9. (本题9分)如图为“嫦娥二号”的姐妹星“嫦娥一号”某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2的示意图,其中B、C分别为两个轨道的远地点。关于上述变轨过程及“嫦娥一号”在两个轨道上运动的情况,下列说法中正确的是( )
A.“嫦娥一号”在轨道1的A点处应点火减速
B.“嫦娥一号”在轨道2的A点向C点运动的过程动能减小,势能增大
C.“嫦娥一号”在轨道1的B点运动到A点万有引力做正功,动能增大,机械能守恒 D.以上说法均不正确 【答案】BC 【解析】 【详解】
A.要想使“嫦娥一号”在近地点A由轨道1变轨为轨道2,需要加速做离心运动,应在A点加速,故选项A不合题意;
B. “嫦娥一号”在轨道2的A点向C点运动的过程中,克服万有引力做功,卫星动能减小,势能增大,故选项B符合题意;
CD. “嫦娥一号”在轨道1的B点运动到A点的过程中,万有引力做正功,动能增大,机械能守恒,故选项C符合题意,选项D不合题意。
10. (本题9分)如图所示,质量为1kg的物体(可视为质点)在水平传送带上被传送,A为终端皮带轮,传送带与皮带轮之间不打滑且与皮带在C点相切,物体刚放上皮带时的速度为0,距C点的距离为1m,皮带轮的半径为10cm,重力加速度g=10m/s2,若皮带轮转动的线速度大小为1m/s,物体运动到C点的前速度已达到1m/s,则( )
A.物体在C点对传送带的压力大小为10N B.物体与传送带间的摩擦因数至少为0.1
C.物体到达C点后将沿皮带下滑一段距离再离开皮带 D.物体与传送带摩擦产生的热量为0.5J 【答案】CD 【解析】
22vCvC12物体在C点时,由牛顿第二定律得 N-mg=m ,得:N=m(g+ )=1×(10+)=20N,由牛顿第三
rr0.1定律知,物体在C点对传送带的压力大小 N′=N=20N,故A错误.若物体一直做匀加速运动,直至C点,
v21212
??0.05,所以物体与传送带间的摩擦因数至少为由动能定理得:μmgx=mv,得:??2gx2?10?120.05,故B错误.由于物体在C点时对传送带有压力,所以物体到达C点后将沿皮带下滑一段距离再离开皮带,故C正确.设物体匀加速运动的时间为t,则物体相对传送带的位移为:△x=vt-=
vt 21vtvt,物体匀加速运动的位移为:x=.根据动能定理得:fx=mv2,摩擦生热为:Q=f△x,可知,22211Q=mv2=×1×12=0.5J,故D正确.故选CD. 2211.半径分别为2R和R的两个半圆,分别组成如图甲、乙所示的两个光滑圆弧轨道,一小球先后从同一高度下落,分别从如图甲、乙所示的开口竖直向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道,都沿着轨道内侧运动并能从开口竖直向下的半圆轨道的最高点通过.空气阻力不计.下列说法正确的是( )
A.图甲中小球对轨道最高点的压力比图乙中小球对轨道最高点的压力大 B.图甲中小球在轨道最高点的角速度比图乙中小球在轨道最高点的角速度小 C.图甲中小球在轨道最低点的向心力比图乙中小球在轨道最低点的向心力小 D.图甲中小球对轨道最低点的压力比图乙中小球对轨道最低点的压力大 【答案】BD 【解析】 【详解】
A.小球下落高度相同,根据动能定理可知,mgh=
1mv12,则小球在最高点时,速度大小相等,根据向心2v12力公式可知,F+mg=m ,图甲中上方轨道半径大,故轨道对小球的压力小,根据牛顿第三定律可知,小
R球对轨道的压力小,故A错误.
B.根据v=ωR可知,图甲中小球在最高点的角速度小,故B正确. CD.小球运动到最低点的过程中,mgH=
1mv22,高度H相同,故在最低点的速度相等,根据向心力公式可22v2知,F-mg=m ,图甲中下方轨道半径小,小球对轨道最低点的向心力大,压力大,故C错误,D正确.
R12. (本题9分)小滑块从A处由静止开始沿斜面下滑,经过静止的粗糙水平传送带后以速率v0离开C点.如
图所示,若传送带转动而其他条件不变,下列说法正确的是( )
A.若沿顺时针方向转动,滑块离开C点的速率仍为v0 B.若沿顺时针方向转动,滑块离开C点的速率可能大于v0 C.若沿逆时针方向转动,滑块离开C点的速率一定为v0 D.若沿逆时针方向转动,滑块离开C点的速率可能小于v0 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
传送带静止时,物体在传送带上做减速运动;若传送带顺时针转动,如果滑块在B点的速度大于传送带的速度,则滑块将做减速运动,如果到达C点速度仍不小于传送速度,即物体在传送带上全程减速,即和传送带静止时情况相同,故离开C点速度等于v0;如果滑块在B点的速度小于传送带速度,滑块将先做一段加速运动,再匀速运动,离开C点的速度大于v0,A错误B正确;若传送带逆时针转动,滑块在传送带上将一直减速运动,与传送带静止状态相同,故滑块离开C点的速率一定为v0,C正确D错误. 三、实验题:共2小题,每题8分,共16分
13. (本题9分)一实验小组要用如图所示的装置探究动能定理,关于实验操作下列说法正确的是_________.
A.应改变橡皮筋拉伸的长度,打出不同的纸带进行分析
B.应保持橡皮筋拉伸的长度不变,改变橡皮筋的条数,打出不同的纸带进行分析 C.应选取纸带上点迹间隔均匀的一段进行测量,以求出小车匀速运动时的速度
D.实验中将木板左端适当垫高的目的是:使重力分力平衡掉小车和纸带受到的摩擦力,提高实验的精确度
【答案】BCD 【解析】
实验中改变拉力做功时,为了能定量,所以用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度,这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系,故A错误,B正确;需要测量出加速的末速度,即最大速度,也就是匀速运动的速度,
所以应选用纸带上打点间隔均匀的一段进行测量,故C正确;实验中将木板左端适当垫高的目的是使重力分力平衡掉小车和纸带受到的摩擦力,提高实验的精确度,故D正确;故选BCD.
14. (本题9分)用图甲所示装置探究做功与物体速度变化的关系,A、B是固定在长直木板上的两个铁钉.实验时,小车在橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行,通过改变橡皮筋的条数改变做功的多少,再根据纸带上的打点确定小车对应运动的速度,进而探究做功与物体速度变化的关系.
(1)关于该实验的下列说法中,正确的有__________. A.需要测出小车的质量m B.需要选择相同的橡皮筋进行实验 C.需要测出每根橡皮筋对小车所做的功W
D.改变橡皮筋条数时小车必须从同一位置由静止释放
(2)实验中得到一根纸带如图乙所示,1、2、3......是按时间先后顺序标出的计数点(每两个相邻计数点间还有4个打点未画出,打点计时器的电源频率为50Hz).小车质量为1.0 kg,在打第5个计数点时小车的动能约为________J(保留两位有效数字);造成5至9各计数点间距不相等的原因可能是_____________. (3)该小组用新、旧两组橡皮筋分别做实验,正确实验操作得到橡皮筋的条数n与小车对应速度v的多组数据,作出v2-n的图象如图丙中的C、D所示,则用新橡皮筋得出的图象是_______(选填“C” 或“D”). 【答案】BD 0.75 没有平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足) C. 【解析】
(1)实验时用完全相同的橡皮筋对小车做功,通过改变橡皮筋的条数可以改变橡皮筋对小车做的功,实验不需要具体求出橡皮筋做功的具体数值,但需要选择相同的橡皮筋进行实验,同时改变橡皮筋条数时小车必须从同一位置由静止释放,从而使橡皮筋对小车做功成倍增加,然后根据打出的纸带求出小车的速度,实验不需要测出小车质量,从而研究功与速度变化的关系,故BD正确,AC错误;
(2)根据运动学规律可知,中间时刻瞬时速度等于这段时间的平均速度,则第5个计数点时小车的速度
?12.5?12.0??10m/s?1.225m/s x为:v5?46?2T2?0.1?2第5个计数点时小车的动能约为:Ek?121mv5??1.0?1.2252J?0.75J; 22实验前要平衡摩擦力,平衡摩擦力后橡皮筋恢复原长时小车做匀速直线运动,纸带上相邻点间的距离相等,造成5至9各计数点间距不相等的原因可能是:没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
(3)旧橡皮筋老化,不同的橡皮筋伸长相等长度时弹性势能不同,由图示图象可知,用新橡皮筋得出的图象是C,由图示图象可知,v2与n成正比(v2与橡皮筋对小车所做的功成正比).

