L．木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g．若圆盘从静止开始绕轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()A．a一定比b先开始滑动-21-\nB．a、b所受的摩擦力始终相等C．ω=是b开始滑动的临界角速度D．当ω=时，a所受摩擦力的大小为kmg【考点】向心力；牛顿第二定律．【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用．【分析】木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定．当圆盘转速增大时，提供的静摩擦力随之而增大．当需要的向心力大于最大静摩擦力时，物体开始滑动．因此是否滑动与质量无关，是由半径大小决定．【解答】解：A、B、两个木块的最大静摩擦力相等．木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=mω2r，m、ω相等，f∝r，所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，故A错误，B错误；C、当b刚要滑动时，有kmg=mω2•2l，解得：ω=，故C正确；D、以a为研究对象，当ω=时，由牛顿第二定律得：f=mω2l，可解得：f=kmg，故D错误．故选：C．【点评】本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答．三．非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22题-第32题为必考题，每个试题考生必须作答．第33题-第40题为选考题，考生根据要求作答．（一）必考题（共129分）9．在“探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示，所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．（1）有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中，请作出F﹣L图线．-21-\n（2）由此图线可得出该弹簧的原长L0=5cm，劲度系数k=20N/m【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．【专题】实验题；弹力的存在及方向的判定专题．【分析】（1）用一条直线连接即可，要注意将尽可能多的点连在线上，不通过直线的点大致均匀地分布与直线两侧，偏差过大的点是测量错误，应该舍去；（2）图线与横轴的连线表示原长，斜率表示劲度系数．【解答】解：（1）作出F﹣L图线，如图所示；（2）弹簧处于原长时，弹力为零，故弹簧的原长L0=5cm；图象的函数表达式为：F=k（L﹣L0），故斜率表示劲度系数；劲度系数k===20N/m；故答案为：（1）如图所示；（2）5，20．【点评】本题关键是明确描点作图的方法，同时求解出图象的函数表达式，得到斜率的含义，然后通过图象求解出劲度系数．-21-\n10．现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数，实验装置如图1所示．表面粗糙的木板一端固定在水平桌面上，另一端抬起一定高度构成斜面；木板上有一滑块，其后端与穿过打点计时器的纸带相连，打点计时器固定在木板上，连接频率为50Hz的交流电源．接通电源后，从静止释放滑块，滑块带动纸带上打出一系列点迹．（1）图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是实验中选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），2、3和5、6计数点间的距离如图2所示．由图中数据求出滑块的加速度a=2.51m/s2（结果保留三位有效数字）．（2）已知木板的长度为l，为了求出滑块与木板间的动摩擦因数，还应测量的物理量是D．A．滑块到达斜面底端的速度vB．滑块的质量mC．滑块的运动时间tD．斜面高度h和底边长度x（3）设重力加速度为g，滑块与木板间的动摩擦因数的表达式μ=（用所需测量物理量的字母表示）【考点】探究影响摩擦力的大小的因素．【专题】实验题．【分析】（1）利用逐差法△x=aT2可以求出物体的加速度大小，根据匀变速直线运动中某点的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度大小；（2）根据牛顿第二定律有μmgcosθ=ma，由此可知需要测量的物理量．（3）根据牛顿第二定律的表达式，可以求出摩擦系数的表达式【解答】解：（1）每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔：T=0.1s，根据逐差法有：a==≈2.51m/s2；（2）要测量动摩擦因数，由μmgcosθ=ma，可知要求μ，需要知道加速度与夹角余弦值，纸带数据可算出加速度大小，再根据斜面高度h和底边长度x，结合三角知识，即可求解，故ABC错误，D正确．（3）以滑块为研究对象，根据牛顿第二定律有：μmgcosθ=ma解得：μ==．-21-\n故答案为：（1）2.51，（2）D，（3）．【点评】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题．11．如图所示，小球甲从倾角θ=30°的光滑斜面上高h=5cm的A点由静止释放，同时小球乙自C点以速度v0沿光滑水平面向左匀速运动，C点与斜面底端B处的距离L=0.4m．甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙追去，甲释放后经过t=1s刚好追上乙，求乙的速度v0．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】恰好追上表示经过相同的时间，甲乙两球到达同一位置，抓住位移之间的关系根据运动学基本公式即可求解．【解答】解：设小球甲在光滑斜面上运动的加速度为a，运动时间为t1，运动到B处时的速度为v1，从B处到追上小球乙所用时间为t2，则a=gsin30°=5m/s2由=得：t1==0.2st2=t﹣t1=0.8sv1=at1=1m/sv0t+L=v1t2代入数据解得：v0=0.4m/s．答：乙的速度v0为0.4m/s．【点评】追击问题要注意抓住时间和位移之间的关系，运用运动学基本公式即可解题．-21-\n12．质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑的圆孤轨道下滑．B、C为圆弧的两端点，其连线水平．已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角θ=106°，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m，小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，0.8s后第二次经过D点，物块与斜面间的动摩擦因数为μ1=（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）试求：（1）小物块离开A点时的水平初速度v1．（2）小物块经过O点时对轨道的压力．（3）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ2=0.3，传送带的速度为5m/s，则PA间的距离是多少？（4）斜面上CD间的距离．【考点】动能定理的应用；平抛运动．【专题】动能定理的应用专题．【分析】（1）利用平抛运动规律，在B点对速度进行正交分解，得到水平速度和竖直方向速度的关系，而竖直方向速度Vy=显然易求，则水平速度V0可解．（2）首先利用动能定理解决物块在最低点的速度问题，然后利用牛顿第二定律在最低点表示出向心力，则滑块受到的弹力可解．根据牛顿第三定律可求对轨道的压力．（3）根据牛顿第二定律和运动学公式求解．（4）物块在轨道上上滑属于刹车问题，要求出上滑的加速度、所需的时间；再求出下滑加速度、距离，利用匀变速直线运动规律公式求出位移差．【解答】解：（1）对小物块，由A到B有vy2=2gh在B点tan=所以v0=3m/s．-21-\n（2）对小物块，由B到O由动能定理可得：mgR（1﹣sin37°）=m﹣m其中vB=5m/s在O点N﹣mg=所以N=43N由牛顿第三定律知对轨道的压力为N′=43N（3）传送带的速度为5m/s，所以小物块在传送带上一直加速，μ2mg=ma3PA间的距离是SPA==1.5m（4）物块沿斜面上滑：mgsin53°+μmgcos53°=ma1所以a1=10m/s2物块沿斜面下滑：mgsin53°﹣μmgcos53°=ma2a2=6m/s2由机械能守恒知vc=vB=5m/s小物块由C上升到最高点历时t1==0.5s小物块由最高点回到D点历时t2=0.8s﹣0.5s=0.3s故SCD=t1﹣a2即SCD=0.98m．答：（1）小物块离开A点的水平初速度为3m/s．（2）小物块经过O点时对轨道的压力为43N（3）则PA间的距离是1.5m（4）斜面上CD间的距离为0.98m【点评】本题是一个单物体多过程的力学综合题，把复杂的过程分解成几个分过程是基本思路．本题关键是分析清楚物体的运动情况，然后根据动能定理、平抛运动知识、牛顿第二定律、向心力公式列式求解．-21-\n四.选考题.13．如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则()A．b所需向心力最大B．b、c周期相等，且大于a的周期C．b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【专题】人造卫星问题．【分析】根据万有引力提供向心力，可比较出周期、向心加速度、线速度的大小．【解答】解：A、人造地球卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，根据F=，可知c所需的向心力大于b所需的向心力．故A错误．B、，a=，v=，T=．知b、c周期相等，且大于a的周期．b、c加速度相等，小于a是加速度．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度．故B、D正确，C错误．故选BD．【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力．-21-\n14．在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来．假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时的高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力．已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T．火星可视为半径为r0的均匀球体．【考点】万有引力定律及其应用；牛顿第二定律；平抛运动．【分析】在火星表面，根据万有引力等于重力列出等式．研究卫星绕火星做圆周运动，向心力由万有引力提供列出等式．根据平抛运动规律解决问题．【解答】解：对火星表面的某一物体，由万有引力定律和牛顿第二定律得：=mg①对火星的卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供得：②着陆器从最高点到第二次落到火星表面做平抛运动，根据平抛运动规律解得：vx=v0③vy2=2gh④v=⑤由以上各式解得：v=答：它第二次落到火星表面时速度的大小为．【点评】重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．-21-