精品解析:安徽马鞍山市2025-2026学年第二学期期末教学质量监测高一物理试题
2026-07-02
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 马鞍山市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.33 MB |
| 发布时间 | 2026-07-02 |
| 更新时间 | 2026-07-02 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58607518.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
马鞍山市2025~2026学年第二学期期末教学质量监测
高一物理试题
注意事项:
1.答卷前,务必将自己的姓名、考号和班级填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. “电”的概念古来有之,但对电的研究到了16世纪才随着现代科学的发展而开始。关于元电荷、点电荷、试探电荷、比荷,下列说法正确的是( )
A. 元电荷可以是质子也可以是电子
B. 体积小的带电小球在任何情况下都可以看成点电荷
C. 试探电荷的电荷量很小,不影响原电场分布
D. 质子和电子所带电荷量相等,比荷也相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.元电荷是最小的电荷量单位,是物理量而非质子、电子这类实物粒子,仅质子、电子的带电量大小等于元电荷,故A错误;
B.点电荷是理想化模型,只有当带电体的形状、大小对所研究问题的影响可忽略时,才能视为点电荷,体积小的带电小球若研究近距离相互作用,也不能看成点电荷,故B错误;
C.试探电荷的电荷量需足够小,放入后不会改变原场源电荷的分布,因此不会影响原电场分布,符合试探电荷的定义要求,故C正确;
D.比荷为电荷量与质量的比值,质子和电子带电量大小相等,但质子质量约为电子的1836倍,因此二者比荷不相等,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,虚线为金星绕日运行的椭圆形轨道,a、c为椭圆轨道长轴端点,b、d为椭圆轨道短轴端点。金星沿图中箭头方向运行。某时刻金星位于a点,经过四分之三周期,金星位于轨道的( )
A. c点 B. cd之间 C. d点 D. da之间
【答案】B
【解析】
【详解】根据开普勒第二定律可知,金星从a到c连线扫过面积正好是半个椭圆面积,则所用时间等于周期的二分之一,金星从a到d与中心天体连线扫过面积大于椭圆面积的四分之三,则所用时间大于周期的四分之三,故经过四分之三周期,金星位于轨道cd 之间,故B正确。
故选B。
3. 有一质量为1kg的小物块,从光滑固定斜面顶端由静止释放下滑至底端。斜面长度为10m、倾角为30°,重力加速度g取10m/s2。则小物块( )
A. 下滑过程中,斜面对小物块的支持力做功为
B. 下滑过程中,小物块的重力做功为100J
C. 下滑过程中,重力的平均功率为
D. 滑至斜面底端时,重力的瞬时功率为50W
【答案】D
【解析】
【详解】A.支持力方向垂直斜面向上,物块位移沿斜面向下,力与位移夹角为,根据功的公式
其中,支持力做功为0,故A错误;
B.重力做功仅与竖直下落高度有关,下落高度
重力做功,故B错误;
C.斜面光滑,物块下滑加速度
由得下滑时间
重力平均功率,故C错误;
D.滑至底端时速度
重力瞬时功率等于重力乘以竖直方向分速度,其中
因此,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,两个较大的平行金属板A、B接在电压恒定的电源两极上,有一带电油滴恰好静止在两板之间。现仅将A板向上移动一小段距离,则该过程中( )
A. 电容器的电容增大 B. 电容器所带电荷量不变
C. 极板间电场强度减小 D. 油滴将向上加速运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.现仅将A板向上移动一小段距离,则板间距离变大,根据可知,电容器的电容减小,故A错误;
B.由于平行金属板A、B接在电压恒定的电源两极上,所以电容器板间电压保持不变,根据,由于电容器的电容减小,所以电容器所带电荷量减小,故B错误;
CD.根据,由于电容器板间电压保持不变,板间距离变大,所以极板间电场强度减小,油滴受到的电场力减小,油滴所受合力方向向下,所以油滴将向下加速运动,故C正确,D错误。
故选C。
5. 如图所示,实线是电场中一簇方向未知的电场线,虚线是一个质子在该电场区域的部分运动轨迹,a、b是运动轨迹上的两点,质子只受电场力作用,根据此图可知( )
A. 质子在a点的加速度大于b点的加速度 B. 该电场可能是正点电荷形成的电场
C. a点电势高于b点电势 D. 质子在a点的动能小于b点的动能
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据电场线的疏密程度与电场强度的强弱的关系,判断出a点的电场强度大,故a点的电场力较大,根据牛顿第二定律可知,质子在a点的加速度大于b点的加速度,故A正确;
B.质子的运动轨迹向左弯曲,说明质子在a、b两点受到的电场力向左,质子带正电,则场强方向与正电荷受力方向相同,即沿电场线向左,根据图示电场线呈向里汇聚状,故应为负点电荷形成的电场,故 B错误;
C.沿电场线方向电势降低,则质子在a点的电势低于在b点的电势,故C错误;
D.假设质子从a到b运动过程,根据运动轨迹可知,质子所受电场力与速度方向夹角为钝角,电场力做负功,动能减小,则质子在a点的动能大于b点的动能,同理质子从b到a运动过程,电场力做正功,动能增加,也可得到质子在a点的动能大于b点的动能,故D错误。
故选A。
6. 关于赤道上的建筑物A、采石矶的李白雕塑B、地球同步卫星C的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 周期大小关系:TA=TB<TC B. 角速度大小关系:ωA=ωB=ωC
C. 线速度大小关系:vA>vB>vC D. 向心加速度大小关系:aA>aB>aC
【答案】B
【解析】
【详解】A.三者周期相等,赤道上的建筑物A、采石矶的雕塑B随地球自转,角速度等于地球自转角速度;地球同步卫星C的公转周期等于地球自转周期,因此三者角速度、周期均相等。即,故A错误;
B.由角速度公式,三者周期相等则角速度相等,即,故B正确;
C.线速度公式为,角速度相同时线速度与轨道半径成正比,轨道半径关系为(同步卫星轨道半径远大于地球半径,赤道上物体转动半径等于地球半径,B纬度高于赤道,转动半径),因此,故C错误;
D.向心加速度公式为,角速度相同时向心加速度与轨道半径成正比,因此,故D错误。
故选B。
7. 在竖直平面内,滑道PNMSQ由两段对称的圆弧平滑连接而成,且P、M、Q三点在同一水平线上。一物块以某一初速度从P点进入滑道,沿圆弧曲面运动到Q点。物块在滑道最低点N对滑道的压力为F1,在最高点S对滑道的压力为F2;物块通过PM段所用时间为t1,克服摩擦力做功为W1;物块通过MQ段所用时间为t2,克服摩擦力做功为W2。已知物块与滑道各处的动摩擦因数均相同。下列说法正确的是( )
A. F1<F2 B. t1>t2 C. W1=W2 D. W1>W2
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律,则在N点时,即
在S点时,即
可知,根据牛顿第三定律可知,故A错误;
B.由于PM段低于MQ且从P到Q摩擦力一直做负功,则可判断在PM段平均速率较大,又两段路程相同,故,故B错误;
CD.根据,因在PM段运动时物块对轨道的平均压力均大于在MQ段运动时对轨道的平均压力,可知
根据可知,故C错误、D正确。
故选D。
8. 如图所示,足够长的传送带倾角为θ,以恒定速率v1沿顺时针方向传动。一物块从传送带顶端以初速度v2沿传送带向下滑上传送带,已知v2>v1,物块与传送带间的动摩擦因数μ>tanθ。以物块刚滑上传送带的位置为起点,取传送带底端所在水平面为零势能面,则物块的动能Ek和机械能E随路程x的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB.物块刚滑上传送带时,初速度沿传送带向下,传送带速度沿传送带向上。物块相对传送带向下运动,受到沿传送带向上的滑动摩擦力
已知,即,物块所受合力,方向沿传送带向上。物块先沿传送带向下做匀减速直线运动,直到速度减为零。设向下运动的路程为。在此过程中,由动能定理得
即
动能随路程线性减小至零。根据功能关系,除重力外摩擦力做负功,机械能
机械能随路程线性减小。速度减为零后,由于,物块将沿传送带向上做匀加速直线运动。此时物块速度,相对传送带仍向下运动,摩擦力仍为向上,合力仍为向上。在此过程中,动能
随路程线性增加。摩擦力做正功,机械能
随路程线性增加,斜率大小与第一阶段相同。当物块速度增加到等于传送带速度时,物块与传送带相对静止。由于,物块将随传送带一起匀速向上运动。此过程中,动能保持不变。因为,所以最终动能小于初始动能,故A错误,B正确。
CD.在匀速向上运动阶段,物块受静摩擦力向上,摩擦力做正功,机械能继续随路程线性增加,但斜率
即斜率变小。当物块回到起点时,重力势能恢复为初始值,但动能减小,故最终机械能小于初始机械能。故CD错误。
故选B。
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,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. 我国的SJ—21卫星曾将失效的北斗导航卫星从地球同步轨道(圆轨道1)通过转移轨道(椭圆轨道2),拖拽至更高的墓地轨道(圆轨道3)。P为轨道1与轨道2的切点,Q为轨道2与轨道3的切点。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道2上运行的周期大于24小时
B. 卫星在轨道1上经过P点的速度大于在轨道2上经过P点的速度
C. 卫星在轨道2上经过Q点的速度大于经过P点的速度
D. 卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道3上经过Q点的加速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.轨道2的半长轴大于同步轨道1的半径,根据开普勒第三定律可知,卫星在轨道2上运行的周期大于24小时,故A正确;
B.轨道1相对于轨道2是低轨道,由低轨道变轨到高轨道,需要在切点P位置加速,可知,卫星在轨道1上经过P点的速度小于在轨道2上经过P点的速度,故B错误;
C.卫星在轨道2上由Q运动到P过程,万有引力与速度方向夹角为锐角,卫星做加速运动,可知,卫星在轨道2上经过Q点的速度小于经过P点的速度,故C错误;
D.根据牛顿第二定律有
解得
可知,卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道3上经过Q点的加速度,故D正确。
故选AD。
10. 风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示,风力发电机是一种将风能转化为电能的装置,其转化效率约为30%。某风力发电机在风速为9m/s时,输出电功率为405kW,风速在5~10m/s范围内,转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A,空气密度为ρ,风场风速为v,并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是( )
A. 该风力发电机的输出电功率与风速的平方成正比
B. 单位时间流过面积A的流动空气动能为
C. 当风力发电机在风速为6m/s时,输出电功率为120kW
D. 若每天平均有1.0×108kW的风能资源,则每天发电量为2.4×109kW∙h
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设叶片旋转一周的时间为t,则该时间内吹向叶片的动能为,其中,转化的电能,风力发电机的输出电功率
联立解得,单位时间内流过面积A的流动空气动能,A错误,B正确;
C.当风力发电机在风速为9m/s时,输出电功率为,则当风力发电机在风速为6m/s时,输出电功率为,C正确;
D. 由于风力发电存在转换效率,若每天平均有1.0×108kW的风能资源,则每天发电量为,D错误。
故选BC。
三、非选择题:共5题,共58分。
11. 某同学用如图a所示装置探究向心力与角速度和运动半径的关系。装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上(未画出),光滑的水平直杆固定在竖直转轴上,能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P,用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接,细线处于水平伸直状态,当滑块随水平直杆一起匀速转动时,细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条,挡光条到竖直转轴的距离为D,光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间(挡光时间)。滑块P与竖直转轴间的距离可调。
(1)若某次实验中测得挡光条的挡光时间为Δt,则挡光条的线速度为________;电动机的角速度为________。
(2)若保持滑块P到竖直转轴中心的距离为L不变,仅多次改变竖直转轴转动的快慢,测得多组力传感器的示数F和挡光时间Δt。图像如图b所示,实验中,测得图线的斜率为k,则滑块的质量为________。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]由光电门测速原理,挡光条的线速度
[2] 由圆周运动速度关系表达式得
联立解得电动机的角速度
【小问2详解】
根据向心力公式
联立解得
根据图像可知
解得
12. 用如图甲所示的实验装置验证A、B组成的系统机械能守恒。将B从高处由静止开始下落,A拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带,0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未画出),所用电源频率为50Hz。已知A的质量mA=100g、B的质量mB=300g,重力加速度g取9.8m/s2。
(1)关于上述实验,下列说法中正确的是( )
A. 重物最好选择密度较大的物块 B. 实验中应先释放纸带,后接通电源
C. 可以利用公式来求解瞬时速度
(2)在纸带上打下计数点5时B的速度v=________m/s,在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量ΔEk=________J,系统重力势能的减少量ΔEp=________J。(结果均保留三位有效数字)
(3)若某同学作出v2-h图像如图丙所示,则测得的当地的实际重力加速度g测=________m/s2。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)A (2) ①. 2.40 ②. 1.15 ③. 1.18
(3)9.7
【解析】
【小问1详解】
A.为了减小空气阻力对实验的影响,重物最好选择密度较大的物块,故A正确;
B.实验中应先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,故B错误;
C.实验目的是验证机械能守恒定律,若利用公式来求解瞬时速度,则相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律,属于循环论证,故C错误。
故选A。
【小问2详解】
[1]相邻两计数点间还有4个计时点,则相邻计数点间的时间间隔
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,打下计数点5时B的速度
[2]在打下0点到打下计数点5的过程中,系统动能的增加量
[3]由纸带数据可知,打下0点到打下计数点5的过程中,B下降的高度
系统重力势能的减少量
【小问3详解】
根据系统机械能守恒定律有
整理得
由图像可知,图线的斜率
代入图像数据得
解得
13. 天链二号05星搭载长征三号乙运载火箭已成功发射,该卫星是地球同步卫星。已知地球表面的重力加速度大小为g,地球半径为R,天链二号05星的轨道半径为kR,引力常量为G。求:
(1)地球的质量;
(2)天链二号05星运行时的向心加速度大小;
(3)天链二号05星运行时的周期。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在地球表面,万有引力近似等于重力,则有
解得
【小问2详解】
天链二号05星做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,则有
解得
【小问3详解】
天链二号05星做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,则有
解得
14. 如图所示,空间内有水平向右的匀强电场,长为l的细线一端固定在O点,另一端连接一质量为m、带电量为+q的小球。开始时,把细线拉成水平状态,将小球由A点静止释放,小球向下摆动,当细线转动60°角时,小球到达B点,且速度恰好为零。已知重力加速度为g。求:
(1)B、A两点间的电势差UBA;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)小球到达B点时的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)g
【解析】
【小问1详解】
将小球由A点静止释放到达B点的过程中,由动能定理,可得
解得。
【小问2详解】
由匀强电场的电势差和场强的关系,可得
解得。
【小问3详解】
解法一:小球在B点时速度为0,加速度沿运动轨迹的切线方向,有
解得。
解法二:小球在点时的加速度为重力加速度,利用运动的对称性,可得小球到达B点时的加速度大小。
15. 如图所示,竖直平面内,一长度x0=5m的水平轨道AB与半径R=1.6m的光滑圆弧形轨道BC在B点平滑连接,固定在水平地面上,圆弧形轨道BC的圆心角。可视为质点的小物块P静置于水平轨道上的A点。现用一水平向右推力F=9N作用在P上,使P向右运动,当P运动到B点时撤去推力F,此后P经圆弧轨道BC飞出,到达最高点时,恰好从D点进入水平台面DE,P继续向右运动压缩右侧一端固定的轻质弹簧,被轻质弹簧反弹后,恰好可返回到D点。已知P的质量m=2kg,P与水平轨道AB间的动摩擦因数μ1=0.2,P与水平台面DE间的动摩擦因数μ2=0.1,弹簧始终处在弹性限度内,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)P运动到圆弧形轨道B点时对轨道的压力大小;
(2)P进入水平台面D点时的速度大小;
(3)P压缩弹簧的过程中,弹簧具有的最大弹性势能。
【答案】(1)51.25N
(2)1.5m/s (3)
【解析】
【小问1详解】
对小物块,从点运动到点,由动能定理,有
解得
在点,由牛顿第二定律,有
解得
由牛顿第三定律,可得在圆弧轨道点对轨道的压力大小
【小问2详解】
对小物块,在圆弧轨道运动的过程中,由动能定理,有
解得
依题意,小物块恰好从点进入水平台面,把从到的运动看成反向的平抛运动
在点,有
得
【小问3详解】
对小物块,从点到再次回到点的过程中,由动能定理,有
其中为此过程的路程,解得
从点到压缩弹簧至形变量最大的过程中,由能量守恒定律,有
解得
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马鞍山市2025~2026学年第二学期期末教学质量监测
高一物理试题
注意事项:
1.答卷前,务必将自己的姓名、考号和班级填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. “电”的概念古来有之,但对电的研究到了16世纪才随着现代科学的发展而开始。关于元电荷、点电荷、试探电荷、比荷,下列说法正确的是( )
A. 元电荷可以是质子也可以是电子
B. 体积小的带电小球在任何情况下都可以看成点电荷
C. 试探电荷的电荷量很小,不影响原电场分布
D. 质子和电子所带电荷量相等,比荷也相等
2. 如图所示,虚线为金星绕日运行的椭圆形轨道,a、c为椭圆轨道长轴端点,b、d为椭圆轨道短轴端点。金星沿图中箭头方向运行。某时刻金星位于a点,经过四分之三周期,金星位于轨道的( )
A. c点 B. cd之间 C. d点 D. da之间
3. 有一质量为1kg的小物块,从光滑固定斜面顶端由静止释放下滑至底端。斜面长度为10m、倾角为30°,重力加速度g取10m/s2。则小物块( )
A. 下滑过程中,斜面对小物块的支持力做功为
B. 下滑过程中,小物块的重力做功为100J
C. 下滑过程中,重力的平均功率为
D. 滑至斜面底端时,重力的瞬时功率为50W
4. 如图所示,两个较大的平行金属板A、B接在电压恒定的电源两极上,有一带电油滴恰好静止在两板之间。现仅将A板向上移动一小段距离,则该过程中( )
A. 电容器的电容增大 B. 电容器所带电荷量不变
C. 极板间电场强度减小 D. 油滴将向上加速运动
5. 如图所示,实线是电场中一簇方向未知的电场线,虚线是一个质子在该电场区域的部分运动轨迹,a、b是运动轨迹上的两点,质子只受电场力作用,根据此图可知( )
A. 质子在a点的加速度大于b点的加速度 B. 该电场可能是正点电荷形成的电场
C. a点电势高于b点电势 D. 质子在a点的动能小于b点的动能
6. 关于赤道上的建筑物A、采石矶的李白雕塑B、地球同步卫星C的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 周期大小关系:TA=TB<TC B. 角速度大小关系:ωA=ωB=ωC
C. 线速度大小关系:vA>vB>vC D. 向心加速度大小关系:aA>aB>aC
7. 在竖直平面内,滑道PNMSQ由两段对称的圆弧平滑连接而成,且P、M、Q三点在同一水平线上。一物块以某一初速度从P点进入滑道,沿圆弧曲面运动到Q点。物块在滑道最低点N对滑道的压力为F1,在最高点S对滑道的压力为F2;物块通过PM段所用时间为t1,克服摩擦力做功为W1;物块通过MQ段所用时间为t2,克服摩擦力做功为W2。已知物块与滑道各处的动摩擦因数均相同。下列说法正确的是( )
A. F1<F2 B. t1>t2 C. W1=W2 D. W1>W2
8. 如图所示,足够长的传送带倾角为θ,以恒定速率v1沿顺时针方向传动。一物块从传送带顶端以初速度v2沿传送带向下滑上传送带,已知v2>v1,物块与传送带间的动摩擦因数μ>tanθ。以物块刚滑上传送带的位置为起点,取传送带底端所在水平面为零势能面,则物块的动能Ek和机械能E随路程x的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,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. 我国的SJ—21卫星曾将失效的北斗导航卫星从地球同步轨道(圆轨道1)通过转移轨道(椭圆轨道2),拖拽至更高的墓地轨道(圆轨道3)。P为轨道1与轨道2的切点,Q为轨道2与轨道3的切点。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道2上运行的周期大于24小时
B. 卫星在轨道1上经过P点的速度大于在轨道2上经过P点的速度
C. 卫星在轨道2上经过Q点的速度大于经过P点的速度
D. 卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道3上经过Q点的加速度
10. 风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示,风力发电机是一种将风能转化为电能的装置,其转化效率约为30%。某风力发电机在风速为9m/s时,输出电功率为405kW,风速在5~10m/s范围内,转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A,空气密度为ρ,风场风速为v,并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是( )
A. 该风力发电机的输出电功率与风速的平方成正比
B. 单位时间流过面积A的流动空气动能为
C. 当风力发电机在风速为6m/s时,输出电功率为120kW
D. 若每天平均有1.0×108kW的风能资源,则每天发电量为2.4×109kW∙h
三、非选择题:共5题,共58分。
11. 某同学用如图a所示装置探究向心力与角速度和运动半径的关系。装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上(未画出),光滑的水平直杆固定在竖直转轴上,能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P,用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接,细线处于水平伸直状态,当滑块随水平直杆一起匀速转动时,细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条,挡光条到竖直转轴的距离为D,光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间(挡光时间)。滑块P与竖直转轴间的距离可调。
(1)若某次实验中测得挡光条的挡光时间为Δt,则挡光条的线速度为________;电动机的角速度为________。
(2)若保持滑块P到竖直转轴中心的距离为L不变,仅多次改变竖直转轴转动的快慢,测得多组力传感器的示数F和挡光时间Δt。图像如图b所示,实验中,测得图线的斜率为k,则滑块的质量为________。
12. 用如图甲所示的实验装置验证A、B组成的系统机械能守恒。将B从高处由静止开始下落,A拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带,0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个计时点(图中未画出),所用电源频率为50Hz。已知A的质量mA=100g、B的质量mB=300g,重力加速度g取9.8m/s2。
(1)关于上述实验,下列说法中正确的是( )
A. 重物最好选择密度较大的物块 B. 实验中应先释放纸带,后接通电源
C. 可以利用公式来求解瞬时速度
(2)在纸带上打下计数点5时B的速度v=________m/s,在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量ΔEk=________J,系统重力势能的减少量ΔEp=________J。(结果均保留三位有效数字)
(3)若某同学作出v2-h图像如图丙所示,则测得的当地的实际重力加速度g测=________m/s2。(结果保留两位有效数字)
13. 天链二号05星搭载长征三号乙运载火箭已成功发射,该卫星是地球同步卫星。已知地球表面的重力加速度大小为g,地球半径为R,天链二号05星的轨道半径为kR,引力常量为G。求:
(1)地球的质量;
(2)天链二号05星运行时的向心加速度大小;
(3)天链二号05星运行时的周期。
14. 如图所示,空间内有水平向右的匀强电场,长为l的细线一端固定在O点,另一端连接一质量为m、带电量为+q的小球。开始时,把细线拉成水平状态,将小球由A点静止释放,小球向下摆动,当细线转动60°角时,小球到达B点,且速度恰好为零。已知重力加速度为g。求:
(1)B、A两点间的电势差UBA;
(2)匀强电场的电场强度大小;
(3)小球到达B点时的加速度大小。
15. 如图所示,竖直平面内,一长度x0=5m的水平轨道AB与半径R=1.6m的光滑圆弧形轨道BC在B点平滑连接,固定在水平地面上,圆弧形轨道BC的圆心角。可视为质点的小物块P静置于水平轨道上的A点。现用一水平向右推力F=9N作用在P上,使P向右运动,当P运动到B点时撤去推力F,此后P经圆弧轨道BC飞出,到达最高点时,恰好从D点进入水平台面DE,P继续向右运动压缩右侧一端固定的轻质弹簧,被轻质弹簧反弹后,恰好可返回到D点。已知P的质量m=2kg,P与水平轨道AB间的动摩擦因数μ1=0.2,P与水平台面DE间的动摩擦因数μ2=0.1,弹簧始终处在弹性限度内,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)P运动到圆弧形轨道B点时对轨道的压力大小;
(2)P进入水平台面D点时的速度大小;
(3)P压缩弹簧的过程中,弹簧具有的最大弹性势能。
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