(19分)“嫦娥三号”在月面成功软着陆,该过程可简化为:距月面15 km时,打开反推发动机减速,下降到距月面H=l00m.处时悬停,寻找合适落月点;然后继续下降,距月面h=4m时,速度再次减为零;此后关闭所有发动机,自由下落至月面。“嫦娥三号”质量为m(视为不变),月球质量是地球的k倍.月球半径是地球的n倍,地球半径为R、表面重力加速度为g;月球半径远大于H,不计月球自转的影响。以下结果均用题中所给符号表示。
(1)求月球表面的重力加速度大小;
(2)求“嫦娥三号”悬停时反推发动机的推力大小F,以及从悬停处到落至月面过程中所有发动机对“嫦峨三号”做的功W;
(3)取无穷远处为零势能点,月球引力范围内质量为m的物体具有的引力势能,式中G为万有引力常量,
为月球的质量,r为物体到月心的距离。若使“嫦娥三号”从月面脱离月球引力作用,忽略其它天体的影响,发射速度v0至少多大?(用k、n、g、R表示)
(15分)图为某高速公路一出口路段。轿车从出口A进人匝道,先匀减速直线通过下坡路段至B(通过B点前后速率不变),后匀速率通过水平圆弧路段至C,已知轿车在A点的速度v0=60km/h,AB长l=l25 m;BC圆弧段限速(允许通过的最大速度),v=30 km/h,轮胎与BC段路面间的动摩擦因数=0.5,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,重力加速度g取l0m/s2。
(1)求轿车在AB下坡段加速度大小a的最小值;
(2)为保证行车安全,车轮不打滑,BC段半径R的最小值多大?
(10分)在“测定金属丝的电阻率”实验中,供选用的器材有: A电源(3V,内阻约1);B电流表(0一0.6 A,内阻约0.5
); C电压表(0一3V,内阻约3 k
);
D滑动变阻器R(0一5);E.待测金属丝(有效长度为50.00cm,电阻R0) F.螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线若干。
(1)某同学用螺旋测微器在金属丝的不同位置测量直径,读数记录在表一中,其中第___次数据记录有明显错误。
(2)该同学将测量Rx实验的数据记录在表二中。根据所给信息推测,其采用的电路是右图中的__;据选用的电路,在闭合开关S前,滑动变限器R的滑片应置于___
(3)根据所给信息可估算出待测金属丝的电阻率为____(填选项前的字母)。
(8分)某兴趣小组利用沙摆(视为单摆)测量斜面上木板运动的加速度,实验装置如图甲。
(1)测量沙摆周期时,为减小误差,应取沙摆运动到___(填“最高点”或“最低点”)时作为计时起点;
(2)某同学用秒表计下n次全振动的时间如图乙所示,示数为___s;
(3)在沙摆振动时,将一木板从斜面上滑下,沙摆漏下的沙在木板上形成如图丙所示形状。测得沙摆周期为T,AB=s1,BC=s2,则木板加速度a=___(用s1, s2,T表示)。
如图甲,正三角形硬导线框abc固定在磁场中,磁场方向与线框平面垂直。图乙表示该磁场的磁感应强度随时间t变化的关系,t=0时刻磁场方向垂直纸面向里。在0~4t0时间内,线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为(规定垂直ab边向左为安培力的正方向)
图为“水流导光”,实验装置。长直开口透明塑料瓶内装有适量清水,在其底侧开一小孔,水从小孔流出形成弯曲不散开的水流,用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔,观察到激光束没有完全被限制在水流内传播。下列操作有助于激光束完全被限制在水流内传播的是
A.增大该激光的强度 B.向瓶内再加适量清水 C.改用频率更低的激光 D.改用折射率更小的液体