（9分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：

A.按照图示的装置安装器件；

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上；

C.用天平测出重锤的质量；

D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；

E.测量纸带上某些点间的距离；    

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

其中没有必要进行的步骤是             ，操作不当的步骤是           。

（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图所示。使用交流电的频率为，则计算重锤下落的加速度的表达式=          。(用、、、及表示)

（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是          。试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小=_________________。

（8分）如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子，沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括小车、盒子及盒内沙子质量)记为M。

（1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度则从打下的纸带上计算得出。多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度。本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变。以合外力F为横轴，以加速度为纵轴，画出a—F图象，图象是一条过原点的直线。

①a—F图线斜率的物理意义是                                。

②你认为把沙桶的总重力mg当做合外力F是否合理？答：________。(填“合理”或”不合理”)；

③本次实验中，是否应该满足材M >>m这样的条件?答：__________ (填“是”或“否”)；

理由是_____________________________________________。

（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系。本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变。用图象法处理数据时，以加速度为纵轴，应该以____________的倒数为横轴。

（15分）“嫦娥二号”探月卫星于2010年10月1日成功发射，这次发射的卫星直接进入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道而奔月。当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点100公里、周期12小时的椭圆轨道。再经过两次轨道调整，最终进入100公里的近月圆轨道，轨道和相切于P点，如图所示。

设月球质量为M，半径为r，“嫦娥二号”卫星质量为m，轨道b距月球表面的高度为h，引力常量为G。试求下列问题：

（1）进入近月圆轨道b后，请写出卫星受到月球的万有引力表达式。

（2）卫星在近月圆轨道b上运行的速度表达式。

（3）卫星分别在椭圆轨道、近月圆轨道运动时，试比较经过P点的加速度大小，并简述理由。

（17分）如图所示，半径为R的1/4光滑圆弧支架竖直放置，支架底AB离地的距离为2R，圆弧边缘C处有一光滑的小定滑轮，一根跨过定滑轮、足够长的轻绳，两端分别系着可视为质点的质量分别为与的物体，紧靠小定滑轮，且。开始时、均静止。

（1）为使释放后能到达A点，与之间必须满足什么关系？

（2）如果，试求释放后经过圆弧最低点A时的速度大小。

（3）若质量为m的到达圆弧最低点时绳突然断开，求落地时重力的功率。

（19分）如图所示，AB为半径R=0.8m的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M=3kg，车长L=2.06m，车上表面距地面的高度h=0.2m。现有一质量m=1kg的滑块，由轨道顶端无初速度释放，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数=0.3，当车运行了1.5 s时，被地面装置锁定(g=10m/s²)。求：

（1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；

（2）车被锁定时，车右端距轨道B端的距离；

（3）从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小；

（4）滑块落地点离车左端的水平距离。

如图所示，A、B两物体相距x=7 m，物体A以v_A=4 m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时的速度v_B=10 m/s，只在摩擦力作用下向右做匀减速运动，加速度大小为a=2 m/s²，那么物体A追上物体B所用的时间为(   )

A.7 s    B.8 s     C.9 s     D.10

A、B、C三个物体如图所示放置在水平面上，所有接触面均不光滑，有一个水平向右的力F作用在物体C上，使A、B、C一起向右做匀速运动，则(   )

A.B对A的静摩擦力方向水平向左

B.B对A的静摩擦力方向水平向右

C.C对A的静摩擦力方向水平向左

D.A对C的静摩擦力方向水平向右

“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来.如图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是(   )

A.人和车的速度为

B.人和车的速度为 

C.桶面对车的弹力为

D.桶面对车的弹力为

近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T₁和T₂，设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g₁、g₂，则(   )

A.    B.       C.    D.

低碳、环保是未来汽车的发展方向.某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的.某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能E_k与位移x的关系图象如图，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线.已知汽车的质量为1 000 kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计.根据图象所给的信息可求出(   )

A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1 000 N

B.汽车的额定功率为80 kW

C.汽车加速运动的时间为22.5 s

D.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×10⁷ J