
注意事項:
1.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、考生號、考場號和座位號填寫在答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型(A)填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼橫貼在答題卡右上角“條形碼粘貼處”。
2.作答選擇題時,選出每小題答案后,用2B鉛筆在答題卡上對應(yīng)題目選項的答案信息點涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案。答案不能答在試卷上。
3.非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答,答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上;如需改動,先劃掉原來的答案,然后再寫上新答案;不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按上述要求作答無效。
4.考生必須保證答題卡的整潔??荚嚱Y(jié)束后,留存試卷,交回答題卡。
一、單項選擇題:本題共6小題,每小題4分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。
1. “擒賊先擒王”是《三十六計》中的一計,啟示人們做事要抓住主要因素,忽略次要因素。理想化模型就是這種思想的具體應(yīng)用,以下研究能突出體現(xiàn)這一思想方法的是( )
A. 質(zhì)點模型的建立
B. 探究力的合成規(guī)律
C. 卡文迪許通過扭秤實驗測出萬有引力常量
D. 探究向心力大小與物體質(zhì)量、角速度及運動半徑的關(guān)系
【答案】A
【解析】
【詳解】A.質(zhì)點是理想化的物理模型,即質(zhì)點的建立體現(xiàn)了理想化模型的思想,故A正確;
B.探究力的合成規(guī)律體現(xiàn)的是等效的思想,故B錯誤;
C.卡文迪許通過扭秤實驗測出萬有引力常量體現(xiàn)的是放大的思想,故C錯誤;
D.探究向心力大小與物體質(zhì)量、角速度及運動半徑的關(guān)系體現(xiàn)的是控制變量的思想,故D錯誤。
故選A。
2. 學(xué)校舉辦“雞蛋撞地球”的科技活動,小明將一個雞蛋裝入緩沖器,在空曠場地離地面12米高處由靜止釋放,落地后雞蛋完好無損。該過程中,雞蛋重力做的功約為( )
A. 0.06JB. 0.6J
C. 6JD. 60J
【答案】C
【解析】
【詳解】一個雞蛋的質(zhì)量大約為:m=50g=0.05kg,根據(jù)重力做功公式,可得雞蛋所受重力做的功約為:
故選C。
3. 我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中的地球同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,則其( )
A. 周期大于24h
B. 周期小于12h
C. 線速度大于7.9km/s
D. 線速度小于7.9km/s
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期為24h,AB錯誤;
CD.衛(wèi)星的速度公式
可知同步衛(wèi)星的速度小于近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度,即小于第一宇宙速度7.9km/s,C錯誤,D正確。
故選D。
4. “套圈圈”游戲深受大眾喜愛。家長和小孩在同一豎直線上從不同高度將圓環(huán)水平拋出,幾乎同時套中前方的同一個玩具(玩具尺寸略小于圓環(huán)直徑),空氣阻力不計。則下列說法正確的是( )
A. 小孩先拋出圓環(huán)B. 大人先拋出圓環(huán)
C. 大人拋出的速度大于小孩拋出的速度D. 大人拋出的速度等于小孩拋出的速度
【答案】B
【解析】
【詳解】AB.圓環(huán)水平拋出后做平拋運動,豎直方向有,則
由此可知,高度越高平拋運動時間越大,由題意可知,兩環(huán)幾乎同時落時,所以大人先拋出圓環(huán),故A錯誤,B正確;
CD.平拋運動水平方向做勻速直線運動,則平拋的初速度為
由題意可知,水平位移x相同,所以大人拋出的速度小于小孩拋出的速度,故CD錯誤。
故選B。
5. 如圖為打樁機工作的示意圖。打樁機重錘的質(zhì)量為m,從距離木樁頂端高h(yuǎn)處自由下落擊打木樁,重力加速度為g。則重錘( )
A. 自由下落過程中重力的平均功率為
B. 自由下落過程中重力的平均功率為
C. 擊打木樁前瞬間,重力的瞬時功率為
D. 擊打木樁前瞬間,重力的瞬時功率為
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.物體做自由落體運動,由速度位移公式得
落地速度
下落過程重力的平均功率
AB錯誤;
CD.落地時重力的瞬時功率
C錯誤,D正確。
故選D。
6. 如圖所示,乒乓球在水平桌面上勻速運動,不計阻力。在與乒乓球路徑相垂直的方向上放一個紙筒(直徑略大于乒乓球的直徑),當(dāng)乒乓球經(jīng)過筒口的正前方時,沿球與筒口連線方向水平吹球,下列說法正確的是( )
A. 乒乓球仍沿原方向做直線運動B. 乒乓球能沿吹氣方向進入紙筒
C. 乒乓球?qū)\動至紙筒左側(cè)D. 乒乓球?qū)\動至紙筒右側(cè)
【答案】C
【解析】
【詳解】乒乓球沿著原方向做勻速直線運動的同時也會沿著吹氣方向做加速運動,實際運動是兩個運動的合運動,故一定不會進入紙筒,由于吹起前,乒乓球由右向左運動,故乒乓球?qū)\動至紙筒左側(cè),C正確,ABD錯誤。
故選C。
二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。
7. 明朝著作《天工開物》記載了很多古代勞動人民的智慧。如圖所示,甲轉(zhuǎn)動把手可將乙勻速拉上來,其中把手上a點到轉(zhuǎn)軸的距離為2L,轆轤邊緣b點到轉(zhuǎn)軸的距離為L,a、b兩點線速度分別為、,則( )
A
B.
C. 乙的機械能增加
D. 乙的機械能守恒
【答案】AC
【解析】
【詳解】AB.因ab兩點同軸轉(zhuǎn)動,則a點的角速度等于b點的角速度,根據(jù)
可得
故A正確,B錯誤;
CD.乙勻速上升過程中,重力勢能增加,速度不變,即動能不變,乙的機械能增加,故C正確,D錯誤。
故選AC。
8. 2022年10月12日中國空間站“天宮課堂”第三課開講。如圖,空間站在圓軌道繞地球做勻速圓周運動,距地面高度為h。完成任務(wù)后,航天員乘坐神舟飛船沿橢圓軌道返回地面。已知地球半徑為R,地面重力加速度為g,且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。下列說法正確的是( )
A. 神舟飛船在圓軌道加速,進入橢圓軌道
B. 神舟飛船在圓軌道減速,進入橢圓軌道
C. 空間站的線速度大小為
D. 空間站的向心加速度大小為
【答案】BD
【解析】
【詳解】ABC.神舟飛船由圓軌道進入橢圓軌道,圓周運動半徑變小,由線速度
可得神舟飛船在圓軌道減速,進入橢圓軌道,AC錯誤,B正確;
D.萬有引力提供向心力
又有
則,空間站的向心加速度大小為
D正確。
故選BD。
9. 滑雪道的示意圖如圖所示。可視為質(zhì)點的運動員從斜坡上的M點由靜止自由滑下,經(jīng)過水平NP段后進入空中,落在斜面上的Q點。不計運動員經(jīng)過N點的機械能損失,不計一切摩擦和空氣阻力。從M到Q的過程中,下列關(guān)于運動員機械能E和動能隨水平位移x變化的圖像合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【詳解】AB.由于不計運動員經(jīng)過N點的機械能損失及運動過程中的摩擦力和空氣阻力,故整個過程中運動員的機械能守恒,A錯誤,B正確;
CD.MN段為以初速度為0的勻加速運動,由功能關(guān)系得動能 Ek隨水平位移x成正比;NP段勻速運動,PQ段平拋運動
C錯誤,D正確。
故選BD。
三、非選擇題:共58分,第10~13題為必考題,考生都必須作答。第14、15題為選考題,考生任選一題作答。
(一)必考題:共44分。
10. 用如圖甲所示的向心力實驗器,探究物體做勻速圓周運動所需向心力的大小與角速度的關(guān)系。
壓力傳感器固定在水平轉(zhuǎn)臂上,離轉(zhuǎn)軸的距離可調(diào),砝碼緊靠傳感器放置。通過壓力傳感器測量砝碼做圓周運動所受向心力F的大小。較細(xì)的擋光桿固定在離轉(zhuǎn)軸水平距離為r的轉(zhuǎn)臂的另一端。光電門與壓力傳感器同步采集數(shù)據(jù),并通過藍(lán)牙傳輸。
(1)調(diào)節(jié)傳感器位置,撥動轉(zhuǎn)臂使之轉(zhuǎn)動。擋光桿寬度為d,某次經(jīng)過光電門的擋光時間為,則此時擋光桿的線速度大小為____________,砝碼做圓周運動的角速度大小為____________。(用d、r、表示)
(2)計算機利用數(shù)據(jù)采集器生成的F、數(shù)據(jù)圖如圖乙。對圖像進行處理,可得實驗結(jié)論:當(dāng)砝碼質(zhì)量和圓周運動半徑一定時,____________________________________。
【答案】 ①. ②. ③. 向心力的大小與角速度的平方成正比(F與成正比)
【解析】
【詳解】(1)[1]擋光桿的線速度大小為
[2]由公式可得
(2)[3]由圖像可知,各點的連線近似一條直線,即,得實驗結(jié)論:當(dāng)砝碼質(zhì)量和圓周運動半徑一定時,向心力大小與角速度的平方成正比。
11. 如圖所示為某實驗小組利用平拋運動規(guī)律測量電動抽水器的流量(每秒排出的液體體積)實驗裝置。實驗過程如下:
(1)將水桶和薄底水杯放在同一水平桌面上。測量抽水器出水管內(nèi)徑(直徑)d,調(diào)節(jié)管口方向。啟動抽水器后水均勻從管口水平射出。
(2)水柱離開管口落入水杯,測量管口距落點間的水平距離,管口距桌面高度h=__________cm(由圖中讀出)。
(3)已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋嬎闼畯墓芸诹鞒龅某跛俣萠___________m/s(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(4)已知流量的表達式為(其中S為水流的橫截面積,v為水流的速度大小)。則該抽水器的流量Q=____________(用符號x、h、g、d表示,已知水柱充滿管口)。
(5)調(diào)小抽水器功率擋位并平移水杯,則水從管口到落點的時間____________,重新裝滿同一杯水所需的時間____________。(選填“變長”、“不變”或“變短”)
【答案】 ①. 44.10 ②. 1.1 ③. ④. 不變 ⑤. 變長
【解析】
【詳解】(2)[1]由圖可知,測量工具的最小分度為0.1cm,則管口距桌面高度為44.10cm;
(3)[2]由平拋運動規(guī)律有,豎直方向,水平方向,則
(4)[3]該抽水器的流量
(5)[4]由平拋運動規(guī)律有,豎直方向,則
則水從管口到落點的時間不變;
[5]調(diào)小抽水器功率則流量減小,則重新裝滿同一杯水所需的時間變長。
12. 如圖為某戰(zhàn)斗機模擬訓(xùn)練過程,戰(zhàn)斗機需要完成俯沖和拉起的動作,可視為豎直平面內(nèi)的勻速圓周運動,在最高點飛機呈倒置狀態(tài)。已知飛行員的質(zhì)量為m,圓周運動的半徑為R,重力加速度為g。
(1)若戰(zhàn)斗機勻速圓周運動的線速度為,則戰(zhàn)斗機在最高點和最低點時,對飛行員的彈力大小分別為多少?
(2)若飛行員能承受的最大彈力為自身重力的10倍,則在此訓(xùn)練中戰(zhàn)斗機勻速圓周運動的線速度最大值為多少?
【答案】(1),;(2)
【解析】
【詳解】(1)設(shè)飛行員在最高點承受力為
設(shè)飛行員在最低點承受力為
(2)當(dāng)飛行員在最低點時承受的力最大
13. 某娛樂項目的簡化模型如圖所示。在光滑水平高臺上固定一彈射裝置,其右側(cè)放置一座艙。彈射裝置將座艙由靜止彈出的過程中,釋放的彈性勢能。座艙離開輕質(zhì)彈簧由高臺末端A點滑離,恰好從B點沿斜面方向滑上高、傾角的滑梯BC,已知座艙質(zhì)量且可視為質(zhì)點。座艙與滑梯間的動摩擦因數(shù),重力加速度,,。不計座艙在運動過程中受到的空氣阻力。求:
(1)座艙離開高臺A點時的速度的大?。?br>(2)A、B兩點間的高度差h及到達C點的速度的大小;
(3)滑梯底部與水平地面連接,由于場地限制水平地面的長度,考慮游客的安全,需在地面上設(shè)置一緩沖坡面DE,使座艙最終能安全停在離地高度坡面頂端E點。若座艙與地面及緩沖坡面間的動摩擦因數(shù)均為,不計通過C、D點的機械能損失。試論證在斜面傾角α不大于37°的情況下,座艙可以停在E點,且與α取值無關(guān)。
【答案】(1);(2),;(3)見解析
【解析】
【詳解】(1)彈性勢能轉(zhuǎn)化為座艙的動能,有
(2)由數(shù)學(xué)關(guān)系
解得
解法一:(動能定理)
解得
或解法二:(牛頓運動定律)
從B到C的過程,對座艙受力分析可知
解得
(3)當(dāng)時滿足,座艙在斜面上可保持靜止。
從C到E的過程中,令CD長度為x,由動能定理可得
代入數(shù)據(jù)解得
座艙到達E點速度與坡面傾角無關(guān),且到達E點時的速度為零,得證!
四、選考題:共14分,請考生從14、15兩道題中任選一題作答,并在答題卡上填涂選考信息。未填涂選考信息或多選,則按所做的第一題計分。
【選考1—電場】
14. 圖甲靜電除塵器由板狀收集器A和線狀電離器B組成。A接在高壓電源的正極,B接在高壓電源的負(fù)極,其內(nèi)部電場如圖乙所示。粉塵由側(cè)面進入除塵器后遇到電子而帶負(fù)電,最終被吸附到A上,從而達到除塵的目的。則帶電粉塵顆粒(帶電量不變)在運動過程中,所受電場力與電場線相切指向____________(選填“A”或“B”),所受電場力的大小____________(選填“越來越大”“越來越小”或“不變”)。
【答案】 ①. A ②. 越來越小
【解析】
【詳解】[1]帶電粉塵顆粒(帶電量不變)帶負(fù)電,所受電場力與電場線相切指向A;
[2]帶電粉塵顆粒(帶電量不變)在向兩極板運動的過程當(dāng)中電場強度逐漸變小,而由于粉塵由側(cè)面進入除塵器后遇到電子而帶負(fù)電
所受電場力的大小越來越小。
15. 某同學(xué)設(shè)計了一種測量物體帶電量的方案,其原理如圖所示。在O點正下方某位置固定一帶電量為+Q的絕緣小球A。長為l的絕緣細(xì)線一端固定在O點,另一端與一個質(zhì)量為m的金屬小球B相連。小球B靜止時恰好與小球A在同一水平線上,用量角器測出細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。已知靜電力常量為k,重力加速度為g,兩小球的大小可忽略不計,求:
(1)平衡時小球B受到的庫侖力的大小;
(2)小球B所帶的電荷量q的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【詳解】(1)對小球B受力分析可知
故有
(2)由庫侖定律可知
聯(lián)立解得
【選考2—動量】
16. 如圖所示,我國天問一號火星探測器在豎直著陸火星的過程中需要向下噴氣減速。探測器噴氣前的速度為v0,經(jīng)過一段時間后速度降至v,若探測器總質(zhì)量為m且忽略噴氣導(dǎo)致的質(zhì)量變化。取向下為正方向,則此過程中探測器動量變化量為____________,合外力的沖量為____________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【詳解】[1]取向下為正方向,則此過程中探測器動量變化量為
[2]由動量定理可知,合外力的沖量等于動量變化量即為
17. 臺球是深受大眾喜愛球類運動之一,我國選手曾多次榮獲臺球世錦賽冠軍。如圖所示,某次比賽時,母球A、目標(biāo)球B和角洞恰好在同一條水平直線上。已知兩球質(zhì)量均為m且可視為質(zhì)點,B與角洞的距離為l,重力加速度為g。兩球發(fā)生彈性正碰后,B減速運動恰好能進入角洞,B運動時受到的阻力為其重力的k倍,求:
(1)兩球碰撞后瞬間B的速度大小;
(2)兩球碰撞前瞬間A的速度大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【詳解】(1)碰后目標(biāo)球運動過程由動能定理可得
解得
(2)兩球發(fā)生彈性碰撞有
解得
聯(lián)立以上解得
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