物理試卷
一、單選題
1．在下列各組物理量中，全部屬于矢量的是（ ）
A．電場強(qiáng)度、電流強(qiáng)度B．磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量
C．線速度、角速度D．動量、動能
2．被譽(yù)為“中國天眼”的射電天文望遠(yuǎn)鏡（FASF）如圖所示，質(zhì)量為3×104kg的饋源艙用對稱的六索六塔裝置懸吊在球面鏡正上方，相對的兩塔頂間水平距離為600m，每根連接塔頂和饋源艙的繩索長600m，不計繩索重力，則每根繩索承受的拉力大約為（ ）
A．1×105NB．3×104NC．4×105ND．6×104N
3．如圖所示，M為AB的中點(diǎn)，人用水平恒力推著物體由A運(yùn)動到M，然后撤去推力讓物體自由滑到B停下。以推力的方向?yàn)檎较颍瑒t物體由A到B過程中的位移x、速度v、合力F、加速度a與時間t的關(guān)系圖像可能正確的是（ ）
A．B．
C．D．
4．如圖所示，粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長為L的輕質(zhì)細(xì)桿，一端可繞豎直光滑軸O轉(zhuǎn)動，另一端與質(zhì)量為m的小木塊相連。木塊以水平初速度v0出發(fā)，恰好能完成兩個完整的圓周運(yùn)動。在運(yùn)動過程中，完成第一圈與第二圈所用時間之比為（ ）
A．（2-1）：1B．2:1C．1:1D．1:2
5．如圖所示，某同學(xué)正在練習(xí)顛球。某次球從靜止自由下落45cm后被重新頂起，離開頭部后豎直上升的最大高度達(dá)到80cm。已知足球與頭部的作用時間為0.1s，足球的質(zhì)量為0.5kg，不計空氣阻力，足球可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g取10m/s2。則顛球過程中，頭部對足球的平均作用力為（ ）
A．5NB．10NC．35ND．40N
6．如圖所示，D是一只理想二極管，電流只能從a流向b，而不能從b流向a。平行板電容器的A、B兩極板間有一帶電油滴，帶電荷量為q（q電荷量很小不會影響兩板間電場的分布），帶電油滴在P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。以Q表示電容器儲存的電荷量，U表示兩極板間的電壓，Ep表示帶電油滴在P點(diǎn)的電勢能。若保持極板B不動，將極板A稍向上平移，則下列說法中正確的是（ ）
A．U不變B．Ep增大
C．Q不變D．電荷加速向上運(yùn)動
7．將某物體從地面豎直向上拋出，一段時間后物體又落回地面。在此過程中物體所受空氣阻力大小不變，其動能Ek隨距離地面高度h的變化關(guān)系如圖所示，取g=10m/s2，下列說法中正確的是（ ）
A．上升過程中機(jī)械能減少，下降過程中機(jī)械能增加
B．全過程中克服空氣阻力做功120J
C．上升與下降的時間之比為3：2
D．上升過程中動能減少量與機(jī)械能減少量之比為6：1
8．質(zhì)量為m1的數(shù)學(xué)書和質(zhì)量為m2的物理書疊放在桌面上，數(shù)學(xué)書和桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ1，物理書和數(shù)學(xué)書之間的動摩擦因數(shù)為μ2，欲將數(shù)學(xué)書從物理書下抽出，則要用的力至少為（ ）
A．（μ1+μ2）（m1+m2）gB．（m1+m2）g+μ1m2g
C．（μ1+μ2）m2gD．（μ1m1+μ2m2）g
二、多選題
9．2021年6月17日，神舟十二號載人飛船成功與天和核心艙對接，3名航天員順利進(jìn)人天和核心艙，標(biāo)志著中國人首次進(jìn)入自己的空間站?？臻g站繞地球做圓周運(yùn)動的運(yùn)行周期約為1.5h，則下列說法正確的是（ ）
A．神舟十二號的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第二宇宙速度
B．空間站繞地球做圓周運(yùn)動的運(yùn)行速度小于7.9km/s
C．宇航員站在天和核心艙地板上時對地板的壓力等于零
D．神舟十二號可以通過先進(jìn)入天和核心艙運(yùn)行軌道，再從后面加速以實(shí)現(xiàn)與天和核心艙對接
10．如圖所示，這是安裝在潛水器上的深度表的電路原理圖，顯示器由電流表改裝而成，壓力傳感器的電阻隨壓力的增大而減小，電源的電動勢和內(nèi)阻均為定值，R0是定值電阻。在潛水器下潛過程中，下列說法正確的是（ ）
A．R0兩端的電壓增大B．壓力傳感器兩端的電壓減小
C．電源的總功率增大D．電源內(nèi)部消耗的功率減小
11．水平路面上有甲、乙兩輛小車，它們從同一地點(diǎn)沿著同一方向做勻變速直線運(yùn)動。在如圖所示的圖線中僅畫出了兩輛小車運(yùn)動的前1.00s的情況，則下列說法正確的是（ ）
A．甲車的加速度大小為16m/s2
B．兩車相遇所用的時間為2s
C．在1.00s之前甲在前乙在后，1.00s后甲在后乙在前
D．兩車相遇時，乙離開出發(fā)點(diǎn)的位移為12.5m
12．如圖所示.輕彈簧放在傾角為37°的斜面體上，輕彈簧的下端與斜面的底端的擋板連接，上端與斜面上b點(diǎn)對齊。質(zhì)量為m的物塊從斜面上的a點(diǎn)由靜止釋放，物塊下滑后，壓縮彈簧至c點(diǎn)時速度剛好為零，物塊被反彈后滑到ab的中點(diǎn)時速度剛好為零，已知ab長為L，bc長為14L，重力加速度為g，sn37°=0.6，cs37°=0.8，則（ ）
A．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.3
B．物塊與彈簧作用過程中，向上運(yùn)動和向下運(yùn)動速度都是先增大后減小
C．彈簧具有的最大彈性勢能為mgL
D．物塊由靜止釋放到最終靜止過程中，因摩擦產(chǎn)生的熱量小于mgL
三、實(shí)驗(yàn)題
13．某實(shí)驗(yàn)小組用圖（a）所示裝置研究平拋運(yùn)動。裝置中，豎直硬板上依次固定著白紙和復(fù)寫紙。MN是一個水平放置、稍微向紙面內(nèi)傾斜且可上下調(diào)節(jié)的擋板，小鋼球從斜槽中某高度由靜止釋放，從斜槽末端Q飛出的鋼球落到擋板上會擠壓復(fù)寫紙，在白紙上留下印記：上下調(diào)節(jié)擋板，通過多次實(shí)驗(yàn)，白紙上會留下鋼球經(jīng)過的多個位置，最終用平滑曲線將其連接.得到鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡。
（1）下列說法正確的是____（填選項序號字母）；
A．安裝斜槽時，應(yīng)保證斜槽末端Q的切線水平
B．鋼球與斜槽間的摩擦是造成實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因
C．鋼球每次都應(yīng)從斜槽中同一高度由靜止釋放
D．移動擋板MN時，其高度必須等距變化
（2）圖（b）所示為實(shí)驗(yàn)中得到的一張平拋運(yùn)動軌跡圖，在軌跡上取水平間距均為x=0.20m的a、b、c三點(diǎn)，測得豎直間距y1=0.30m，y2=0.40m，重力加速度g=10m/s2，則鋼球從a運(yùn)動到b的時間為 s，鋼球在斜槽末端Q的速度大小為 m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
14．課外物理興趣小組設(shè)計了一個測定一組干電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，備有器材如下：
A．電流傳感器1； B．電流傳感器2；
C．定值電阻R0（阻值為4kΩ）； D．滑動變阻器R（最大阻值為10Ω）；
E.開關(guān)和導(dǎo)線若干。
小組成員發(fā)現(xiàn)上述器材中沒有電壓傳感器。但有兩個電流傳感器，于是共同設(shè)計如圖甲所示的電路來完成實(shí)驗(yàn)。
（1）按圖甲連接好電路后，閉合開關(guān)，電流傳感器2的示數(shù)為I20，被測電池組的電動勢表示為E，電池組的內(nèi)阻為r，電流傳感器1的示數(shù)I10= 。（用I20、R0、E和r表示）
（2）移動滑動變阻器的滑片P獲得多組電流傳感器1和電流傳感器2的數(shù)據(jù)。興趣小組用測出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出I1-I2圖像如圖乙所示。在數(shù)據(jù)分析時，發(fā)現(xiàn)電流傳感器1的示數(shù)I1總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電流傳感器2的示數(shù)I2。經(jīng)過共同討論后大家一致認(rèn)為是 造成的，決定將I2看成干路電流，寫出I1-I2關(guān)系式 ，興趣小組繼續(xù)分析圖乙的圖線，得出被測電池的電動勢E= V、內(nèi)阻r= Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
四、解答題
15．如圖所示為和諧號CRH3C列車，沿前進(jìn)方向看第1、3、6、8節(jié)車廂為自帶動力的車廂（動車），其余為不帶動力的車廂（拖車）。每節(jié)車廂的質(zhì)量均為1.25×104kg，動車車廂的額定功率都為9680kW。每節(jié)車廂在高速行駛過程中所受阻力正比于其速率的二次方，比例系數(shù)為k，重力加速度大小10m/s2。若動力系統(tǒng)均啟用時，該動車組能達(dá)到的最大行駛速度為393.2350km/h（下列計算中近似取作396km/h）。（計算結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后1位）
（1）求正常勻速最大速度行駛時三、四節(jié)車廂間的作用力大小F34；
（2）若該動車組以最大速度正常行駛時由于故障，第六節(jié)車廂突然失去動力，求失去動力的瞬間第四、五節(jié)車廂之間的作用力大小F45。
16．冰壺運(yùn)動是北京冬奧會的主要項目之一。運(yùn)動員把冰壺沿水平冰面投出讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下最終停在遠(yuǎn)處的某個位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺運(yùn)動員的隊友可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面減小冰面的動摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動。已知標(biāo)準(zhǔn)冰壺質(zhì)量均為19.10kg，冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.01，投擲線與0點(diǎn)間的距離為30m，取g=10m/s2，整個過程中將冰壺視為質(zhì)點(diǎn)。運(yùn)動員在其滑行前方摩擦冰面后，冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉淼?0%。（計算結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）
（1）若運(yùn)動員以3.4m/s的速度將標(biāo)準(zhǔn)冰壺投出，其隊友在冰壺自由滑行10m后開始在其滑行前方摩擦冰面，若前進(jìn)中不與其他冰壺相碰，該冰壺還能滑行多遠(yuǎn)？
（2）若運(yùn)動員以3.0m/s的速度將標(biāo)準(zhǔn)冰壺從投擲線投出，這次投出后在滑行前方摩擦了6m長的冰面，該冰壺與對方置于圓壘中心處的藍(lán)色冰壺發(fā)生正碰，碰撞可認(rèn)為是彈性碰撞。碰后標(biāo)準(zhǔn)冰壺本應(yīng)立即停下。但實(shí)際情況是通過電子測速設(shè)備發(fā)現(xiàn)該冰壺的速度為0.01m/s。經(jīng)分析，由于制造工藝上的不足實(shí)際比賽中兩冰壺質(zhì)量是有偏差的，根據(jù)比賽的觀測計算出藍(lán)冰壺的質(zhì)量。
17．如圖所示，水平絕緣軌道AB與處于豎直平面內(nèi)的半圓形絕緣光滑軌道BC平滑連接，半圓形軌道的半徑為R。軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場?，F(xiàn)有一質(zhì)量m的帶正電的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），在水平軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，已知靜電力大小F=34mg。帶電體運(yùn)動到半圓形軌道的D點(diǎn)時受到軌道給的彈力大小FND=634mg。已知帶電體與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，取重力加速度g，不計空氣阻力。求：（結(jié)果可以保留根號）
（1）帶電體運(yùn)動到D點(diǎn)時的加速度大小aD；
（2）釋放點(diǎn)P到半圓形軌道最低點(diǎn)B點(diǎn)的距離L1；
（3）帶電體在半圓軌道上運(yùn)動過程中對軌道壓力的最大值Fm；
（4）若帶電體第一次經(jīng)過C點(diǎn)，勻強(qiáng)電場方向突然變?yōu)樨Q直向下。帶電體落在水平軌道上的位置到B點(diǎn)的距離L2。
答案
1．【答案】C
2．【答案】D
3．【答案】B
4．【答案】A
5．【答案】D
6．【答案】C
7．【答案】D
8．【答案】A
9．【答案】B,C
10．【答案】A,B,C
11．【答案】A,D
12．【答案】B,D
13．【答案】（1）A；C
（2）0.10；2.0
14．【答案】（1）E-I20rR0+r
（2）R0?R；I1=ER0-rR0I2；6.0；2.0
【解析】【解答】（1） 根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=I10R0+(I10+I20)r
解得I10=E-I20rR0+r
（2）因?yàn)楦鶕?jù)圖可知是并聯(lián)電路，定值電阻R0的阻值遠(yuǎn)大于滑動變阻器R的阻值，所以電流傳感器1的示數(shù)I1總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電流傳感器2的示數(shù)I2
定值電阻R0阻值為4kΩ，實(shí)驗(yàn)過程中R0與電流傳感器1串聯(lián)等效于電壓表使用，電流傳感器1的示數(shù)I1總是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電流傳感器2的示數(shù)I2，可將I2示數(shù)看成干路電流，則電源電動勢為E=I1R0+I2r
則I1=ER0-rR0I2
結(jié)合圖像可得ER0=1.5×10-3A
-rR0=(1.0-1.5)×10-31.0
解得E=6V
r=2.0Ω
15．【答案】（1）解：令P=9680kW=9.68×106W，m=1.25×104kg，vm≈396km/h=110m/s
由題意可知f=kvm2
4P=8f?vm=8kvm3
以整體為對象4Pvm=8f
123整體為對象2Pvm=3f+F34
解之得F34=4.4×104N
（2）解：第六節(jié)車廂突然失去動力
以整體為對象8f-3Pvm=8ma
1234整體為對象4f+F45-2Pvm=4ma
解得F45=4.4×104N
16．【答案】（1）解：設(shè)標(biāo)準(zhǔn)冰壺質(zhì)量為m1=19.10kg，運(yùn)動員在其滑行前方摩擦冰面后，冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)為μ=0.008，冰壺自由滑行距離為x1=10m，投擲線與0點(diǎn)間的距離為x0=30m，冰壺初速度為v0=3.4m/s，根據(jù)動能定理-μm1gx1-μm1gx=0-12m1v02
解得x=59.75m
（2）解：設(shè)v0=3.0m/s，x2=6m，v1=0.01m/s，標(biāo)準(zhǔn)冰壺碰前的速度為v，碰后標(biāo)準(zhǔn)冰壺與藍(lán)色冰壺速度分別為v1、v2-μm1g（x0-x2)-μm1gx2=12m1v2-12m1v02
v=1.8m/s
標(biāo)準(zhǔn)冰壺與藍(lán)冰壺碰撞，由動量守恒、機(jī)械能守恒可得m1v=m1v1+m2v2
12m1v2=12m1v12+12m2v22
解得m2=18.89kg
17．【答案】（1）解：在D點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律FN-qE=maDn；aDn=15g
mg=maDτ；aDτ=g
根據(jù)合成可知aD=226g
（2）解：從A到DqE(L1+R)-μmgL1-mgR=12mvD2
在D點(diǎn)FN-qE=mvD2R
vD2=15gR
所以L1=31R3-4μ
（3）解：令帶電體在圖示F點(diǎn)速度最大，OF連線與豎直方向夾角θmgsinθ=Fcsθ； tanθ=34
所以sinθ=35；csθ=45
F到D-mgRcsθ+FR(1-sinθ)=12mvD2-12mvmax2
解得vmax=4gR
根據(jù)牛頓第二定律FN-54mg=mvmax2R
根據(jù)牛頓第三定律可知FN'=FN=1714mg
（4）解：從D到C-mgR-FR=12mvC2-12mvD2
vC2=232gR；vC=232gR
離開C后，水平方向x=vCt
豎直方向mg+F=ma
2R=12at2
所以x=1847R

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