【题目】我国计划2017年11月在海南文昌发射场将“嫦娥五号”送上38万公里外的月球,采回月壤,实现航天工程绕、落、回的收关阶段。到时着陆器将自动从月面取样后从月表起飞,并在近月轨道实现自动交会对接后和返回舱一起返回地面,供科学家分析。了解这则新闻后物理兴趣小组进行了热烈讨论,绘制出了“嫦娥五号”奔向月球和返回地球的示意图,图中对接为取样后的对接点,实线圆为绕行器在半径为r的圆轨道绕月等待着陆器返回的轨道,设着陆器取样并返回到绕行器的时间t内绕行器飞行N圈,全过程不考虑空气阻力的影响。已知引力常量为G,月球的半径为R,则兴趣小组提出了下列有关结论,其中表示正确的是
A. 从地表发射后的“嫦娥五号”需要进行多次变轨,当其速度达到第二宇宙速度时才能飞抵月球
B. “嫦娥五号”沿椭圆轨道向38万公里外的月球飞行时,只有月球也运动到椭圆轨道的远地点附近时才能将“嫦娥五号”捕获,否则还要沿椭圆轨道返回
C. 结合题中信息可知月球的质量为,二者在对接过程中有一定的机械能损失
D. 绕行器携带样品沿椭圆轨道返回地球时,虽然引力做功,动能增大,但系统的机械能不变
【答案】BC
【解析】从地表发射后的“嫦娥五号”需要进行多次变轨,以提高其绕行速度,但由于月球在地月系内,因此“嫦娥五号”不需要达到逃离地球的第二宇宙速度,A项错误;由于月球也在绕地运行,只有当“嫦娥五号”沿椭圆轨道运动到远地点时,刚好月球也运动到这一位置,才能减速被月球捕获,若月球尚未到达目的地,地球的引力还会使“嫦娥五号”沿椭圆轨道返回,等待月球的下次到来,因此发射时还要通过计算选择窗口时间,以便“嫦娥五号”一去就被月球捕获,B项正确;着陆器取样返回后与绕行器对接过程是合二为一的过程,一定有机械能损失,绕行器由引力提供向心力知,又
,故
,C项正确;绕行器携带样品沿椭圆轨道返回近地轨道时,先经历了一个加速离心上高轨的过程,再沿椭圆轨道绕地球运动,接近地球时又要减速才能下低轨,进入近地轨道,这一返回过程有两个时段内有外力做功,只有椭圆一段外力不做功,由于题中指代不清,故D项错误。
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【题目】如图所示,一个匝数为N=100匝的线圈以固定转速50转/秒在匀强磁场中旋转,其产生的交流电通过一匝数比为n1:n2=10:1的理想变压器给阻值R=20Ω的电阻供电,已知电压表的示数为20V,从图示位置开始计时,则下列说法正确的是
A.t=0时刻流过线圈的电流最大
B.原线圈中电流的有效值为10A
C.穿过线圈平面的最大磁通量为Wb
D.理想变压器的输入功率为10W
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【题目】氢原子能级图如图所示,当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm。下列判断正确的是
A. 氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nm
B. 当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出的光子不能使逸出功为2.25 eV的钾发生光电效应
C. 一个处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线
D. 用能量为1.0eV的光子照射处于n=4的氢原子,可以使氢原子电离
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【题目】如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中
A. PQ中电流先增大后减小
B. PO两端电压先减小后增大
C. PQ上拉力的功率先减小后增大
D. 线框消耗的电功率先增大后减小
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【题目】如图所示,一上端开口,下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱,中间有一段长度l2=25.0cm的水银柱,上部空气柱的长度与l3=40.0cm.已知大气压强为P0=75.0cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管口处缓慢往下推,使管下部空气柱长度变为l1'=20.0cm,假设活塞下推过程没有漏气,求:
①压缩后下部空气柱的压强;
②活塞下推的距离。
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【题目】某实验小组用如图所示的电路图来测量电流表(量程2mA,内阻约为200Ω)的内阻,除待测电流表、1.5V的电源、开关和导线外,还有下列可供选择的实验器材:
A.定值电阻R1
B.定值电阻R2
C.滑动变阻器R3(最大阻值为20Ω)
D.滑动变阻器R4(最大阻值为1000Ω)
E.电阻箱Rx(最大阻值为999.9Ω)
F.灵敏电流计G(内阻很小可忽略)
(1)为确保安全,精准实验。滑动变阻器应选用___________(填写器材前对应的字母)。
(2)用笔画线代替导线,将实物连接成实验电路图_______。
(3)在闭合开关前滑片应掷________(填“a”或“b”)端,然后移动滑动变阻器的滑片使待测表的示数适当后再不移动滑片,只调节Rx,发现当Rx=400Ω时灵敏电流计的示数正好为零;将电阻箱和待测电流表位置互换,其他不动,再次调节Rx=100Ω时灵敏电流计的示数又正好为零,由此可知待测电流表的内阻为_____Ω。
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【题目】如图,一把高级玩具枪在固定位置先用激光瞄准器水平发射激光,照到靶子上,记录下光点位置A,然后沿水平方向射出一颗子弹,打在远处的同一个靶上,留下的弹孔B . 已知A、B在竖直方向上相距高度差为5cm,枪口到靶的水平距离为20m,如图所示,不计空气阻力,重力加速度为10m/s2则( )
A. 子弹从射出到打中靶的飞行时间为0.2s
B. 玩具枪射出的子弹的速度为100m/s
C. 发射子弹的同时释放靶子,子弹将从A、B连线上某点穿出
D. 发射子弹的同时释放靶子,子弹将从A点穿出
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【题目】如图所示,一倾角为45°的足够长的斜面固定在水平面上,其底端有一垂直斜面的挡板P,质量为0.8kg的滑块从距离水平面高度为1m处以一定的初速度沿斜面向下运动,若每次滑块与挡板P相碰无机械能损失,取水平面重力势能为0,第1次碰后滑块沿斜面上滑的最大重力势能为6.4J。已知滑块与斜面的动摩擦因数为0.25,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是
A. 滑块最终静止在斜面上某一高度处
B. 滑块的初动能为2J
C. 第1次碰后滑块的动能为8J
D. 滑块运动的全过程中机械能损失1.6J
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【题目】如图所示,半径为R的光滑半圆轨道AB竖直固定在一水平光滑的桌面上,轨道最低点B与桌面相切并平滑连接,桌面距水平地面的高度也为R。在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态。已知a球的质量为m0,a、b两球质量比为2∶3。固定小球b,释放小球a,a球与弹簧分离后经过B点滑上半圆环轨道并恰能通过轨道最高点A。现保持弹簧形变量不变同时释放a、b两球,重力加速度取g,求:
(1)释放小球前弹簧具有的弹性势能Ep;
(2)b球落地点距桌子右端C点的水平距离;
(3)a球在半圆轨道上上升的最大高度H。
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