16.(15分)1957年第一颗人造卫星上天,开辟了人类宇航的新时代。四十多年来,人类不仅发射了人造地球卫星,还向宇宙空间发射了多个空间探测器。空间探测器要飞向火星等其它行星,甚至飞出太阳系,首先要克服地球对它的引力的作用。理论研究表明,由于物体在地球附近受到地球对它的万有引力的作用,具有引力势能。设质量为m的物体在距地球无限远处的引力势能为零,则引力势能表达式为EP=-,式中G是万有引力常量,M是地球的质量,r是该物体距地心的距离。
(1)试证明空间探测器的最小发射速度与它绕地球匀速运行的最大环绕速度相等。
(2)现有一个质量为m的空间探测器绕地球做匀速圆周运动,运行周期为T,已知球半径为R,地面附近的重力加速度为g。求该探测器做匀速圆周运动时的机械能(用m、g、R、T表示);
(3)在(2)的情形下,要使这个空间探测器从运行轨道上出发,脱离地球的引力作用,至少要对它作多少功?
14.(14分)如图所示,固定在水平面上的斜面其倾角θ=37°,长方形木块A的MN面上钉钉着一颗钉子,质量m=1.5kg的小球B通过一细线与小钉子相连接,细线与斜面垂直。木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。现将木块由静止释放,木块与小球将一起沿斜面下滑。求在木块下滑的过程中;
(1)木块与小球的共同加速度的大小
(2)小球对木块MN面的压力。(取g = 10m/s2)
15.(14分)如图甲所示电路中,D为晶体二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),R1=R2=4Ω,R3=6Ω,当A、B间加上如图乙所示的交变电压时,求:
(1)在0~1×10-2s时间内,通过R1的电流;
(2)1s内电阻R3所消耗的电能。
13.(12分)某电流表A的量程为I0=50mA,内阻为r0=50Ω,其表盘刻度线已模糊不清,要重新通过测量来刻画出从零到满刻度的刻度值,有下列器材:
A.待测电流表A
B.6V直流电源E
C.“0~10Ω,1A”滑动变阻器R1
D.“0~100Ω,50mA”滑动变阻器R2
E.“0.6A,0.5Ω”标准电流表A1
F.“3A,0.01Ω”标准电流表A2
G.5Ω定值电阻R3
H.开关及导线若干
(1)应选用的器材有 ▲ (只需填写所选器材序号)
(2)在右侧虚线框内画出实验电路图
(3)待测电流表的电流刻度值的表达式I= ▲ ,式中各物理量所表示的意义分别为 ▲
12.(4分)(1)如下图做所示读数为 ▲ mm。如下图右所示为 ▲ cm。
(2)(6分)用砂摆可以描绘简谐运动的图象。如图所示,木板在水平面内以速度v做匀速直线运动,同时砂摆在竖直平面内做简谐运动,则砂摆中漏下的细沙在木板上形成振动图线.现只给一把刻度尺,要测出木板的速度(漏斗大小忽略不计),则:
(a)需要直接测量的物理量有 ▲ 和 ▲ 。
(b)已知重力加速度g,木板速度的表达式为v= ▲ 。
11.一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U的关系图象如图(a)所示,将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端,三个用电器消耗的电功率均为P,现将它们连接成如图(b)所示的电路,接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2,它们之间的大小关系有
A.、P1=4PD B.PD=P
C.PD<P2 D.P1<4P2
第Ⅱ卷(非选择题 共112分)
10.如图甲所示,一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q'、P'、O、P、Q质点,相邻两质点间距离为1m,t=0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动,并分别产生向左和向右传播的波,O质点振动图象如图乙所示,当O点第一次达到正方向最大位移时刻,P点刚开始振动,则
A.P'、P两点距离为半个波长,因此它们的振动步调始终相反
B.当Q'点振动第一次达到负向最大位移时,O质点的运动路程为25cm
C.当波在绳中传播时,波速为1m/s
D.若O质点振动加快,波的传播速度不变
9.如图,一根竖直的轻弹簧下端固定在地面上,上端与一倒立的气缸活塞相连,系统处于静止。设活塞与缸壁间无摩擦,且可在气缸内自由上下移动,气缸壁导热性能很好,使缸内气体温度足与外界大气温度相同。下列结论中正确的是
A.若只有外界大气压强增大,则弹簧长度变短
B.若只有外界大气压强增大,则气缸上底面距地面高度减小
C.若只有气体温度升高,则气缸上底面距地面高度减小
D.若只有气体温度升高,气缸上底面距地面高度增大
8.如图所示,甲、乙两球作匀速圆周运动,向心加速度随半径变化,其中甲为双曲线的一部分,由图像可以知道
A、甲球运动时,线速度大小保持不变
B、甲球运动时,角速度大小保持不变
C、乙球运动时,线速度大小保持不变
D、乙球运动时,角速度大小保持不变
7.一弹簧振子振幅为A,从最大位移处需时间t0第一次到达平衡位置,若振子从最大位移处经过t0/2时的速度大小和加速度大小分别为υ1和a1,而振子位移为A/2时速度大小和加速度大小分别υ2和a2,那么( )
A.υ1>υ2 B.υ1<υ2 C.a1>a2 D.a1<a2
6.如图所示,下端固定的竖直轻弹簧的上端与质量为3kg的物体B连接,质量为1kg的物体A放在B上,先用力将弹簧压缩后释放,它们向上运动,当A、B分离后A又上升0.2m到达最高点,这时B的运动方向向下,且弹簧恰好恢复原长,则从A、B分离到A达到最高点的过程中弹簧弹力对B的冲量大小为
A.4N·s B.6N·s
C.8N·s D.12N·s
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