精品解析：安徽省芜湖市2023-2024学年高一下学期期末教学质量监控物理试题

2023-2024学年度第二学期芜湖市高中教学质量监控 高一年级物理试题卷 注意事项∶ 1．本卷共四大题，20小题，满分100分，考试时间100分钟。 2．本试卷包括“试题卷”和“答题卷"两部分。“试题卷”共6页““答题卷"共3页。 3．請务必在“答题卷"上答题，在“试题卷”上答题是无效的。 4．考试结束后，请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。 一、选择题（每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（　　） A. 做曲线运动的物体，速度一定是不断变化的 B. 物体在恒力作用下可能做圆周运动 C. 做曲线运动的物体，所受合外力方向可能与速度方向共线 D. 分运动为两个匀变速直线运动，则合运动一定是直线运动 2. 物理学发展丰富了人类对物质世界的认识，下列有关观点正确的是（　　） A. 爱因斯坦相对论时空观认为空间和时间都是独立于物体及其运动而存在的 B. 开普勒第三定律，其中k的大小不仅与中心天体有关，还与环绕天体有关 C. 以牛顿运动定律和万有引力定律为基础的经典力学仅适用于宏观、低速、弱引力领域 D. 牛顿发现了万有引力定律，随后卡文迪什进行了“月-地检验”将万有引力定律推广至自然界所有物体之间 3. 关于下列各场景中物理描述正确的是（　　） A. 甲图中，穿越厚重的大气层返回地面过程中，神舟飞船返回舱机械能守恒 B. 乙图中，缓慢旋转摩天轮上的乘客机械能守恒 C. 丙图中，空中正在做无动力翼装飞行表演的运动员机械能守恒 D. 丁图中，被投掷出在空中运动的铅球，不计空气阻力时机械能守恒 4. 如图所示，乒乓球从斜面上滚下，在光滑水平桌面上以一定的速度沿直线运动。在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒（纸筒的直径略大于乒乓球的直径），当乒乓球经过筒口正前方时，对着球横向吹气，则关于乒乓球的运动，下列说法中正确的是（　　） A. 乒乓球将保持原有的速度继续前进 B. 要使乒乓球进入纸筒需要提前吹气 C. 乒乓球将偏离原有的运动路径，可能会进入纸筒 D. 只有用力吹气，乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒 5. 2024年2月1S自，“皖江第一隧”芜湖城南过江隧道右线盾构机“皖江奋斗号”成功穿越长江航道、施工所用的超大型盾构机是我国自主研发制造，盾构机的刀盘直径达15m，工作时转速为6r/min，下列关于刀盘工作时说法正确的是（　　） A. 角速度为12πrad/s B. 旋转频率为0.1Hz C. 各刀片末端的线速度均相同 D. 边缘的线速度大小约为9m/s 6. A、B两物体的质量之比mA∶mB=1∶2，它们分别以2v0、v0的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直至停止，其v—t图像如图所示。下列关于此过程说法确的是（　　） A. 初动能之比EkA0∶EkB0 =4∶1 B. 动能改变量之比ΔEkA∶ΔEkB=8∶1 C. 受到的摩擦力之比fA∶fB=1∶2 D. 受到的摩擦力做功平均功率之比PA∶PB=2∶1 7. 如图所示，铁路在道处的内外轨道高度不同，当火车以规定的行驶速度转弯（可视为在做半径为R的匀速圆周运动）时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，此时的速度大小为规定转弯速度，已知弯道处斜坡的倾角为θ，重力加速度大小为g。以下说法正确的是（　　） A. 火车在该弯道的规定转弯速度为 B. 火车在该弯道以规定速度转弯时向心加速度为gsinθ C. 当遇雨雪天气轨道变湿滑时，规定转弯速度不变 D. 当火车速率小于规定转弯速度时，外轨对轮缘有侧向压力 8. 华为Mate60Pro成为全球首款支持卫星通话的大众智能手机，该手机通过“天通一号”系列同步卫星与外算进行联系。人造地球卫星发射时，先发射到圆轨道Ⅰ上（底地面高度忽略不计）、再通过一椭圆轨道Ⅱ变轨后到达距地面高为h的预定圆轨道Ⅲ上，如图所示。已知它在圆形轨道Ⅰ上运行的加速度为g，地球半径为R，图中椭圆轨道长轴PQ长为8R，卫星在变轨过程中质量不变，则（　　） A. 卫星在轨道Ⅲ上运行的线速度为 B. 卫星在轨道Ⅲ上运行的加速度为 C. 卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅲ过程中引力做的负功小于卫星发动机推力做的正功 D. 卫星在轨道Ⅲ上运行的速率大于在轨道Ⅱ上运行时经过P点的速率 9. 如图甲所示，某海湾水面面积较大，现利用这个海湾修建一座水坝。若涨潮后关上水坝下方通道的闸门，可使水位保持在20m不变。返潮时，坝外水位降至16m。假如利用此水坝建水力发电站（水流经通道即可带动发电机工作），且重力势能转化为电能的效率是25%，每天有两次涨潮、两次退潮，海水的密度约为1.0103kg/m3。如图乙所示，涨潮和退潮时水流都能推动水轮机发电，该电站一天大约能发电9.61010J，取g=10m/s2，则该海湾水面面积约为（　　） A. 1.0106m2 B. 1.2106m2 C. 2.4106m2 D. 4.8106m2 10. 如图所示，固定光滑长斜面的倾角θ=37°，下端有一固定挡板。质量均为m的两小物块A、B放在斜面上，分别与轻弹簧两端连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左端与B相连，右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止时，滑轮左侧轻绳与斜面平行，右侧轻绳长度为L，且绳中无弹力，当小车缓慢水平向右运动距离时A恰好不离开挡板。重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。在小车从图示位置水平向右发生位移过程中，不计绳与滑轮间摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 绳的拉力对物块B做功为 C. 若小车以速度向右匀速运动，则此过程小车的牵引力做功为 D. 若小车以速度向右匀速运动，则此过程绳拉力做的正功为 二、填空题（每空2分，共14分） 11. 汽艇在静水中的航速为10m/s，已知某河道两岸平行，河宽为400m，河水流速为2m/s，且与河岸平行。现汽艇从岸边出发，船头始终以垂直于河岸的方向横渡，则汽艇驶到对岸需要___s。 12. 目前我国坚持生态优先、绿色发展理念，雨污分流是一种科学环保的处理方式。如图为一正在向外排放雨水的水平管道，市政人员用尺测出管道的内部直径为0.5m，管道中心离水面的高度为3.2m，水流充满管道，其水平射程为4m，已知重力加速度g取10m/s2，水从管流出后做平抛运动。请根据以上测量信息分析管口排放雨水的速度v=____m/s，雨水排放的流量（单位时间内流过某一管道横截面的流体的体积）Q=____m3/s。 13. 如图所示，长为L的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆上O处有一竖直方向的固定转动轴，已知OA:OB=1:2，小球A、B的质量分别为3m、m。当轻杆以角速度ω绕轴在水平桌面上匀速转动时，两个小球转动时的线速度之比____，转轴受到杆的拉力为_______。 14. 2024年1月9日，我国长征二号丙运载火箭顺利将“爱因斯坦探针卫星"送入距地面高h的预定圆轨道，爱因斯坦探针卫星是我国首颗大视场X射线天文卫星，用于捕捉爱因斯坦预言的黑洞及引力波电磁对应体等天文现象。已知地球半径为R，爱因斯坦探针卫星的环绕周期为T，引力常量为G，根据上述信息，可探知地球的平均密度为_______。 15. 节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1000kg的混合动力汽车，在平直公路上以v1=108km/h匀速行驶，发动机的输出功率为90kW。当驾驶员发现前方有80km/h限速标志时，立即采用电磁阻尼带动发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，经过位移100m后速度变为v2=72km/h。此过程中发动机功率不变，发动机功率的20%用于汽车的牵引，80%的功率用于供给发电机，发动机输送给发电机的能量最后有60%转化为电池的电能。设汽车运动过程中所受阻力保持不变，汽车从108km/h减速到72km/h过程中经历的时间为______s。 三、实验题（每空2分，共14分） 16. 实验小组分别用下列方案探究向心力大小F与角速度ω、线速度v关系。 （1）如图甲所示为探究向心力F与ω关系的实验装置。向心力演示器标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力。实验中要保持不变的是_______ A. ω和r B. ω和m C. m和r D. m和F （2）如图乙所示为探究向心力F与ω的关系的实验装置。滑块套在水平滑杆上，随水平滑杆起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。潜块上固定一遮光片，宽度为d，遮光片通过光电门的时间为Δt，可测出滑块的线速度v=_____（用题中字母表示）；实验中通过改变转速，记录测量了多组数据，以v2为横轴，F为纵轴，作出F-v2图线，由图丙信息可知滑块质量m=____kg（保留两位有效数字）。已知滑块转动半径r=0.15m。 17. 甲、乙同学用如图所示的实轮装置验证机械能守恒定律。 （1）除图示器材外，下列器材中，必需一组是（　　） A. 直流电源及导线、天平及砝码 B. 直流电源及导线、刻度尺 C. 交流电源（220V，50Hz）及导线、天平及砝码 D. 交流电源（220V，50Hz）及导线、刻度尺 （2）甲同学实验中，先接通电源，再释放重物，为减少实验误差，该同学多次重复实验，最终选用如图所示的一条纸带，该纸带上第1、2两计时点O、A间距应接近_____mm，B、C、D为在纸带上连续打出的其他计时点。测得OC=h，BC=h1，CD=h2，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打下O点到C点的过程中，重物动能的增量ΔEk=_____；与此过程重物重力势能城少量ΔEp比较，在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒。 （3）乙同学也完成了此实验操作和测量，数据分析结果显示ΔEp小于ΔEk，则可能的原因是_____ A. 纸带受到较大的阻力 B. 阻力与重力之比很小 C. 先释放纸带，后接通电源 D. 先接通电源，后释放纸带 四、计算题（第18小题8分，第19小题10分，第20小题14分，共32分；要求写出主要的计算公式、解题步骤和必要的文字说明） 18. 2024年6月4日，我国月球探测器“嫦娥六号”成功完成世界首次月球背面着陆采样，启程返回地球（如图所示）。在着陆月球前，“嫦娥六号”在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，周期为T。已知月球的半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探测器的引力作用。求∶ （1）探测器绕月球做与速圆周运动的线速度v； （2）月球表面的重为加速度。 19. 如图所示，高台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的O点水平飞出，落到斜坡上的A点，A点与O点的距离sOA=100m。已知斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员连同滑雪板可视为质点，总质量m=60kg，忽略空气阻力的影响，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）运动员在空中飞行时间； （2）运动员离开O点时的速度大小； （3）运动员离斜玻最远时相对O点的位移大小 20. 如图所示，某固定装置由长度L=5m的水平传送带，圆心角θ=60°、半径R=1m的两光滑圆弧管道BC、CD组成，管道间平滑连接。在管道末端D的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车，其上表面与管道末端D所在的水平面平齐，右端放置质量m2=3kg的物块b。质量m1=lkg的物块a从传送带左端A点由静止释放，经过BCD滑出圆弧管道。已知传送带以速度顺时针转动，物块a与传送带及小车间的动摩擦因数均为μ1=0.6，物块b与小车间的动摩擦因数μ2=0.1，物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。 （1）判断物块a能否与传送带共速，求全程传送带对物块a所做的功W； （2）求物块a到达D点时对管道作用力FN； （3）在物块a滑上小车瞬间，对小车施加一水平向右、大小为1N的恒力F，最终物块a恰好不与物块b发生碰撞，求此过程物块a、b与小车间因摩擦产生的总热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度第二学期芜湖市高中教学质量监控 高一年级物理试题卷 注意事项∶ 1．本卷共四大题，20小题，满分100分，考试时间100分钟。 2．本试卷包括“试题卷”和“答题卷"两部分。“试题卷”共6页““答题卷"共3页。 3．請务必在“答题卷"上答题，在“试题卷”上答题是无效的。 4．考试结束后，请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。 一、选择题（每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（　　） A. 做曲线运动的物体，速度一定是不断变化的 B. 物体在恒力作用下可能做圆周运动 C. 做曲线运动的物体，所受合外力方向可能与速度方向共线 D. 分运动为两个匀变速直线运动，则合运动一定是直线运动 【答案】A 【解析】 【详解】A． 做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，而速度是矢量，方向变化即速度变化，故A正确； B． 圆周运动需要向心力方向始终指向圆心（不断变化），而恒力方向不变，无法提供变化的向心力，故B错误； C． 曲线运动的条件是合外力方向与速度方向不共线，若共线则物体做直线运动，故C错误； D． 若两分运动的加速度矢量合与初速度方向不共线，则合运动为曲线运动（如平抛运动的合成），故D错误。 故选A。 2. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，下列有关观点正确的是（　　） A. 爱因斯坦相对论时空观认为空间和时间都是独立于物体及其运动而存在的 B. 开普勒第三定律，其中k的大小不仅与中心天体有关，还与环绕天体有关 C. 以牛顿运动定律和万有引力定律为基础的经典力学仅适用于宏观、低速、弱引力领域 D 牛顿发现了万有引力定律，随后卡文迪什进行了“月-地检验”将万有引力定律推广至自然界所有物体之间 【答案】C 【解析】 【详解】A．爱因斯坦相对论时空观认为时空与物质及其运动密切相关，而非独立存在，故A错误； B．开普勒第三定律中的k仅由中心天体的质量决定，与环绕天体无关，故B错误； C．经典力学适用范围为宏观、低速、弱引力领域，符合实际描述，故C正确； D．“月-地检验”由牛顿完成，卡文迪什通过扭秤实验测定了引力常量，故D错误。 故选C。 3. 关于下列各场景中物理描述正确的是（　　） A. 甲图中，穿越厚重的大气层返回地面过程中，神舟飞船返回舱机械能守恒 B. 乙图中，缓慢旋转摩天轮上的乘客机械能守恒 C. 丙图中，空中正在做无动力翼装飞行表演的运动员机械能守恒 D. 丁图中，被投掷出在空中运动的铅球，不计空气阻力时机械能守恒 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中，神舟飞船返回舱穿越厚重的大气层返回地球的过程中，要克服空气阻力做功，则机械能不守恒，故A错误； B．乙图中，缓慢旋转摩天轮上的乘客，其动能不变，重力势能变化，则机械能不守恒，故B错误； C．丙图中，空中正在做无动力翼装飞行表演的运动员，要克服空气阻力做功，则机械能不守恒，故C错误； D．丁图中，被投掷出在空中运动的铅球，不计空气阻力时，只有重力做功，则机械能守恒，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，乒乓球从斜面上滚下，在光滑水平桌面上以一定的速度沿直线运动。在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒（纸筒的直径略大于乒乓球的直径），当乒乓球经过筒口正前方时，对着球横向吹气，则关于乒乓球的运动，下列说法中正确的是（　　） A. 乒乓球将保持原有的速度继续前进 B. 要使乒乓球进入纸筒需要提前吹气 C. 乒乓球将偏离原有的运动路径，可能会进入纸筒 D. 只有用力吹气，乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒 【答案】B 【解析】 【详解】A．对着球横向吹气，球受到一个横向力作用，乒乓球将偏离原来的运动方向，故A错误； B．球要提前偏离原来的运动方向才可能进入纸筒，故要使乒乓球进入纸筒需要提前吹气，故B正确； C．当乒乓球经过筒口正前方时，对着球横向吹气，球不可能会进入纸筒，故C错误； D．由于球有一个水平向左的速度，无论吹气用力多大，乒乓球不可能沿吹气方向进入纸筒，故D错误。 故选B。 5. 2024年2月1S自，“皖江第一隧”芜湖城南过江隧道右线盾构机“皖江奋斗号”成功穿越长江航道、施工所用的超大型盾构机是我国自主研发制造，盾构机的刀盘直径达15m，工作时转速为6r/min，下列关于刀盘工作时说法正确的是（　　） A. 角速度为12πrad/s B. 旋转频率为0.1Hz C. 各刀片末端的线速度均相同 D. 边缘的线速度大小约为9m/s 【答案】B 【解析】 【详解】A．角速度为 其中转速，代入解得 故A错误； B．频率 故B正确； C．根据 可知各刀片末端的线速度大小相同，但方向不同，故C错误； D．边缘的线速度大小为 故D错误。 故选B。 6. A、B两物体的质量之比mA∶mB=1∶2，它们分别以2v0、v0的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直至停止，其v—t图像如图所示。下列关于此过程说法确的是（　　） A. 初动能之比EkA0∶EkB0 =4∶1 B. 动能改变量之比ΔEkA∶ΔEkB=8∶1 C. 受到的摩擦力之比fA∶fB=1∶2 D. 受到的摩擦力做功平均功率之比PA∶PB=2∶1 【答案】D 【解析】 【详解】AB．初动能之比，动能均减小为零，则动能改变量之比也为，故AB错误； CD．由动能定理，有，而，则 摩擦力做功平均功率，则摩擦力做功平均功率之比为，故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，铁路在道处的内外轨道高度不同，当火车以规定的行驶速度转弯（可视为在做半径为R的匀速圆周运动）时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，此时的速度大小为规定转弯速度，已知弯道处斜坡的倾角为θ，重力加速度大小为g。以下说法正确的是（　　） A. 火车在该弯道的规定转弯速度为 B. 火车在该弯道以规定速度转弯时向心加速度为gsinθ C. 当遇雨雪天气轨道变湿滑时，规定转弯速度不变 D. 当火车速率小于规定转弯速度时，外轨对轮缘有侧向压力 【答案】C 【解析】 【详解】A．火车在该弯道时，有，解得规定转弯速度为，故A错误； B．，则，故B错误； C．当遇雨雪天气轨道变湿滑时，火车所受重力与轨道对其支持力不变，则规定转弯速度不变，故C正确； D．当火车速率小于规定转弯速度时，所需向心力减小，轮缘对内轨有挤压，则内轨对轮缘有侧向压力，故D错误。 故选C。 8. 华为Mate60Pro成为全球首款支持卫星通话的大众智能手机，该手机通过“天通一号”系列同步卫星与外算进行联系。人造地球卫星发射时，先发射到圆轨道Ⅰ上（底地面高度忽略不计）、再通过一椭圆轨道Ⅱ变轨后到达距地面高为h的预定圆轨道Ⅲ上，如图所示。已知它在圆形轨道Ⅰ上运行的加速度为g，地球半径为R，图中椭圆轨道长轴PQ长为8R，卫星在变轨过程中质量不变，则（　　） A. 卫星在轨道Ⅲ上运行的线速度为 B. 卫星在轨道Ⅲ上运行的加速度为 C. 卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅲ过程中引力做的负功小于卫星发动机推力做的正功 D. 卫星在轨道Ⅲ上运行的速率大于在轨道Ⅱ上运行时经过P点的速率 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据题意分析知第三轨道轨道半径为 根据牛顿第二定律对第一、三轨道分别分析， 联立解得卫星在轨道Ⅲ上运行的线速度为，故A正确； B．根据牛顿第二定律对第三轨道 又 联立解得，故B错误； C．卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅲ过程中根据 知，卫星速度减小，根据动能定理知，合外力做负功，故引力做的负功大于卫星发动机推力做的正功，故C错误； D．根据 知，卫星在轨道Ⅰ和卫星在沿轨道Ⅲ的速度大小分别为， 故 又卫星在轨道Ⅰ向轨道Ⅱ上变轨经过P点时做离心运动， 故 故D错误。 故选A。 9. 如图甲所示，某海湾水面面积较大，现利用这个海湾修建一座水坝。若涨潮后关上水坝下方通道的闸门，可使水位保持在20m不变。返潮时，坝外水位降至16m。假如利用此水坝建水力发电站（水流经通道即可带动发电机工作），且重力势能转化为电能的效率是25%，每天有两次涨潮、两次退潮，海水的密度约为1.0103kg/m3。如图乙所示，涨潮和退潮时水流都能推动水轮机发电，该电站一天大约能发电9.61010J，取g=10m/s2，则该海湾水面面积约为（　　） A. 1.0106m2 B. 1.2106m2 C. 2.4106m2 D. 4.8106m2 【答案】B 【解析】 【详解】由于海洋很大，大坝外的海平面高度在海水流入、流出水库过程中几乎不变，故发电时水减少的重力势能 一天发电四次，转化成的电能 其中h=4m、代入题中数据解得 故选B。 10. 如图所示，固定光滑长斜面的倾角θ=37°，下端有一固定挡板。质量均为m的两小物块A、B放在斜面上，分别与轻弹簧两端连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左端与B相连，右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止时，滑轮左侧轻绳与斜面平行，右侧轻绳长度为L，且绳中无弹力，当小车缓慢水平向右运动距离时A恰好不离开挡板。重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。在小车从图示位置水平向右发生位移过程中，不计绳与滑轮间摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 弹簧的劲度系数为 B. 绳的拉力对物块B做功为 C. 若小车以速度向右匀速运动，则此过程小车的牵引力做功为 D. 若小车以速度向右匀速运动，则此过程绳的拉力做的正功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．初态，弹簧压缩量，A恰好不离开挡板时，弹簧伸长量 则 解得，故A错误； B．根据，弹性势能不变，则小车在位移内拉力对B做的功，故B错误； C．小车位移大小为时，滑轮右侧轻绳与竖直方向的夹角为，将小车速度沿轻绳方向和与轻绳垂直方向分解，则B的速率 设小车的牵引力做功为，根据功能关系，有 由小车所受路面阻力做功，则，故C错误； D．B的速率，根据功能关系，此过程绳的拉力做的正功为，故D正确。 故选D。 二、填空题（每空2分，共14分） 11. 汽艇在静水中的航速为10m/s，已知某河道两岸平行，河宽为400m，河水流速为2m/s，且与河岸平行。现汽艇从岸边出发，船头始终以垂直于河岸的方向横渡，则汽艇驶到对岸需要___s。 【答案】40 【解析】 【详解】根据题意可知，汽艇到河对岸的时间 12. 目前我国坚持生态优先、绿色发展理念，雨污分流是一种科学环保的处理方式。如图为一正在向外排放雨水的水平管道，市政人员用尺测出管道的内部直径为0.5m，管道中心离水面的高度为3.2m，水流充满管道，其水平射程为4m，已知重力加速度g取10m/s2，水从管流出后做平抛运动。请根据以上测量信息分析管口排放雨水的速度v=____m/s，雨水排放的流量（单位时间内流过某一管道横截面的流体的体积）Q=____m3/s。 【答案】 ①. 5 ②. 0.98或 【解析】 【详解】[1]雨水的运动时间 解得 雨水速度 [2]雨水排放的流量 13. 如图所示，长为L的轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆上O处有一竖直方向的固定转动轴，已知OA:OB=1:2，小球A、B的质量分别为3m、m。当轻杆以角速度ω绕轴在水平桌面上匀速转动时，两个小球转动时的线速度之比____，转轴受到杆的拉力为_______。 【答案】 ①. 1:2 ②. 【解析】 【详解】[1] 根据题意得， 解得， 根据得，， 解得 [2] 转轴受到杆的拉力为 解得 14. 2024年1月9日，我国长征二号丙运载火箭顺利将“爱因斯坦探针卫星"送入距地面高h的预定圆轨道，爱因斯坦探针卫星是我国首颗大视场X射线天文卫星，用于捕捉爱因斯坦预言的黑洞及引力波电磁对应体等天文现象。已知地球半径为R，爱因斯坦探针卫星的环绕周期为T，引力常量为G，根据上述信息，可探知地球的平均密度为_______。 【答案】 【解析】 【详解】设地球的质量为M，爱因斯坦探针卫星的质量为m，根据万有引力提供向心力则有 解得 故地球的平均密度 15. 节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1000kg的混合动力汽车，在平直公路上以v1=108km/h匀速行驶，发动机的输出功率为90kW。当驾驶员发现前方有80km/h限速标志时，立即采用电磁阻尼带动发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，经过位移100m后速度变为v2=72km/h。此过程中发动机功率不变，发动机功率的20%用于汽车的牵引，80%的功率用于供给发电机，发动机输送给发电机的能量最后有60%转化为电池的电能。设汽车运动过程中所受阻力保持不变，汽车从108km/h减速到72km/h过程中经历的时间为______s。 【答案】2.78 【解析】 【详解】汽车牵引力与输出功率关系可得 其中 代入数据解得汽车的牵引力 汽车匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，则有 设汽车匀减速运动的时间为，根据动能定理可得 其中 代入数据解得 三、实验题（每空2分，共14分） 16. 实验小组分别用下列方案探究向心力大小F与角速度ω、线速度v关系。 （1）如图甲所示为探究向心力F与ω关系的实验装置。向心力演示器标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力。实验中要保持不变的是_______ A. ω和r B. ω和m C. m和r D. m和F （2）如图乙所示为探究向心力F与ω的关系的实验装置。滑块套在水平滑杆上，随水平滑杆起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。潜块上固定一遮光片，宽度为d，遮光片通过光电门的时间为Δt，可测出滑块的线速度v=_____（用题中字母表示）；实验中通过改变转速，记录测量了多组数据，以v2为横轴，F为纵轴，作出F-v2图线，由图丙信息可知滑块质量m=____kg（保留两位有效数字）。已知滑块转动半径r=0.15m。 【答案】（1）C （2） ①. ②. 0.20 【解析】 【小问1详解】 根据，要探究向心力F与ω关系，要保持m和r不变，C正确，ABD错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]滑块的线速度为； [2]根据得， 根据图像得 解得 17. 甲、乙同学用如图所示的实轮装置验证机械能守恒定律。 （1）除图示器材外，下列器材中，必需的一组是（　　） A. 直流电源及导线、天平及砝码 B. 直流电源及导线、刻度尺 C. 交流电源（220V，50Hz）及导线、天平及砝码 D. 交流电源（220V，50Hz）及导线、刻度尺 （2）甲同学实验中，先接通电源，再释放重物，为减少实验误差，该同学多次重复实验，最终选用如图所示的一条纸带，该纸带上第1、2两计时点O、A间距应接近_____mm，B、C、D为在纸带上连续打出的其他计时点。测得OC=h，BC=h1，CD=h2，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打下O点到C点的过程中，重物动能的增量ΔEk=_____；与此过程重物重力势能城少量ΔEp比较，在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒。 （3）乙同学也完成了此实验的操作和测量，数据分析结果显示ΔEp小于ΔEk，则可能的原因是_____ A. 纸带受到较大的阻力 B. 阻力与重力之比很小 C. 先释放纸带，后接通电源 D. 先接通电源，后释放纸带 【答案】（1）D （2） ①. 2 ②. （3）C 【解析】 【小问1详解】 由于电火花打点计时器需要使用220V的交流电，需要测量纸带点迹间的距离，根据机械能守恒 整理可得 因此无需用天平测量重物的质量，因此需要的主要实验器材为交流电源（220V，50Hz）及导线、刻度尺。 故选D。 【小问2详解】 [1]根据自由落体运动规律可知 [2]根据匀变速直线运动规律可知，打下C点时重物的速度 故动能的增量 【小问3详解】 AB．由于阻力的作用只会导致重力势能的减少量大于动能的增量，故AB不符合题意； CD．先释放纸带，后接通电源，打点开始时，重物已经具有一定的速，而数据处理时依然按照正常的步骤进行处理，导致动能增量大于重力势能的减少量，故C正确，符合题意，D不符合题意。 故选C。 四、计算题（第18小题8分，第19小题10分，第20小题14分，共32分；要求写出主要的计算公式、解题步骤和必要的文字说明） 18. 2024年6月4日，我国月球探测器“嫦娥六号”成功完成世界首次月球背面着陆采样，启程返回地球（如图所示）。在着陆月球前，“嫦娥六号”在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，周期为T。已知月球的半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探测器的引力作用。求∶ （1）探测器绕月球做与速圆周运动的线速度v； （2）月球表面的重为加速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题可知，“嫦娥六号”圆周运动的轨道半径为 则其圆周运动的线速度 【小问2详解】 设月球质量为M，探测器的质量为m，万有引力提供其圆周运动的向心力，则有 在月球表面，则有 联立解得 19. 如图所示，高台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的O点水平飞出，落到斜坡上的A点，A点与O点的距离sOA=100m。已知斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员连同滑雪板可视为质点，总质量m=60kg，忽略空气阻力的影响，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）运动员空中飞行时间； （2）运动员离开O点时的速度大小； （3）运动员离斜玻最远时相对O点的位移大小 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 竖直方向 解得 【小问2详解】 水平方向 解得 【小问3详解】 运动员离斜玻最远时与斜坡平行，运动时间为 水平方向的位移 竖直方向的位移 运动员相对O点的位移大小 解得 20. 如图所示，某固定装置由长度L=5m的水平传送带，圆心角θ=60°、半径R=1m的两光滑圆弧管道BC、CD组成，管道间平滑连接。在管道末端D的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车，其上表面与管道末端D所在的水平面平齐，右端放置质量m2=3kg的物块b。质量m1=lkg的物块a从传送带左端A点由静止释放，经过BCD滑出圆弧管道。已知传送带以速度顺时针转动，物块a与传送带及小车间的动摩擦因数均为μ1=0.6，物块b与小车间的动摩擦因数μ2=0.1，物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。 （1）判断物块a能否与传送带共速，求全程传送带对物块a所做的功W； （2）求物块a到达D点时对管道的作用力FN； （3）在物块a滑上小车瞬间，对小车施加一水平向右、大小为1N的恒力F，最终物块a恰好不与物块b发生碰撞，求此过程物块a、b与小车间因摩擦产生的总热量。 【答案】（1）物块a能与传送带共速，22.5J （2）15N，方向竖直向上 （3）12.5J 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理得 解得，物块a能与传送带共速。 全程传送带对物块a所做的功 【小问2详解】 根据机械能守恒定律 解得 根据牛顿第二定律得 解得，方向竖直向下。 根据牛顿第三定律，物块a到达D点时对管道的作用力 ，方向竖直向上。 【小问3详解】 当物块a上滑小车后，轻质小车受力为 所以小车与物块a保持相对静止，物块b相对小车发生相对滑动，最终三者速度相同。 物块a和小车加速度 物块a和小车向右做匀减速直线运动。 物块b的加速度 物块b向右做匀加速直线运动。 设达到共同速度所需要的时间为t，则 解得， 物块b相对于小车的位移 求此过程物块a、b与小车间因摩擦产生的总热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $