内容正文:
益阳一中2023-2024学年下学期期末考试
高一物理
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的轻弹簧下端固定,弹簧原长为0.2 m,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接,现由静止释放滑块,通过传感器测量可知,滑块在离地高度为0.2m时,动能为0.3J,滑块上升到最大高度时离地高度为0.35m,以地面为零势能面,取g=10 m/s2,可知 ( )
A. 小滑块的质量为0.3 kg
B. 弹簧最大弹性势能为0.5J
C. 在整个过程中滑块动能最大为0.3J
D. 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最大时,滑块的动能也最大
【答案】B
【解析】
【详解】A.在从0.2m上升到0.35m范围内,只有重力做功,故
故A错误;
B.根据能的转化与守恒可知,当滑块上升至最大高度时,增加的重力势能即等于弹簧最大弹性势能,所以
故B正确;
C.当弹力和重力等大时,动能最大,此时滑块还没有脱离弹簧,而动能为0.3J时,弹簧已经恢复原长,故C错误;
D.过程中小滑块的重力势能,弹簧弹性势能和滑块动能相互转化,之和恒定,故当小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最大时,滑块动能最小,故D错误。
故选B。
2. 卫星携带一探测器在半径为(为地球半径)的圆轨道上绕地球飞行。在a点,卫星上的辅助动力装置短暂工作,将探测器沿运动方向射出(设辅助动力装置喷出的气体质量可忽略),探测器恰能完全脱离地球的引力,而卫星沿新的椭圆轨道运动,其近地点b距地心的距离为(略小于),则下列说法正确的是( )
A. 卫星在圆轨道上运动的速度大于
B. 在a处的探测器发射速度必须大于
C. 卫星在圆轨道上运动时机械能大于在椭圆轨道上的机械能
D. 正常运行的情况下卫星在两轨道上经过a处时加速度大小不同
【答案】C
【解析】
【详解】A.是最大环绕速度,轨道越高运行速度越慢,所以卫星在圆轨道上运动的速度小于,故A错误;
B.探测器如果在地面处,则发射速度必须大于才能脱离地球,则在a处更容易脱落,则其发射速度不一定大于,故B错误;
C.卫星在圆轨道上a处减速之后沿着椭圆轨道运动,则在椭圆轨道上的机械能较小,故C正确;
D.根据卫星加速度公式
可知卫星在两个轨道上经过a处时,距离地面的高度相同,故加速度相等,故D错误。
故选C。
3. 下面两图中,图1水平接触面光滑,F1沿水平方向,图2斜面粗糙,F2平行斜面向上,F1=F2,两物体分别在F1、F2方向上发生位移S的过程中,比较两力做的功W1、W2,以下说法正确的是( )
A. W1>W2
B. W1=W2
C. W1<W2
D. 条件不足,无法比较
【答案】B
【解析】
【详解】根据功的定义
由于前、后两次力和位移大小相等,并且力的方向与位移的方向相同,因此做功相等,即
W1=W2
故选B。
4. 用长绳一端系着装有水的小桶,在竖直平面内做圆周运动,成为“水流星”。则( )
A. “水流星”在最高点无论速度如何,一定会有水从容器中流出
B. “水流星”在最高点时,可能处于完全失重状态,不受力的作用
C. “水流星”通过最低点时一定处于超重状态
D. “水流星”通过和圆心等高的位置时,细绳中的拉力为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.水做圆周运动,在最高点只要水的重力不小于水做圆周运动的向心力,就不会有水从容器中流出,故A错误;
B.“水流星”在最高点时,可能处于完全失重状态,此时水只受重力作用,故B错误;
C.“水流星”通过最低点时,根据牛顿第二定律有
可知“水流星”一定处于超重状态,故C正确;
D.“水流星”通过和圆心等高的位置时,细绳中的拉力提供水做圆周运动的向心力,不为零,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,水平地面有一个坑,其竖直截面为的抛物线(,单位为),ab沿水平方向,a点横坐标为,在a点分别以初速度、(未知)沿ab方向抛出两个石子并击中坑壁,且以、抛出的石子做平抛运动的时间相等。设以和抛出的石子做平抛运动的时间为t,击中坑壁瞬间的速度分别为和,下落高度为H,(仅s和重力加速度g为已知量),则( )(选项中只考虑数值大小,不考虑量纲)
A. 不可以求出t B. 可求出t大小为
C. 可以求出大小为 D. 可求出H的大小为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】ABD.由题可知,两个石子做平抛运动,运动时间一样,则下落的高度H一样,又因为落在抛物线上,所示是关于y轴对称的点上,可得如下关系
可得
即可分别得出落在坑壁上两个石子的坐标分别为和,由
可得初始高度为,在落到坑壁的高度可带入抛物线表达式计算求得为
所以利用高度只差可求得
平抛运动的运动时间由
可求出
故D正确,AB错误;
C.由前面可求出
竖直方向上的速度
由运动的合成可得
故C错误。
故选D。
6. 滚筒洗衣机静止于水平地面上,衣物随着滚筒一起在竖直平面内做高速匀速圆周运动,以达到脱水的效果。滚筒截面正视图如图所示,下列说法正确的是( )
A. 衣物在最高点A受到滚筒的作用力方向向上
B. 衣物运动到最低点B点时处于失重状态
C. 衣物运动的过程中受到重力、滚筒的作用力、离心力的作用
D. 衣物运动到最低点B点时受到滚筒的作用力最大,脱水效果更好
【答案】D
【解析】
【详解】A.衣物高速旋转,所需向心力较大,衣物在最高点A向心力方向竖直向下,衣物的重力不足以提供所需的向心力,受到滚筒的作用力方向向下,故A错误;
BD.衣物运动到最低点B点向心力向上,向心加速度向上,处于超重状态,衣物运动到最低点B点时受到滚筒的作用力最大,脱水效果更好,故D正确B错误;
C.衣物运动的过程中受到重力、滚筒的作用力,故C错误。
故选D。
7. 据中国载人航天工程办公室介绍,天宫一号以完整的整器结构成功服役5年后,再入大气层烧毁.烧毁前,天宫一号飞行器运行在平均亮度约为216.2公里的轨道上(近似圆周轨道),与同步卫星相比,天宫一号运行的( )
A. 速度较小 B. 周期较少 C. 加速度较少 D. 角速度较小
【答案】B
【解析】
【详解】A.天宫一号运行的轨道半径比同步卫星小,根据可得,则天宫一号运行的速度较大,选项A错误;
B.可知天宫一号运行的周期较小,选项B正确;
C.可得则天宫一号运行的加速度较大,选项C错误;
D.,则天宫一号运行的角速度较大,选项D错误;
故选B.
8. 下列各图中所画的电场线,正确的是( )
A. (1)(2)和(4) B. 只有(4) C. 只有(3) D. (2)和(3)
【答案】B
【解析】
【详解】(1)电场线总是从正电荷出发,终止于负电荷或无穷远;而(1)是终止于正电荷,故(1)错误;
(2)是从负电荷出发,故(2)错误;
(3)两个正电荷电场线分布如图
而不是终止于某一个正电荷,故(3)错误;
(4)中所有的电场线都是电场线总是从正电荷出发,终止于负电荷;或从无穷远出发,终止于负电荷;或从正电荷出发,终止于无穷远。故(4)正确。
所以四个图中只有(4)正确,故B正确,ACD都错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 2021年2月15日17时,首次火星探测任务“天问一号”探测器成功实施捕获轨道远火点平面机动.探测器运行到P点时,发动机点火工作,将绕火星赤道的轨道1调整为经过火星两极的轨道2.“天问一号”从轨道1到轨道2涉及了不同平面的轨道切换,被天文爱好者称为“侧手翻”.后续,探测器还将通过数次轨道调整,进入火星停泊轨道3.如图,P点为轨道1到轨道2的切换点,Q点为轨道2和轨道3的公共切点.下列说法正确的是( )
A. 搭载“天问一号”的长征运载火箭的发射速度介于7.9km/s到11.2km/s之间
B. “天问一号”运行在轨道2上Q点的加速度等于它运行在轨道3上Q点的加速度
C. “天问一号”在轨道切换点P点进行轨道切换时处于完全失重状态
D. “天问一号”在轨道3上运行的周期比轨道2上运行的周期小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.“天问一号”需要脱离地球引力的束缚,被火星的引力捕获才能登陆火星,所以发射速度需要大于第二宇宙速度11.2km/s,故A错误;
B.“天问一号”在轨道2和轨道3上运行时只受到引力的作用,所以在公共切点Q点的加速度相同,故B正确;
C.在P点启动了发动机,所以受到了推力,不再是只受到引力的完全失重状态(必修二37页“任何关闭了发动机,又不受阻力的飞行器内部,都是一个完全失重的环境”),故C错误;
D.根据开普勒第三定律,绕同一中心天体运动的伴星的半长轴的三次方与周期的平方成反比,所以轨道3的周期比轨道2小,故D正确。
故选BD。
10. 质量的物体在光滑水平面上由静止开始沿直线运动,所受水平外力F与运动距离x的关系如图所示,对从0到运动全过程进行研究,下列叙述正确的是( )
A. 外力做的功为
B. 外力做的功为
C. 物体运动到处时,外力做功的瞬时功率为
D. 外力做功的平均功率约为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据题图,可得从0到运动全过程,外力做功为
故A正确,B错误;
C.对从0到运动过程进行研究,根据动能定理有
结合题图有
可得物体运动到处时的速度大小
则此时外力做功的瞬时功率为
故C正确;
D.对从0到运动过程进行研究,根据动能定理有
可得时物体的速度大小
由运动学公式有内
内
联立可求得整个过程运动总时间为
则整个过程中外力做功的平均功率约为
故D错误
故选AC。
11. 如图所示,汽车用绳索通过定滑轮牵引小船,使小船匀速靠岸,若水对船的阻力不变,则下列说法中正确的是( )
A. 绳子的拉力不断增大 B. 船受到的浮力不断减小
C. 船受到的合力不断增大 D. 汽车也做匀速运动
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】ABC.小船处于平衡状态,设拉力与水平方向夹角为,受力分析如图,有
船在匀速靠岸过程中,增大,阻力不变,故绳子的拉力不断增大;船受到的浮力不断减小。而船受到的合力为零。故AB正确;C错误;
D.把小船的运动分解成沿绳子方向和垂直绳子方向,如图
则有
易知,汽车做变速运动。故D错误。
故选AB。
12. 两颗靠得很近的天体称为双星,它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动,因而不至于由于万有引力而吸引到一起,则以下说法中正确的是( )
A. 它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比
B. 它们做圆周运动的线速度大小之比与其质量成反比
C. 它们做圆周运动的半径与其质量成正比
D. 它们做圆周运动的半径与其质量成反比
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】两子星绕连线上的某点做圆周运动的周期相等,角速度也相等,由
v=rω
得线速度与两子星圆周运动的半径是成正比的,因为两子星圆周运动的向心力由两子星间的万有引力提供,向心力大小相等,由
G=M1r1ω2=M2r2ω2
可知它们的轨道半径与它们的质量是成反比的。而线速度大小又与轨道半径成正比,所以线速度大小与它们的质量也是成反比的。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
13. 有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是___mm;用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是__mm。
【答案】 ①. 10.50 ②. 1.731
【解析】
【分析】
【详解】[1]游标卡尺的主尺读数为10mm,游标读数为:0.05mm×10=0.50mm,所以最终读数为:10mm +0.50mm =10.50mm;
[2]螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm,可动刻度读数为:0.01mm×23.1=0.231mm,所以最终读数为:1.5mm+0.231mm= 1.731mm。
14. 在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中:
(1)某实验小组采用镍铬合金和康铜丝为对象,用如图所示电路进行探究,a、b、c、d是四种不同的金属丝。现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度L/m
横截面积S/mm2
A
镍铬合金
0.80
0.80
B
镍铬合金
0.50
0.50
C
镍铬合金
0.30
0.50
D
镍铬合金
0.30
1.00
E
康铜丝
0.30
0.50
F
康铜丝
0.80
0.80
电路图中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝,则d应选上表中的______(用表中编号A、B、C、D、E、F表示)。
(2)另一小组用一个标称值为15Ω滑动变阻器来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。可供使用的器材如下:
A.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.6Ω
B.电压表V2,量程3V,内阻约3kΩ
C.滑动变阻器Rx,全电阻约15Ω(电阻丝绕制紧密,匝数清晰可数)
D.滑动变阻器R,全电阻约10Ω
E.直流电源E,电动势9V,内阻不计
F.游标卡尺
G.毫米刻度尺
H.电键S,导线若干
①为了较精确测量出滑动变阻器Rx的全电阻值,将实物测量电路图中的连接线补充完整______。
②探究中需要测量滑动变阻器Rx的电阻丝的直径和总长度,在不破坏变阻器的前提下,要测电阻丝的直径需要直接测量的物理量是(写出测量工具和物理量的文字及符号):______;电阻丝的直径表达式为:______。要测电阻丝的长度需要直接测量的物理量是(写出测量工具和物理量的文字及符号):______;电阻丝的长度表达式为:______。
【答案】(1)E (2) ①. ②. 毫米刻度尺 ③. 滑动变阻器线圈匝数n,滑动变阻器线圈所有线圈的排列长度L,电阻丝的直径为 ④. 毫米刻度尺和游标卡尺 ⑤. 滑动变阻器线圈匝数n,滑动变阻器线圈所有线圈的排列长度L,滑动变阻器瓷管部分的外径D,电阻丝的总长度l为
【解析】
【小问1详解】
编号为C、B的两个金属丝,材料相同:镍铬合金;横截面积相同:0.5mm2;探究电阻与长度的关系;
编号为C、D的两个金属丝,材料相同:镍铬合金;长度相同:0.30m;探究电阻与横截面积的关系;
编号为C、E的两个金属丝,长度相同:0.3m;横截面积相同:0.5mm2;探究电阻与电阻率的关系。
故d应选上表中的E。
【小问2详解】
[1]根据题意得
所以采用电流表外接法;为了使待测电阻的电流能从零开始变化,滑动变阻器采用分压接法。电路如图所示
[2][3]测量电阻丝的直径用毫米刻度尺。数出滑动变阻器线圈匝数n,用毫米刻度尺测量滑动变阻器线圈所有线圈的排列长度L,电阻丝的直径为
[4][5]测量电阻丝的总长度用毫米刻度尺和游标卡尺。数出滑动变阻器线圈匝数n,用毫米刻度尺测量滑动变阻器线圈所有线圈的排列长度L,用游标卡尺测量滑动变阻器瓷管部分的外径D,电阻丝的总长度l为
15. 如图所示,在高处的光滑水平平台上,质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住,储存了弹性势能。打开锁扣后物块被弹出,以4m/s的速度离开平台B点后水平抛出,恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道。该圆弧圆心角为37°,半径,圆轨道右侧DE是长的粗糙水平轨道,EF为一半径R=1.2m的光滑竖直圆轨道,各轨道间平滑连接,g取10m/s2,,,求:
(1)弹簧储存的弹性势能;
(2)物块在D点对轨道的压力;
(3)要使物块在运动过程中不与轨道脱离,DE段动摩擦因数μ应满足什么要求?
【答案】(1);(2)16.5N;(3)或
【解析】
【详解】(1)物块被弹开的过程,由动能定理得
(2)物块离开平台后做平抛运动,恰好沿C点切线进入圆弧形轨道
由几何关系知
解得
由C到D根据动能定理得
由几何关系得
解得
物块在D点由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律知,物块在D点对轨道的压力为16.5N。
(3)要使物块在运动过程中不与轨道脱离,物块恰能运动到圆周处时,由动能定理得
解得
物体恰能做完整的圆周运动时,在最高点由重力提供向心力得
解得
由动能定理得
解得
要使物块在运动过程中不与轨道脱离,DE段动摩擦因数满足
或
16. 2021年5月15日,中国火星探测器“天问一号”在火星表面的目标着陆点成功着陆,“祝融号”火星车开展巡视探测。若在火星“地面”附近高h处自由释放一物块,落至“地面”时的速度为v。已知火星的半径为R,引力常量为G,将火星看作是质量分布均匀的球体,忽略火星自转,不计火星大气的阻力。求:
(1)火星的密度;
(2)火星的第一宇宙速度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)依题意,有
又
火星的密度为
联立,解得
(2)火星的第一宇宙速度是卫星贴近火星表面做匀速圆周运动的线速度,根据万有引力提供向心力,可得
解得
17. 如图所示,倾角的光滑固定斜面AB与水平传送带BC通过一小段光滑圆弧平滑连接,传送带左、右两端的距离,以大小的速率沿顺时针方向转动。现将一滑块(视为质点)从斜面上的A点由静止释放,滑块以大小的水平速度滑上传送带,并从传送带的右端C点飞出,最终落至水平地面上的D点。已知C、D两点间的高度差,滑块与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度大小,不计空气阻力。
(1)求滑块在斜面AB上运动的过程中加速度大小;
(2)求滑块从C点飞出时的速度大小;
(3)求滑块在传送带BC上运动的时间t;
(4)改变滑块在斜面上由静止释放的位置,其他情况不变,要使滑块总能落至D点,求滑块释放的位置到B点的最大距离.
【答案】(1);(2);(3);(4)
【解析】
【详解】(1)设滑块的质量为m,滑块沿斜面下滑的加速度大小为,根据牛顿第二定律有
解得
(2)因为,所以滑块滑上传送带后的一段时间内做匀加速直线运动,设其加速度大小为,根据牛顿第二定律有
解得
根据匀变速直线运动规律,有
由于,滑块速度增大到v后,将与传送带一起以相同的速度向右匀速运动,所以
(3)加速阶段时间
匀速阶段时间
总时间
(4)经分析可知,当滑块释放的位置到B点的距离最大时,滑块通过B点时的速度最大(设为),且滑块匀减速滑动到C点时的速度恰好为v,对滑块沿传送带向右滑动的过程,根据匀变速直线运动的规律有
对滑块沿斜面下滑的过程,根据匀变速直线运动的规律有
18. 小红一家自驾来东阳横店旅游,在“诸永”高速公路上,轿车在平直的路面上匀速行驶,速度表如图甲所示,她从车窗向外看,恰好看到交通标志牌上的标志(如图乙所示)求:
(1)从标志牌处到东阳还需多长时间?
(2)若轿车发动机的功率为5×104W,则轿车在该路段行驶中所做的功是多少?
(3)汽车在匀速行驶时所受的阻力是多少?
【答案】(1)0.8h;(2)1.44×108J;(3)1800N
【解析】
【分析】
【详解】(1)由标志牌知,到东阳的路程s=80km,由速度计知车速是100km/h,从标志牌到泉州的时间
(2)轿车所做的功
(3)车匀速行驶时,车的牵引力
车匀速行驶处于平衡状态,车在水平方向上受牵引力F、阻力f作用,它们是一对平衡力,由平衡条件得
【点睛】本题解题的前提是知道交通标志牌的含义,会有交通标志牌求出路程s、由速度计求出汽车的速度v;解题的关键是掌握并灵活运用速度公式的变形公式、功的公式及变形公式、受力分析、平衡条件的应用。
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益阳一中2023-2024学年下学期期末考试
高一物理
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的轻弹簧下端固定,弹簧原长为0.2 m,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接,现由静止释放滑块,通过传感器测量可知,滑块在离地高度为0.2m时,动能为0.3J,滑块上升到最大高度时离地高度为0.35m,以地面为零势能面,取g=10 m/s2,可知 ( )
A. 小滑块的质量为0.3 kg
B. 弹簧最大弹性势能为0.5J
C. 在整个过程中滑块动能最大为0.3J
D. 小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最大时,滑块的动能也最大
2. 卫星携带一探测器在半径为(为地球半径)的圆轨道上绕地球飞行。在a点,卫星上的辅助动力装置短暂工作,将探测器沿运动方向射出(设辅助动力装置喷出的气体质量可忽略),探测器恰能完全脱离地球的引力,而卫星沿新的椭圆轨道运动,其近地点b距地心的距离为(略小于),则下列说法正确的是( )
A. 卫星在圆轨道上运动的速度大于
B. 在a处的探测器发射速度必须大于
C. 卫星在圆轨道上运动时机械能大于在椭圆轨道上的机械能
D. 正常运行的情况下卫星在两轨道上经过a处时加速度大小不同
3. 下面两图中,图1水平接触面光滑,F1沿水平方向,图2斜面粗糙,F2平行斜面向上,F1=F2,两物体分别在F1、F2方向上发生位移S的过程中,比较两力做的功W1、W2,以下说法正确的是( )
A. W1>W2
B. W1=W2
C. W1<W2
D. 条件不足,无法比较
4. 用长绳一端系着装有水的小桶,在竖直平面内做圆周运动,成为“水流星”。则( )
A. “水流星”在最高点无论速度如何,一定会有水从容器中流出
B. “水流星”在最高点时,可能处于完全失重状态,不受力的作用
C. “水流星”通过最低点时一定处于超重状态
D. “水流星”通过和圆心等高位置时,细绳中的拉力为零
5. 如图所示,水平地面有一个坑,其竖直截面为的抛物线(,单位为),ab沿水平方向,a点横坐标为,在a点分别以初速度、(未知)沿ab方向抛出两个石子并击中坑壁,且以、抛出的石子做平抛运动的时间相等。设以和抛出的石子做平抛运动的时间为t,击中坑壁瞬间的速度分别为和,下落高度为H,(仅s和重力加速度g为已知量),则( )(选项中只考虑数值大小,不考虑量纲)
A. 不可以求出t B. 可求出t大小为
C. 可以求出大小为 D. 可求出H的大小为
6. 滚筒洗衣机静止于水平地面上,衣物随着滚筒一起在竖直平面内做高速匀速圆周运动,以达到脱水的效果。滚筒截面正视图如图所示,下列说法正确的是( )
A. 衣物在最高点A受到滚筒的作用力方向向上
B. 衣物运动到最低点B点时处于失重状态
C. 衣物运动的过程中受到重力、滚筒的作用力、离心力的作用
D. 衣物运动到最低点B点时受到滚筒的作用力最大,脱水效果更好
7. 据中国载人航天工程办公室介绍,天宫一号以完整的整器结构成功服役5年后,再入大气层烧毁.烧毁前,天宫一号飞行器运行在平均亮度约为216.2公里的轨道上(近似圆周轨道),与同步卫星相比,天宫一号运行的( )
A. 速度较小 B. 周期较少 C. 加速度较少 D. 角速度较小
8. 下列各图中所画电场线,正确的是( )
A. (1)(2)和(4) B. 只有(4) C. 只有(3) D. (2)和(3)
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 2021年2月15日17时,首次火星探测任务“天问一号”探测器成功实施捕获轨道远火点平面机动.探测器运行到P点时,发动机点火工作,将绕火星赤道的轨道1调整为经过火星两极的轨道2.“天问一号”从轨道1到轨道2涉及了不同平面的轨道切换,被天文爱好者称为“侧手翻”.后续,探测器还将通过数次轨道调整,进入火星停泊轨道3.如图,P点为轨道1到轨道2的切换点,Q点为轨道2和轨道3的公共切点.下列说法正确的是( )
A. 搭载“天问一号”的长征运载火箭的发射速度介于7.9km/s到11.2km/s之间
B. “天问一号”运行在轨道2上Q点加速度等于它运行在轨道3上Q点的加速度
C. “天问一号”在轨道切换点P点进行轨道切换时处于完全失重状态
D. “天问一号”在轨道3上运行的周期比轨道2上运行的周期小
10. 质量的物体在光滑水平面上由静止开始沿直线运动,所受水平外力F与运动距离x的关系如图所示,对从0到运动全过程进行研究,下列叙述正确的是( )
A. 外力做的功为
B. 外力做的功为
C. 物体运动到处时,外力做功的瞬时功率为
D. 外力做功的平均功率约为
11. 如图所示,汽车用绳索通过定滑轮牵引小船,使小船匀速靠岸,若水对船阻力不变,则下列说法中正确的是( )
A. 绳子的拉力不断增大 B. 船受到的浮力不断减小
C. 船受到的合力不断增大 D. 汽车也做匀速运动
12. 两颗靠得很近的天体称为双星,它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动,因而不至于由于万有引力而吸引到一起,则以下说法中正确的是( )
A. 它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比
B. 它们做圆周运动的线速度大小之比与其质量成反比
C. 它们做圆周运动的半径与其质量成正比
D. 它们做圆周运动的半径与其质量成反比
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
13. 有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是___mm;用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是__mm。
14. 在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中:
(1)某实验小组采用镍铬合金和康铜丝为对象,用如图所示电路进行探究,a、b、c、d是四种不同的金属丝。现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度L/m
横截面积S/mm2
A
镍铬合金
0.80
0.80
B
镍铬合金
0.50
0.50
C
镍铬合金
0.30
0.50
D
镍铬合金
0.30
1.00
E
康铜丝
0.30
050
F
康铜丝
0.80
0.80
电路图中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝,则d应选上表中的______(用表中编号A、B、C、D、E、F表示)。
(2)另一小组用一个标称值为15Ω的滑动变阻器来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。可供使用的器材如下:
A.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.6Ω
B.电压表V2,量程3V,内阻约3kΩ
C.滑动变阻器Rx,全电阻约15Ω(电阻丝绕制紧密,匝数清晰可数)
D.滑动变阻器R,全电阻约10Ω
E.直流电源E,电动势9V,内阻不计
F.游标卡尺
G.毫米刻度尺
H.电键S,导线若干
①为了较精确测量出滑动变阻器Rx的全电阻值,将实物测量电路图中的连接线补充完整______。
②探究中需要测量滑动变阻器Rx的电阻丝的直径和总长度,在不破坏变阻器的前提下,要测电阻丝的直径需要直接测量的物理量是(写出测量工具和物理量的文字及符号):______;电阻丝的直径表达式为:______。要测电阻丝的长度需要直接测量的物理量是(写出测量工具和物理量的文字及符号):______;电阻丝的长度表达式为:______。
15. 如图所示,在高处的光滑水平平台上,质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住,储存了弹性势能。打开锁扣后物块被弹出,以4m/s的速度离开平台B点后水平抛出,恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道。该圆弧圆心角为37°,半径,圆轨道右侧DE是长的粗糙水平轨道,EF为一半径R=1.2m的光滑竖直圆轨道,各轨道间平滑连接,g取10m/s2,,,求:
(1)弹簧储存的弹性势能;
(2)物块在D点对轨道的压力;
(3)要使物块在运动过程中不与轨道脱离,DE段动摩擦因数μ应满足什么要求?
16. 2021年5月15日,中国火星探测器“天问一号”在火星表面的目标着陆点成功着陆,“祝融号”火星车开展巡视探测。若在火星“地面”附近高h处自由释放一物块,落至“地面”时的速度为v。已知火星的半径为R,引力常量为G,将火星看作是质量分布均匀的球体,忽略火星自转,不计火星大气的阻力。求:
(1)火星的密度;
(2)火星的第一宇宙速度。
17. 如图所示,倾角的光滑固定斜面AB与水平传送带BC通过一小段光滑圆弧平滑连接,传送带左、右两端的距离,以大小的速率沿顺时针方向转动。现将一滑块(视为质点)从斜面上的A点由静止释放,滑块以大小的水平速度滑上传送带,并从传送带的右端C点飞出,最终落至水平地面上的D点。已知C、D两点间的高度差,滑块与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度大小,不计空气阻力。
(1)求滑块在斜面AB上运动的过程中加速度大小;
(2)求滑块从C点飞出时的速度大小;
(3)求滑块在传送带BC上运动的时间t;
(4)改变滑块在斜面上由静止释放的位置,其他情况不变,要使滑块总能落至D点,求滑块释放的位置到B点的最大距离.
18. 小红一家自驾来东阳横店旅游,在“诸永”高速公路上,轿车在平直的路面上匀速行驶,速度表如图甲所示,她从车窗向外看,恰好看到交通标志牌上的标志(如图乙所示)求:
(1)从标志牌处到东阳还需多长时间?
(2)若轿车发动机的功率为5×104W,则轿车在该路段行驶中所做的功是多少?
(3)汽车在匀速行驶时所受的阻力是多少?
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