精品解析:2026届四川雅安市高三上学期零诊考试物理试题
2026-09-24
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内容正文:
雅安市高2023级高三“零诊”考试
物理试题
全卷共100分,考试时间为75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号、准考证号填写在答题卡上,并将条形码准确贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.选择题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。非选择题用0.5 mm黑色墨水签字笔在答题卡各题目的答题区域内作答,在试题卷上作答,答案无效。
3.考试结束,监考人只将答题卡收回。
一、单项选择题:本题共7小题,每题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图,雅安市某集中式光伏发电项目在搭建光伏板的同时,配合种植了高海拔优质牧草,实现了生态保护与项目发展“双赢”。光伏板表面与水平面之间的夹角称为倾角。一只昆虫停在光伏板的上表面且始终和光伏板保持相对静止,在缓慢增大倾角的过程中,这只昆虫( )
A. 受重力增大 B. 受光伏板的支持力增大
C. 受光伏板的摩擦力增大 D. 受光伏板的作用力增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由重力公式得物体所受重力仅与物体质量和重力加速度有关,因此在缓慢增大倾角的过程中昆虫所受重力不变,故A错误;
BC.对昆虫进行受力分析并沿光伏板方向进行正交分解如下图所示:
昆虫始终静止,受力平衡,可得摩擦力
支持力
在缓慢增大倾角的过程中,逐渐增大,逐渐减小,则得摩擦力逐渐增大,支持力逐渐减小,故B错误,C正确;
D.光伏板对昆虫作用力为支持力与摩擦力的合力,昆虫受摩擦力、支持力与重力三力平衡,则摩擦力与支持力合力等于物体所受重力,由昆虫所受重力不变,得摩擦力与支持力合力保持不变,可得光伏板对昆虫作用力保持不变,故D错误。
故选C。
2. 由于宇宙射线的作用,大气中每年会新生一定量的氚。氚原子容易发生衰变,衰变方程为,氚的半衰期为12.43年。下列说法正确的是( )
A. 的中子数为2
B. 温度升高会延长氚的半衰期
C. 1mol氚经过24.86年完全发生衰变
D. 衰变前氚核质量大于衰变后氦核与电子总质量
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据核反应的电荷数守恒、质量数守恒,可算出生成的氦核为,原子核的中子数=质量数-质子数,的中子数为,不是2,故A错误;
B.半衰期是原子核的固有属性,由原子核内部结构决定,与外界温度、压强等物理化学条件无关,温度升高不会改变氚的半衰期,故B错误;
C.24.86年为2个半衰期,经过个半衰期后剩余未衰变的原子核质量为,因此2个半衰期后还剩余氚未衰变,且半衰期是统计规律,无论经过多长时间,原子核都不可能完全衰变,故C错误;
D.β衰变过程释放能量,根据爱因斯坦质能方程,反应存在质量亏损,因此衰变前氚核的质量大于衰变后氦核与电子的总质量,故D正确。
故选D。
3. 成雅铁路使用的CRH6A-A型动车组采用2动2拖模式运行(其中2节是动力车厢且额定功率相同)。该动车组以额定功率在平直的铁轨上由静止开始启动,每节车厢受到的阻力与列车运行速率成正比。关于该启动过程,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.动车组以额定功率启动,满足功率关系
每节车厢阻力与速率成正比,即总阻力 (为比例常数)
根据牛顿第二定律
即
启动过程中不断增大,牵引力不断减小,阻力不断增大,因此合力持续减小,加速度随速度增大不断减小,动车组做加速度逐渐减小的变加速直线运动,直到牵引力与阻力平衡
此后加速度为0,速度保持最大速度匀速运动,故A正确;
CD.图线斜率代表速度,动车组做加速度逐渐减小的变加速直线运动,速度一直增大至最大速度后匀速运动,故CD错误。
故选A。
4. 主动降噪(Active Noise Cancellation,ANC)是基于声波反向抵消的噪声控制技术,其主要原理是通过麦克风采集环境噪声,生成频率相同、相位完全相反的声波来抵消噪声。如图所示为汽车主动降噪系统示意图,若系统某次发出的抵消声波振动方程为,下列说法正确的是( )
A. 被完全抵消的环境噪声声波振幅为4 A
B. 被完全抵消的环境噪声声波频率为100 Hz
C. 主动降噪过程应用了声波的多普勒效应
D. 抵消声波和环境噪声声波在空气中传播速度相等
【答案】D
【解析】
【详解】A B.由题可知系统某次发出的抵消声波振动方程为,则可得抵消声波的振幅为A,角频率,则频率
代入得
则可完全抵消的环境噪声应该与发出的抵消声波振幅、频率均相同,因此被完全抵消的环境噪声声波振幅为A,声波频率为,故A B错误;
C.主动降噪为波的叠加与抵消,应用了声波的干涉原理,故C错误;
D.声速由传播介质决定,抵消声波和环境噪声声波均在空气中传播,因此抵消声波和环境噪声声波传播速度相等,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,以固定平台右边缘O为原点,沿平台右侧竖直向下为y轴正方向,水平向右为x轴正方向,建立直角坐标系xOy。以坐标原点O为圆心的四分之一圆弧轨道固定在平台右侧。将小球(可视为质点)从O点沿x轴正方向以某一初速度抛出,不计空气阻力。关于小球从O点运动到圆弧上某点的过程,下列说法正确的是( )
A. 初速度越大,小球在空中运动时间越长
B. 初速度越大,小球运动过程速度变化量越大
C. 改变初速度大小,小球落在圆弧上不同位置速率可能相等
D. 改变初速度大小,小球落在圆弧上速度的方向可能垂直于该点的切线
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球做平抛运动,在竖直方向上做的是自由落体运动,则有
解得小球在空中运动的时间为
可知下落高度越大,小球在空中运动时间越长。由图可知小球的初速度越小,下落的高度越大,飞行时间越长,故A错误;
B.平抛运动速度的变化量为
由A选项分析可知,初速度越大,小球在空中运动的时间越短,则速度的变化量越小,故B错误;
C.设圆弧的半径为,则根据几何关系有
其中,
小球打在圆弧上时的速率表达式为
联立解得
通过求导化简可知当时,有最小值。所以改变初速度的大小,小球落在圆弧上不同位置速率可能相等,故C正确;
D.若小球落在圆弧上速度的方向垂直于该点的切线,即小球垂直打在圆轨道上,则速度方向的反向延长线应交于圆心;而根据平抛运动的规律可知,速度方向的反向延长线应交于水平位移的中点,根据题意可知圆心和水平位移的中点不是同一位置,所以改变初速度大小,小球落在圆弧上速度的方向不可能垂直于该点的切线,故D错误。
故选C。
6. 北京时间2025年9月16日9时06分,我国在酒泉卫星发射中心将卫星互联网技术试验卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。不同高度的卫星绕地球做匀速圆周运动时,卫星与地心连线单位时间内扫过的面积S与卫星线速度的倒数关系图像如图所示(图中a,b已知)。已知地球半径为R,万有引力常量为G,卫星绕地球运动可视为匀速圆周运动。下列判断正确的是( )
A. 地球质量为
B. 地球密度为
C. 地球第一宇宙速度为
D. 若卫星绕地球运动的周期为T,卫星离地面的高度为
【答案】B
【解析】
【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动,设轨道半径为,单位时间内卫星与地心连线扫过的面积
则轨道半径
对做匀速圆周运动的卫星,万有引力提供向心力,即
则,把代入得
则
可见:图像斜率
A.由图,斜率,所以,则,故A错误;
B.地球体积,则地球密度,故B正确;
C.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,满足
则地球第一宇宙速度为,故C错误;
D.由开普勒第三定律,则
则轨道半径
则卫星离地高度,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,在墙角有一均匀柔软细绳,一端悬于天花板上的点,另一端悬于竖直墙壁上的点,平衡后最低点为点,测得段长度是段长度的两倍。细绳在端附近的切线与竖直墙壁的夹角为,在端附近的切线与水平天花板的夹角为。若,则的值为( )
A. 2.0 B. 3.6 C. 4.0 D. 5.4
【答案】C
【解析】
【详解】设均匀柔软细绳的质量为,段长度是段长度的两倍,故段的质量为,段的质量为
对段进行受力分析,设处的张力为,处的张力为,根据平衡条件,
联立解得
对段进行受力分析,根据平衡条件解得
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 骑自行车出行不仅环保还能健身。如图所示是某自行车传动系统,链条套在前、后齿盘上,齿盘齿数与齿盘半径成正比;前齿盘有50齿,后齿盘有转轴相同但齿数不同的多个齿盘。现将链条套在前齿盘和齿数为25齿的后齿盘上,提起后轮,转动脚蹬,前、后齿盘在链条带动下转动,齿数为n的齿盘边缘线速度为,角速度为,向心加速度为,周期为。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A.前、后齿盘在链条带动下转动,所以两齿盘边缘的线速度大小相等,即,故A错误;
B.根据,
可得,故B正确;
C.根据,
可知,故C正确;
D.根据,
可知,故D错误。
故选BC。
9. 汽车安全气囊系统是一种被动安全保护系统,它与座椅安全带配合使用,可以为乘客提供有效的防撞保护。如图甲,用充气垫代替气囊进行模拟实验,物体沿光滑水平面运动撞击固定的充气垫,通过传感器测得充气垫对物体作用力大小随时间变化的图像如图乙所示。在物体与充气垫接触过程中,下列说法正确的是( )
A. 物体加速度先增大后减小 B. 物体动能先增大后减小
C. 物体动量变化量为零 D. 物体速度变化量正比于图像与横轴围成的面积
【答案】AD
【解析】
【详解】A.水平面光滑,充气垫对物体作用力即为合外力,根据牛顿第二定律,物体质量不变,由图乙可知作用力先增大后减小,因此物体的加速度也先增大后减小,故A正确;
B.作用力最大时,物体速度为0,之后反向加速,速度先减小后增大,因此动能先减小后增大,故B错误;
C.由动量定理可得,合外力的冲量等于动量变化量,合外力即作用力的冲量不为零,因此动量变化量不为零,故C错误;
D.根据动量定理,其中冲量就是图像与横轴围成的面积,可得,物体质量为定值,因此速度变化量正比于图像与横轴围成的面积,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,质量均为1 kg的物体P、Q叠放在倾角为的固定斜面上,右侧用挡板挡住。P、Q间动摩擦因数为,Q与斜面间动摩擦因数为。去掉挡板的同时,给P或Q施加一平行斜面的力,使P、Q保持相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,下列判断正确的是( )
A. 作用在P上,方向沿斜面向下
B. 作用在P上,方向沿斜面向上
C. 作用在Q上,大小满足
D. 作用在Q上,大小满足
【答案】BD
【解析】
【详解】由题意可知,P、Q间动摩擦因数为,Q与斜面间动摩擦因数为。则P、Q间的最大静摩擦力为
Q与斜面间的最大静摩擦力
AB.当力F沿斜面向上或沿斜面向下作用在P上时,根据受力分析可知Q均静止,若力F方向沿斜面向下,则P不能静止;若力F方向沿斜面向上时,F最小时有
解得
F最大时有
解得
则力F大小满足
即P、Q保持静止,若F作用在P上,方向沿斜面向上,大小满足,故A错误,B正确;
CD.若F作用在Q上,根据受力分析可知P加速向下运动,且所受合力的范围为
即
根据牛顿第二定律可知,P加速度大小范围为
即
方向沿斜面向下;对P、Q整体,因为
可知P、Q整体所受合力即为F,则力F方向一定沿斜面向下,加速度最小时,有
加速度最大时,有
则力F大小满足,故C错误,D正确。
故选BD。
三、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 图示为实验室常用的向心力演示仪,可用来探究小球做圆周运动所需向心力大小与小球质量、角速度和轨道半径的关系。其左、右塔轮通过皮带连接,自上而下共有三层,其左、右轮半径之比分别为1∶1,2∶1和3∶1。
(1)实验时,转动手柄速度的快慢对实验结论_________(选填“有”或“无”)影响;
(2)下列实验与本实验采用的研究方法相同的是_________;
A. 研究平抛运动的规律
B. 探究加速度与力、质量的关系
C. 探究两个互成角度的力的合成规律
(3)将两个完全相同的小球分别放置在A、C位置,转动手柄,塔轮匀速转动时,左右标尺露出的格子数如图所示,则皮带应置于塔轮的第_________(选填“一”“二”或“三”)层。
【答案】(1)无 (2)B
(3)二
【解析】
【小问1详解】
本实验的目的是探究小球做圆周运动所需向心力大小与小球质量、角速度和轨道半径的关系,根据向心力公式,向心力的大小由、、决定。
实验中,我们通过标尺露出的格子数来比较向心力的大小。转动手柄的速度快慢,只会改变小球做圆周运动的角速度的大小,从而改变向心力的具体数值,但不会改变与、、之间的比例关系,故实验时,转动手柄速度的快慢对实验结论无影响。
【小问2详解】
A.本实验探究向心力与质量、角速度、半径三个变量的关系,采用的是控制变量法,(即每次只改变一个变量,保持其他变量不变,来研究该变量对结果的影响),探究平抛运动的特点时采用了运动分解法,故A不符合题意;
B.探究加速度与力和质量的关系采用了控制变量法,故B符合题意;
C.探究两个互成角度的力的合成规律采用了等效替代法,故C不符合题意。
故选B。
【小问3详解】
两个小球完全相同,即质量相同,放置在A、C位置,可知半径相等,观察标尺露出的格子数可知,左右向心力大小之比为
根据向心力公式,可得左右轮角速度之比
又左右轮线速度相等,根据可知,左右轮半径之比,皮带应置于塔轮的第二层。
12. 某实验小组用图示装置验证机械能守恒定律和动量守恒定律。质量为的物块A(含左端固定的遮光条)和质量为的物块B用不可伸长的轻绳连接,跨在轻质滑轮上,遮光条宽度为,重力加速度为。
(1)用手托住B时,A静止在平台上且绳刚好绷直。放手后B下降,A上升。A上升后,遮光条通过光电门,记录遮光时间为,此时A的速度_________。该过程中系统增加的动能_________,减小的重力势能_________,在误差允许的范围内,则说明系统机械能守恒。
(2)更换物块B,使其质量和A的质量(含遮光条)相等。系统在图示位置静止,将物块B竖直向上移动后由静止释放,轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小_________(用、表示)。轻绳绷紧后经过一段时间,遮光条通过光电门,测得遮光时间为,则该实验小组需验证轻绳绷紧前后动量守恒的表达式为_________(用、、、表示)。
【答案】(1) ①. ②. ③.
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]由于遮光条宽度很小,遮光时间极短,用平均速度近似代替A通过光电门的瞬时速度,因此
[2]轻绳不可伸长,因此A、B的速度大小始终相等,系统的总动能为两者动能之和
[3]该过程中A上升高度,重力势能增加;B下降高度,重力势能减少,因此系统重力势能的总减小量为
【小问2详解】
[1]将B向上移动后静止释放,到轻绳绷紧前,B做自由落体运动,由运动学公式
得
[2]轻绳绷紧前,A速度为0,AB总动量为;轻绳绷紧后,A、B通过绳的相互作用获得共同速度,总动量为
根据动量守恒关系得
代入已知,整理得到
四、计算题:本题共3小题,共38分。
13. 纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵仪式上,中国无人智能装备“井喷”亮相,展现了中国军事硬实力。某实验小组利用无人机模拟“投弹”。无人机以的速度匀速竖直上升,在离地面处释放一个小球。已知无人机空机质量,小球质量,无人机运动过程中受到空气向上的升力不变,小球落到地面不反弹,忽略空气阻力,重力加速度取。求:
(1)小球落地前瞬间的速度大小v;
(2)从小球被释放时开始计时,2s末小球与无人机之间的距离x。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球被释放后做竖直上抛运动,选竖直向上为正方向,则根据竖直上抛运动的规律有
解得小球落地前瞬间的速度大小为
方向竖直向下。
【小问2详解】
释放小球后无人机向上做匀加速直线运动,设其加速度为,则根据牛顿第二定律有
解得
所以无人机内上升的高度为
设小球落到地面的时间为,则根据竖直上抛运动的规律有
解得
由于,所以小球在内下落的高度就是,因此从小球被释放时开始计时,2s末小球与无人机之间的距离为
14. 如图所示,同一竖直面内有质量均为m的甲、乙、丙三个小球(可视为质点),甲与乙、甲与丙之间通过铰链用轻杆连接,杆长均为L;乙与丙通过轻质弹簧连接置于水平面上。对乙、丙施加水平作用力F,系统保持静止,此时轻杆间夹角,弹簧处于原长;同时撤去F,甲、乙、丙在同一竖直平面内运动,弹簧始终处于弹性限度内。已知弹簧的弹性势能与弹簧形变量关系式为,不计一切摩擦,重力加速度为g,,。
(1)求水平作用力F的大小;
(2)当时,求甲、乙的速度大小之比;
(3)甲运动到最低点时,,求弹簧的劲度系数k。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
初始系统静止,对甲受力分析:甲受重力、两根轻杆的弹力,由竖直方向平衡得
解得杆的弹力
对乙受力分析:乙受水平力、杆的弹力的水平分力,弹簧此时原长弹力为0,水平方向平衡得
计算得水平作用力
【小问2详解】
甲和乙通过长度固定的轻杆连接,两者沿杆方向的分速度大小相等, 甲的速度竖直向下,将沿杆方向分解,沿杆分速度为
乙的速度水平向左,将沿杆方向分解,沿杆分速度为
由沿杆速度相等得
代入,即
解得
【小问3详解】
甲到最低点时竖直方向速度为0,由对称性可知乙此时速度也为0,由对称性丙此时速度也为0,系统机械能守恒,
初始时,甲的高度
时,甲的高度
甲下落的高度差为
两球水平间距初始为
可得初始弹簧原长
时,弹簧长度
弹簧形变量
根据机械能守恒,甲减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能,可得
代入甲最低点下落高度,形变量
解得
15. 某物理课外实践小组设计了如图所示的轨道模型模拟弹射游戏。该轨道模型由水平轨道AB,半径为R的四分之一竖直圆弧细管道BC,圆心角为、半径为R的竖直圆弧轨道CD平滑连接而成。游戏开始,质量为M的甲物体以速度弹出,与静止在B点、质量为m的乙物体发生完全非弹性碰撞后组合成一个整体丙;丙沿轨道运动,从D点抛出,击中与D点等高的平台EF上的目标,则游戏成功。已知丙落在平台EF上,被反弹后水平分速度保持不变,竖直分速度减半;,,,,,,甲、乙、丙均可视为质点,不计一切摩擦阻力,重力加速度g取,,。
(1)若甲物体以速度被弹出,求
ⅰ.碰撞后瞬间丙的速度大小;
ⅱ.丙通过圆弧轨道上的D点,对轨道的压力大小F;
(2)若丙沿轨道运动并击中放置在F点的目标物体,求丙通过D点的速度(结果可用根号表示)。
【答案】(1)ⅰ.
ⅱ.
(2)或
【解析】
【小问1详解】
ⅰ.甲物体与乙物体发生完全非弹性碰撞,由动量守恒
解得
ⅱ.圆弧轨道上D点的竖直高度
对B到D过程分析,由动能定理
解得
丙通过圆弧轨道上的D点时,指向的方向上的合力充当向心力
解得丙通过圆弧轨道上的D点,对轨道的压力大小
【小问2详解】
丙沿轨道运动到D点时的最小速度应满足
解得
若丙沿轨道运动后直接击中放置在F点的目标物体,由斜抛运动的规律可知,,,
解得
大于,满足题意;
若丙沿轨道运动后经反弹,竖直分速度减半、水平分速度不变,最终击中F点,由斜抛运动的规律可知,,, ,,
解得,
等于,且满足,满足题意。
综上所述,若丙沿轨道运动并击中放置在F点的目标物体,丙通过D点的速度为或
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物理试题
全卷共100分,考试时间为75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号、准考证号填写在答题卡上,并将条形码准确贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.选择题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。非选择题用0.5 mm黑色墨水签字笔在答题卡各题目的答题区域内作答,在试题卷上作答,答案无效。
3.考试结束,监考人只将答题卡收回。
一、单项选择题:本题共7小题,每题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图,雅安市某集中式光伏发电项目在搭建光伏板的同时,配合种植了高海拔优质牧草,实现了生态保护与项目发展“双赢”。光伏板表面与水平面之间的夹角称为倾角。一只昆虫停在光伏板的上表面且始终和光伏板保持相对静止,在缓慢增大倾角的过程中,这只昆虫( )
A. 受重力增大 B. 受光伏板的支持力增大
C. 受光伏板的摩擦力增大 D. 受光伏板的作用力增大
2. 由于宇宙射线的作用,大气中每年会新生一定量的氚。氚原子容易发生衰变,衰变方程为,氚的半衰期为12.43年。下列说法正确的是( )
A. 的中子数为2
B. 温度升高会延长氚的半衰期
C. 1mol氚经过24.86年完全发生衰变
D. 衰变前氚核质量大于衰变后氦核与电子总质量
3. 成雅铁路使用的CRH6A-A型动车组采用2动2拖模式运行(其中2节是动力车厢且额定功率相同)。该动车组以额定功率在平直的铁轨上由静止开始启动,每节车厢受到的阻力与列车运行速率成正比。关于该启动过程,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 主动降噪(Active Noise Cancellation,ANC)是基于声波反向抵消的噪声控制技术,其主要原理是通过麦克风采集环境噪声,生成频率相同、相位完全相反的声波来抵消噪声。如图所示为汽车主动降噪系统示意图,若系统某次发出的抵消声波振动方程为,下列说法正确的是( )
A. 被完全抵消的环境噪声声波振幅为4 A
B. 被完全抵消的环境噪声声波频率为100 Hz
C. 主动降噪过程应用了声波的多普勒效应
D. 抵消声波和环境噪声声波在空气中传播速度相等
5. 如图所示,以固定平台右边缘O为原点,沿平台右侧竖直向下为y轴正方向,水平向右为x轴正方向,建立直角坐标系xOy。以坐标原点O为圆心的四分之一圆弧轨道固定在平台右侧。将小球(可视为质点)从O点沿x轴正方向以某一初速度抛出,不计空气阻力。关于小球从O点运动到圆弧上某点的过程,下列说法正确的是( )
A. 初速度越大,小球在空中运动时间越长
B. 初速度越大,小球运动过程速度变化量越大
C. 改变初速度大小,小球落在圆弧上不同位置速率可能相等
D. 改变初速度大小,小球落在圆弧上速度的方向可能垂直于该点的切线
6. 北京时间2025年9月16日9时06分,我国在酒泉卫星发射中心将卫星互联网技术试验卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。不同高度的卫星绕地球做匀速圆周运动时,卫星与地心连线单位时间内扫过的面积S与卫星线速度的倒数关系图像如图所示(图中a,b已知)。已知地球半径为R,万有引力常量为G,卫星绕地球运动可视为匀速圆周运动。下列判断正确的是( )
A. 地球质量为
B. 地球密度为
C. 地球第一宇宙速度为
D. 若卫星绕地球运动的周期为T,卫星离地面的高度为
7. 如图所示,在墙角有一均匀柔软细绳,一端悬于天花板上的点,另一端悬于竖直墙壁上的点,平衡后最低点为点,测得段长度是段长度的两倍。细绳在端附近的切线与竖直墙壁的夹角为,在端附近的切线与水平天花板的夹角为。若,则的值为( )
A. 2.0 B. 3.6 C. 4.0 D. 5.4
二、多项选择题:本题共3小题,每题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 骑自行车出行不仅环保还能健身。如图所示是某自行车传动系统,链条套在前、后齿盘上,齿盘齿数与齿盘半径成正比;前齿盘有50齿,后齿盘有转轴相同但齿数不同的多个齿盘。现将链条套在前齿盘和齿数为25齿的后齿盘上,提起后轮,转动脚蹬,前、后齿盘在链条带动下转动,齿数为n的齿盘边缘线速度为,角速度为,向心加速度为,周期为。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
9. 汽车安全气囊系统是一种被动安全保护系统,它与座椅安全带配合使用,可以为乘客提供有效的防撞保护。如图甲,用充气垫代替气囊进行模拟实验,物体沿光滑水平面运动撞击固定的充气垫,通过传感器测得充气垫对物体作用力大小随时间变化的图像如图乙所示。在物体与充气垫接触过程中,下列说法正确的是( )
A. 物体加速度先增大后减小 B. 物体动能先增大后减小
C. 物体动量变化量为零 D. 物体速度变化量正比于图像与横轴围成的面积
10. 如图所示,质量均为1 kg的物体P、Q叠放在倾角为的固定斜面上,右侧用挡板挡住。P、Q间动摩擦因数为,Q与斜面间动摩擦因数为。去掉挡板的同时,给P或Q施加一平行斜面的力,使P、Q保持相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,下列判断正确的是( )
A. 作用在P上,方向沿斜面向下
B. 作用在P上,方向沿斜面向上
C. 作用在Q上,大小满足
D. 作用在Q上,大小满足
三、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 图示为实验室常用的向心力演示仪,可用来探究小球做圆周运动所需向心力大小与小球质量、角速度和轨道半径的关系。其左、右塔轮通过皮带连接,自上而下共有三层,其左、右轮半径之比分别为1∶1,2∶1和3∶1。
(1)实验时,转动手柄速度的快慢对实验结论_________(选填“有”或“无”)影响;
(2)下列实验与本实验采用的研究方法相同的是_________;
A. 研究平抛运动的规律
B. 探究加速度与力、质量的关系
C. 探究两个互成角度的力的合成规律
(3)将两个完全相同的小球分别放置在A、C位置,转动手柄,塔轮匀速转动时,左右标尺露出的格子数如图所示,则皮带应置于塔轮的第_________(选填“一”“二”或“三”)层。
12. 某实验小组用图示装置验证机械能守恒定律和动量守恒定律。质量为的物块A(含左端固定的遮光条)和质量为的物块B用不可伸长的轻绳连接,跨在轻质滑轮上,遮光条宽度为,重力加速度为。
(1)用手托住B时,A静止在平台上且绳刚好绷直。放手后B下降,A上升。A上升后,遮光条通过光电门,记录遮光时间为,此时A的速度_________。该过程中系统增加的动能_________,减小的重力势能_________,在误差允许的范围内,则说明系统机械能守恒。
(2)更换物块B,使其质量和A的质量(含遮光条)相等。系统在图示位置静止,将物块B竖直向上移动后由静止释放,轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小_________(用、表示)。轻绳绷紧后经过一段时间,遮光条通过光电门,测得遮光时间为,则该实验小组需验证轻绳绷紧前后动量守恒的表达式为_________(用、、、表示)。
四、计算题:本题共3小题,共38分。
13. 纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵仪式上,中国无人智能装备“井喷”亮相,展现了中国军事硬实力。某实验小组利用无人机模拟“投弹”。无人机以的速度匀速竖直上升,在离地面处释放一个小球。已知无人机空机质量,小球质量,无人机运动过程中受到空气向上的升力不变,小球落到地面不反弹,忽略空气阻力,重力加速度取。求:
(1)小球落地前瞬间的速度大小v;
(2)从小球被释放时开始计时,2s末小球与无人机之间的距离x。
14. 如图所示,同一竖直面内有质量均为m的甲、乙、丙三个小球(可视为质点),甲与乙、甲与丙之间通过铰链用轻杆连接,杆长均为L;乙与丙通过轻质弹簧连接置于水平面上。对乙、丙施加水平作用力F,系统保持静止,此时轻杆间夹角,弹簧处于原长;同时撤去F,甲、乙、丙在同一竖直平面内运动,弹簧始终处于弹性限度内。已知弹簧的弹性势能与弹簧形变量关系式为,不计一切摩擦,重力加速度为g,,。
(1)求水平作用力F的大小;
(2)当时,求甲、乙的速度大小之比;
(3)甲运动到最低点时,,求弹簧的劲度系数k。
15. 某物理课外实践小组设计了如图所示的轨道模型模拟弹射游戏。该轨道模型由水平轨道AB,半径为R的四分之一竖直圆弧细管道BC,圆心角为、半径为R的竖直圆弧轨道CD平滑连接而成。游戏开始,质量为M的甲物体以速度弹出,与静止在B点、质量为m的乙物体发生完全非弹性碰撞后组合成一个整体丙;丙沿轨道运动,从D点抛出,击中与D点等高的平台EF上的目标,则游戏成功。已知丙落在平台EF上,被反弹后水平分速度保持不变,竖直分速度减半;,,,,,,甲、乙、丙均可视为质点,不计一切摩擦阻力,重力加速度g取,,。
(1)若甲物体以速度被弹出,求
ⅰ.碰撞后瞬间丙的速度大小;
ⅱ.丙通过圆弧轨道上的D点,对轨道的压力大小F;
(2)若丙沿轨道运动并击中放置在F点的目标物体,求丙通过D点的速度(结果可用根号表示)。
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