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(共27张PPT)
生产生活类(二)
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1.(多选)(2023广东江门模拟)新型交通信号灯如图所示,在交通信号灯前方路面埋设通电线圈,这个包含线圈的传感器电路与交通信号灯的时间控制电路连接,当车辆通过线圈上方的路面时,会引起线圈中电流的变化,系统根据电流变化的情况确定信号灯亮的时间长短,下列判断正确的是(　　)
A.汽车经过线圈会产生感应电流
B.汽车通过线圈时,线圈激发的磁场不变
C.当线圈断了,系统依然能检测到汽车通过的电流信息
D.线圈中电流的变化是由于汽车通过线圈时发生了电磁感应
AD
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解析 车辆上有很多金属部件,当这些金属部件经过通电线圈时,使线圈中的磁场发生变化,故车辆经过线圈时有感应电流产生,A正确;汽车通过线圈时,线圈激发的磁场改变,B错误;如果线圈断了,没有闭合回路,系统不能检测到汽车通过的电流信息,C错误;车辆经过线圈上方会发生电磁感应现象,会引起线圈中的电流发生变化,D正确。
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2.某电力机车雨刷器的示意图如图所示,雨刷器由刮水片和雨刮臂链接而成,M、N为刮水片的两个端点,P为刮水片与雨刮臂的链接点,雨刮臂绕O轴转动的过程中,刮水片始终保持竖直,下列说法正确的是(　　)
A.P点的线速度始终不变
B.P点的向心加速度不变
C.M、N两点的线速度相同
D.M、N两点的运动周期不同
C
解析 P点以O为圆心做圆周运动,所以线速度与向心加速度方向变化,A、B错误;由于刮水片始终保持竖直,所以刮水片各点的线速度与P点的相同,所以M、N两点的线速度相同,C正确;刮水片上各点的周期相同,所以M、N两点的周期相同,D错误。
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3.(2023渝琼辽名校仿真模拟)近年来,重庆热门景点“李子坝列车穿楼”吸引了大量游客驻足。若列车进站时以20 m/s的初速度开始做匀减速直线运动,加速度大小为1.25 m/s2,列车速度减为0后在李子坝站停靠了50 s。则关于列车进站过程下列说法正确的是(　　)
A.列车在减速运动阶段速度减小得越来越慢
B.列车开始减速后,t=8 s时的速度为12 m/s
C.列车开始减速后,20 s内的位移为150 m
D.列车匀减速阶段最后1 s内的位移大小是0.625 m
D
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解析 列车做匀减速运动,速度变化均匀,A错误;匀减速直线运动,根据速度与时间关系式可知8 s时速度减为v=v0-at=(20-1.25×8) m/s=10 m/s,B错误;
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4.(多选)(2023广东江门模拟)摆钟是一种较有年代的计时钟表。其基本原理是利用了单摆的周期性,结合巧妙的擒纵器设计,实现计时的功能。其内部的结构简图如图所示。设原先摆钟走时准确,则(　 　)
A.摆动过程中,金属圆盘所受合力为其回复力
B.摆钟在太空实验室内是无法正常使用的
C.该摆钟从北京带到汕头,为使走时准确,需旋转
微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动
D.该摆钟在冬季走时准确,到夏季为了准时,考虑热胀冷缩,需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动
BCD
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解析 摆动过程中,金属圆盘的重力沿其轨迹切线方向的分力为其回复力,A错误;摆钟在太空实验室内处于失重状态,所以无法正常使用,B正确;
该摆钟从北京带到汕头,重力加速度变小,由单摆周期公式T=2π ,可知
单摆的周期变大,摆钟变慢,为使走时准确,需要摆钟的摆长变短,即需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动,C正确;该摆钟在冬季走时准确,到夏季由于温度升高,热胀冷缩,摆长变长,为了准时,需要摆长变短点,即需旋转微调螺母使金属圆盘沿摆杆向上移动,D正确。
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5.(多选)如图所示,在干燥的冬天,手接触房间的金属门锁时,会有一种被电击的感觉,带负电的手在缓慢靠近门锁还未被电击的过程中,门锁(　　)
A.近手端感应出正电荷
B.电势比手的电势低
C.与手之间的电场强度逐渐增大
D.与手之间的电场强度保持不变
AC
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解析 放电前手指靠近金属门锁的过程中,门锁在手的影响下,发生静电感应,近手端感应出正电荷,A正确;由于门锁近手端带正电,手带负电,电场线由门锁近手端指向手,所以门锁电势比手的电势高,B错误;电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,周围的电场强度越大,由于异种电荷相互吸引,手接近的过程中,感应电荷越来越接近手,门锁近手端电荷密度越来越大,电荷分布的密度变大,故门锁与手指之间的电场强度逐渐增大,C正确,D错误。
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6.现在,电动车已经走进千家万户,其续航里程是人们关注的焦点。影响电动车续航里程的因素有很多,如电池电能、环境温度、系统效率、行驶阻力等。某研究团队在平直的公路上用同一辆纯电动车(总质量不同)进行研究,改变电池电能从而改变整车质量,让电动车以某一速度做匀速直线运动,得到电池电能与续航里程的关系如图甲所示。设该纯电动车电机把电能转化为机械能的效率η=80%,电动车受到的阻力恒为总重力的 ,电池电能与对应的质量关系如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2。根据以上信息,可以得出(　　)
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A.电池的电能越大,电动车的续航里程一定越大
B.电池的电能分别为50 kW·h和1 000 kW·h时,电动车的总质量之比为3∶35
C.电池的电能为1 000 kW·h时,电动车的总质量为4 800 kg
D.图乙中E0=1.2 kW·h
答案 C
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解析 由图甲可知,当电池的容量为1 000 kW·h时,续航里程为1 200 km,再增大电池的容量,续航里程不再增大,A错误;由题意知确定续航里程的条件是电动车做匀速直线运动,设除电池外电动车的质量为m0,根据能量的转换和守恒定律,电池的容量为50 kW·h时,有k(m0+m1)gx1=E1η,电池的容量为
1 000 kW·h时,有k(m0+m2)gx2=E2η,联立解得m0+m1=576 kg,m0+m2=4 800
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7.(2023湖南怀化一模)晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,A、B两点等高,原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的风吹来,衣服受到水平向右的恒力而发生滑动,并在新的位置保持静止,如图所示。两杆间的距离为d,绳长为1.25d,衣服和衣架的总质量为m,重力加速度为g,sin 37°=0.6。不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,下列说法正确的是(　　)
A.在有风且风力不变的情况下,绳子右端由A点沿杆向下移到C点,绳子的拉力变大
B.有风时,挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等
C.相比无风时,在有风的情况下∠AOB小
D.无风时,轻绳的拉力大小为 mg
C
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解析 在有风的情况下,将A点沿杆稍下移到C点,两段绳子之间的夹角变小,但是两细绳拉力的合力为恒力,则拉力F变小,A错误;由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,则挂钩相当于动滑轮,两段绳子的拉力总是相等,B错误;设无风时绳子夹角的一半为θ1 ,绳长为L,有风时绳子夹角的一半为θ2 ,有风时如图所示,B点、A点分别向∠AOB的角平分线作垂线,有L1+L2=Lsin θ2,d=Lsin θ1,又因为d>L1+L2,所以θ1>θ2,C正确;无风时,衣服受到重力和两边绳子的拉力处于平衡状态,如图所示,同一条绳子拉力相等,则挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相等,由
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8.(2023湖北华中师大新高考联盟一模)一种由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车氮气减震装置如图所示,该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计,汽缸导热性和气密性良好,环境温度不变,汽缸内的气体可视为理想气体。该装置未安装到汽车上时,弹簧处于原长状态。封闭气体和活塞柱长度均为0.2 m,气体压强等于大气压强p0=1×105 Pa。将四台减震装置安装在汽车上,稳定时汽车重量由四台减震装置支撑,且封闭气体被压缩了0.1 m。已知活塞柱横截面积S=1×10-2 m2,弹簧的劲度系数k=1×104 N/m,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)压缩后,汽缸内氮气的压强;
(2)汽车的质量。
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答案 (1)2×105 Pa
(2)800 kg
解析 (1)当汽车装上减震装置后,设汽缸压缩后的体积为V1,压强为p1,由玻意耳定律可知
p0V0=p1V1
解得p1=2×105 Pa。
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(2)设汽车对一个减震装置的压力为F,以减震装置汽缸上表面为研究对象,受力分析可知
p0S+F=p1S+kΔx
联立解得F=2 000 N
即减震装置对汽车的支持力F'=F=2 000 N
以汽车为研究对象有mg=4F'
解得汽车的质量m=800 kg。
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9.民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,形成一个连接出口与地面的斜面,旅客可沿斜面滑行到地上。其简化模型如图所示,若紧急出口距地面的高度h=3.0 m,气囊所构成的斜面长度l=5.0 m,质量m=50 kg的某旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端。已知该旅客与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力及斜面的形变,下滑过程中该旅客可视为质点,g取10 m/s2。求该旅客:
(1)沿斜面下滑的加速度a的大小;
(2)滑到斜面底端时的动能Ek;
(3)从斜面顶端滑到斜面底端的过程中所受摩擦力的冲量If。
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答案 (1)2 m/s2
(2)500 J
解析 (1)对旅客受力分析,有重力、支持力和摩擦力。设斜面与水平面的夹角为θ,由牛顿第二定律和几何关系可得
mgsin θ-μmgcos θ=ma
则a=2 m/s2。
(2)旅客从顶端滑到底端过程中,由动能定理可得
mgh-μmglcos θ=Ek
则滑到斜面底端时的动能为Ek=500 J。
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又Ff=μmgcos θ
则摩擦力的冲量为If=Fft
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10.“再生制动”是一些油电混动车辆的常用制动方式。所谓“再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发电,将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆油电混动汽车的质量为m,该汽车设定为前阶段在速度大于v0时选择再生制动,后阶段速度小于等于v0时选择机械制动。当它以速度nv0(n>1)在平直路面上做匀速行驶时,某一时刻开始刹车,前阶段阻力的大小与速度的大小成正比,即F阻=kv,后阶段阻力恒为车重的μ倍,汽车做匀减速运动,重力加速度为g。
(1)如果此次刹车的过程中,油电混动汽车动能减小量的η倍被转化为电能,那么此次刹车储存多少电能
(2)油电混动汽车从刹车到停止的位移的大小是多少
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(3)在一次性能检测中,检测机构让油电混动汽车在平直的路面上匀速行驶(速度小于v0)一段距离后关闭发动机,测绘了汽车只开启“机械制动”和“机械制动”“再生制动”同时开启两种设定下汽车的动能与位移关系的图线①和②,如图所示。若检测时忽略测试路面的阻力差异和空气阻力,则“机械制动”“再生制动”同时开启测试中汽车被回收的动能是多少
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解析 (1)设油电混动汽车在刹车的过程中储存的电能为E,依题意
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(2)设油电混动汽车“再生制动”阶段运动的位移为x1,由动量定理得
-F阻Δt=mΔv
又F阻=kv
即-kvΔt=mΔv
所以在“再生制动”阶段有-kx1=mv0-mnv0
在“机械制动”阶段,油电混动汽车做匀减速运动,由牛顿第二定律可得
F阻'=ma
又F阻'=μmg
解得a=μg
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(3)对于减速过程,因斜率的绝对值表示阻力的大小,由图线①得
由图线②,回收的动能为
ΔEk=8×105 J-2 000×(8.5-7)×102 J=5×105 J。(共19张PPT)
科技发展类(二)
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1.(2023福建厦门二模)2023年4月12日,中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,
A.X为正电子
B.该反应为α衰变
C.反应前后质量守恒
D
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解析 根据电荷数守恒和质量数守恒,可知X为中子,A错误;该反应为聚变反应,B错误;反应后,质量有亏损,C错误;反应生成的新核更稳定,故 的平均结合能比 的平均结合能大,D正确。
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2.人体的细胞膜模型图如图甲所示,由磷脂双分子层组成,双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位),现研究某小块均匀的细胞膜,厚度为d,膜内的电场可看作匀强电场,简化模型如图乙所示,初速度可视为零的一价正钠离子仅在静电力的作用下,从图中的A点运动到B点,下列说法正确的是(　　)
A.A点电势等于B点电势
B.钠离子的电势能增大
C.若膜电位不变,钠离子进入细胞内的速度变化
D.若膜电位增加,钠离子进入细胞内的速度增大
D
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解析 初速度可视为零的一价正钠离子仅在静电力的作用下,从图中的A点运动到B点,则电场线从A到B,沿电场线电势降低,所以A点电势大于B点电势,A错误。钠离子运动中静电力做正功,所以钠离子的电势能减小,B错误。由动能定理可知 ,若膜电位不变时,即电压U不变时,钠离子进入细胞内的速度不变;电压U增加时,速度增大,C错误,D正确。
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3.(多选)如图甲所示,某实验室设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8 m之内时,机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。在某次投掷练习中机器人夹取冰壶,由静止开始做匀加速运动,之后释放冰壶,二者均做匀减速直线运动,冰壶准确命中目标,二者在整个运动过程中的v-t图像如图乙所示。此次投掷中,下列说法正确的是(　　)
A.冰壶减速运动的加速度大小为0.125 m/s2
B.9 s末,冰壶的速度大小为5.75 m/s
C.7 s末,冰壶、机器人二者间距为7 m
D.机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息
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4.图甲为CT的剖面图,图乙为其简化的工作原理示意图。M、N间有一加速电场,虚线框内有垂直纸面的匀强偏转磁场。从电子枪逸出的电子(忽略初速度),经M、N间的电场加速后沿带箭头的实线方向前进,打到靶上的P点,从而产生X射线进行工作,则(　　)
A.M处的电势高于N处的电势
B.偏转磁场的方向垂直于纸面向外
C.当加速电压增加为原来的2倍时,射出
电场时的速度变为原来的2倍
D.当加速电压增加为原来的2倍时,在磁
场中运动的半径变为原来的 倍
甲
乙
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解析 由于电子在MN间做加速运动,所以电子受到的静电力水平向右,所以电场强度的方向水平向左,即N处的电势高于M处的电势,A错误;由于电子向下偏转,根据左手定则可以确定磁场的方向应垂直纸面向里,B错误;在加
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5.(多选)(2023广东江门模拟)运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的,其原理如图所示,M和N为电容器两极板,M极板固定,N极板两端与两轻弹簧连接,当手机的加速度变化时,N极板只能按图中标识的前后方向运动。下列对传感器描述正确的是(　　)
A.保持向前匀速运动,电阻R将以恒定功率发热
B.由向前匀速突然减速时,电容器所带电荷量增加
C.由静止突然加速后退时,电流由a向b流过电流表
D.保持向前匀减速运动时,MN间的电场强度持续减小
BC
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解析 保持向前匀速运动时加速度为0,电容C不变,电容器相当于开关断开,电路中无电流,电阻R不发热,A错误。由向前匀速突然减速时,由于惯性N
容器所带电荷量增加,电容器充电,电流由a向b流过电流表,C正确。保持向前的匀减速运动时,加速度不变,所以MN之间的距离不变,MN间的电场强度不变,D错误。
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6.(2023山东淄博一模)近年来,对具有负折射率(n<0)人工材料的光学性质及应用的研究备受关注。如图甲所示,光从真空射入负折射率材料时,入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律,但折射角取负值,即折射光线和入射光线位于界面法线同侧。如图乙所示,在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B,顶角为θ,A、B两棱镜斜面相互平行放置,两斜面间的距离为d。一束包含有两种频率光的激光,从A棱镜上
下方有一平行于下表面的光屏,P'点为P点在光屏上的投影。
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(1)为使两种频率的光都能从棱镜A斜面射出,求θ的取值范围;
(2)若θ=30°,求两种频率的光通过两棱镜后,打在光屏上的点距P'点的距离。
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解析 (1)分析可知两光线的入射角等于棱镜的顶角θ,若两光线能从棱镜A斜面射出,θ应小于两光线最小的临界角,由
得C=45°
所以θ的取值范围为0°<θ<45°。
(2)两束光传播的光路图如图所示
由折射定律可知
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7.如图甲所示,我国目前采用托卡马克磁约束装置作为核反应“容器”,某实验室简化的模拟磁约束磁场如图乙所示,半径为R的足够长水平圆柱形区域内分布水平向右的匀强磁场Ⅰ,并已知磁感应强度为B;圆柱形磁场区域Ⅰ外侧分布有厚度为L的环形磁场Ⅱ,其磁感应强度大小处处相同,方向与B(磁场Ⅰ)垂直,其左视图与纵截面图分别如图丙、图丁所示。某时刻速度为v= 的氘原子核(已知氘原子核质量为m,电荷量为q)从水平磁场Ⅰ最低点竖直向下射入磁场Ⅱ,氘原子核恰不能飞出磁场区域,忽略粒子重力和空气阻力,不考虑相对论效应。
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(1)求环形磁场Ⅱ的磁感应强度大小;
(2)求该氘原子核从出发后到回到水平磁场Ⅰ最低点需要的时间。
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解析 (1)根据题意,粒子恰好不能由磁场Ⅱ飞出,则满足
R2=L
根据牛顿第二定律可得
解得R1=R
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所以粒子在磁场Ⅰ区域轨迹如图所示
所以粒子在磁场Ⅰ区域运动总时间(共19张PPT)
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1.(多选)(2023广东佛山二模)随着科技的进步,越来越多的人使用蓝牙耳机,手机与基站及蓝牙耳机的通信如图所示。若基站与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波,则下列说法正确的是(　　)
A.甲、乙波的频率都比可见光的频率小
B.真空中甲波的传播速度比乙波慢
C.真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物
D.甲波与乙波有可能发生干涉
AC
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解析 由图可知甲、乙波的波长都比可见光的波长长,由c=λf可得,甲、乙波的频率都比可见光的频率小,A正确;所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为3×108 m/s,B错误;波长越短的波越不容易发生衍射,甲波波长较长,所以真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物,C正确;甲波与乙波频率不同,不能发生稳定的干涉,D错误。
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2.(2023广东广州一模)如图所示,篮球运动员站在广场上的某一喷泉水柱旁边,虚线“1”“2”“3”所在水平面分别是地面、运动员的头顶、该水柱最高点所在的水平面。根据图中信息和生活经验,可以估算出该水柱从地面喷出时的速度约为(　　)
A.2 m/s B.6 m/s
C.12 m/s D.20 m/s
C
解析 由图示比例可以看出水柱高度大概为运动员身高的4倍,运动员身高约为1.80 m,则喷泉水柱高度大概为7.2 m,则v= m/s=12 m/s,故A、B、D 错误,C正确。
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3.ETC电子不停车收费系统可以提高高速公路的通行能力,如图甲所示为ETC通道和人工通道的示意图。一辆汽车通过人工通道时的v-t图像如图乙所示,t=0时刚好进入人工通道,t=7 s时离开人工通道。若该汽车以4 m/s的速度匀速通过ETC通道,则相比通过人工通道可节省的时间为(　　)
A.2 s B.4 s
C.5 s D.6 s
C
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4.(2023山东烟台一模)娱乐风洞是一种空中悬浮装置,在一个特定的空间内人工制造和控制气流,游客只要穿上特制的可改变受风面积(游客在垂直风力方向的投影面积)的飞行服跳入飞行区,即可通过改变受风面积来实现向上、向下运动或悬浮。现有一竖直圆柱形风洞,风机通过洞口向风洞内“吹气”,产生竖直向上、速度恒定的气流。某时刻,有一质量为m的游客恰好在风洞内悬浮,已知气流密度为ρ,游客受风面积为S,重力加速度为g,假设气流吹到人身上后速度变为零,则气流速度大小为(　　)
C
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解析 在Δt时间内吹到人身上的气体质量为Δm=ρSvΔt,设人对气流的力大小为F,则对此段气体由动量定理有-F·Δt=0-Δm·v,由牛顿第三定律,风给人的力大小为F'=F,人受力平衡,所以F'=mg,解得v= ,故选C。
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5.如图所示为单反照相机取景器的示意图,五边形ABCDE为五棱镜的一个截面,AB⊥BC。光线垂直AB边射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射时的入射角相等,最后光线垂直BC射出。若两次反射均为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是(　　)
A
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解析 作出光路图如图所示,设光线入射到CD上的入射角为θ,因为光线在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等,根据几何关系有4θ=90°,
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6.(多选)(2023湖北荆州模拟)如图所示,高铁的供电流程是将高压220 kV或110 kV经过牵引变电所进行变压,降至27.5 kV,通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电,机车最终获得25 kV的电压使高铁机车运行,下列说法正确的是(　　)
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A.若电网的电压为110 kV,则变电所的变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=4∶1
B.若电网的电压为220 kV,则变电所的变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=4∶1
C.如果高铁机车的电动机输出功率为9 000 kW,电机效率为90%,则牵引变电所到机车间的等效电阻为6.25 Ω
D.如果高铁机车的电动机输出功率为9 000 kW,电机效率为90%,则牵引变电所到机车间的等效电阻为62.5 Ω
答案 AC
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7.(2023辽宁沈阳高三模拟)高压锅结构简图如图所示,密封好锅盖,将压力阀套在出气孔上,加热前高压锅内气体温度为T0,内部气体压强为p0。对高压锅加热,当锅内气体压强达到p1时,锅内气体将压力阀顶起,开始向外排气,在排气过程中继续加热至温度为T2时,停止加热,压力阀很快落下,再次封闭气体。假定排气过程锅内气体压强不变,锅内气体视为理想气体。求:
(1)锅内气体压强为p1时的温度;
(2)锅内排出的气体与原有气体的质量比。
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8.(2023广东中山一模)如图所示,在车厢长度L=2.7 m的小货车上,质量m=70 kg、厚度d=0.2 m的冰块用绳绑住并紧贴车厢前端,与货车一起以v0=36 km/h的速度沿坡度为5%(即斜面倾角θ满足tan θ=0.05,sin θ≈0.05,cos θ≈1)的斜坡向上运动。某时刻,冰块从绑住的绳间滑脱并沿车厢底部滑向尾部,与尾挡板发生碰撞后相对车厢等速反弹;碰撞后,司机经过t0=0.5 s的反应时间,开始以恒定加速度a刹车。已知冰块与车厢底板间动摩擦因数μ=0.03,设冰块与尾挡板碰撞前后,冰块没有破碎,
车厢的速度变化可以忽略,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求从冰块滑脱到司机开始刹车的这段时间内,小
货车行驶的距离;
(2)若刹车过程,冰块恰能滑至初始位置且与车厢前端不发生碰撞,求a的值。
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解析 (1)从冰块滑脱到司机开始刹车的这段时间内,小货车做匀速直线运动,冰块相对车厢下滑,设冰块下滑的加速度为a1,以沿斜面向下为正方向,由牛顿第二定律得mgsin θ-μmgcos θ=ma1
以小货车为参考系,设冰块经时间t1与车厢尾挡板碰撞,则有
小货车匀速行驶通过的距离为s=v0(t1+t0)
联立并代入数据,解得s=55 m。
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(2)冰块与车厢尾挡板碰撞前,相对车厢的速度Δv1=a1t1
冰块与车厢尾挡板碰撞后等速上滑,设加速度为a2,以沿斜面向下为正方向,由牛顿第二定律得mgsin θ+μmgcos θ=ma2
司机开始刹车时,设冰块相对车厢的速度为Δv2、冰块相对地面的速度为v2,则Δv2=Δv1-a2t0
v2=v0+Δv2
若冰块恰能滑至初始位置且与车厢前端不发生碰撞,即冰块滑至初始位置时,与小货车达到相同的速度;小货车加速度为a,以沿斜面向下为正方向,设经过t2,冰块到达车厢前端,冰块和小货车速度大小为v3,冰块和小货车运动的距离分别为x2、x3
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8(共23张PPT)
科技发展类(一)
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1.(2023江苏南京模拟)量子雷达是隐身战机的克星,可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类量子雷达,仍发射经典态的电磁波,但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下列说法正确的是
(　　)
A.量子就是α粒子
B.隐身战机不向外辐射红外线
C.电磁波在真空中的传播速度与其频率无关
D.量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的
C
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解析 量子是现代物理的重要概念,即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子,A错误;任何物体都会向外发射红外线,B错误;任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光速c,C正确;依据题意,量子雷达仍发射经典态的电磁波,不是目标物体发射的电磁波,D错误。
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2.(2023北京房山二模) 2023年3月,中国科学技术大学超导量子计算实验室成功实现了三维封装量子原型机,其主要构成材料之一为金属超导体。超导体指的是低于某一温度后电阻为零的导体,且当超导体置于外磁场中时,随着温度的降低,超导体表面能够产生一个无损耗的超导电流,这一电流产生的磁场,让磁感线被排斥到超导体之外。有人做过这样一个实验:将一锡块和一个磁性很强的小永久磁铁叠放在一起,放入一个浅平的塑料容器中。往塑料容器中倒入液态氮,降低温度,使锡块出现超导性。这时可以看到,小磁铁竟然离开锡块表面,飘然升起,与锡块保持一定距离后,便悬空不动了。根据以上材料可知(　　)
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A.超导体处在恒定的磁场中时温度降低,它的表面也不会产生感应电流
B.超导体中的超导电流会产生焦耳热
C.将超导体置于磁场中,处于超导状态时内部磁感应强度为零
D.将悬空在超导体上面的磁铁翻转180°,超导体和磁铁间的作用力将变成引力
答案 C
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解析 超导体指的是低于某一温度后电阻为零的导体,且当超导体置于外磁场中时,随着温度的降低,超导体表面能够产生一个无损耗的超导电流,A错误;因为超导体的电阻为零,则超导电流不会产生焦耳热,B错误;超导体放入磁场中,超导体内部产生的磁感应强度为零,具有完全的抗磁性,C正确;由材料可知,超导体在外界磁场作用下,磁铁和超导体之间相互排斥,则将悬空在超导体上面的磁铁翻转180°,超导体产生的感应电流方向也会相反,以使感应电流在超导体中产生的磁场与磁铁在超导体中产生的磁场的合磁场为零,超导体和磁铁间的作用力仍为斥力,D错误。
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3.(2023河南郑州模拟)航天器离子发动机原理如图所示,首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化(即电离出正离子),正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出,从而使航天器获得推进或姿态调整的反冲力。已知单个正离子的质量为m,电荷量为q,正、负极栅板间加速电压为U,从喷口喷出的正离子所形成的电流为I。忽略离子间的相互作用力,忽略离子喷射对航天器质量的影响。该发动机产生的平均推力F的大小为
(　　)
A
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4.(2023湖南永州二模)电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,在电子显微镜中电子枪发射电子束,通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示,虚线为等势线。一电子仅在静电力作用下运动,运动轨迹如图中实线所示,a、b、c、d是轨迹上的四个点,下列说法正确的是(　　)
A.b处的电场强度与c处的电场强度相同
B.电子从a到d运动时,加速度不断增大
C.电子在a处受到的静电力方向与a处虚线相切
D.电子从a到b运动时,电势能逐渐减小
D
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解析 根据电场线与等势线垂直,且电场线上该点的切线方向为该点的电场强度方向,由图可知b处电场线的切线方向斜向左上方,c处电场线的切线方向斜向左下方,所以b、c两处的电场强度不相同,A错误;等势线的疏密也可以反映电场的强弱,由a到d等势线先变疏后变密,所以电场强度先减小后增大,则电子的加速度先减小后增大,B错误;a处电场线与虚线垂直,所以电子受到的静电力方向与虚线垂直,C错误;电子从a到b运动时,电势逐渐升高,根据 Ep=qφ 可知,电子的电势能逐渐减小,D正确。
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5.(2023四川成都模拟)如图所示,新风系统除尘由机械除尘和静电除尘两部分构成,其中静电除尘是通过电离空气后使空气中的粉尘微粒带电,从而被电极吸附的空气净化技术。图中虚线为一带电粉尘(不计重力)在静电除尘管道内的运动轨迹,实线为电场线(未标方向),下列判定正确的是(　　)
A.带电粉尘带正电
B.带电粉尘在除尘管道内做匀变速曲线运动
C.带电粉尘在a点的加速度小于在b点的加速度
D.带电粉尘在a点的电势能大于在b点的电势能
C
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解析 由图可知粉尘靠近正电极,远离中间带负电粒子,故粉尘带负电,A错误;粉尘所处电场不是匀强电场,a点电场线更稀疏,则在a点受力更小,粉尘在a点的加速度小于在b点的加速度,加速度变化,不是匀变速运动,B错误,C正确;粉尘从a点到b点,更加靠近中间带负电的粒子,静电力做负功,电势能增加,则粉尘在a点的电势能小于在b点的电势能,D错误。
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6.(多选)(2023湖南长沙模拟)霍尔推进器可以用以空间站的轨道维持,其示意图如图所示,在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1,其磁感应强度大小可近似认为处处相等;垂直圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场(图中没画出),磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等。已知电子电荷量为e,质量为m。若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动,则以下说法正确的是(　 　)
A.电场方向垂直环平面向外
BCD
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解析 电子在圆环内沿顺时针方向,则磁场1对电子产生的洛伦兹力方向垂直环平面向里,电场对电子产生的静电力向外,所以电场方向垂直环平面向里,A错误;电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀
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7.(多选)(2023福建厦门模拟)电磁减震器是利用电磁感应原理的一种新型智能化汽车独立悬架系统。某同学也设计了一个电磁阻尼减震器,其简化原理图如图所示。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上的多个相互紧靠且绝缘的相同矩形线圈组成,滑动杆及线圈的总质量m=1.0 kg。每个矩形线圈abcd的匝数n=100,阻值R=1.0 Ω,ab边长L=20 cm,bc边长d=10 cm,该减震器在光滑水平面上以初速度v0=5.0 m/s向右进入磁感应强度大小B=0.1 T、方向竖直向下的匀强磁场中,磁场范围足够大,不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。则下列说法正确的是(　　)
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A.刚进入磁场时减震器的加速度大小为0.2 m/s2
B.第二个线圈恰好完全进入磁场时,减震器的速度大小为4.2 m/s
C.滑动杆上至少需安装12个线圈才能使减震器完全停下来
D.第1个线圈和让该减震器停下来的最后1个线圈产生的热量比为96∶1
答案 BD
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8.加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用,回旋加速器是其中的一种。某回旋加速器的结构示意图如图所示,D1和D2是两个中空的、半径为R的半圆形金属盒,两盒之间窄缝的宽度为d,它们之间有一定的电势差U。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。D1盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子每次经过窄缝都会被电场加速,之后进入磁场做匀速圆周运动,经过若干次加速后,粒子从金属盒D1边缘离开,忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。
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(1)求粒子离开加速器时获得的最大动能Ekm;
(2)在分析带电粒子的运动轨迹时,用Δd表示任意两条相邻轨迹间距,甲同学认为Δd不变,乙同学认为Δd逐渐变大,丙同学认为Δd逐渐减小,请通过计算分析哪位同学的判断是合理的;
(3)若该回旋加速器金属盒的半径R=1 m,窄缝的宽度d=0.1 cm,求粒子从A点开始运动到离开加速器的过程中,其在磁场中运动时间与在电场中运动时间的比值。(结果保留2位有效数字)
(2)见解析 (3)1.6×103
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解析 (1)当带电粒子运动半径为半圆金属盒的半径R时,粒子的速度达到最大值vm,由牛顿第二定律得
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由此可知相邻轨迹间距逐渐减小,丙同学的判断是合理的。
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(3)粒子在电场中被加速n次,由动能定理得
nqU=Ekm
粒子在加速器中运动的时间可以看成两部分时间之和,即在金属盒内旋转
圈的时间t1和通过金属盒间隙n次所需的时间t2之和,粒子在磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力充当向心力
由牛顿第二定律得
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8(共19张PPT)
体育运动类(二)
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1.图甲为被称作“雪游龙”的国家雪车雪橇中心,2022年北京冬奥会期间,该场馆承担雪车、钢架雪车、雪橇三个项目的全部比赛。图乙为运动员从侧壁冰面过“雪游龙”独具特色的360°回旋弯道的场景,在某段滑行中运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动,则此段运动过程中(　　)
A.雪车和运动员所受合力为零
B.雪车受到冰面斜向上的摩擦力
C.雪车受到冰面的摩擦力方向与其
运动方向相反
D.运动员所受雪车的支持力小于自身重力
C
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解析 雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动,处于非平衡状态,所受合力不为0,A错误;雪车受到的摩擦力是滑动摩擦力,与相对冰面运动方向相反,故受到的摩擦力方向与其运动方向相反,B错误,C正确;雪车和运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动,运动员所受到的合力指向轨迹圆心,故所受雪车的支持力大于自身重力,D错误。
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2.草地滑坡是不少生态公园中的休闲项目。甲、乙两游客先后分别乘坐相同滑车从同一滑道的同一位置由静止下滑。游客乙的质量比甲大。将滑道简化为一倾斜的斜面,滑车与滑道的动摩擦因数处处相同。则(　　)
A.乙滑到底端时的速度更大
B.乙在滑道上滑行的时间更长
C.下滑相同高度时,乙重力的功率更大
D.滑车在滑道上两次滑行产生的热量相同
C
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解析 根据牛顿第二定律可知mgsin θ-μmgcos θ=ma,解得a=gsin θ-μgcos θ,则两人下滑的加速度相等,根据v= 可知到达底端时的速度相等,A错
误;根据t= 可知到达底端时的时间相等,B错误;下滑相同高度时,速度相同,根据PG=mgvsin θ,则乙的重力的功率更大,C正确;根据Q=μmgcos θ·s可知,滑车在滑道上两次滑行产生的热量不相同,D错误。
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3.智能呼啦圈轻便美观,深受大众喜爱。如图甲所示,腰带外侧带有轨道,将带有滑轮的短杆穿入轨道,短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳,其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.5 kg,绳长为0.5 m,悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2 m。水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重随短杆做水平匀速圆周运动,绳子与竖直方向夹角为θ,运动过程中腰带可看作不动,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,下列说法正确的是(　　)
A.匀速转动时,配重受到的合力恒定不变
B.若增大转速,腰带受到的合力变大
C.当θ稳定在37°时,配重的角速度为5 rad/s
D.在θ由37°缓慢增加到53°的过程中,绳子
对配重做正功
D
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解析 匀速转动时,配重做匀速圆周运动,合力大小不变,但方向在变化,A错误;运动过程中腰带可看作不动,所以腰带合力始终为零,B错误;对配重,由
牛顿第二定律mgtan θ=mω2(lsin θ+r),即ω= ,当θ稳定在37°时,解
得ω= rad/s,C错误;由C中公式可知,当θ稳定在53°时,角速度大于θ稳定在37°时的角速度,配重圆周半径也增大,速度增大,动能增大,同时高度上升,重力势能增大,所以机械能增大;由功能关系,在θ由37°缓慢增加到53°的过程中,绳子对配重做的功等于配重机械能的增加量,所以功为正值,做正功,D正确。
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4.(2023浙江宁波模拟)在某次“蹦床”娱乐活动中,从小朋友下落到离地面高h1处开始计时,其动能Ek与离地高度h的关系如图所示。在h1~h2阶段图像为直线,其余部分为曲线,h3对应图像的最高点,小朋友的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力和一切摩擦。下列有关说法正确的是(　　)
A.整个过程中小朋友的机械能守恒
B.小朋友从脚接触蹦床直至蹦床被压缩
至最低点的过程中,其加速度先增大后减小
C.小朋友处于h=h4高度时,蹦床的弹性势能为Ep=mg(h2-h4)
D.小朋友从h1下降到h5过程中,蹦床的最大弹性势能为Epm=mgh1
C
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解析 蹦床弹力对小朋友做了功,小朋友的机械能不守恒,A错误;从小朋友的脚接触蹦床直至运动到最低点的过程中,蹦床对小朋友的弹力逐渐增大,小朋友的加速度先减小后反向增大,B错误;由题图知,小朋友在h2处和h4处动能相等,在小朋友从h2下降到h4的过程,根据蹦床和小朋友组成的系统机械能守恒得Ep+Ek1=mg(h2-h4)+Ek1,解得小朋友处于h=h4高度时,蹦床的弹性势能为Ep=mg(h2-h4),C正确;小朋友从h1下降到h5过程中,在高度为h5时位置最低,蹦床的形变量最大,对小朋友和蹦床组成的系统,根据机械能守恒定律有Epm+Ek2=mg(h1-h5)+Ek2,解得蹦床的最大弹性势能为Epm=mg(h1-h5),D错误。
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5.(多选)“战绳”是一种时尚的健身器材,有较好的健身效果。如图甲所示,健身者把两根相同绳子的一端固定在P点,用双手分别握住绳子的另一端,然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子,使绳子振动起来。某次锻炼中,健身者以2 Hz的频率开始抖动绳端,t=0时,绳子上形成的简谐波的波形如图乙所示,a、b为右手所握绳子上的两个质点,二者
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C.健身者抖动绳子端点,经过5 s振动恰好
传到P点
D.健身者增大抖动频率,将减少振动从绳子端点传播到P点的时间
答案 AB
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时刻a在平衡位置上方,振动方向向下,B正确;由乙图可知a、b间平衡间距大于5 m,小于波长,所以波长λ>5 m,所以波从健身者传到P点所用的时间
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6.(2023广东江门模拟)某登山运动员在攀登一座超过8 000 m的山峰,在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击。假设27 ℃时表内气体压强为1.0×105 Pa(常温下的海平面的大气压强值),当内外压强差超过6.0×104 Pa时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是-18 ℃,未爆裂前手表内气体体积的变化可忽略不计,请通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂及当时外界的大气压强值是多少
答案 向外爆裂　2.5×104 Pa
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解析 以表内气体为研究对象,初状态的压强为p1=1.0×105 Pa,温度为T1=300 K,某状态的压强为p2,温度为T2=255 K
根据查理定律,有
解得p2=8.5×104 Pa
如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的,则外界的大气压强为
p0=8.5×104 Pa+6×104 Pa=1.45×105 Pa
大于山脚下的大气压强(即常温下的大气压强),这显然是不可能的,所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的
当时外界的大气压强为p3=p2-6.0×104 Pa=2.5×104 Pa。
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7.(2023山东潍坊二模)“打水漂”是很多同学体验过的游戏,小石片被水平抛出,碰到水面时并不会直接沉入水中,而是擦着水面滑行一小段距离再次弹起飞行,跳跃数次后沉入水中,俗称“打水漂”。如图所示,某同学在岸边离水面高度h0=0.8 m处,将一质量m=20 g的小石片以初速度v0=16 m/s水平抛出。若小石片第1次在水面上滑行时受到水平阻力的大小为1.2 N,接触水面0.1 s后弹起,弹起时竖直方向的速度是刚接触水面时竖直速度的 。重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。求:
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(1)小石片第1次离开水面后到再次碰到水面前,在空中运动的水平距离;
(2)第1次与水面接触过程中,水面对小石片的作用力大小。
答案 (1)6 m　(2)2.0 N
解析 (1)小石片抛出过程有
解得vy0=4 m/s
则第一次反弹竖直方向的分速度大小
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第一次接触水面0.1 s水平方向有
F阻=ma,vx1=v0-aΔt
解得vx1=10 m/s
令小石片第1次离开水面后到再次碰到水面经历时间为t1,则有
解得x=6 m。
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(2)第1次与水面接触过程竖直方向有
FΔt-mgΔt=mvy1-(-mvy0)
解得F=1.6 N
则水面对小石片的作用力大小(共23张PPT)
航天技术类(二)
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1.(2023山东济宁二模)如图甲所示,太空电梯的原理是在地球同步轨道上建造一个空间站,并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连,“绳索”会绷紧,航天员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空。如图乙所示,有一太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站,相对地球静止。已知地球半径为R、质量为m0、自转周期为T,引力常量为G,下列说法正确的是(　　)
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A.太空电梯上各点均处于完全失重状态
B.太空电梯上各点线速度大小与该点到地心的距离成反比
C.升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时,升降舱的向心加速度大小为
答案 D
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解析 太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动,只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态,不是各点都处于完全失重状态,A错误;太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动,各点角速度相等,则各点线速度关系为v=ωr,可知太空电梯上各点线速度大小与该点到地心的距离成正比,B错误;升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时,升降舱的向心加速度大小
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2.(2023安徽江南十校高三下学期联考)我国载人航天事业已迈入“空间站”时代。2023年2月9日,神舟十五号航天员乘组迎来了首次出舱活动,两名航天员先后成功出舱,一名航天员在核心舱内配合支持,经过约7 h圆满完成既定任务。已知空间站离地面的高度约为450 km,地球半径约为6 400 km,则下列说法正确的是(　　)
A.漂浮在核心舱内的航天员不受地球引力作用
B.空间站在轨运行的速度大于第一宇宙速度
C.舱内的航天员每24 h只可观察到一次日出日落
D.若航天员乘坐飞船返回地球,则飞船与空间站分离后需要点火减速
D
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3.(2023湖南衡阳一模)飞船在进行星际飞行时,使用离子发动机作为动力,这种发动机工作时,由电极发射的电子射入稀有气体(如氙气),使气体离子化,电离后形成的离子由静止开始在电场中加速并从飞船尾部高速连续喷出,利用反冲使飞船本身得到加速。已知一个氙离子质量为m,电荷量为q,加速电压为U,飞船单位时间内向后喷射出的氙离子的个数为N,从飞船尾部高速连续喷出氙离子的质量远小于飞船的质量,则飞船获得的反冲推力大小为(　　)
C
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4.(2023山东威海二模)“天问一号”在某阶段的运动示意图如图所示,“天问一号”在P点由椭圆轨道变轨到近火圆形轨道。已知火星半径为R,椭圆轨道上的远火点Q离火星表面的最近距离为6R,火星表面的重力加速度为g0,忽略火星自转的影响。“天问一号”在椭圆轨道上从P点运动到Q点的时间为(　　)
B
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5.(2023河北石家庄一模)我国天文学家通过“天眼”在武仙座球状星团M13中发现一个脉冲双星系统。如图所示,由恒星A与恒星B组成的双星系统绕其连线上的O点各自做匀速圆周运动,经观测可知恒星B的运行周期为T。若恒星A的质量为m,恒星B的质量为m,引力常量为G,则恒星A与O点间的距离为(　　)
A
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6.(2023江苏南京二模)2023年1月21日,神舟十五号3名航天员在400 km高的空间站向祖国人民送上新春祝福,空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道Ⅰ,设地球表面重力加速度为g,地球半径为R,椭圆轨道Ⅱ为载人飞船运行轨道,两轨道相切于A点,忽略地球自转的影响,下列说法正确的是(　　)
A.在A点时神舟十五号经过点火加速才能从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
B.飞船在A点的加速度小于空间站在A点的加速度
C.空间站在轨道Ⅰ上的速度小于
D.轨道Ⅰ上的神舟十五号飞船想与前方的空间站对接,
只需要沿运动方向加速即可
C
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解析 从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ做近心运动,则在A点时神舟十五号经过点火减速才能从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ返回,A错误;根据万有引力提供向心力可知
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需要的向心力关系可知神舟十五号飞船将做离心运动偏离轨道,不能与前方的空间站对接,D错误。
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7.(2023江苏南通模拟)迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中,沿圆形轨道绕地飞行。系绳卫星由两子卫星组成,它们之间的导体绳沿地球半径方向,如图所示。在电池和感应电动势的共同作用下,导体绳中形成指向地心的电流,等效总电阻为r。导体绳所受的安培力克服大小为F阻的环境阻力,可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离地平均
高度为H,导体绳长为L(L H),地球半径为R,质量为m0,
引力常量为G,轨道处磁感应强度大小为B,方向垂直于
导体绳。忽略地球自转的影响。求:
(1)卫星做圆周运动的速度v及导体绳中感应电动势E1;
(2)电池电动势E2。
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8.嫦娥五号探月器成功登陆月球并取回月壤,登月取壤过程可简化为着陆器与上升器组合体随返回器和轨道器组合体绕月球做半径为3R的圆周运动。当它们运动到轨道的A点时,着陆器与上升器组合体被弹离,返回器和轨道器组合体速度变大沿大椭圆轨道运行。着陆器与上升器组合体速度变小沿小椭圆轨道运行半个周期登上月球表面的B点,在月球表面工作一段时间后,上升器经快速启动从B点沿原小椭圆轨道运行半个周期回到分离点A与返回器和轨道器组合体实现对接,如图所示。已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为g月,忽略月球自转带来的影响。
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(1)求返回器与轨道器、着陆器与上升器的组合体一起在圆轨道上绕月球运行的周期T;
(2)若返回器和轨道器组合体运行的大椭圆轨道的长轴为8R,为保证上升器能顺利返回A点实现对接,求上升器在月球表面停留的时间t。
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(2)设着陆器与上升器在小椭圆轨道运行的周期是T1,返回器与轨道器在大椭圆轨道运行的周期是T2
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上升器在月球表面停留的时间t应满足
t=nT2-T1(其中n=1,2,3,…)(共26张PPT)
航天技术类(一)
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1.(2023湖北八市高三下学期3月联考)北斗全球卫星导航系统已进入服务全球的新时代。北斗系统空间段由多种类卫星组合而成,其中地球静止轨道卫星A在赤道平面运转,倾斜地球同步轨道卫星B的轨道与赤道平面有一个夹角,两卫星的运行周期均为24 h。假设两卫星均沿圆轨道运行,则卫星A与B一定相同的物理量是(　　)
A.线速度
B.轨道半径
C.加速度
D.地球对卫星的引力大小
B
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2.(2023山东济南二模)2023年4月16日,专门承担降水测量重任的风云三号G星在酒泉卫星发射中心成功发射,此前,我国还成功发射世界首颗联通地月的中继卫星“鹊桥号”。如图所示,风云三号G星在距离地面400 km的轨道上近似做匀速圆周运动,“鹊桥号”位于地月延长线上的P点,在地球和月球引力的共同作用下与月球一起以相同的周期绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R=6 400 km,月球和“鹊桥号”绕地球运动的轨道半径分别为60R和72R,a1表示风云三号G星的向心加速度大小,a2表示月球的向心加速度大小,a3表示“鹊桥号”的向心加速度大小,以下判断正确的是(　　)
A.a3>a1>a2 B.a1>a2>a3
C.a2>a3>a1 D.a1>a3>a2
D
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3.(2023浙江强基联盟高三下学期2月统测)地球公转轨道接近圆,但彗星运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归,它最近出现的时间为1986年,预测下次飞近地球将在2061年左右。地球与哈雷彗星绕日运动的示意图如图所示,且图中M点为两轨迹的交点。则下列分析正确的是(　　)
A.哈雷彗星在近日点的速度大于地球绕日
公转的速度
B.哈雷彗星在M点时的加速度小于地球在M点时的加速度
C.根据已知数据可估算哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的 倍
D.地球与太阳的连线和哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
A
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连线在相同时间内扫过的面积相等,所以地球与太阳的连线和哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不相等,D错误。
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4.(2023河北九师联盟高三下学期2月质检)“双星”是宇宙中普遍存在的一种天体系统,这种系统较稳定的原因之一是系统的动量守恒且总动量为0,如图所示,A、B两颗恒星构成双星系统,绕共同的圆心O互相环绕做匀速圆周运动,距离不变,角速度相等,已知A的动量大小为p,A、B的总质量为m,A、B轨道半径之比为k,则B的动能为(　　)
B
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解析 设A、B的质量分别为mA、mB,轨道半径分别为rA、rB,万有引力充当向心力,则有mAω2rA=mBω2rB,根据题意rA∶rB=k、mA+mB=m,综合解得mB= ,A、B组成的系统动量守恒且总动量为0,则B的动量大小与A的动量大小相等,则B的动能为EkB= ,故选B。
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5.(2023辽宁沈阳高三模拟)“嫦娥一号”奔月的示意图如图所示,“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”,下列说法正确的是(　　)
A.发射时的速度必须达到第三宇宙速度
B.在绕地轨道中,公转半长轴的三次方与公转周期的二次方之比不变
C.在轨道Ⅰ上运动时的速度小于轨道Ⅱ上任意位置的速度
D.在不同的绕月轨道上,相同时间内卫星与月心连线扫过的面积相等
B
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解析 第三宇宙速度是指发射物体能够脱离太阳系的最小发射速度,而“嫦娥一号”仍然没有脱离地球引力的范围,所以其发射速度小于第二宇宙速度,A错误;在绕地轨道中,根据开普勒第三定律 =k,可知同一中心天体,椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比为定值,B正确;设轨道Ⅰ的速度为v1,轨道Ⅱ近月点速度为v2,轨道Ⅱ远月点速度为v3,在轨道Ⅱ的远月点建立一以月球为圆心的圆轨道,其速度为v4,则根据离月球的远近,再根据圆周运动加速离心原理,可得v2>v1,v4>v3,结合万有引力提供向心力有
,解得v= ,可知圆轨道半径越大,线速度越小,所以v1>v4,因此
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v2>v1>v4>v3,故在轨道Ⅰ上运动时的速度v1不是小于轨道Ⅱ上任意位置的速度,C错误;根据开普勒第二定律,可知在同一绕月轨道上,相同时间内卫星与月心连线扫过的面积相同,但是在不同的绕月轨道上不满足,D错误。
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6.(多选)(2023山东潍坊二模)2023年5月11日,天舟六号货运飞船成功对接中国空间站“天和”核心舱,对接完成后,可认为空间站贴近地球表面运行,已知地球的半径为R,地球同步卫星离地面的高度约为6R,地面的重力加速度为g,下列说法正确的是(　　)
D.空间站与地球同步卫星的线速度之比约为7∶1
BC
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7.(2023山东滨州二模)神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式,经过6次自主变轨,于北京时间2022年6月5日17时42分,成功对接于核心舱径向端口,对接过程历时约7小时。若某载人飞船沿圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动,轨道半径为r,空间站沿圆轨道Ⅱ做匀速圆周运动,轨道半径为R,载人飞船和空间站运动方向相同。载人飞船运动到轨道Ⅰ的位置A时,加速变轨到椭圆轨道,此时空间站在轨道Ⅱ的位置B,∠AOB=θ,当载人飞船第一次运动至远地点时恰好与空间站相遇,再次加速变轨实现对接,此过程中,空间站转过的角度小于π。则θ的大小为(　　)
B
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8.(2023山东烟台二模)舱外航天服有一定的伸缩性,能封闭一定的气体,提供人体生存的气压。2021年11月8日,王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱,成为我国第一位在太空“漫步”的女性。王亚平先在节点舱(出舱前的气闸舱)穿上舱外航天服,若航天服内密闭气体的体积为V1=2 L,压强p1=5.0×104 Pa,温度t1=27 ℃。然后把节点舱的气压不断降低,到能打开舱门时,航天服内气体体积膨胀到V2=2.5 L,温度为t2=-3 ℃,压强为p2(未知)。为便于舱外活动,航天员出舱前将一部分气体缓慢放出,使航天服内的气体体积仍变为V1,气压降到p3=3.0×104 Pa,假设释放气体过程中温度不变。求:
(1)压强p2;
(2)航天服需要放出的气体与原来
航天服内气体的质量之比 。
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答案 (1)3.6×104 Pa
解析 (1)由题意可知,密闭航天服内气体初、末状态温度分别为
T1=273 K+t1=300 K
T2=273 K+t2=270 K
根据理想气体状态方程有
解得p2=3.6×104 Pa。
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(2)设航天服需要放出的气体在压强为p3状态下的体积为ΔV,根据玻意耳定律有
p2V2=p3(V1+ΔV)
解得ΔV=1 L
则放出的气体与原来气体的质量之比为
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9.“星空浩瀚无比,探索永无止境。”人类从未停止对宇宙的探索,中国航天事业正在创造更大的辉煌。
(1)变轨技术是航天器入轨过程中的重要一环。实际航行中的变轨过程较为复杂,为方便研究我们将航天器的变轨过程简化为如图甲所示的模型:①将航天器发射到近地圆轨道1上;②在A点点火加速使航天器沿椭圆轨道2运行,轨道1和轨道2相切于A点,A、B分别为轨道2的近地点与远地点,地球的中心位于椭圆的一个焦点;③在远地点B再次点火加速,航天器沿圆轨道3运行,轨道2和轨道3相切于B点。已知引力常量为G,地球的质量为m地,轨道1半径为R,轨道3半径为3R,质量为m的物体与地球间的引力势能
Ep=- (r为物体到地心的距离,取无穷远处引力势能为零)。
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a.求航天器在圆轨道1上运行时的速度大小v;
b.开普勒第二定律表明:航天器在椭圆轨道2上运行时,它与地球中心的连线在相等的时间内扫过的面积相等。请根据开普勒第二定律和能量守恒定律,求航天器在椭圆轨道2近地点A的速度大小vA。
甲
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(2)在航天器到达预定高度后,通常使用离子推进器作为动力装置再进行姿态和轨道的微小修正。如图乙所示,推进剂从P处注入,在P0处电离出正离子,P1、P2之间加有恒定电压U,正离子进入P1时的速度忽略不计,经加速形成电流为I的离子束从出口P3喷出。已知单位时间内喷出的离子质量为m0。为研究方便,假定离子推进器在太空飞行时不受其他外力,忽略推进器运动的速度。求推进器获得的推力的大小F。
乙
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设t时间内加速的正离子数为N,推进器对所有正离子的合力大小为F',根据动量定理有
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9(共21张PPT)
环境保护类(一)
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1.江河、湖、海、湿地、森林和草原等在调节水平衡中发挥着重要作用。关于地球水循环,下列说法正确的是(　　)
A.地表水和海水放出热量后,汽化成水蒸气
B.部分上升的水蒸气与冷空气接触,会液化成小水滴
C.小水滴遇到更冷的气流时吸收热量,凝华成小冰珠
D.小冰珠在降落过程中放出热量,熔化成雨水
B
解析 地表水和海水吸热后才能汽化为水蒸气,A错误;部分上升的水蒸气与冷空气接触,由气态的水蒸气变成液态的水,发生液化现象,B正确;小水滴遇到更寒冷的气流,放出热量,由液态的小水滴变成固态的小冰晶,是凝固现象,C错误;小冰珠在降落过程中会吸收热量,由固态熔化成雨水,D错误。
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2.某工厂水平的排水管道满管径工作,从管口排出时水流速度均沿水平方向,减排前、后,水落点距出水口的水平距离分别为x0、x1,则减排前、后相同时间内的排水量之比为(　　)
B
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解析 设水下落的高度h与水下落的时间t关系为 ,故下落高度相同,水流入下方的时间相同,根据平抛运动水平方向的位移与时间关系x=vt,减排前、后水的流速比就等于水平位移之比,所以减排前、后相同时间内的排水量之比就等于水平位移之比,即 ,B正确。
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3.近年来,我国践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,沙尘天气明显减少。现把沙尘上扬后的情况简化为沙尘颗粒悬浮在空中不动。已知风对沙尘的作用力表达式为F=αρAv2,其中α为常数,ρ为空气密度,A为沙尘颗粒的截面积,v为风速。设沙尘颗粒为球形,密度为ρ0,半径为r,风速竖直向上,重力加速度为g,则v的表达式为(　　)
B
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4.(多选)为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在充满污水的排污管末端安装了一电磁流量计,如图甲所示,流量计管道和排污管的内径分别为10 cm和20 cm。电磁流量计的测量原理如图乙所示,在非磁性材料做成的圆管道处加一磁感应强度大小为B的匀强磁场区域,当管道中的污水流过此磁场区域时,稳定后测出管壁上下M、N两点的电势差U,就可知道管中污水的流量。现通过流量计测得的该厂的排污管的流量为85 m3/h,已知该流量计能够测量的流经其内部的液体的最大速度为12 m/s。则(　　)
A.M点的电势一定低于N点的电势
B.该厂排污管内污水的速度约为3 m/s
C.电势差U与磁感应强度B的比值约为0.3 m2/s
D.该电磁流量计能够测量的最大流量约为340 m3/h
CD
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解析 根据左手定则可知,正电荷进入磁场区域时会向上偏转,负电荷向下偏转,所以M点的电势一定高于N点的电势,A错误;流量计测得排污管的流量为85 m3/h,排污管的半径R=10 cm=0.1 m,则85 m3/h=πR2v2,得v2=0.75 m/s,B错误;流量计内污水的速度约为v1=0.75 m/s×4=3 m/s,当粒子在电磁
时,最大速度为vm=12 m/s,有vm∶v1=4∶1,所以最大流量为4×85 m3/h=340 m3/h,D正确。
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5.(2023陕西省部分重点学校联考)为了缓解气候干燥,环保部门每天派出大量洒水车上街进行空气净化、除尘。洒水车正常工作时始终以较小的速度匀速运动,水在水泵作用下,以雾状均匀喷出(不考虑反冲作用),如图所示。已知洒水车受到的阻力与自身受到的重力成正比,则洒水车正常工作时(　　)
A.动能保持不变
B.受到的阻力不断减小
C.牵引力的功率随时间均匀增加
D.牵引力的大小跟洒水时间成反比
B
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解析 洒水车的质量在减小,根据 可知,洒水车的动能在减小,A错误;洒水车受到的阻力与其受到的重力成正比,洒水车质量在减小,重力减小,阻力不断减小,B正确;牵引力F=F阻,洒水车的质量随洒水时间均匀减小,牵引力在减小,由功率P=Fv知,发动机的功率减小,C错误;水在水泵作用下,以雾状均匀喷出(不考虑反冲作用),根据牵引力F=F阻,洒水车的质量随洒水时间均匀减小,则牵引力的大小也随洒水时间均匀减小,不成反比,D错误。
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6.工业污水未经处理直接排入河流,会使河水中的阴阳离子大大增加,河水的导电性增强,所以水的导电性也可以反映水的污染程度。某学习小组在某化工厂的排污管末端安装了如图甲所示的流量计,用此装置测量污水(有大量的正、负离子)的电阻,流量计的测量管由绝缘材料制成,其直径为D,左右两端开口。测量管内有方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场(未画出)。在内侧面的A、C点上分别固定有竖直正对的金属板作为电极(未画出,电阻不计),AC为测量管的水平直径,金属板电极与开关S、电阻箱R、灵敏电流计连接,管道内始终充满污水,污水以恒定的速度v自左向右通过。
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(1)由于图甲中的灵敏电流计G的内阻
未知,利用图乙所示的电路测量灵敏电
流计G的内阻Rg,实验过程包含以下步
骤:
①分别将R1和R2的阻值调至最大;
②合上开关S1;
③调节R1,使G的指针偏转到满刻度,记
下此时G1的示数I1;
④合上开关S2;
⑤反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,G的指针偏转到满刻度的三分之二处,此时R2的读数为R0。
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则灵敏电流计内阻为　　　　。用此方法所测灵敏电流计内阻值
　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
(2)请根据图乙电路在图丙中用笔画线代替导线,将实物图连接成完整的电路。
(3)闭合图甲中的开关S,调节电阻箱的阻值,记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I,绘制 -R图像,如图丁所示,则污水接入电路的电阻为　　　　　　　。(用题中的字母a、B、v、D、R0表示)
等于
答案 见解析图
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(2)实物图连接成完整的电路如图所示。
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7.海水被污染之后需要借助特殊船只进行清理,一种污水处理装置的简单模型如图所示。矩形通道ABDC区域内有竖直向下的匀强磁场,该区域的长度L1=12 m,宽度L2=4 m,海水表层油污中的某种目标离子通过磁场左边界AC前会形成一颗颗带电的小油珠,每颗小油珠的比荷为0.6 C/kg,小油珠可认为仅在洛伦兹力作用下进入CD面的污水收集箱中。船在行进过程中,海水在进入船体之前可看成静止状态,小油珠在AC边均匀分布, ≈4.58。
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(1)求此种离子所构成的小油珠所带电荷的电性;
(2)当船速为v0=12 m/s时,小油珠的回收率达到100%,求ABDC区域内所加匀强磁场的磁感应强度的最小值;
(3)若磁场的磁感应强度大小同(2)问中的,当船速达到v=18 m/s,小油珠的回收率为多少 若小油珠的比荷在一定范围内分布,要使小油珠的回收率仍达到100%,其比荷的最小值为多少
答案 (1)负电
(2)1 T
(3)63%　0.9 C/kg
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解析 (1)由左手定则知,小油珠带负电。
(2)小油珠回收率恰好达到100%,说明临界条件为从A点沿AB方向进入的小油珠恰从C点或D点进入收集箱,由
可知小油珠恰从D点进入收集箱时磁感应强度较小
由几何知识得
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解得小油珠做圆周运动的轨迹半径为
R=20 m
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7(共18张PPT)
体育运动类(一)
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1.(多选)如图所示,水平飞向球棒的垒球被击打后,动量变化量为12.6 kg·m/s,则下列说法正确的是(　　)
A.球的动能可能不变
B.球的动量大小一定增加12.6 kg·m/s
C.球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相等
D.球受到棒的冲量方向可能与球被击打前的速度方向相同
AC
解析 垒球被击打后,可能以与被击打前等大的速度反向打出,所以球的动能可能不变,动量大小不变,动量大小增量为零,A正确,B错误;由牛顿第三定律知,球对棒的作用力与棒对球的作用力大小一定相等,C正确;球受到棒的冲量方向是棒对球弹力的方向,与球被击打前的速度方向相反,D错误。
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2.(2023浙江名校联盟二模)如图所示,一名质量为60 kg的运动员在水平地面上进行跳远比赛,腾空过程中离水平地面的最大高度为1.25 m,起跳点与落地点的水平距离为6 m,运动员可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则运动员(　　)
A.起跳时获得的动能约为1 830 J
B.在空中的运动时间为0.5 s
C.在最高点时速度大小为12 m/s
D.落地时速度方向与水平方向的夹角为30°
A
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3.如图所示,排球比赛中,某队员在距网水平距离4.8 m、距地面3.2 m高处将排球沿垂直网的方向以16 m/s的速度水平击出。已知网高2.24 m,排球场地长18 m,重力加速度g取10 m/s2,可将排球视为质点,下列判断正确的是
(　　)
A.球不能过网
B.球落在对方场地内
C.球落在对方场地底线上
D.球落在对方场地底线之外
B
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4.(2023湖北黄冈模拟)蹦极是一项刺激的户外休闲活动。蹦极时,弹性长绳一端固定在塔台上,另一端绑在蹦极者踝关节处,蹦极者从塔台上由静止自由下落。在弹性绳绷紧前,蹦极者下落前半程和后半程速度的增加量分别为Δv1、Δv2,令 =k,将蹦极者视为质点,不计空气阻力,则k满足(　　)
A.1C.3B
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5.(2023湖南株洲二中质检)“打水漂”是人类最古老的游戏之一,游戏者运用手腕的力量让抛出去的石头在水面上弹跳数次。游戏者在地面上以速度v0抛出质量为m的石头,抛出后石头落到比抛出点低h的水面上。若以抛出点所在平面为零重力势能面,不计空气阻力,则下列说法正确的是(　　)
A.抛出后石头落到水面时的重力势能为mgh
B.抛出后石头落到水面时重力对石头做的功为-mgh
C
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解析 以抛出点所在平面为零重力势能面,水面低于抛出点 h,所以抛出后石头落到水面时的重力势能为-mgh,A错误;重力做功与路径无关,只与始末位置的高度差有关,抛出点与水面的高度差为h,并且重力做正功,所以抛出后石头落到水面时重力对石头做的功为mgh,B错误;整个过程机械能守恒,即初末状态的机械能相等,以抛出点所在平面为零重力势能面,抛出时的机械
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6.(多选)挥杆套马是我国蒙古族传统体育项目,烈马从骑手身边奔驰而过时,骑手持6 m长的套马杆,由静止开始催马追赶,二者的v-t图像如图所示,则
(　　)
A.0~4 s内骑手靠近烈马
B.6 s时刻骑手刚好追上烈马
C.骑手在9 s时刻挥杆,能套到烈马
D.8~9 s内烈马加速度大于0~6 s内骑手的加速度
CD
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解析 v-t图像中图线与坐标轴所围的面积表示位移,骑手与烈马在t=0时并排运动,通过图线在0~4 s内所围的面积可以看出0~4 s内烈马位移大于骑手位移,所以4 s末烈马与骑手间距离在增大,0~6 s内烈马位移还是大于骑手的位移,说明6 s末烈马仍在前方,A、B错误;由图形所围的面积可以算出0~
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7.如图所示,跳台滑雪赛道由跳台、助滑道和着陆坡三部分组成。比赛中,质量为m=60 kg的运动员从跳台A点由静止开始滑下,到达B点后水平飞出,落在着陆坡上的P点,缓冲后沿着陆坡向下滑行(着陆时沿着陆坡方向的速度保持不变),与P点接触时间t=0.6 s。已知A、B间高度差为h=30 m,B、P间距离s=75 m,着陆坡倾角α=37°,运动员受到的空气阻力不计,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)运动员在AB段运动过程中,克服阻力所做的功W阻;
(2)运动员在着陆坡上着陆过程中,着陆坡对运动员的
平均冲击力F的大小。
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答案 (1)6 000 J
(2)1 680 N
解析 (1)运动员从B到P做平抛运动
水平方向scos α=vBt0
联立解得vB=20 m/s,t0=3 s
运动员从A到B的过程中,由动能定理得
解得W阻=6 000 J。
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(2)着陆时,运动员垂直着陆坡的速度大小为
v⊥=gt0cos 37°-vBsin 37°=12 m/s
规定垂直斜面向上为正方向,由动量定理得
(F-mgcos α)t=0-(-mv⊥)
解得F=1 680 N。
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8.(2023广东广州模拟)我国南方某些城市中秋节仍保留着秋千表演节目。如图所示,某次甲从绳子与地面平行的位置由静止摆下,在秋千踏板摆到最低点时迅速将地面上的乙向上一拉,乙竖直跃上秋千,然后一起站着并向上摆。当再次返回最低点时,乙从秋千上水平跳出,甲继续摆到绳子与竖直方向成33°角时速度为零。已知秋千踏板摆到最低点时与地面平行,且距离地面1.8 m;甲、乙站立在秋千上时重心与绳上端距离为3.2 m,甲、乙质量相等,甲、乙始终保持身体直立,cos 33°≈0.84,g取10 m/s2,忽略空气阻力和踏板质量。求:
(1)当甲、乙一起再次返回最低点时,甲、乙的共同速度大小。
(2)乙的落地点距踏板在最低点时的水平距离。
答案 (1)4 m/s　(2)2.88 m
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解析 (1)设甲第一次摆到最低点时,速度为v0,由机械能守恒定律得
解得v0=8 m/s
设甲将乙拉上瞬间共速为v1,甲将乙拉上的过程,水平方向动量守恒
有mv0=2mv1
解得v1=4 m/s
所以,当甲、乙一起回到最低点时速度为4 m/s。
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(2)设乙水平跳出瞬间,甲的速度为v2,乙的速度为v3,由动量守恒定律得
2mv1=mv2+mv3
甲摆到最高点过程,由机械能守恒定律得
乙落地时与踏板在最低点时的水平距离为s=v3t
解得s=2.88 m。(共18张PPT)
环境保护类(二)
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1.沙尘暴给人们的生活带来了极大不便。假设一团沙尘暴中所含物质种类及每种物质质量均不变,关于这团沙尘暴,以下说法正确的是(　　)
A.该沙尘暴的内能是其中所有空气的气体分子的无规则运动的动能和势能以及其他物质颗粒无规则运动的动能和势能的总和
B.该沙尘暴从温度较低的地区吹到温度较高的地区,温度逐渐升高、风势逐渐减弱,则其内能逐渐减小
C.沙尘暴中的沙尘颗粒具有波动性
D.沙尘暴中的所有沙尘颗粒所做的无规则运动是布朗运动
C
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解析 内能是指物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和,而不是物体宏观运动的动能和势能的总和,A错误;从低温到高温,内能增加,内能的宏观表现是温度,温度越高,内能越大,温度越低,内能越小,B错误;任何运动的粒子都具有波粒二象性,C正确;沙尘暴的运动是气流运动形成的,而布朗运动只能用显微镜观察,肉眼是看不到的,D错误。
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2.在自然界生态系统中,蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链,在维持生态平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37 ℃,它发出的最强的热辐射的波长为λ。根据热辐射理论,λ与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλ=3×10-3 m·K,则老鼠发出的最强的热辐射的波长约为(　　)
A.7.8×10-5 m B.9.4×10-6 m
C.1.1×10-4 m D.9.7×10-8 m
B
解析 由热力学温度与摄氏温度的关系可知T=(t+273) K=310 K,根据热辐射理论可知λ= =9.7×10-6 m,四个选项中B选项最接近,B正确。
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3.(多选)消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声,如图所示为某种可以用来削弱高速气流产生的噪声的消声器。一列声波沿水平管道自左向右传播,到达a处时分成上下两束波,这两束声波沿虚线路径传播,在b处相遇时可削弱噪声。设在a处分开的两束波经上下方管道到达b处的波程差为δ,这一列声波的波长为λ。关于此消声器,下列说法正确的是(　　)
A.消除噪声利用了波的衍射原理
B.消除噪声利用了波的干涉原理
C.要尽量消除噪声,应满足δ=nλ(n=0,1,2,3,…)
BD
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解析 消除噪声利用了波的干涉原理,A错误,B正确;要尽量消除噪声,a、b两列波相遇时波程差等于半波长的奇数倍,振动减弱,应满足δ= +nλ (n=0,1,2,3,…),C错误,D正确。
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4.随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟,纯电动汽车正在迅速发展。纯电动汽车的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题,有助于改善城市的空气质量。下表是某款电动汽车的蓄电池参数,据此,下列说法正确的是(　　)
电池只数 100只
电池容量/只 1 200 mA·h
充电参数(电压/电流) 420 V,20 A
放电时平均电压/只 3.3 V
A.该电池组从完全没电到充满电所需时间为12 h
B.电池容量的单位mA·h就是能量单位
C.该电池组充电时的功率为8.4×103 W
D.该电池组充电时的功率为1.4×103 W
C
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解析 该电池组从完全没电到充满电所需时间为t= =6 h,A错误;电池容量的单位mA·h是电荷量的单位,B错误;该电池组充电时的功率为P=UI=420×20 W=8 400 W,C正确,D错误。
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5.青岛市即墨区鳌山湾一带受崂山余脉和海岛影响,形成了长达60多公里的狭长“疾风带”,为风力发电创造了有利条件,目前该地风电总装机容量已达18万千瓦。如图,风力推动三个叶片转动,叶片带动转子(磁极)转动,在定子(线圈)中产生电流,实现风能向电能的转化。已知叶片长为r,风速为v,空
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6.(2023湖南岳阳高三模拟)如图甲所示,磁悬浮列车是一种高速低能耗的新型交通工具。它的驱动系统可简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个单匝闭合矩形纯电阻金属框,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为l,平行于y轴,宽度为d的短边NP平行于x轴(x轴水平),如图乙所示。列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布,其空间周期为λ,取z轴正方向为磁场正方向,最大值为B0,如图丙所示,金属框的同一条长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略,列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶。
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甲
乙
丙
(1)若d= ,某时刻列车速度为0,且MN所在位置磁感应强度恰好为最大值B0,求此时回路中的感应电流大小;
(2)列车速度为v(v1
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(2)为使列车获得最大驱动力,MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方,这会使得磁通量变化率最大,导致金属框中电流最大,也
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由法拉第电磁感应定律,当列车速度v根据安培力公式,MN边所受的安培力FMN=B0Il
PQ边所受的安培力FPQ=B0Il
根据左手定则,MN、PQ边所受的安培力方向相同,此时列车驱动力的大小F=FMN+FPQ=2B0Il
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7.(2023浙江绍兴模拟)(1)探险队路过一化工厂外用区域时,发现一个正在偷排污水的水平管口,如图甲所示,实测管口离落水点的高度差为h=80 cm,污水水平射程为x=160 cm。求污水流出管口时的速度大小。
(2)如图乙所示,探险队遇到一宽为d=6 m,水流很急的小河。实测水流速度恒为v1=5 m/s,所带的气垫船在静水中的速度为v2=3 m/s,假设两河岸相互平行,要以最短路程渡河,则气垫船与上游河岸成多少夹角行驶 此过程的渡河时间为多少 (已知sin 37°=0.6)
答案 (1)4 m/s　(2)53°　2.5 s
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解得t=0.4 s
水平方向上有x=vt
解得v=4 m/s。
(2)解法1:水流速度v1大于气垫船在静水中的速度v2,故气垫船合速度的方向无法与河岸垂直,如图所示,以v1的矢量末端为圆心、v2大小为半径画圆,当v合与圆相切时,气垫船渡河路程最短
设气垫船与上游河岸为θ角,有
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解法2:设气垫船与上游河岸成θ角渡河,合速度与河岸成α角。渡河时速度关系如图所示
设路程为s,满足
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