类型一 以情境为载体、关注STSE,突破高考瓶颈
情境细盘点
命题新解读
类型
2019
2020
1.情境化设题:高考试题命题强调情境化设计,紧密联系学生日常生活实际、国家发展和社会进步,扩展素材选取范围。注重综合性、应用性与创新性,通过设置真实的问题情境,考查学生灵活运用所学知识分析解决问题的能力。2.五育并举:高考命题在注重能力和素养考查的同时,进一步深化对德育的考查,加强对体美劳的考查和引导,形成覆盖德智体美劳全面发展要求。3.多能力考查:加大对学生在信息时代应具有的阅读能力、获取信息能力和思辨能力的考查。
卷别
题号
情境
卷别
题号
情境
社会环境
卷Ⅰ
18
运动员起跳投篮
卷Ⅰ
16
荡秋千
卷Ⅱ
19
跳台滑雪比赛
卷Ⅱ
16
摩托越野
卷Ⅲ
16
卡车运输
山东
15、16
中医拔罐、单板滑雪
北京卷
20
国际计量大会
江苏
5
运输防疫物资
科学技术
天津卷
2、9(1)、10
港珠澳大桥通车、
国际计量大会、国产航母海试
浙江
19
高层电机牵引
卷Ⅰ
16、33(2)
火箭发动机联试成功、热等静压设备
卷Ⅰ
6、24
安全气囊、运-20重型运输机
卷Ⅱ
14
嫦娥四号探测器月球背面软着陆
卷Ⅱ
17、33(2)
CT扫描、潜水钟
天津
1、6、12
嫦娥四号探测器发射、人造太阳、第一架离子引擎推动的飞机
浙江
3、10
歼-20飞行、维护“中国天眼”
维度1:社会环境类
【例1】(2020·江苏高考)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为
( )
A.F B. C. D.
1.情境转化:将复杂的多研究对象问题,分析归纳为简单的连接体模型。
2.建立模型:简化为连接体
3.方法迁移:利用整体法和隔离法合力选择研究对象,把复杂的问题转化为简单的牛顿第二定律问题。
维度2:科学技术类
【例2】(2020·全国Ⅰ卷)我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用F=kv2描写,k为系数;v是飞机在平面跑道上的滑行速度,F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度。已知飞机质量为1.21×105
kg时,起飞离地速度为66
m/s;装载货物后质量为1.69×105
kg,装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度;
(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行1
521
m起飞离地,求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
【标准解答】
情境类问题解题三步曲
第一步:情境转化。
把题目中的文字信息转换成图画信息;把陌生的情境转化为熟悉的情境。
第二步:建立模型。
要抓住题目中的关键信息展开丰富的联想,与我们头脑中所积累的物理概念、物理规律、物理模型进行连接比对,最终抓住物理实质。
第三步:方法迁移。
在识别完物理模型以后,就要把平时我们所用到的物理规律与物理方法迁移过来解决实际问题。
警示1:不能有效提取信息。
抓不住题目中的关键信息,如【例1】中40节质量相等的车厢,面对如此多的研究对象,直接想到整体分析;【例2】中升力为一个变化的力,不需要深入分析,依题而做即可。
警示2:不会同理类比,处理复杂问题。
每节车厢所受到的摩擦和空气阻力不变,同样的处理方法,在公式中加上阻力即可,推导出相同结论。
警示3:纠结于无关信息。
为了达到题目创新性,题干往往和防疫物资、运-20等当下热点问题相结合,这些信息对于解题几乎没有作用,不要浪费时间。
1.(进博会)(多选)第二届进博会于2019年11月在上海举办,会上展出了—种乒乓球陪练机器人,该机器入能够根据发球人的身体动作和来球信息,及时调整球拍将球击回。若机器人将乒乓球以原速率斜向上击回,球在空中运动—段时间后落到对方的台面上,忽略空气阻力和乒乓球的旋转。下列说法正确的是
( )
A.击球过程合外力对乒乓球做功为零
B.击球过程合外力对乒乓球的冲量为零
C.在上升过程中,乒乓球处于失重状态
D.在下落过程中,乒乓球处于超重状态
2.(电视节目)在中央电视台《是真的吗》某期节目中,有这样的一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接,转动空心圆筒,使金属球转动(如图所示)。随着转速加快,网袋由静止开始向上运动,下列说法正确的是
( )
A.金属球做圆周运动的向心力是绳的拉力
B.金属球转动过程中,它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力
C.网袋上升后再次保持静止时,金属球的位置比原来低
D.网袋上升后再次保持静止时,金属球的位置比原来高
3.(生活实验)小海同学在居家学习过程中,利用手机来做物理实验。
图甲为他利用手机拍摄了一个小球自由下落的视频,为了便于测量,小海在小球下落的背景中附了一根最小刻度为厘米(cm)的刻度尺,让小球从刻度尺0刻度处自由下落并录制视频,再根据视频信息来验证小球下落过程中机械能是否守恒。视频是由间隔相等时间连续拍摄的图片组成。人们日常所说的视频帧率,通常会用FPS(Frames
Per
Second)表示,简单地说就是在1
s时间内拍摄照片的数量,由多张照片连起来加上音频就成了视频片段。小海同学用60
FPS的帧率录制了一个小球自由下落的视频,并通过计算机把这个视频分解成照片,然后把这些照片从左到右排列,如图乙所示,这些照片记录了不同时刻小球自由下落时的位置。
(1)本实验中小海同学是用60
FPS的帧率录制的视频,并通过计算机把这个视频分解成照片,则相邻两张照片之间的时间间隔为 s;?
(2)根据分解成的照片,可以计算小球下落到不同位置时的速度,当小球下落到图中P点时,速度大小为 m/s(保留二位有效数字);?
(3)在实验误差允许的范围内,若小球减少的重力势能ΔEp与小球增加的动能ΔEk近似相等,即可验证机械能守恒定律。若小球的质量为0.1
kg,当地的重力加速度为9.79
m/s2,以小球从开始下落到经过P点的过程进行研究,其下落的高度为 m,减少的重力势能为 J(第二个空格要求保留三位有效数字)。?
4.(交通运输)据统计,开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍,开车时打电话发生事故的概率是安全驾驶的2.8倍。一辆小轿车在平直公路上以某一速度行驶时,司机低头看手机2
s,相当于盲开50
m,该车遇见紧急情况,紧急刹车的距离(从开始刹车到停下来汽车所行驶的距离)至少是25
m,根据以上提供的信息:
(1)求汽车行驶的速度和刹车的最大加速度大小;
(2)若该车以108
km/h的速度在高速公路上行驶时,前方110
m处道路塌方,该司机因用手机某软件抢红包2
s后才发现危险,司机的反应时间为0.5
s,刹车的加速度与(1)问中大小相等。试通过计算说明汽车是否会发生交通事故。
5.(科技创新)2020年3月15日中国散裂中子源(CSNS)利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是
( )
A.α粒子轰击并产生了中子
B.经过4次α衰变,2次β衰变后,新核与原来的原子核相比中子数少了10个
C.γ射线实质是高速中子流,可用于医学的放射治疗
D.核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度
6.(大国工程)(多选)2020年5月5日,为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭,搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱,在文昌航天发射场点火升空,载荷组合体被准确送入预定轨道,首飞任务取得圆满成功,实现空间站阶段飞行任务首战告捷,拉开我国载人航天工程“第三步”任务序幕。我们可以将载荷组合体送入预定轨道的过程简化为如图所示,轨道A为近地轨道,轨道C为预定轨道。轨道A与轨道B相切于P点,轨道B与轨道C相切于Q点,下列说法正确的是
( )
A.组合体在轨道B上经过P点时的速度大于地球的第一宇宙速度
B.组合体在轨道B上经过P点时的加速度大于在轨道A上经过P点的加速度
C.组合体从轨道B进入轨道C需要在Q点减速
D.组合体在轨道B上由P点到Q点的过程中机械能守恒
7.(发明创造)某物理社团受“蛟龙号”的启发,设计了一个测定水深的深度计。如图,导热性能良好的气缸Ⅰ、Ⅱ内径相同,长度均为L,内部分别有轻质薄活塞A、B,活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动,气缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为p0,气缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体,气缸Ⅱ内通过B封有压强为2p0的气体,一细管连通两气缸,初始状态A、B均位于气缸最左端。该装置放入水下后,通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知p0相当于10
m高的水产生的压强,不计水温变化,被封闭气体视为理想气体,求:
(1)当A向右移动时,水的深度h;
(2)该深度计能测量的最大水深hm。
第三篇 聚焦情境·拼满分必须掌握的高考新动向
类型一 以情境为载体、关注STSE,突破高考瓶颈
///研透真题·破题有方///
【例1】C 根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F,因为每节车厢质量相等,阻力相同,以后面38节车厢为研究对象,根据牛顿第二定律有F-38f=38ma。设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1,以最后两节车厢为研究对象,根据牛顿第二定律有F1-2f=2ma,联立解得F1=。故选C。
【例2】【解析】(1)设飞机装载货物前质量为m1,起飞离地速度为v1;装载货物后质量为m2,起飞离地速度为v2,重力加速度大小为g。飞机起飞离地应满足条件
m1g=k
①
m2g=k
②
由①②式及题给条件得v2=78
m/s③
(2)设飞机滑行距离为s,滑行过程中加速度大小为a,所用时间为t。由匀变速直线运动公式有
=2as
④
v2=at
⑤
联立③④⑤式及题给条件得
a=2.0
m/s2
⑥
t=39
s。
⑦
答案:(1)78
m/s (2)2.0
m/s2
39
s
///高考猜押竞技场///
1.A、C 球拍将乒乓球原速率击回,可知乒乓球的动能不变,动量方向发生改变,可知合外力做功为零,冲量不为零,故A正确,B错误;在乒乓球的运动过程中,加速度方向向下,可知乒乓球处于失重状态,故C正确,D错误。
2.C 金属球做圆周运动的向心力是绳拉力与金属球重力沿半径方向的合力,故A错误;重力和拉力不在一条直线上,而且金属球也不处于平衡状态,故两者不是一对平衡力,故B错误;设绳与竖直方向夹角为θ,对金属球有Tcosθ=mg,绳中拉力始终等于网袋的重力,即T=Mg,故cosθ=,保持不变,但是由于连接金属球的绳长变长,故lcosθ变大,金属球的位置比原来低,故C正确,D错误。
3.【解析】(1)依题得,60
FPS的帧率即一秒拍摄60次,因此相邻的两张照片之间的时间间隔为
s。
(2)P点为时间中点,因此有
vP=
m/s=3.3
m/s
(3)依图得,下落高度为h=0.503
m
根据ΔEp=0-mgh
代入数据可求得ΔEp=-0.492
J
答案:(1) (2)3.3 (3)0.503 0.492
4.【解析】(1)汽车运动的速度为
v1==
m/s=25
m/s
设汽车刹车的最大加速度为a,
则a==
m/s2=12.5
m/s2
(2)108
km/h=30
m/s,司机看手机时,汽车发生的位移为x1=v2t=30×2
m=60
m
反应时间内发生的位移的大小为x2=v2Δt=30×0.5
m=15
m
刹车后汽车发生的位移
x3==
m=36
m
所以汽车前进的距离为x=x1+x2+x3=(60+15+36)
m=111
m>110
m
所以会发生交通事故。
答案:(1)12.5
m/s2
(2)会发生交通事故
5.B 根据质量数守恒和电荷数守恒知He+NOH,故A错误;每次α衰变,质量数少4,电荷数少2,中子数少2;每次β衰变一个中子转化成一个质子和一个电子,中子数少1;所以4次α衰变,2次β衰变,新核与原来的原子核相比,中子数少4×2+2×1=10,故B正确;γ射线实质是光子流,故C错误;镉棒可以吸收中子,核反应堆中,通过改变镉棒插入的深度,可以控制核反应的速度,故D错误。
6.A、D 组合体在近地点P点做离心运动,则其速度大于做圆周运动的速度即第一宇宙速度,故A正确;根据牛顿第二定律得加速度a=,所以在轨道B上经过P点时的加速度等于在轨道A上经过P点的加速度,故B错误;组合体从轨道B进入轨道C,需要在Q点加速,做离心运动,故C错误;在轨道B上由P点到Q点的过程中,组合体只受到万有引力的作用,机械能守恒,故D正确。
7.【解析】(1)当A向右移动时,设B不移动,对I内气体,由玻意耳定律得
p0SL=p1SL
解得p1=p0
而此时B中气体的压强为2p0>p1,故B不动
由p1=p0+ρgh
解得水的深度h=3.33
m
(2)该装置放入水下后,由于水的压力A向右移动,Ⅰ内气体压强逐渐增大,当压强增大到大于2p0后B开始向右移动,当A恰好移动到气缸Ⅰ最右端时所测深度最大,此时原Ⅰ内气体全部进入Ⅱ内,设B向右移动x距离,两部分气体压强均为p2。
对原Ⅰ内气体,由玻意耳定律得p0SL=p2Sx
对原Ⅱ内气体,由玻意耳定律得
2p0SL=p2S(L-x)
又p2=p0+ρghm
联立解得hm=20
m
答案:(1)3.3
m (2)20
m(共33张PPT)
第三篇
聚焦情境·拼满分必须掌握的高考新动向
类型一 以情境为载体、关注STSE,突破高考瓶颈
研透真题·破题有方
维度1:社会环境类
【例1】(2020·江苏高考)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗
疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车
头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若
每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引
力为
( )
【例1】C 根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F,因为每节车厢质
量相等,阻力相同,以后面38节车厢为研究对象,根据牛顿第二定律有
F-38f=38ma。设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1,以最后两节车
厢为研究对象,根据牛顿第二定律有F1-2f=2ma,联立解得
。故选C。
【真题解码】
1.情境转化:将复杂的多研究对象问题,分析归纳为简单的连接体模型。
2.建立模型:
简化为连接体
3.方法迁移:利用整体法和隔离法合力选择研究对象,把复杂的问题转化为简单
的牛顿第二定律问题。
维度2:科学技术类
【例2】(2020·全国Ⅰ卷)我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F可用F=kv2描写,k为系数;v是飞机在平面跑道上的滑行速度,F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度。已知飞机质量为1.21×105
kg时,起飞离地速度为66
m/s;装载货物后质量为1.69×105
kg,装载货物前后起飞离地时的k值可视为不变。
(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度;
(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行1
521
m起飞离地,求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。
【例2】【解析】(1)设飞机装载货物前质量为m1,起飞离地速度为v1;装载货物
后质量为m2,起飞离地速度为v2,重力加速度大小为g。飞机起飞离地应满足条件
m1g=k
①
m2g=k
②
由①②式及题给条件得v2=78
m/s③
(2)设飞机滑行距离为s,滑行过程中加速度大小为a,所用时间为t。由匀变速直
线运动公式有
=2as
④
v2=at
⑤
联立③④⑤式及题给条件得
a=2.0
m/s2
⑥
t=39
s。
⑦
答案:(1)78
m/s (2)2.0
m/s2
39
s
【真题解码】
必备知能·融会贯通
【考场秘技】情境类问题解题三步曲
第一步:情境转化。
把题目中的文字信息转换成图画信息;把陌生的情境转化为熟悉的情境。
第二步:建立模型。
要抓住题目中的关键信息展开丰富的联想,与我们头脑中所积累的物理概念、物理规律、物理模型进行连接比对,最终抓住物理实质。
第三步:方法迁移。
在识别完物理模型以后,就要把平时我们所用到的物理规律与物理方法迁移过来解决实际问题。
【答题模板】
【满分警示】
警示1:不能有效提取信息。
抓不住题目中的关键信息,如【例1】中40节质量相等的车厢,面对如此多的研究对象,直接想到整体分析;【例2】中升力为一个变化的力,不需要深入分析,依题而做即可。
警示2:不会同理类比,处理复杂问题。
每节车厢所受到的摩擦和空气阻力不变,同样的处理方法,在公式中加上阻力即可,推导出相同结论。
警示3:纠结于无关信息。
为了达到题目创新性,题干往往和防疫物资、运-20等当下热点问题相结合,这些信息对于解题几乎没有作用,不要浪费时间。
【社会环境类】
1.(进博会)(多选)第二届进博会于2019年11月在上海举办,会上展出了—种乒乓球陪练机器人,该机器入能够根据发球人的身体动作和来球信息,及时调整球拍将球击回。若机器人将乒乓球以原速率斜向上击回,球在空中运动—段时间后落到对方的台面上,忽略空气阻力和乒乓球的旋转。下列说法正确的是
( )
A.击球过程合外力对乒乓球做功为零
B.击球过程合外力对乒乓球的冲量为零
C.在上升过程中,乒乓球处于失重状态
D.在下落过程中,乒乓球处于超重状态
高考猜押竞技场
A、C 球拍将乒乓球原速率击回,可知乒乓球的动能不变,动量方向发生改变,可知合外力做功为零,冲量不为零,故A正确,B错误;在乒乓球的运动过程中,加速度方向向下,可知乒乓球处于失重状态,故C正确,D错误。
2.(电视节目)在中央电视台《是真的吗》某期节目中,有
这样的一个实验:将一根绳子穿过内壁和端口光滑的空心
圆筒,绳子上端系一个金属球,下端与装有皮球的网袋连接,
转动空心圆筒,使金属球转动(如图所示)。随着转速加快,
网袋由静止开始向上运动,下列说法正确的是
( )
A.金属球做圆周运动的向心力是绳的拉力
B.金属球转动过程中,它受到的重力与绳子对它的拉力是一对平衡力
C.网袋上升后再次保持静止时,金属球的位置比原来低
D.网袋上升后再次保持静止时,金属球的位置比原来高
C 金属球做圆周运动的向心力是绳拉力与金属球重力沿半径方向的合力,故A
错误;重力和拉力不在一条直线上,而且金属球也不处于平衡状态,故两者不是
一对平衡力,故B错误;设绳与竖直方向夹角为θ,对金属球有Tcosθ=mg,绳中拉
力始终等于网袋的重力,即T=Mg,故cosθ=
保持不变,但是由于连接金属球
的绳长变长,故lcosθ变大,金属球的位置比原来低,故C正确,D错误。
3.(生活实验)小海同学在居家学习过程中,利用手机来做物理实验。
图甲为他利用手机拍摄了一个小球自由下落的视频,为了便于测量,小海在小球下落的背景中附了一根最小刻度为厘米(cm)的刻度尺,让小球从刻度尺0刻度处自由下落并录制视频,再根据视频信息来验证小球下落过程中机械能是否守恒。视频是由间隔相等时间连续拍摄的图片组成。人们日常所说的视频帧率,通常会用FPS(Frames
Per
Second)表示,简单地说就是在1
s时间内拍摄照片的数量,由多张照片连起来加上音频就成了视频片段。小海同学用60
FPS的帧率录制了一个小球自由下落的视频,并通过计算机把这个视频分解成照片,然后把这些照片从左到右排列,如图乙所示,这些照片记录了不同时刻小球自由下落时的位置。
(1)本实验中小海同学是用60
FPS的帧率录制的视频,并通过计算机把这个视频分解成照片,则相邻两张照片之间的时间间隔为 s;?
(2)根据分解成的照片,可以计算小球下落到不同位置时的速度,当小球下落到图中P点时,速度大小为 m/s(保留二位有效数字);?
(3)在实验误差允许的范围内,若小球减少的重力势能ΔEp与小球增加的动能ΔEk近似相等,即可验证机械能守恒定律。若小球的质量为0.1
kg,当地的重力加速度为9.79
m/s2,以小球从开始下落到经过P点的过程进行研究,其下落的高度为 m,减少的重力势能为 J(第二个空格要求保留三位有效数字)。?
【解析】(1)依题得,60
FPS的帧率即一秒拍摄60次,因此相邻的两张照片之间
的时间间隔为
(2)P点为时间中点,因此有
(3)依图得,下落高度为h=0.503
m
根据ΔEp=0-mgh
代入数据可求得ΔEp=-0.492
J
答案:(1)
(2)3.3 (3)0.503 0.492
4.(交通运输)据统计,开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍,开车时打电话发生事故的概率是安全驾驶的2.8倍。一辆小轿车在平直公路上以某一速度行驶时,司机低头看手机2
s,相当于盲开50
m,该车遇见紧急情况,紧急刹车的距离(从开始刹车到停下来汽车所行驶的距离)至少是25
m,根据以上提供的信息:
(1)求汽车行驶的速度和刹车的最大加速度大小;
(2)若该车以108
km/h的速度在高速公路上行驶时,前方110
m处道路塌方,该司机因用手机某软件抢红包2
s后才发现危险,司机的反应时间为0.5
s,刹车的加速度与(1)问中大小相等。试通过计算说明汽车是否会发生交通事故。
【解析】(1)汽车运动的速度为
设汽车刹车的最大加速度为a,
则
(2)108
km/h=30
m/s,司机看手机时,汽车发生的位移为x1=v2t=30×2
m=60
m
反应时间内发生的位移的大小为x2=v2Δt=30×0.5
m=15
m
刹车后汽车发生的位移
所以汽车前进的距离为x=x1+x2+x3=(60+15+36)
m=111
m>110
m
所以会发生交通事故。
答案:(1)12.5
m/s2
(2)会发生交通事故
【科学技术类】
5.(科技创新)2020年3月15日中国散裂中子源(CSNS)利用中子成像技术帮助中
国科技大学进行了考古方面的研究。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微
观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是
( )
A.α粒子轰击
并产生了中子
B
经过4次α衰变,2次β衰变后,新核与原来的原子核相比中子数少了10个
C.γ射线实质是高速中子流,可用于医学的放射治疗
D.核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度
B 根据质量数守恒和电荷数守恒知
故A错误;每次α衰变,
质量数少4,电荷数少2,中子数少2;每次β衰变一个中子转化成一个质子和一个
电子,中子数少1;所以4次α衰变,2次β衰变,新核与原来的原子核相比,中子数
少4×2+2×1=10,故B正确;γ射线实质是光子流,故C错误;镉棒可以吸收中子,
核反应堆中,通过改变镉棒插入的深度,可以控制核反应的速度,故D错误。
6.(大国工程)(多选)2020年5月5日,为我国载人空间站工程研
制的长征五号B运载火箭,搭载新一代载人飞船试验船和柔性
充气式货物返回舱试验舱,在文昌航天发射场点火升空,载荷
组合体被准确送入预定轨道,首飞任务取得圆满成功,实现空
间站阶段飞行任务首战告捷,拉开我国载人航天工程“第三步”任务序幕。我们可以将载荷组合体送入预定轨道的过程简化为如图所示,轨道A为近地轨道,轨道C为预定轨道。轨道A与轨道B相切于P点,轨道B与轨道C相切于Q点,下列说法正确的是
( )
A.组合体在轨道B上经过P点时的速度大于地球的第一宇宙速度
B.组合体在轨道B上经过P点时的加速度大于在轨道A上经过P点的加速度
C.组合体从轨道B进入轨道C需要在Q点减速
D.组合体在轨道B上由P点到Q点的过程中机械能守恒
A、D 组合体在近地点P点做离心运动,则其速度大于做圆周运动的速度即第一
宇宙速度,故A正确;根据牛顿第二定律得加速度
所以在轨道B上经过P点
时的加速度等于在轨道A上经过P点的加速度,故B错误;组合体从轨道B进入轨道
C,需要在Q点加速,做离心运动,故C错误;在轨道B上由P点到Q点的过程中,组合
体只受到万有引力的作用,机械能守恒,故D正确。
7.（发明创造）某物理社团受“蛟龙号”的启发，设计了一个测定水深的深度
计。如图，导热性能良好的气缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为L，内部分别有轻
质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，气缸Ⅰ左端开口。外界
大气压强为p0，气缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体，气缸Ⅱ内通过B封有压强
为2p0的气体，一细管连通两气缸，初始状态A、B均位于气缸最左端。该装置放
入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知p0相当于10
m高的水产
生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求：
(1)当A向右移动
时，水的深度h；
(2)该深度计能测量的最大水深hm。
【解析】(1)当A向右移动
时,设B不移动,对I内气体,由玻意耳定律得
p0SL=p1
SL
解得p1=
p0
而此时B中气体的压强为2p0>p1,故B不动
由p1=p0+ρgh
解得水的深度h=3.33
m
(2)该装置放入水下后,由于水的压力A向右移动,Ⅰ内气体压强逐渐增大,当压强增大到大于2p0后B开始向右移动,当A恰好移动到气缸Ⅰ最右端时所测深度最大,此时原Ⅰ内气体全部进入Ⅱ内,设B向右移动x距离,两部分气体压强均为p2。
对原Ⅰ内气体,由玻意耳定律得p0SL=p2Sx
对原Ⅱ内气体,由玻意耳定律得
2p0SL=p2S(L-x)
又p2=p0+ρghm
联立解得hm=20
m
答案:(1)3.3
m (2)20
m
