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相关试卷

1、建立物理模型是解决实际问题的重要方法。
（1）如图1所示，圆和椭圆是分析卫星运动时常用的模型。已知，地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G。
a、卫星在近地轨道Ⅰ上围绕地球的运动，可视做匀速圆周运动，轨道半径近似等于地球半径。求卫星在近地轨道Ⅰ上的运行速度大小v。
b、在P点进行变轨操作，可使卫星由近地轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ、卫星沿椭圆轨道运动的情况较为复杂，研究时我们可以把椭圆分割为许多很短的小段，卫星在每小段的运动都可以看作是圆周运动的一部分（如图2所示）。这样，在分析卫星经过椭圆上某位置的运动时，就可以按其等效的圆周运动来分析和处理。卫星在椭圆轨道Ⅱ的近地点P的速度为 $v_{1}$ ，在远地点D的速度为 $v_{2}$ ，远地点D到地心的距离为r。根据开普勒第二定律（对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等）可知 $v_{1} R = v_{2} r$ ，请你根据万有引力定律和牛顿运动定律推导这一结论。
（2）在科幻电影《流浪地球》中有这样一个场景：地球在木星的强大引力作用下，加速向木星靠近，当地球与木星球心之间的距离小于某个值d时，地球表面物体就会被木星吸走，进而导致地球可能被撕裂。这个临界距离d被称为“洛希极限”。已知，木星和地球的密度分别为 $ρ_{0}$ 和 $ρ$ ，木星和地球的半径分别为 $R_{0}$ 和R，且 $d ≫ R$ 。请据此近似推导木星使地球产生撕裂危险的临界距离d——“洛希极限”的表达式。【提示：当x很小时， ${(1 + x)}^{n} \approx 1 + n x$ 。】

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2、秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效“摆球”的质量为m，人蹲在踏板上时摆长为 $l_{1}$ ，人站立时摆长为 $l_{2}$ 。不计空气阻力，重力加速度大小为g。
（1）如果摆长为 $l_{1}$ ， “摆球”通过最低点时的速度为v，求此时“摆球”受到拉力T的大小。
（2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。
a.人蹲在踏板上从最大摆角 $θ_{1}$ 开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为 $θ_{2}$ 。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，通过计算证明 $θ_{2} > θ_{1}$ 。
b.实际上人在最低点快速站起后“摆球”摆动速度的大小会增大。随着摆动越来越高，达到某个最大摆角 $θ$ 后，如果再次经过最低点时，通过一次站起并保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动，求在最低点“摆球”增加的动能 $Δ E_{k}$ 应满足的条件。

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3、 $2022$ 年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高 $h = 10 m$ ， $C$ 是半径 $R = 20 m$ 圆弧的最低点。质量 $m = 60 kg$ 的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度 $a = 4 m / s^{2}$ ，到达B点时速度 $v_{B} = 30 m / s$ 。取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、求运动员在AB段运动的时间 $t$ ；

(2)、求运动员在AB段所受合外力的冲量 $I$ 的大小；

(3)、若不计BC段的阻力，画出运动员经过 $C$ 点时的受力图，并求运动员经过 $C$ 点时所受支持力 $F_{C}$ 的大小。

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4、如图所示，冰车静止在冰面上，小孩与冰车的总质量 $m = 20 kg$ 。大人用 $F = 20 N$ 恒定拉力，使冰车开始沿水平冰面移动，拉力方向与水平面的夹角为 $θ = 37 °$ 。已知冰车与冰面间的动摩擦因数 $μ = 0.05$ ，重力加速度 $g = 10 m/ s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。求。

(1)、小孩与冰车受到的支持力 $F_{N}$ 的大小。

(2)、小孩与冰车的加速度 $a$ 的大小。

(3)、拉力作用 $t = 8 s$ 时间，冰车位移 $x$ 的大小。

(4)、拉力作用 $t = 8 s$ 时间内，合外力做的功 $W$ 。

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5、物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如∶

(1)、“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图所示：
① 其中， $O$ 为橡皮筋与细绳的结点， $O B$ 和 $O C$ 为细绳。在该实验中，下列操作正确的是
A. 拉着细绳套的两只弹簧测力计，稳定后读数应相同
B. 测量时，橡皮筋、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板
C. 实验中，把橡皮筋的另一端拉到 $O$ 点时，两弹簧测力计之间夹角应取 $90^{\circ}$ ，以便于算出合力的大小
D. 实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉，选择两个读数相同的弹簧测力计。
② 本实验采用的科学方法是。
A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法

(2)、某小组探究橡皮筋弹力与形变量的关系，测出橡皮筋在不同拉力 $F$ 作用下的长度 $x$ ，并据此作出了 $F - x$ 图像，如图所示。请根据图像分析橡皮筋劲度系数的变化特点。

(3)、物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。用如图所示的装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，实验时将皮带套在左右半径不同的变速塔轮上，可以探究向心力与以下哪个物理量的关系（　　）

A、质量 B、半径 C、角速度

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6、如图为“蹦极”运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点，另一端和人相连。人从O点自由下落，至A点时弹性绳恰好伸直，继续向下运动到达最低点B。不计空气阻力的影响，将人视为质点。则人从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、绳的拉力逐渐增大，人的速度逐渐减小 B、人的重力势能始终减小且始终是负值 C、人动能的减少量等于绳弹性势能的增加量 D、绳对人一直做负功，人的机械能逐渐减小

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7、图甲为游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向盘边缘，其装置可以简化为图乙。若魔盘转速缓慢增大，则游客在滑动之前（　　）

A、受到魔盘的支持力缓慢增大 B、受到魔盘的摩擦力缓慢减小 C、受到的合外力大小不变 D、受到魔盘的作用力大小变大

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8、某同学在地面上，把一物体以一定的初速度竖直向上抛出，物体达到最高点后落回抛出点。如果取竖直向上为正方向，不计空气阻力。下列描述该运动过程的 $v - t$ 图像或 $a - t$ 图像正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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9、如图所示，将两个木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁。开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力F_a=0，b所受摩擦力F_b≠0。现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（）

A、F_a不为零 B、F_b变为零 C、F_a方向向右 D、F_b方向向右

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10、如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上运动。当货车向右减速运动时，石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力为F，关于F的方向，下列图中可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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11、一个人水平抛出一小球，球离手时的初速度为v₀ ，落地时的速度是v_t ，空气阻力忽略不计，下列哪个图像正确表示了速度矢量变化的过程（　）

A、 B、 C、 D、

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12、“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为 $λ$ 。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求：

(1)、每个光子的能量E；

(2)、太阳辐射硬X射线的总功率P。

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13、如图所示，电流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，R₃＝4 Ω。若某个电阻发生断路，将使电流表读数变为0.8 A，电压表读数变为3.2 V（电流表、电压表均为理想电表）。

(1)、则发生断路的电阻是哪一只？

(2)、求电动势E和电阻R₂。

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14、电动自行车采用充电电池供电提供动力。已知这个电池的电动势约为 $11 ~ 13 V$ ，内阻小于 $3 Ω$ 。
（1）由于直流电压表量程只有 $3 V$ ，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为 $15 V$ 的电压表。利用如图甲所示的电路，先把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零。闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为 $3 V$ 。然后把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为 $V$ ，不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，电压表与电阻箱组合即构成量程为 $15 V$ 的新电压表。若读得电阻箱阻值为 $R_{0}$ ，则量程为 $3 V$ 的电压表内阻为。
（2）实验室提供：
电阻箱 $A$ （阻值范围 $0 ~ 9999 Ω$ ）
电阻箱 $B$ （阻值范围 $0 ~ 999 Ω$ ）
滑动变阻器 $C$ （阻值为 $0 ~ 20 Ω$ ，额定电流 $2 A$ ）
滑动变阻器 $D$ （阻值为 $0 ~ 20 kΩ$ ，额定电流 $0.2 A$ ）
在图乙所示电路中电阻箱应选，滑动变阻器应选。
（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势 $E$ 和内阻 $r$ ，实验电路如图乙所示，通过观察表盘读数，得到多组电压 $U$ 和电流 $I$ 的值，并作出 $U - I$ 图线如图丙所示，可知电池的电动势为 $V$ ，内阻为 $Ω$ 。

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15、某实验小组的同学在实验室发现了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，于是设计了如图甲所示的电路进行了实验探究，其中MN为电阻丝，R₀是阻值为1.0 Ω的定值电阻，实验中调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表示数U，电流表示数I以及对应的PN长度x，绘制了UI图线如图乙所示。
（1）由图乙求得电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω。
（2）实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值其真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（3）根据实验数据可绘出图像如图丙所示。图像斜率为k，电阻丝横截面积为S，可求得电阻丝的电阻率ρ＝，电表内阻对电阻率的测量（选填“有”或“没有”）影响。

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16、已知无限长的通电直导线周围空间的磁场的磁感应强度大小可表示为B= $\frac{K I}{x}$ （其中K为比例系数，I为直导线中的电流，x为离直导线的距离）。现有两根无限长通电直导线M和N互相垂直，间距为d，电流都为I，点P在两导线公垂线的中点上，如图所示，则P点处的磁感应强度大小为（　　）

A、0 B、 $\frac{2 \sqrt{2} K I}{d}$ C、 $\frac{K I}{d}$ D、 $\frac{\sqrt{2} K I}{d}$

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17、如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的中垂线上，且a、b到O点的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点， $O^{'}$ 为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且c、d到 $O^{'}$ 点的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（　　）

A、O点处的电场强度为零 B、a、b处的电场强度相同 C、 $O^{'}$ 点处的磁感应强度为零 D、c、d处的磁感应强度大小相等，方向相反。

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18、如图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R₄的滑片向b端移动时，电压表、电流表的示数变化量分别为 $Δ U$ 和 $Δ I$ ，下列说法正确的是（　　）

A、电压表读数增大 B、带电质点向上运动 C、电源的效率变高 D、 $\frac{Δ U}{Δ I}$ 不变

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19、如图所示，电动势E、内阻r的电源与定值电阻R、电容器C（电容较大，原来不带电）构成闭合回路。当电键S闭合后的一段时间内，U_ab、U_bc、U_cd、U_ad随时间t变化图像可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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20、下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是（　　）

A、电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B、 $W = U I t$ 适用于任何电路，而 $W = I^{2} R t$ 只适用于纯电阻电路 C、在非纯电阻电路中 $U I < I^{2} R$ D、焦耳热 $Q = I^{2} R t$ 适用于任何电路

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