高中物理链式反应及其发生条件试题

我国的月球探测计划“嫦娥工程”分为“绕、落、回”三步。“嫦娥三号”的任务是“落”。  2013年12月2日，“嫦娥三号”发射，经过中途轨道修正和近月制动之后，“嫦娥三号”探测器进入绕月的圆形轨道I。12月12日卫星成功变轨，进入远月点P、近月点Q的椭圆形轨道II。如图所示。 2013年12月14日，“嫦娥三号”探测器在Q点附近制动，由大功率发动机减速，以抛物线路径下降到距月面100米高处进行30s悬停避障，之后再缓慢竖直下降到距月面高度仅为数米处，为避免激起更多月尘，关闭发动机，做自由落体运动，落到月球表面。
已知引力常量为G，月球的质量为M，月球的半径为R，“嫦娥三号”在轨道I上运动时的质量为m， P、Q点距月球表面的高度分别为h₁、h₂。

（1）求“嫦娥三号”在圆形轨道I上运动的速度大小；
（2）已知“嫦娥三号”与月心的距离为r时，引力势能为（取无穷远处引力势能为零），其中m为此时“嫦娥三号”的质量。若“嫦娥三号”在轨道II上运动的过程中，动能和引力势能相互转化，它们的总量保持不变。已知“嫦娥三号”经过Q点的速度大小为v，请根据能量守恒定律求它经过P点时的速度大小；

2012年6月24日，中国第一台自行设计、自主集成研制的深海载人潜水器——“蛟龙”号在西太平洋的马里亚纳海沟下潜深度超过7000米，预示着中国已经有能力征服全球99.8％的海底世界。假设在某次实验时，“蛟龙”号从水面开始下潜到最后返回水面共历时10min，其速度随时间的变化如图所示，则“蛟龙”号：

A．下潜的最大深度为360m

B．整个过程中的最大加速度为0.025m/s^2

C．在3～4min和6～8min内出现超重现象

D．在8～10min内机械能守恒

如图所示，在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，杆与水平方向的夹角α＝30°，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h。让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零。则在圆环下滑过程中

A．圆环和地球组成的系统机械能守恒

B．当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大

C．弹簧的最大弹性势能为mgh

D．弹簧转过60°角时，圆环的动能为

如图所示，轻质弹簧的一端固定在竖直板P上，另一端与质量为的物体A相连，物体A静止于光滑桌面上，A右边结一细线绕过光滑的定滑轮悬一质量为的物体B，设定滑轮的质量不计，开始时用手托住B，弹簧位于原长，下列有关该装置的分析，其中正确的是（    ）

A．由静止释放B，直到B运动到最低点的过程中，B物体始终处于失重状态

B．由静止释放B，直到B获得最大速度，B物体重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与A动能增加量之和

C．由静止释放B，直到B获得最大速度，B物体动能的增量等于细线拉力对B做的功与B物体重力做功之和

D．在B整个下降过程中，A与B组成的系统机械能守恒

如图所示，一个质量为m的物体（可视为质点）以某一初速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为3g/4，物体在斜面上上升的最大高度为h，则在整个过程中物体的（　 　）

A．机械能守恒

B．动能减少了3mgh/2

C．机械能减少了mgh

D．重力势能增加了3mgh/4

如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能参考面，且不计空气阻力。则：

A．物体在海平面的重力势能为mgh

B．重力对物体做的功为mgh

C．物体在海平面上的动能为

D．物体在海平面上的机械能为

如图所示，质量为M^“的光滑斜面倾角为30⁰，质量分别为M、m的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板．开始时用手按住物体M，此时M距离挡板的距离为s，滑轮两边的细绳恰好伸直，且弹簧处于原长状态．已知M=2m，空气阻力不计．松开手后，斜面体始终保持静止，则在M下滑过程中下列说法中正确的是（  ）

A．M和m组成的系统机械能守恒

B．当M的速度最大时（未碰到板），m与地面间的作用力不为零

C．当M的速度最大时（未碰到板），水平面对斜面的支持力为（M^’’+M+m）g

D．当m离开地面后M做匀速运动

嫦娥三号是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，包括着陆器和玉兔号月球车。2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。在接近月球时，嫦娥三号要利用自身的火箭发动机 点火减速，以被月球引力俘获进入绕月轨道。这次减速只有一次机会，如果不能减速到一定程度，嫦娥三号将一去不回头离开月球和地球，漫游在更加遥远的深空；如果过分减速，嫦娥三号则可能直接撞击月球表面。则下列说法正确的是（ ）

A．实施首次“刹车”的过程，将使得嫦娥三号损失的动能转化为势能，转化时机械能守恒

B．嫦娥三号被月球引力俘获后进入绕月轨道，并逐步由圆轨道变轨到椭圆轨道

C．嫦娥三号如果不能减速到一定程度，月球对它的引力将会做负功

D．嫦娥三号如果过分减速，月球对它的引力将做正功，撞击月球表面时的速度将很大

如图，倾角为的光滑斜面体C固定于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，释放后，A将向下运动，则在A碰地前的运动过程中

A．A的加速度大小为g
B．A物体机械能不守恒
C．由于斜面光滑，所以B物体机械能守恒
D．A、B组成的系统机械能守恒

如图是为了检验某种防护罩承受冲击力的装置。M是半径为R=1.0m的固定于竖直平面内的1/4光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径的1/4圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点，M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠。假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到曲面N的某一点上，取g=10m/s²。求：

（1）发射该钢球前，弹簧的弹性势能E_P多大？
（2）钢珠从M圆弧轨道最高点飞出至落到圆弧N上所用的时间是多少？（结果保留两位有效数字）

“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如下图所示的（甲）或（乙）方案来进行。

⑴比较这两种方案，___________（填“甲”或“乙”）方案好些，理由是_____________    _。
⑵如图（丙）是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s。物体运动的加速度a=___________m/s²(保留两位有效数字)；该纸带是采用__________（填“甲”或“乙”）实验方案得到的。
⑶图（丁）是采用（甲）方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是：（    ）

A．	B．
C．	D．

某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，
设计了如下实验。A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连。在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连。当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g。实验操作如下：

（1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v。
（2）在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第（1）步。
①该实验中，M和m大小关系必需满足M _____ m(选填“小于”、“等于”或“大于”)
②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应_________(选填“相
同”或“不同”)
③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出________(选填“”、“”或“”)
图线。
④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为__________（用题给的已知量表
示）。

某同学用图所示装置来验证动量守恒定律，实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下痕迹，重复10次；然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．回答下列问题：

（1）在安装实验器材时斜槽的末端应     ．
（2）小球a、b质量m_a、m_b的大小关系应满足m_a     m_b，两球的半径应满足r_a     r_b（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示，这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图中水平面上的     点和     点．
（4）在本实验中结合图，验证动量守恒的验证式是下列选项中的     ．
A．m_a=m_a+m_b    B．m_a=m_a+m_b    C．m_a=m_a+m_b．

如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地而上的A点，已知杆与水平而之间的夹角，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长。现让小球自C点由静止释放，在小球滑到杆底端的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是

A．小球的动能与重力势能之和保持不变

B．小球的动能与重力势能之和先增大后减少

C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变

D．小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变

质量相等的两个质点A、B在拉力作用下从同一地点沿同一直线竖直向上运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是

A．t₂时刻两个质点在同一位置
B．0- t₂时间内两质点的平均速度相等
C．0- t₂时间内A质点处于超重状态
D．在t₁- t₂时间内质点B的机械能守恒