物理试题20260517

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阅读材料，回答问题。量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一，其主要科学目标一是借助卫星平台，进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用运载火箭将“墨子号”量子卫星发射升空，“墨子号”先在火箭强大推力的作用下加速上升，到达预定轨道后与火箭成功分离，绕地球按照椭圆形轨道运动。它是世界首颗量子科学实验卫星。回答以下问题： (1) 升空的“墨子号”与火箭分离前，“墨子号”的机械能______（选填“增大”“不变”或“减小”）。 (2) 如图所示，“墨子号”卫星从近地点向远地点运行过程中，能量的转化情况是将______能转化______能。（含图）

如图所示，画出拉力F的力臂l。（含图）

某市实行的“绿色早餐工程”采用了如图所示的推车供应早餐，餐点均匀摆放在餐车内。当售货员将推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，这时推车可以视为杠杆，支点是______（选填“前轮”或“后轮”）；当后轮遇到路沿时，售货员向上提扶把，这时推车可以视为______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。（含图）

如图所示，龙舟比赛是中国传统运动项目之一。如图乙所示是某运动员手中划动的船桨，其中一只手握住O处，另一只手对船桨A处施加的拉力$$F_1=1000\ \mathrm{N}$$，其中$$OA=AB=0.8\ \mathrm{m}$$。船桨可看作一个______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，水对该船桨的推力$$F_2=$$______N。若想使水对龙舟产生更大的推力，A点应尽量______（选填“远离”或“靠近”）O点一些。（含图）

如图所示是工人使用搬运车搬运石材的场景。当工人在C点施加竖直向下的力时，搬运车可视为绕O点转动的______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；若$$AB=0.3\ \mathrm{m}$$，$$BC=2.7\ \mathrm{m}$$，搬运的石材重378 N，则在C点要施加方向竖直向下、大小为______N的力，才能使其水平平衡。（忽略机械自重）（含图）

在“探究杠杆平衡条件”实验中：（1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，如果杠杆左端低右端高，则调节平衡螺母应向______移动。此后在整个实验过程中，是否还要旋动两侧的平衡螺母？______（选填“是”或“否”）。（图中杠杆上每格距离相等）（2）实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做3次实验，得到3组数据并进行分析，这样做的目的是______。（3）如图所示，在A处挂三个钩码，要使杠杆平衡应在B处挂______个钩码（每个钩码的质量均为100 g）。若拿去B处钩码，改在C处用弹簧测力计竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧测力计的示数为______N。若在C处用弹簧测力计倾斜向右拉，则弹簧测力计的示数将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。（含图）

阿基米德曾说过：给我一个支点，我将撬动整个地球。假如有一天能够实现撬动地球，请你在模型图中画出撬动地球最省力的示意图。【缺少答案，请补充】（含图）

如图所示，工人要把质量为150 kg、直径为100 cm的汽油桶用人力翻上20 cm高的台阶。（g取10 N/kg）（1）画出最小力F的示意图。（保留作图痕迹）（含图）

如图所示，工人要把质量为150 kg、直径为100 cm的汽油桶用人力翻上20 cm高的台阶。（g取10 N/kg）（2）该最小力F的大小为______N。（含图）

(12分)风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，利用如图所示的实验装置进行实验： ① 将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码； ② 在风车正前方1 m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。 (1) 实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的质量m，则风车做功的功率$$P=$$____（表达式中的物理量均用符号表示）。 (2) 实验交流时，兴趣小组的同学又提出了“风车做功的功率与风速有什么关系”的问题，于是同学们进行了探究，并将实验收集到的数据记录在下表（注：电风扇挡位越高，风速越大）。 | 电风扇挡位 | 钩码的质量/g | 提升钩码到A点的时间/s | | --- | --- | --- | | 1 | 50 | 15 | | 2 | 50 | 13 | | 3 | 50 | 10 | ① 实验中，通过测量____来比较风车输出功率的大小； ② 由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，风车的输出功率____（选填“越大”或“越小”）。 (3) 兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如下表所示： | 风速/(m·s⁻¹) | 4 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 输出功率/kW | 0 | 70 | 200 | 300 | 540 | 740 | 780 | 850 | ① 小虎由表格数据得出：风速为14 m/s时风力发电机的输出功率最大，你认为他的判断是____（选填“准确”或“不准确”）的，理由是____。 ② 根据表中数据分析：随着风速的增大，给风电场发电带来的经济效益____（选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）。（含图）

(10分)引体向上是同学们经常做的一项健身运动，该运动的规范动作是两手正握单杠，由悬垂开始，上提时，下颚须超过杠面，下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。课外活动时，小华同学连续做了15个规范的引体向上，小组的同学们设计了如下表格，并测量一些物理量估测小华同学做引体向上时的功率。 (1) 实验所需要的测量器材有体重计、____表和____。 (2) 请在表格中①②处填上合适的物理量、符号及单位（不需要填写数据）。 | 人的质量$$m$$/kg | 完成15个的时间$$t$$/s | ① | (3) 写出计算小华同学做引体向上时功率的表达式：$$P=$$____（利用以上测量的物理量符号表示）。 (4) 如果两位同学完成15个规范动作的时间都是1 min，两位同学的功率不一定相等，理由是____。

(12分)“十次车祸九次快，安全驾驶莫超载”。某兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：他们用钢球模拟汽车做了如图所示的实验（$$H>h$$，$$M>m$$）。 (1) 本实验是通过____来反映____（选填“木块”或“钢球”）的动能的大小。 (2) 图乙和图丙实验中，让不同质量的钢球从斜面同一高度由静止滚下，是为了使两球达到水平面时具有相同的____。 (3) 甲、乙两图探究的是物体的动能与____的关系。 (4) 根据甲、丙两图____（选填“能”或“不能”）得出物体的动能大小与质量的关系，理由是____。（含图）

(10分)小刚在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。为了验证上述猜想，小刚利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验。如图所示，把小桌放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。【缺少答案，请补充】

如图所示的剪刀是园艺师傅用来修剪树枝的剪刀，细心的小浩发现，园艺师傅常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近，请你分析这样做的目的。（含图）

小红正在进行跳绳运动，小红的质量为50 kg，她1 min跳了168次，跳起一次的平均高度为5 cm，g取10 N/kg。求： (1) 小红跳起一次克服重力所做的功。 (2) 1 min内小红跳绳的功率。