练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    12．18世纪，数学家莫佩尔蒂和哲学家伏尔泰，曾设想“穿透”地球：假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，则以下说法正确的是（已知此人的质量m=50kg；地球表面处重力加速度取g=10m/s2；地球半径R=6.4×106m；假设地球可视为质量分布均匀的球体．均匀球壳对壳内任一点的质点合引力为零）（　　）
    A．人与地球构成的系统，由于重力发生变化，故机械能不守恒
    B．人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成二次方反比
    C．人从北极开始下落，直到经过地心的过程中，万有引力对人做功W=1.6×109J
    D．当人下落经过距地心$\frac{R}{2}$瞬间，人的瞬时速度大小为4×103m/s

    分析 A、机械能守恒的条件是只有重力或弹簧弹力做功；
    B、根据万有引力定律推导出万有引力的表达式进行分析；
    C、人从北极开始下落，直到经过地心的过程中，重力与距离球心的距离成正比，取平均力，为地面时重力的一半，即$\overline{F}=\frac{F}{2}=\frac{1}{2}mg$；然后根据功的定义列式求解即可；
    D、对人从下落到距地心$\frac{R}{2}$过程，根据动能定理列式求解即可．

    解答 解：A、人与地球构成的系统，由于只有重力做功，故系统机械能守恒，故A错误；
    B、与球心的距离为r时，万有引力为：F=G$\frac{M′m}{{r}^{2}}$=$G\frac{ρ×\frac{4}{3}π{r}^{3}•m}{{r}^{2}}$=$\frac{4Gπρm}{3}r$∝r；
    故B错误；
    C、人从北极开始下落，直到经过地心的过程中，万有引力对人做功：
    W=$\overline{F}•R$
    其中：
    $\overline{F}=\frac{F}{2}=\frac{1}{2}mg$
    联立解得：
    W=$\frac{1}{2}mgR$=$\frac{1}{2}$×50×10×6.4×106=1.6×109J
    故C正确；
    D、人从下落到距地心$\frac{R}{2}$过程，万有引力的平均值为：
    $\overline{F}$=$\frac{mg+\frac{1}{2}mg}{2}=\frac{3}{4}mg=\frac{3}{4}×50×10N=375J$
    根据动能定理，有：
    $\overline{F}•\frac{R}{2}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
    解得：
    v=$\sqrt{\frac{\overline{F}•R}{m}}$=$\sqrt{\frac{375×6.4×1{0}^{6}}{50}}$=6928m/s
    故D错误；
    故选：C

    点评 近几年高考对万有引力的考查均有创新点，并且对学生的能力要求较高．本题考查学生对机械能守恒定律适用条件的理解、对题目信息的充分挖掘、对变力做功的计算．不难．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．一滑块以一定的初速度从一固定斜面的底端向上冲，到斜面上某一点后返回底端，斜面粗糙．下列四幅图象分别表示滑块运动过程中位移x、速度v、动能Ek和重力势能Ep（以斜面底端为参考平面）随时间变化的关系图象，其中正确的是（　　）
    A．B．C．D．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    3．小球从空中静止下落，与水平地面相碰后反弹至某一高度，其速度v随时间t变化的关系图线如图所示．则（　　）
    A．小球反弹后离开地面的速度大小为5m/s
    B．小球反弹的最大高度为0.45m
    C．与地面相碰，小球速度变化量的大小为2m/s
    D．与地面相碰，小球动量变化率的方向竖直向下

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    20．某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“功与动能变化的关系”．实验装置如图所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．水平桌面上相距L的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．
    （1）实验主要步骤如下：
    ①测量小车、砝码和拉力传感器的总质量M；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；
    ②将小车停在C点，接通电源后（填“前”或“后”），释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度；
    ③在小车中增加或减小砝码个数，重复②的操作．
    （2）表是他们测得的几组数据，|v12-v22|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量△E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．则表格中的△E3=0.600J，W3=0.610J．（结果保留三位有效数字）
    次数M/kg|v12-v22|（m/s）2△E/JF/NW/J
    10.5000.7600.1900.4000.200
    20.5001.650.4130.8400.420
    30.5002.40△E31.220W3
    41.0002.401.202.4201.21
    51.0003.241.622.8601.43
    （3）第5组探究的结果偏差较大，他们以为产生原因如下，其中有可能的是C．
    A．钩码质量太大，细线所受拉力过大，使得小车动能增量偏大
    B．平衡摩擦力不足，木板倾角过小，使得小车动能增量偏大
    C．平衡摩擦力过度，木板倾角过大，使得小车动能增量偏大
    （4）如果已经平衡了摩擦力，用此装置也不能（填“能”或“不能”）验证小车、砝码以及钩码组成的系统机械能守恒，理由是有摩擦力做功．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．如图，真空中有两个点电荷Q1=+4.0×10-8C和Q2=-1.0×10-8C，分别固定在x坐标轴的x=0和x=6cm的位置上．以下说法中正确的是（　　）
    A．x=12cm处电场强度为0
    B．x=4cm处电场强度为0
    C．x=8cm处电场强度方向沿着x轴正向
    D．x=16cm处电场强度方向沿着沿着x轴负向

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    17．一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的绝热气缸内，活塞的质量为1kg，横截面积s=5cm2，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气．开始活塞距气缸底部10cm，气体温度为27℃，现在对气缸内气体缓缓加热，活塞上升了5cm，已知大气压强p0=1.0×105Pa，g=10m/s2，求：
    （Ⅰ）最后气缸内气体的温度；
    （Ⅱ）保持气缸内气体满足（Ⅰ）问中的温度，使整个装置竖直向上做匀加速运动，达到稳定状态时活塞又回到原来的位置，则整个装置的加速度为多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    4．某封闭理想气体经过如图所示abca的状态变化过程，其中b→c过程的图线为双曲线．下列关于各状态变化过程中气体做功、吸放热量、内能变化的说法正确的是（　　）
    A．a→b的过程中，气体吸热，对外做功，内能不变
    B．b→c的过程中，外界对气体做功，气体同时放热，内能保持不变
    C．c→a的过程中，气体放热，内能减小
    D．a→b→c→a的循环变化过程中，气体吸收的热量大于释放的热量

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．如图所示，水平放置的轻质弹簧左端与竖直墙壁相连，右侧与质量m=1kg的小物块甲相接触但不粘连，B点为弹簧自由端，光滑水平面AB与倾角θ=37°的倾斜面BC在B处平滑连接，OCD在同一条竖直线上，CD右端是半径为R=CD=0.4m的$\frac{1}{4}$光滑圆弧，斜面BC与圆弧在C处也平滑连接，物块甲与斜面BC间的动摩擦因数μ=0.3．现用力将物块甲缓慢向左压缩弹簧，使弹簧获得一定能量后撤去外力，物块甲刚好能滑到C点，与此同时用长L=0.9m的细线悬挂于O点的小物块乙从图示位置静止释放，α=60°，物块乙到达C点时细线恰好断开且与物块甲发生正碰，碰撞后物块甲恰好对圆弧轨道无压力，物块乙恰好从图中P点离开圆弧轨道，取g=10m/s2，$\sqrt{10}$=3，求：
    （1）撤去外力时弹簧的弹性势能Ep；
    （2）小物块乙的质量M和细线所能承受的最大拉力Tm；
    （3）两物块碰撞过程中损失的能量△E；
    （4）小物块乙落到水平面上时的速度大小v乙．（保留一位有效数字）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    2．如图为示波器的面板，荧光屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形．
    ①若要增大荧光屏上显示波形的亮度，应调节辉度 旋钮．
    ②若要使荧光屏上显示的波形线条变细且边缘清晰，应调节聚焦旋钮．
    ③若要将荧光屏上显示的波形曲线调至荧光屏的中央，应调节竖直位移（或写为↓↑）旋钮．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案