2022年山東省青島二中自主招生物理試卷

一、項目探究一、喜迎申奧成功（5×6=30分，每小題僅有一個選項是正確的）

• 1．物理中這樣定義“位移”，物體由初始位置A到終止位置B間的線段長度即位移的大小，由A指向B即位移的方向，速度定義為“物體通過的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值”，其方向與位移方向相同。他采訪了運(yùn)輸器材的卡車司機(jī)，得到了如下數(shù)據(jù)：汽車由器材站到達(dá)直線距離120km外的公園用了5h,卸貨后原路返回，往返共用了12h,汽車上的導(dǎo)航記錄本次運(yùn)動總共走過的路程是480km。據(jù)此以下分析正確的是（　?。?/div>

  A．汽車在本次運(yùn)動的全過程中速度大小為20km/h

  B．汽車在去公園的過程中速度大小為48km/h

  C．汽車在由公園返回的過程中速度大小為24km/h

  D．汽車在本次運(yùn)動的全過程中速度大小為0km/h
  組卷：166引用：1難度：0.7

  解析
• 2．他找到一根勻質(zhì)的、粗細(xì)均勻的長木桿，在桿中間安裝了水平轉(zhuǎn)軸（忽略阻力），做成一個等臂的杠桿。他又找了兩個相同的厚壁氣球及不計質(zhì)量的細(xì)線，將充入空氣后的氣球分別掛在杠桿兩端離轉(zhuǎn)軸等距的地方，杠桿保持水平平衡。一段時間后左側(cè)氣球因緩慢漏氣癟了，如圖所示。以下分析正確的是（　?。?/div>

  A．杠桿仍將保持水平平衡

  B．右側(cè)氣球受到空氣的浮力較大，所以杠桿會向左傾斜

  C．若想讓杠桿再次水平平衡，可將右側(cè)氣球的懸點向左移動

  D．若僅降低右側(cè)氣球內(nèi)氣體的溫度，可能讓杠桿再次水平平衡
  組卷：213引用：3難度：0.6

  解析
• 3．他用冰制成一個焦距為f的凸透鏡，將點亮的火炬模型、凸透鏡、光屏等依圖示次序放在光具座上組裝成研究透鏡成像規(guī)律的裝置，以下判斷正確的是（　?。?br />

  A．移動火炬時，火炬移動的速度大于像移動的速度

  B．光屏上可以得到與火炬等大、正立的實像

  C．成清晰實像的時候，光屏與火炬之間的距離一定大于4f

  D．若固定火炬和光屏，僅移動它們之間的透鏡，可能無法成清晰的實像
  組卷：257引用：1難度：0.5

  解析

二、解答題。項目探究二、記錄精彩瞬間

• 10．為流暢地向全球同步直播精彩賽事，用人造地球衛(wèi)星傳輸信號，閱讀以下材料并回答問題：對于一個天體系統(tǒng)，環(huán)繞天體所受中心天體的萬有引力可以表示為：F=G

  M

  m

  r

  2

  ，所在位置的引力勢能可以表示為：E_p=-G

  M

  m

  r

  ，其中G為萬有引力常量，其值為6.67×10^-11N?m²/kg²，M、m分別為中心天體和環(huán)繞天體的質(zhì)量，r為二者之間的距離，引力方向沿天體的連線，引力勢能以無窮遠(yuǎn)處為零。運(yùn)行過程中，環(huán)繞天體的機(jī)械能守恒（動能的表達(dá)式為：E_k=

  1

  2

  mv²）。一般情況下，環(huán)繞天體的繞行軌道是橢圓，橢圓上任意一點到兩定點的距離之和相等，這兩個定點稱為橢圓的兩個焦點。橢圓上最遠(yuǎn)的兩個點之間的連線稱為長軸，長軸的中垂線在橢圓內(nèi)的部分稱為短軸。17世紀(jì)天文學(xué)家開普勒研究行星繞太陽的運(yùn)動時，提出了著名的行星運(yùn)行三定律，即：
  第一定律：行星的運(yùn)行軌道是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上；
  第二定律：對任意一個行星，它與太陽的連線在相同時間內(nèi)掃過相同的面積；
  第三定律：所有行星軌道的半長軸（長軸的一半）的立方與其公轉(zhuǎn)周期的平方成正比，已知繞地球的所有衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律也符合上述定律。
  （1）估算月球公轉(zhuǎn)軌道的長軸與地球同步衛(wèi)星軌道的長軸的比值是

  ；（月球公轉(zhuǎn)周期約為27天，同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期是1天）
  （2）除了通訊，衛(wèi)星也有定位、遙感、氣象探測等多項功能，不同衛(wèi)星的軌道也不盡相同。對地球及其衛(wèi)星組成的系統(tǒng)，圖中心天體即地球，環(huán)繞天體為某顆衛(wèi)星，它的軌道是橢圓ABCD。衛(wèi)星經(jīng)過B點時開始計時，經(jīng)A點到達(dá)D點用時為t_BAD，再由D點經(jīng)C點到達(dá)B點用時為t_DCB，則t_BAD

  t_DCB（填“＞”“＜”或“=”）；
  （3）若該衛(wèi)星在近地點A的速度是v₁，到地球中心的距離是r₁，在遠(yuǎn)地點C的速度是v₂，到地球中心的距離是r₂，請證明：v₁r₁=v₂r₂；
  （4）隨著人類太空活動的增加，越來越多的太空垃圾給航天活動和衛(wèi)星運(yùn)行帶來了極大的安全隱患。假如衛(wèi)星運(yùn)行到近地點A時，一個高速的太空垃圾與衛(wèi)星發(fā)生劇烈碰撞，撞擊后衛(wèi)星碎片的速度多大時，碎片才能到達(dá)無窮遠(yuǎn)處從而脫離地球引力范圍？已知地球的質(zhì)量約為6×10²⁴kg,r₁=8000km,v₁=7km/s。
  組卷：76引用：1難度：0.1

  解析
• 11．奧運(yùn)比賽期間，機(jī)器狗巡查時發(fā)現(xiàn)了一處設(shè)備故障，電工維修后，某同學(xué)要來換下的元件，嘗試用自己所學(xué)知識排除故障。
  
  （1）他找到了一只舊電流表，擬接在電路中檢測該電流表是否能正常工作。電流表的量程為1.5A，所用電源電壓為1.5V，再用一個金屬框架作為負(fù)載，框架結(jié)構(gòu)如圖甲所示，已知該框架的每個小三角形均為正三角形，每條短邊的電阻都是1Ω。為保證電流表安全，應(yīng)將框架的

  （填“ab”或“cd”）兩端接入電路，此時電流表示數(shù)為

  A；
  （2）通過元件說明書，得知其內(nèi)部電路如圖乙所示。當(dāng)他運(yùn)用自己所學(xué)的電路知識解決問題時，有兩個難點：
  其一，電源除了標(biāo)注其電壓以外，旁邊還標(biāo)注了一個電阻值r。經(jīng)查資料，他得知這個電阻被稱為電源的“內(nèi)阻”，是電源內(nèi)部電路的電阻值，其效果相當(dāng)于在電壓恒定的理想電源所在支路串聯(lián)一個大小為r的定值電阻，原理如圖丙所示。因此，如果將一個恒壓為E、內(nèi)阻為r的電源接上電阻為R的定值電阻，則電路中的電流值I的表達(dá)式為

  ；
  其二，該電路中出現(xiàn)了多個電源，且互為并聯(lián)關(guān)系。他經(jīng)過認(rèn)真思索，發(fā)現(xiàn)了對參數(shù)為“E，r”的電源外接R電阻的時候，如果對其電源表達(dá)式稍加改造，就可以寫成I=

  r

  R

  +

  r

  ?

  E

  r

  ，他非常敏銳的注意到：該電流表達(dá)式可以看作一個并聯(lián)電路的分流值，其干路總電流為

  E

  r

  并保持不變，但是這個恒定的電流由誰來提供呢？他認(rèn)為也應(yīng)當(dāng)存在一種新的電源，就像恒壓電源能提供恒定的電壓，它也應(yīng)當(dāng)可以使電源所在電路保持恒定的電流，暫且取名為“電流源”，以“”作為元件符號，箭頭表示電流方向。如圖丁所示，1號支路的電阻為r,則2號支路的電阻應(yīng)為R，電流I應(yīng)為通過

  （填“R”或“r”）的電流大小。如此，就神奇地完成了一個由有內(nèi)阻的電壓源外接電阻R到有內(nèi)阻的電流源外接電阻R的等效轉(zhuǎn)換。結(jié)合電源內(nèi)阻的定義，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)將公式中的

  E

  r

  部分理解為

  時的電流；
  （3）如果圖乙中的電路參數(shù)為：R₁=1Ω，R₂=3Ω，R₃=2Ω，R₄=3Ω，E₁=3V，r₁=2Ω，E₂=6V，r₂=3Ω，E₃=9V，r₃=1Ω。若電源E₂所在支路發(fā)生斷路，此時電流表示數(shù)是多少？（寫出必要的計算過程和文字說明，直接寫出結(jié)果不得分）
  （4）排除故障后，電路正常工作時，電流表的示數(shù)是多少？（寫出必要的計算過程和文字說明，直接寫出結(jié)果不得分）
  組卷：212引用：1難度：0.1

  解析