在2010年11月16日广州亚运会上，场地自行车女子记分赛决赛我国选手刘馨顺利夺冠，如图1所示．比赛时运动员分别沿不同的轨道行驶，该过程可简化为如图2所示的理想模型，两质点分别在M和N两处紧贴着圆台内壁分别在虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，不计摩擦，则（　　）

我国发射的“嫦娥一号”探月卫星，实现了国人百年奔月的梦想．
（1）如图1是某同学对“嫦娥一号”探月卫星绕月运行的可能轨道的猜想，其中不可能实现的是哪个图对应的轨道，你的理由是什么？

（2）如果宇航员在月球表面上，测出小物块自由下落h高度所用的时间为t；测出绕月卫星在靠近月球表面圆轨道上飞行时的周期是T，已知万有引力常量为G．请你用上述各量推导出月球质量的表达式．
（3）某学校物理兴趣小组研究“嫦娥一号”探月卫星的发射和运行情况时猜想：卫星要把拍摄到的各种图片信息，持续不断地用微波发回地面时，由于月球的遮挡，在地球上总有一段时间接收不到卫星发来的微波信号．为了验证自己的猜想，他们设计了如图2所示的电脑模拟实验：固定地球和月球模型，让卫星绕月旋转，在地球上安装微波接收器，证实了他们的猜想是正确的．
在实验中他们设计和测量的各类数据是：地球、月球和卫星的质量分别为m_地、m_月和m_卫，卫星绕月球运行的周期为T，轨道半径为r_卫=2r，地球和月球的半径分别为r_地=3r和r_月=r，地球与月球之间的质心距离为L=180r．请你求出：在这个模拟实验中，卫星绕月球运行一个周期的时间内，地球不能接收到卫星发射的微波信号的时间（万有引力恒量为G，cos89°=

1

90

）．

Ⅰ．某同学做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验装置如图1，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行．用一条橡皮筋时对小车做的功记为W，当用2条、3条…，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．实验中木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是
A．橡皮筋仍处于伸长状态
B．橡皮筋恰好恢复原长
C．小车恰好运动到两个铁钉的连线处
D．小车已超过两个铁钉的连线
Ⅱ．探究能力是物理学研究的重要能力之一，有同学通过设计实验探究绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关．他以圆形砂轮为研究对象，研究其转动动能与质量、半径、角速度的具体关系．砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺子与砂轮间的摩擦力大小恒为

10

π

牛（不计转轴与砂轮的摩擦），分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同的角速度旋转进行实验，得到数据如下表所示：
（1）由上述数据推导出转动动能E_k与质量m、角速度ω、半径r的关系式为（比例系数用k表示）．
（2）以上实验运用了物理学中的一个重要的实验方法是．

半径r/cm	质量m/kg	角速度ω（rad/s）	圈数	转动动能Ek/J
4	1	2	8
4	1	3	18
4	1	4	32
4	2	2	16
4	3	2	24
4	4	2	32
8	1	2	16
12	1	2	24
16	1	2	32

Ⅲ．测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图2所示的装置，图中长木板水平固定．
（1）实验过程中，电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上．调整定滑轮高度，使．
（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数
μ=．
（3）如图3为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x₁=3.20cm，x₂=4.52cm，x₅=8.42cm，x₆=9.70cm．则木块加速度大小a= m/s²（保留两位有效数字）．

如图1在真空中，O点放置一点电荷D，MN与PS间为无电场区域，A、B为两平行金属板，两板间距离为b，板长为2b，O1O2为两板的中心线．现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从距O点正下方R处，以速度Vo垂直MN向左进入点电荷D的电场，绕O点做匀速圆周运动，通过无电场区域后，恰好沿O1O2方向进入板间，此时给A、B板加上如图2所示的电压u，最后粒子刚好以平行于B板的速度，从B板的边缘飞出，不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受重力，已知静电力常量为K．

（1）求点电荷D的电量Q，并判断其电性
（2）求交变电压的周期T和电压Uo．

人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量．针对这种环境，某兴趣小组通过查资料获知，：弹簧振子做简谐运动的周期为T=2π

m k

（其中m时振子的质量，k时弹簧的劲度系数）．他们设计了一种装置来间接测量物体的质量，如图1所示，A时带夹子的金属块，金属块和夹子的总质量为m₀，B时待测质量的物体（可以被A上的夹子固定），弹簧的劲度系数k未知，当他们有一块秒表．
（1）请你简要地写出测量待测物体质量的方法，测量的物理量用字母表示
①；
②．
（2）用所测物理量和已知物理量求待测物体质量的计算式为m=
（3）由于在太空中受到条件闲置，只能把该装置放在如图2所示的粗糙的水平桌上进行操作，则该操作对该实验结果（填“有”或“无”）影响，因为．