D.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
二、实验题(共15分)
15.(6分)某同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验,如图6所示,图中小车在一条橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功为W.当用2条,3条?相同的橡皮筋实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度都由打点计时器所打的纸带测出.
(1)实验中小车会受到阻力,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力,需要在 (填“左”或“右”)侧垫高木板. (2)若粗糙的木板水平,小车在橡皮筋的作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置可能是
A.橡皮筋处于原长状态 B.橡皮筋仍处于伸长状态 C.小车在两个铁钉连线处 D.小车已过两个铁钉连线处
16.(9分).某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图7甲所示,当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方,滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计.在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据时与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器 A、B时,通过计算机可以得到如图7乙所示的电压U随时间t变化的图线.
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(1)当采用图甲的实验装置进行实验时,下列说法中正确的是 A.滑块P机械能守恒 B.钩码Q机械能守恒
C.在实验误差允许的范围内,滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒 D.以上三种说法都正确
(2)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的 △t1 △t2(选填“>”,“=”,或“<”)时,说明气垫导轨已经水平.
(3)滑块P用跨过气垫导轨左端定滑轮的细线与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图像如图乙所示,若△t1、 △t2、遮光条宽度d、A与B间的距离L、滑块质量M、钩码质量m已知,若上述物理量间满足关系式 ,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒. 三、计算题(共43分)
17.(8分)由于银河系外某双黑洞系统的合并,北京时间2016年2月11日,美国国家科学基金会(NSF)宣布人类首次直接探测到了引力波,印证了爱因斯坦的预言.其实中国重大引力波探测工程“天琴计划”也已经于2015年7月份正式启动,,“天琴计划”的其中一个阶段就是需要发射三颗地球高轨卫星进行引力波探测.假设我国发射的其中一颗高轨卫星以速度v沿圆形轨道环绕地球做匀速圆周运动,其周期为T,地球半径为R,引力常量为G.根据以上所给条件,试求:
(1)地球的质量M;
(2)地球的平均密度(已知球体体积v=πR3)
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18.(10分)一物体在地面上受到的重力为160 N,将它放置在航天飞机中,当航天飞机以g/2的加速度随火箭向上匀加速升空的过程中,某时刻测得该物体对航天飞机的压力为90N,求此
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时航天飞机距地面的高度.(地球半径为6.4 X l0 m,g为地球表面的重力加速度) 19.(12分)蹦极是一项既惊险又刺激的运动妻深受年轻人的喜爱,如图8甲所示.其模型如图8乙所示,原长L= 16 m的橡皮绳二端固定在塔架的P点,另一端系在蹦极者的腰部.蹦极者从P点由静止跳下,到达A处时绳刚好伸直,继续下降到最低点B处,BP之间距离h=20 m.又知:蹦极者的质量m=60 kg,所受空气阻力,恒为体重的5,蹦极者可视为质点,g= 10m/s.求:
(1)蹦极者到达A点时的速度大小; (2)橡皮绳的弹性势能的最大值;
(3)蹦极者从P下降到A、再从A下降到B时,蹦极者与橡皮绳组成的系统机械能的变化量分别计为△E1、△E2,则△E1:△E2为多少?
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20.(13分)如图9所示,在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l.水平轨道左侧有一轻质弹簧,左端固定,弹簧处于自然伸长状态,小物块A(可视为质点)从轨道右侧以初速度v0冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧,并被弹簧以原速率弹回,已知R=0.2m,l=l.Om,v0= 2 m/s,物块A质量为m=1kg,
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物块与PQ段间的动摩擦因数为u=0.2,其他部分摩擦均不计,取g= 10m/s.求:
(1)物块A与弹簧刚接触时的速度大小.
(2)物块A被弹簧以原速率弹回后沿圆形轨道上升的高度.
(3)物块A仍以v0从轨道右侧冲上轨道,调节PQ段的长度l,当l满足什么条件时,物块A能返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道.
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