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1.答案:A 由滚轮不会打滑可知主动轴上的平盘与可随从动轴转动的圆柱形滚轮的接触
点的线速度相同,所以v1=v2,由此可得
,所以
,即选项A
正确.
2.答案:B 根据物体作直线运动和曲线运动的条件可知,先作初速度为零的沿合力方向的匀加速直线运动,后因速度方向跟另一个力不在一条直线上,作匀变速曲线运动.
3.答案:AC
根据运动的合成与分解,因为小船垂直岸航行,渡河时间与水的速度无关,又河水的流速与到河岸的距离x成正比,即
,所以
,解得
,渡河时间为
.
4.答案:C 小球做平抛运动,竖直高度
m,A正确;小球水平方向上的位移
m,小球初速度
m/s,此即第一次闪光时小车的速度,B正确;两次闪光时间间隔内汽车的平均速度
m/s,因此汽车应做加速运动,C不能确定,D能够确定.
5.答案:CD 根据物体竖直上抛的运动规律,得
,因此可求出该星球表面的重力加速度g.再根据
可推导出CD为正确答案.
6.答案:A 因为要提高“神舟”六号飞船的高度将考虑启动火箭发动机向后喷气,通过反冲作用,使飞船加速,飞船需要的向心力增大,但由于在原轨道上
不变,不足以提供其所需的向心力,所以飞船做离心运动,到更高的轨道,所以A正确,B错误.对飞船有:
,所以
,R增大,运行速度v减小,C错误;由于
,所以
,
,所以R增大,T增大,但a减少,所以D错.
7.答案:C 在理想情况下一直加速,可以达到围绕地球表面做圆周运动,即第一宇宙速度.
8.答案:C 球的水平速度是
,解得
m/s.
9.答案:C 设杆沿方向移动的速度为
,根据速度分解可得,
,
,所以可得
.
10.答案:BC
较小,物体追上细杆相碰;
较大,细杆绕过一周后追上物体相碰.
第Ⅱ卷(非选择题,共110分)
11.(1)答案:平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 (2分)
球1落到光滑水平板上并击中球2(2分)
平抛运动在水平方向上是匀速运动(2分)
(2)答案:如图所示,测量R、r、R/,(2分)
自行车的速度为:
.(2分)
12.解析:(1)根据游标卡尺的读数原理,可得读数应为主尺上的和游标尺上的刻度相加.由图乙可知游标尺的分度为
(2)由题意知,纸带上每两点的时间间隔T=0.10s,打下计数点D时,纸带运动速度大小为:
cm/s2=
此时圆盘转动的角速度为
=6.5rad/s
(3)纸带运动的加速度大小为
,代入数值,得a=
设角加速度为β,则
=9.8rad/s2.
13.解析:对物体受力分析可知正压力
①,其中
表示气动压力. (3分)

②,(4分)
根据牛顿第二定律,可得
③,(3分)
联立解得,
(2分)
14.解析:第一个等式(对热气球)不正确,因为热气球不同于人造卫星,热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡,它绕地心运动的角速度应等于地球自转的角速度. (4分)
(1)若补充地球表面的重力加速度为g,可以认为热气球受到的万有引力近似等于其重力,则有
(2分)
与第二个等式联立可得
(1分)
(2)若利用同步卫星的离地高度H有:
(2分)
与第二个等式联立可得
(2分)
(3)若利用第一宇宙速度v1,有
(2分)
与第二个等式联立可得
(1分)
此外若利用近地卫星运行的角速度也可求出
来.
15.解析:水滴沿切线方向做平抛运动到地面上的水平位移
=
落地时间
s(2分)
“魔盘”的线速度
m/s(2分)
其转速满足
(2分)
r/min. (2分)
16.解析:(1)卫星做匀速圆周运动,由万有引力和牛顿第二定律得,
(2分)
其动能为
(2分)
其机械能为E=Ek+Ep=
+(
)=
(4分)
卫星绕地表运行时,r=R,且
,GM=gR2,(2分)
所以E=
=
=-6.4×106×10×103=-3.2×1010J. (4分)
(2)要使绕地球运动的卫星挣脱地球的引力,需添加的能量是:
ㄓE=0-E=3.2×1010J. (4分)
17.解析:(1)小球从H高处自由落下,进入轨道,沿BDO轨道做圆周运动,小球受重力和轨道的支持力.设小球通过D点的速度为v,通过D点时轨道对小球的支持力为F(大小等于小球对轨道的压力)提供它做圆周运动的向心力,即
①(2分)
小球从P点落下一直到沿光滑轨道运动的过程中,机械能守恒有,
②(2分)
由①②解得高度
m(1分)
(2)设小球能够沿竖直轨道运动到O点时的最小速度为v0,则有
③(2分)
小球至少应从H0高处落下,
④(1分)
由③④可得
(1分)
由H>H0,小球可以通过O点. (1分)
(3)小球由H落下通过O点的速度为
m/s(1分)
小球通过O点后做平抛运动,设小球经过时间t落到AB圆弧轨道上,
建立图示的坐标系,有
⑤(1分)
⑥(1分) 且
⑦(1分)
由⑤⑥⑦可解得时间t=1s(负解舍去)(1分)
落到轨道上速度大小为
m/s(1分)
18.解析:(1)当飞船以v0绕月球做半径为rA=R+h的
圆周运动时,由牛顿第二定律得,
(2分)
则
(2分)
式中M表示月球的质量,R为月球的半径,
为月球表面的重力加速度,
所以代入数据得,v0=
(2)根据开普勒第二定律,飞船在A、B两处的面积速度相等,所以有rAvA=rBvB,
即(R+h)vA=RvB ①(2分)
由机械能守恒定律得,
②(2分)
由①②式并代入数据得,vA=
故登月所需速度的改变量为
m/s(2分)
飞船在A点喷气前后动量守恒,设喷气总质量为ㄓm,因喷气前的动量为mv0,喷气后的动量为(m-ㄓm)vA+ㄓm(v0+u),前后动量相等,
故有mv0=(m-ㄓm)vA+ㄓm(v0+u),(2 分)
故喷气所消耗的燃料的质量为ㄓm=mㄓv/(u+ㄓv)=
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车在没有拉力作用时能做
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,vB2-vA2是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=
(
| ||||
| 2L |
(
| ||||
| 2L |
(3)由表中数据,在坐标纸上作出a~F关系图线;
| 次数 | F(N) | vB2-vA2(m2/s2) | a(m/s2) |
| 1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
| 2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
| 3 | 1.42 | 2.34 | |
| 4 | 2.62 | 4.65 | 4.84 |
| 5 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
(Ⅱ)在长度和粗细均不相同的五个空心柱状绝缘管内注入质量和浓度都相同的某种导电液体,管的两端用铜制塞子封闭,并与接线柱相连.
(1)某同学用多用电表欧姆档×100分别粗测了这五段液柱的电阻,发现最大的电阻不超过最小的电阻的3倍.右图是测量其中电阻最小的液柱电阻时表盘的情况,管内液体的电阻是
(2)接着,该同学利用如下实验器材探究在电压相同的条件下,通过这五段液体的电流和液柱长度的关系:
A.直流电源:电动势15V,内阻很小,额定电流为1A;
B.电流表A1:量程0~300mA,内阻约0.5Ω;
C.电流表A2:量程0~15mA,内阻约 10Ω;
D.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ;
E.滑动变阻器R:最大阻值5kΩ;
F. 开关、导线等
①实验要求操作方便,实验结果尽可能准确,则电流表应选用
②该同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接.
③该同学根据实验获得的有关电流I和长度l的五组数据,作出了上图所示的图线,图中横轴表示的物理量是
(Ⅰ)如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
(1)实验主要步骤如下:
①将拉力传感器固定在小车上;
②平衡摩擦力,让小车在没有拉力作用时能做______运动;
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作.
(2)下表中记录了实验测得的几组数据,vB2-vA2是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=______,请将表中第3次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字);
(3)由表中数据,在坐标纸上作出a~F关系图线;
| 次数 | F(N) | vB2-vA2(m2/s2) | a(m/s2) |
| 1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
| 2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
| 3 | 1.42 | 2.34 | |
| 4 | 2.62 | 4.65 | 4.84 |
| 5 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
(Ⅱ)在长度和粗细均不相同的五个空心柱状绝缘管内注入质量和浓度都相同的某种导电液体,管的两端用铜制塞子封闭,并与接线柱相连.
(1)某同学用多用电表欧姆档×100分别粗测了这五段液柱的电阻,发现最大的电阻不超过最小的电阻的3倍.右图是测量其中电阻最小的液柱电阻时表盘的情况,管内液体的电阻是______Ω.(结果保留三位有效数字)
(2)接着,该同学利用如下实验器材探究在电压相同的条件下,通过这五段液体的电流和液柱长度的关系:
A.直流电源:电动势15V,内阻很小,额定电流为1A;
B.电流表A1:量程0~300mA,内阻约0.5Ω;
C.电流表A2:量程0~15mA,内阻约 10Ω;
D.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ;
E.滑动变阻器R:最大阻值5kΩ;
F. 开关、导线等
①实验要求操作方便,实验结果尽可能准确,则电流表应选用______ (填“A1”或“A2”).
②该同学已经完成部分导线的连接,请你在实物接线图中完成余下导线的连接.
③该同学根据实验获得的有关电流I和长度l的五组数据,作出了上图所示的图线,图中横轴表示的物理量是______.
A.外界对物体做功,物体的内能一定增加
B.气体的温度升高,气体的压强一定增大
C.任何条件下,热量都不会由低温物体传递到高温物体
D.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能
(2)如图所示,水平放置且内径均匀的两端封闭的细玻璃管内,有h=6cm长的水银柱,水银柱左右两侧气柱A、B的长分别为20cm和40cm,温度均为27℃,压强均为1.0×105Pa.如果在水银柱中点处开一小孔,然后将两边气体同时加热至57℃,已知大气压强p=1.0×105 Pa.则管内最后剩下的水银柱长度为多少?
某同学求解如下:
因内外压强相等,两侧气体均做等压变化.
对于A气体:
对于B气体:
则剩下水银柱长度L=(LA2+LB2)-(LA1+LB1)-h.
问:你同意上述解法吗?若同意,求出最后水银的长度;若不同意,则说明理由并求出你认为正确的结果.
A.外界对物体做功,物体的内能一定增加
B.气体的温度升高,气体的压强一定增大
C.任何条件下,热量都不会由低温物体传递到高温物体
D.任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能
(2)如图所示,水平放置且内径均匀的两端封闭的细玻璃管内,有h0=6cm长的水银柱,水银柱左右两侧气柱A、B的长分别为20cm和40cm,温度均为27℃,压强均为1.0×105Pa.如果在水银柱中点处开一小孔,然后将两边气体同时加热至57℃,已知大气压强p0=1.0×105 Pa.则管内最后剩下的水银柱长度为多少?
某同学求解如下:
因内外压强相等,两侧气体均做等压变化.
对于A气体:
| LA1 |
| T1 |
| LA2 |
| T2 |
| LA1T2 |
| T1 |
| 330×20 |
| 300 |
对于B气体:
| LB1 |
| T1 |
| LB2 |
| T2 |
| LB1T2 |
| T1 |
| 330×40 |
| 300 |
则剩下水银柱长度L=(LA2+LB2)-(LA1+LB1)-h0.
问:你同意上述解法吗?若同意,求出最后水银的长度;若不同意,则说明理由并求出你认为正确的结果.
(1)关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是______.
A.同种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态
B.晶体中原子(或分子、离子)都按照一定规则排列,具有空间上的周期性
C.单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质
D.某些液晶中掺入少量多色性染料,可表现出光学各向异性
(2)在“用油膜法测量分子直径”的实验中,将浓度为η的一滴油酸溶液,轻轻滴入水盆中,稳定后形成了一层单分子油膜.测得一滴油酸溶液的体积为V0,形成的油膜面积为S,则油酸分子的直径约为______;如果把油酸分子看成是球形的(球的体积公式为V=
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(3)如图所示,玻璃管竖直悬挂,上端封闭、下端开口,管内一个很薄的轻质活塞封闭了一定质量的空气,已知活塞横截面积S=1cm2.用力缓慢向下拉活塞,在活塞下降5cm的过程中,拉力做功为1J.已知大气压强p0=1.0×105Pa,实验中环境温度保持不变且封闭气体与外界有良好的热交换,不计活塞与玻璃管壁间的摩擦.则活塞下降过程中,封闭气体的压强将______(选填“增大”、“减小”或“不变”),封闭气体______(选填“吸收”或“放出”)的热量为______J.