高三物理第十五周培优试题(12.3)

1．对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是

A)A轮带动B轮沿逆时针方向旋转．

B)B轮带动A轮沿逆时针方向旋转．

C)C轮带动D轮沿顺时针方向旋转．

D)D轮带动C轮沿顺时针方向旋转．　　

2.如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩．在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B向上吊起，A、B之间的距离以 (SI)(SI表示国际单位制，式中H为吊臂离地面的高度)规律变化，则物体做

A)速度大小不变的曲线运动．　B)速度大小增加的曲线运动．

C)加速度大小方向均不变的曲线运动．

D)加速度大小方向均变化的曲线运动．

3.如图所示，某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道，然后在P点点火加速，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P，远地点为同步轨道上的Q），到达远地点时再次自动点火加速，进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v₁，在P点短时间加速后的速率为v₂，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v₃，在Q点短时间加速后进入同步轨道后的速率为v₄。试比较v₁、v₂、v₃、v₄的大小，并用小于号将它们排列起来______。

　　　　　

4. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3、

轨道1、2、相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图4-24

所示。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以

下说法正确的是：（　 ）

A、卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率；

B、卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度；

C、卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度；

D、卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。

5（16分）某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，试问，春分那天（太阳光直射赤道）在日落12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星？已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g,地球自转周期为T，不考虑大气对光的折射。

6、2005年北京时间7月4日下午1时52分，美国探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，投入彗星的怀抱，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”。如下图所示，假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法正确的是

A．绕太阳运动的角速度不变　

B. 近日点处线速度小于远日点处线速度

C．近日点处加速度小于远日点处加速度

D．其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数

7、搭载有“勇气”号火星车的美国火星探测器，于北京时间2003年6月11日凌晨1时58分成功升空，经过了206个昼夜长达4亿8千万公里漫长的星际旅行，于北京时间2004年1月4日12时35分“勇气”号火星车终于成功登陆在火星表面 。“勇气”号离火星地面12m时与降落伞自动脱离，被众气囊包裹的“勇气”号下落到地面后又弹跳到15m高处，这样上下碰撞了若干次后，才静止在火星表面上。已知火星的半径为地球半径的二分之一，质量为地球的九分之一（取地球表面的重力加速度为10m/s²，计算结果均取二位有效数字）。

1）根据上述数据，火星表面的重力加速度是多少？

2）若被众气囊包裹的“勇气”号第一次碰火星地面时，其机械能损失为其12m高处机械能的10﹪，不计空气的阻力，求“勇气”号在12m高处的速度。

3）已知“勇气”号和气囊的总质量为200㎏，设与地面第一次碰撞时气囊和地面的接触时间为0.4s，求“勇气”号和气囊与火星碰撞时所受到的平均冲力。

8.火箭载着宇宙探测器飞向某行星,火箭內平台上还放有测试仪器,如图所示.火箭从地面起飞时,以加速度g₀/2竖直向上作加速直线运动(g₀为地面附近的重力加速度),已知的球半径为R.

(1)升到某一高度时,探测仪器对平台的压力是起飞前的17/18,求此时火箭离地面的高度h.

(2)探测器与箭体分离后,进入行星表面附近的预定轨道,进行一系列科学实验和探测,若测得探测器环绕该行星运行的周期为T₀,试问:该行星的平均密度为多少?(假定行星为球体,且已知万有引力恒量为G)

9、（l0 分）辨析题：要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道．求摩托车在直道上行驶所用的最短时间．有关数据见表格．

某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度v₁＝40 m/s，然后再减速到 v₂＝20m/s，t₁ = v₁/ a₁ = …；t₂ = （v₁－v₂）/ a₂= …；t=t₁ + t₂

你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果．

10.（20分）有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放入了许多用锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。

如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点。已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的α倍（α<<1）。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。

（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势ε至少应大于多少？

（2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。

11.如图所示,有两本完全相同的书A,B,书重均为5N,将两本书等分为若干份后,交叉的叠放在一起置于光滑水平桌面上,并将书A固定不动,用水平向右的力F把书B抽出,现测得一组数据如下: 试根据表中数据进行分析:

实验次数	1	2	3	4	5	…	n
将书分成的份数		4	8	16	32	…	逐面交叉
力F的大小/N		10.5	22.5	46.5	94.5	…	190.5

(1)若将本书分成32份,水平拉力F应多大?　　　 (2)两本书的总页数

(3)如果两本书的任意两张纸之间的动摩擦因数都是相同的,则

任意两张纸的动摩擦因数μ为多大?

第十五周培优试题答案(12.3)

1：BD 2：B C3解：根据题意在P、Q两点点火加速过程中，卫星速度将增大，所以有v₂>v₁、v₄>v₃，而v₁、v₄是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的线速度，由于它们对应的轨道半径r₁< r₄，所以v₁>v₄。把以上不等式连接起来，可得到结论：v₂>v₁>v₄>v₃。（卫星沿椭圆轨道由P→Q运行时，由于只有重力做负功，卫星机械能守恒，其重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，因此有v₂>v₃。）　　4 BD

5．设所求的时间为t，用m、M分别表示卫星和地球的质量，r表示卫星到地心的距离.

　　有　　 ①

春分时，太阳光直射地球赤道，如图所示，图中圆E表示赤道，S表示卫星，A表示观察者，O表示地心. 由图可看出当卫星S绕地心O转到图示位置以后（设地球自转是沿图中逆时针方向），其正下方的观察者将看不见它. 据此再考虑到对称性，有

　　 ②　　　　　　 ③

　　  ④

由以上各式可解得　　　⑤

6.D　 7解答：（1）在星球表面处有，　　　　　　　　

可得，　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　

（2）设探测器在12m高处向下的速度为，则有

　　　　　 

代入数据，解得m/s　　　　　　　　　　　　　　

（3）设探测器与火星碰前瞬间的速度为，反弹的速度为，则有

， 　　　　　　　　　　　　　　　　　 

规定向上为正，对探测器由动量定理可得 　

解以上各式，得 N

9【答案】不合理 11s

【分析】：不合理 ，因为按这位同学的解法可得 t₁=10s ，t₂=2.5s，总位移 s₀=275m＞s。故不合理。由上可知摩托车不能达到最大速度v₂，设满足条件的最大速度为v，则

解得 v=36m/s　又 t₁= v/a₁ =9s　t₂=(v-v₂)/a₂=2 s 因此所用的最短时间 t=t₁+t₂=11s

10．（1）用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，即　　①　其中　　②

又有　　③　　　　由①②③式得　　④

（2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以a₁表示其加速度，t₁表示从A板到B板所用的时间，则有

　　⑤　　 　　⑥

当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动。以a₂表示其加速度，t₂表示从B板到A板所用的时间，则有

　　⑦　　　　　⑧

小球往返一次共用的时间为（t₁+t₂），故小球在T时间内往返的次数

　　⑨

由以上有关各式得　　⑩

小球往返一次通过电源的电量为，在T时间内通过电源的总电量

Q’=2qn　　⑾

由⑩⑾式可得

　　⑿