2021年山东省青岛第二中学自主招生考试学科素养测试物理试题

青岛二中 2021 年自主招生考试学科素养测试试题（物理） 1. 历史攻关十余载，一朝升空即告成。“天问一号”带着民族的寄托与希望，踏上了我国探索火星的征程。 “天问一号”飞船由“长征五号”运载火箭发射升空，在飞行过程中，请回答以下问题： （1） 火箭刚刚发射处于加速上升阶段时，其动能增大、重力势能 、机械能 。 （2） 火箭在大气中加速到较高速度后，整流罩会剧烈发热。造成发热的主要原因 是 。 （3） 火箭脱离大气后，与飞船分离，之后进入地火转移轨道。在转移过程中，发动机即使关闭，飞船也会向火星飞去，原因是 。 2. 火星车在火星表面行进时遇一障碍物，通过车顶部的射灯，投下障碍物的影子，原理如图。灯距火星表面的高度 AB 为H，通过传感器测得 AD 的长度为 l，影子 DE 的长为 x，则障碍物的高度 h 为多少？ 3. 重力常数是影响行星环境的关键参数之一。在测定行星重力常数时，经常用到单摆 （将小球用长度远大于小球直径的轻细线悬挂在一个固定位置的装置）。下列数据是研究单摆的周期 T 与摆长 L（从悬点到小球中心的距离）的关系时测得的。 （1） 请根据这些数据分析 T 与 L 成正比还是与 L成正比？ T（s） 1.31 1.42 1.52 1.56 1.73 1.84 1.92 L（m） 0.42 0.50 0.57 0.60 0.72 0.84 0.92 L（ m） 0.65 0.71 0.755 0.77 0.85 0.92 0.96 （2） 如右图，长为 l 的细绳下方悬挂一个小球 a，绳的另一端固定在天花板上 O 点处， 在 O 点正下方 3l/4 的 O′处有一细铁钉。将小球向右拉开，使细绳与竖直 方向成一小角度后由静止释放并开始计时。当小球 a 摆至最低位置时， 细绳会受到铁钉的阻挡，在此瞬间小球速度大小不变（不计空气阻力）。 ①对比在 O′处无细铁钉与 O′处有细铁钉小球的运动情况，小球两次达到的最大高度是否相同？请说明原因。 ②设 O′处无细铁钉，小球从图示位置开始释放到第一次回到初位置的时间为 T1；O′处有细铁钉时，小球从图示位置开始释放到第一次回到初位置的时间为 T2，则 T1:T2= 。 ③通过研究得出单摆的周期只与星球表面重力常数 g 以及 l 有关，且 T 与 成正比，结 合 T 与 l 的关系，可知 g= （必须包含 T、l 和比例系数 k）。 4. 在火星上的实验室中，很多力学实验都离不开弹簧测力计，项目组进行了以下探究。 为研究轻弹簧的弹力与形变量的关系：F=kx（F 是弹簧的弹力，k 为弹簧的劲度系数，x 是弹簧的形变量）。某实验员在缓慢改变拉力 F 的情况下，读出几组测力计示数 F 和弹簧的长度 l 的数据，如下表所示： 组别 1 2 3 4 5 拉力 F(N) 0 10 20 30 40 弹簧长度 （l cm） 6 8 10 12 14 （1） 在坐标系中画出 F-l 图象，并由图象求出 k = N/m； （2） 为测量火星的重力常数 g，在该弹簧下悬挂质量为 10kg 的重物。静止时，弹簧长度为 14cm，则 g= N/kg； （3） 根据图象求出该弹簧在 14cm 时的弹性势能为 J。 为研究物块碰撞时的动量和能量变化（已知动量表达式 p=mv，动能表达式 项目组设计了如下实验： 物块 A 和 B 质量均为 1kg，开始时 B 静止在光滑水平面上轻弹簧一端与 B 相连。 A 以 v0=10m/s 的速度在光滑水平面上向右运动，当 A 接触弹簧后会压缩弹簧，此后两物块的 v-t 图象如图所示，由此可知，在图示的整个过程中： （4） 弹簧的弹性势能的最大值为 J； （5）A 动量的减少 （填“>”、“=”或“<”）B 动量的增加。 5. 除了太阳系内的开发，我们也派出载人飞船对其他类地行星进行深空探测和基地建设。目前，项目组登上了某恒星系的类地行星 A，并开始建设人类活动基地。 项目组为该基地设计了一套自动供水装置，如图所示。杠杆转轴为 O，且 OB=BA。圆柱形储水箱横截面积 S1=2m2，储水箱内有一与杠杆 OAB 连接的竖直圆柱形材料棒，其横截面积 S2=50cm2，高度 H=2m，ℎ=ℎ'=0.5m。当储水箱内水位下降至 CD 时，电磁继电器联动水泵开始向水箱注水；当水面升至 EF（与材料棒最高处等高）时，杠杆 B 处受到的拉力恰好为 0，此时继电器联动水泵关闭，停止注水。（该行星上重力常数 g=10N/kg） （1） 若水的密度为 1.0×103 kg/m3，则材料棒的密度为 kg/m3；