1、填空题 一物体重20N,由静止开始匀加速下落,2s内下落19m,它下落的加速度的大小为______m/s2,空气对它的平均阻力是______N.
参考答案:物体做初速度为零的匀加速直线运动,根据位移时间关系公式,有:h=12at2,故a=2ht2=2×194=9.5m/s2;
物体受重力和阻力,根据牛顿第二定律,有:mg-f=ma;
故:f=m(g-a)=2×(10-9.5)=1N
故答案为:9.5,1.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 一石块从高度为H处自由下落,当速度达到落地速度的一半时,它的下落距离等于
A.
B.
C.
D.
参考答案:B
本题解析:自由落体运动是初速度为零加速度为零g的匀加速直线运动,根据位移与速度关系公式求解.
设石块落地时的速度大小为v,由:v2-v02=2gx
得:v2-0=2gH…①
…②
由①②解得:
?
故选B.
点评:本题考查应用自由落体运动规律解题的基本能力,是基本题,比较简单,考试时不能丢分.
本题难度:简单
3、简答题
后来人们由此得出了重力势能EP(今天所说的重力势能)转换为动能EK的规律。离如今的41年前,有人根据爱因斯坦的思想,用光子作“落体”,在塔上做竖直下“抛”实验,发现在重力场中运动着的光子同样遵循③。
(1)已知光子的质量m=EK/c2=hγ/c2,如果从高度为H的塔顶竖直向下发射的光子频率为γ0,那么当光子到达塔底时,其频率γ变为多少?在此过程中,光子的颜色是向红端移动还是向紫端移动?
(2)如果从质量为M、半径为R的天体表面沿径向向外辐射出频率为γ0的光子,那么该光子到达无穷远处时频率
变为多少?(提示:以无穷远处为零势能点,质量为m的质点在上述天体表面的引力势能为EP=-GMm/R)
(3)如果定义上述天体由万有引力造成的光子频率的红移量
,那么请写出天体质量与半径的比(M/R)跟引力红移(z)的关系式。
(4)已知太阳的引力红移z日=2×10-6,半径为R日;天狼星的伴星(一颗白矮星)的引力红移z=3×10-4,半径为R=0.0073R日。求这颗星的密度是太阳密度的多少倍?(要求小数点后仅保留一位有效数字)。
参考答案:
(1)
?光子的颜色向紫端移动(2)
?(3)
?(4) 
本题解析:(1)以塔底为零势面,根据能量守恒有:
和
所以
?
因为
,所以光子的颜色向紫端移动。
(2)以无穷远为零势面,仍由能量守恒,
得:
和
两式整理可求得:
(3)通过对
和
两式整理可求得:
(4)因为Z日《Z《1,所以

本题难度:一般
4、计算题 (12分)一个小球从某高处由静止开始下落,经过一个高2.05m的门口用了0.1s,忽略空气阻力,g=10m/s2,求小球的下落点离门口上缘的高度和小球经过门口过程的平均速度
参考答案:见试题分析
本题解析:设小球经过门口上下缘的速度分别为v1和v2 ,上缘离小球下落点的高度为H,则有:
?(2分)
v2 =v1 +gt?(2分)
?(2分)
V=h/t?(2分)
联合以上各式解得: H=20m?(2分)科.
V=20.5m/s?(2分)
本题难度:一般
5、计算题 一矿井深为125m,在矿井口每隔一定时间自由落下一小球,当第11个小球刚从矿井口下落时,第一个小球恰好到达井底,则:
(1)相邻小球开始下落的时间间隔为多少?
(2)这时第3个小球和第5个小球相距多远?
参考答案: (1)0.5s;(2)35m
本题解析:
试题分析: (1)设第一个小球下落到井底用时为t,根据自由落体运动位移时间关系
h=
gt2,则得 t=
=
s=5s
设相邻小球下落时间间隔为T,由题意知 t=10T,联立解得 来源:91考试网 91Exam.orgT=0.5s
(2)由以上计算可知,当第一个小球到达井底时第三个小球刚好下落t1=4s,第5个小球下落的时间为t2=3s
故△H=H3-H5=
g(t12-t22)=
×10×(42-32)=35m
考点:自由落体运动
本题难度:困难