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2015-2016学年高二上学期物理开学测试题分类之填空题


02 高二物理开学测试——填空题

1. 人的心脏每跳一次大约输送 的平均值约为

m 的血液, 正常人的血压 (可看作心脏压送血液的压强) W。

3

Pa,心跳每分钟 70 次,据此估测心脏工作的平均功率为
‘ ‘

【答案】1.4W 【解析】设血压为 P =

/>
, 则 压 力 F= P W=1.4W。

S,每压送一次血液位移为 L,则

2.在利用落体法验证机械能守恒定律实验时,如果以

为纵轴,以 h 为横轴,根据实验绘 的数值。

出的图线应是 ,才能验证机械能守恒定律,其斜率等于 【答案】通过原点的直线;g 【解析】因验证机械能守恒时 得到

,如果以 h 为横坐标,以



纵坐标,则得到过坐标原点的一条直线,其斜率为 g。 3.为了测定一根轻弹簧压缩最短时储存的弹性势能的大小,可将弹簧固定在一带有光滑凹槽 的轨道一端,并将轨道固定在水平桌面的边缘上,如图所示,用钢球将弹簧压缩至最短,然 后突然释放,钢球将沿轨道飞出桌面,实验时:

(1)需要测定的物理量 。 (2)计算弹簧压缩最短时弹性势能的系式是 。 【答案】 (1)需要测定的物理量:小球的质量 m,桌高 h 和小球做平抛运动的水平位移 s; (2) 【解析】设桌高为 h,小球的质量为 m,小球做平抛运动的水平位移为 s。在弹簧将小球弹开 达到原长的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能,因此有



小球离开凹槽后做平抛运动,因此有



由此二式解得





代入







的表达式知,需测量桌高 h,小球的质量 m,小球做平抛运动的水平位移 s。

4.取离开地球无限远处的重力势能为零点。设地球质量为 M,半径为 R,万有引力常量为 G, 距地面高 h,质量为 m 的人造地球卫星的势能为 为 【答案】 。 ,则该卫星的总机械能

【解析】卫星的总机械能为其动能与重力势能之和,

。由于卫星做匀速圆周运动











E=



5.把地球视为一个密度均匀的球体,地球的质量为 M,半径为 R,设想把质量为 m 的物体放 在地球中心,则物体与地球间的万有引力大小为 。

【答案】零 【解析】把地球视为由很多个质量相同、密度均匀的小球体组成的,在图中,小球体 A 与小 球体 关于球心 O 对称,由万有引力定律的公式 可知,此二小球对地心的物体

的引力大小相等,方向相反,合力为零。由于地球可以看作是由很多对这样对称的小球体组

成的,所以地心周围的所有小球体对地心处的物体的万有引力的合力一定为零。即物体与地 球间的万有引力为零。 6.2011 年 4 月 10 日,我国成功发射了第 8 颗北斗导航卫星,北斗导航系统建立后将包含多 颗地球同步卫星,这有助于减少我国对 GPS 导航系统的依赖,GPS 导航系统由运行周期为 12 小时的卫星群组成,设北斗同步导航卫星和 GPS 导航卫星群的速率分别为 。 ,则

【答案】

【解析】

,由



,因而

。由

可得

。 7.一辆卡车在丘陵地区匀速率行驶,由于轮胎太旧,途中爆了胎,请画出爆胎可能性最大的 一个地段。答: 。

a

【答案】如图中的 a 处 【解析】卡车过丘陵地区的凹部底端时超重,汽车受到的支持力 ,半径 r 小时

F 大,故爆胎可能性最大的地段在 a 处。 8.一个质量为 1kg 的物体从距地面 2m 高处自由下落过程中重力做功为 ;若此物体 在水中恰匀速下落,在下落 2m 的过程中重力做功 ;若将此物体水平抛出,物体下落 2m 的过程中重力做功又是 。 【答案】19.6J;19.6J;19.6J 【解析】因一个力对物体做的功,跟此物体是否受其它力无关,跟物体的运动状态无关,只 由力 F 的大小、位移 s 的大小以及力 F 与位移 s 的夹角 θ 决定,所以在题述三种情况下重力 的功均为 J= J。

9.在做“研究平抛运动”实验时,每次须将小球从轨道同一位置无初速释放,其目的是使小 球 。 【答案】抛出后初速度大小相等 【解析】小球从轨道同一位置无初速释放,下落高度 h 相同,根据机械能守恒定律 ,抛出后初速度 v 大小相等。

10.如图所示,在加速向左运动的车厢中,一人用力沿车前进的方向推车厢,已知人与车厢 始终保持相对静止,则人对车厢的做功情况是 (选填“做正功” 、 “做负功”或“不 做功” )

【答案】做负功 【解析】人随车厢向左加速运动,据牛顿第二定律可知人受到的合外力应水平向左,由于在 竖直方向上人的重力与车厢的支持力平衡,所以车厢在水平方向上对人的作用力的合力水平 向左,由牛顿第三定律知,人对车厢在水平方向上作用力的合力水平向右。以地面做参考系, 车厢位移水平向左,与人对车厢在水平方向上作用力的合力方向相反,由此可知,人对车厢 的做负功。 11.如图所示,在验证向心力公式的实验中,质量相同的钢球①放在 A 盘的边缘,钢球②放 在 B 盘的边缘,A、B 两盘的半径之比为 2:1,a、b 分别是与 A 盘、B 盘同轴的轮。a 轮、b 轮半径之比为 1:2,当 a、b 两轮在同一皮带下匀速转动时,钢球①、②受到的向心力之比 为 。 ① A a 皮 带 【答案】8:1 【解析】a、b 两轮在同一皮带下匀速转动时,a、b 两轮边缘上的点线速度相等,因 a 轮、b 轮半径之比为 1:2,据 可知 a、b 两轮的角速度之比为 2:1。所以 A、B 两盘转动的角 可知钢球①、②受 b ② B

速度之比也是 2:1,又知 A、B 两盘的半径之比为 2:1,根据

到的向心力之比为 8:1。 12.在验证机械能守恒定律实验中,已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz,测得当地的重 2 力加速度 g=9.8m/s ,测得所用重物的质量为 1.00kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所 示,把第一个点记作 O,另选连续的 4 个点 A、B、C、D 作为测量的点,经测量知道 A、B、C、 D 各点到 O 的距离分别为 62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm,根据以上数据,可知重物 由 O 点运动到 C 点,重力势能的减少量等于 J,动能的增大量等于 J。 O A B C D

【答案】7.62 ;7.57 【解析】根据测量数据,重物从 O 到 C 的下落高度 J=7.62J。 m/s=3.89 m/s, 所以 J=7.57J。

m。重力势能的减少量

13. 如图所示, 在光滑的水平桌面上, 放一根长为 L 的链条, 链条沿桌边挂在桌外的长度为 a , 将链条由静止释放,则链条全部刚好离开桌边时的速度为 。 (已知此链条的各部分均 未着地。 ) a

【答案】 【解析】取桌面为零重力势能参考水平面,设链条的质量为 m,则刚释放时链条的重力势能为

。 当链条刚好全部离开桌边时,链条的重力势能为

。 设链条刚好全部离开桌边时的速度为 v,则链条的动能为



由机械能守恒得

,解得



14.已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为 390,月球绕地球旋转的周期约为 27 天。

利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约 为 。 【答案】2 【解析】设太阳质量 M,地球质量 m,月球质量 m0,日地间距离为 R,月地间距离为 r,日月 之间距离近似等于 R,地球绕太阳的周期为 T 约为 360 天,月球绕地球的周期为 t=27 天。对 地球绕着太阳转动,由万有引力定律: G = m ,同理对月球绕着地球转动:

G

=m0=

,则太阳质量与地球质量之比为 M :m=

。太阳对月球的万有引力 F=

G

,地球对月球的万有引力 f= G

,故 F :f =

,将 M :m=

,R :r=390,

T=360 天,t=27 天代入,计算出



15.如图所示,一质量为 M,长为 L 的木板放在光滑水平面上。一质量为 m 的小滑块以水平速 度 = 从木板左端开始滑动,滑到木板右端时速度为 。二者间的滑动摩擦力为 f,则木板的长度为 v0 = ,滑块离开木板时木板的速度为 。

【答案】 【解析】据滑动摩擦力与发生摩擦的两物体的相对位移之积,等于系统的机械能减少量,又 等于系统内能的增加量。设木板的长度为 L,则有 ,式中 ,解得 L= 。

16.如图所示,轻弹簧原长为 L,竖直固定在地面上,质量为 m 的物体从距地面 H 高处由静止 开始下落,正好落到弹簧上,使弹簧的最大压缩量为 x,在下落过程中空气阻力恒为 F,则弹 簧在最短时的弹性势能 。

h L

【答案】 (mg-F)(H-L+x) 【解析】 由动能定理得 , 式中 WG 表示重力做的功, WF 表示空气阻力做的功, 。弹簧弹力做功的绝对值 。

WT 表示弹簧弹力做的功。得到 WT=-(WG+WF)= 等于弹簧的弹性势能,

17.一个同学做平抛运动的实验时,只在坐标纸上画出了初速度的方向(ax) ,忘记在纸上记 下斜槽末端的位置,并且只在坐标纸上画出如图所示的一段曲线,如何只用一把刻度尺算出 这个物体的初速度?答: 。 a x

【答案】见解析 【解析】 在这段曲线上取水平间隔相等的三点 A、B、C,它们在以抛出点 O 为原点的直角坐标系中的坐 标分别为 xA、yA ;xB、yB;xC、yC,由 得: ,

即:







。用刻度尺量出

、y2、

代入,即可算出这个物

体的初速度。 18.如图所示,在光滑的水平面上,弹簧一端固定,另一端连一小物块。向右拉动物块,当

弹簧的伸长为 x1 时放开物块,于是弹簧在弹力作用下缩短。试用做图法计算弹簧由伸长 x1 缩 短到伸长 x2 时弹力对物块所做的功。答: 。 F x2 x1 图 甲 【答案】做出弹力 F 与位移 x 的关系图线,它是过原点的一条直线,如图乙所示。我们所求 的 功 的 数 值 就 等 于 图 中 有 斜 线 的 梯 形 的 面 积 。 梯 形 的 面 积 为 。可知弹力对物块所做的功为 。

F B

A

F=k x

O x2 图乙 x1 x

【解析】根据力做的功等于力 F 与位移 x 的关系图线与 x 轴包围的面积,进行确定。 19.磨杆长为 L,在杆端施以总与杆垂直且大小不变的力 F,如图所示,则杆转动一周过程中 力 F 所做的功为 。 F F L

【答案】 【解析】 一式适用于恒力功的计算。对于题述这种大小不变,方向总与位移方 向相同的力做的功,应该用微元法计算.把物体的运动轨迹分割为足够小的小段,在每个小段 位移 上做功的力可以看作恒力.这样可以求出每个小段上做的功 ,然后再把各个小段 上做的功累加起来,便是此变力做的总功.累加的结果,这种变力的功等于力的大小与路程的 乘积. F 的大小不变,总与位移的方向相同,所以磨杆转动一周,力 F 做的功为




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