1、一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻的波形图如图所示,波源的振动周期T=1s, P、Q为介质中的两质点。下列说法正确的是( )
A.该简谐波的波速大小为2 m/s
B.t=0时刻,P、Q的速度相同
C.t=0.125s时,P到达波峰位置
D.t=0.5s时, P点在t=0时刻的运动状态传到Q点
2、如图所示,坐标系的第一、四象限的两块区域内分别存在垂直纸面向里、向外的匀强磁场,磁感应强度的大小均为1.0T,两块区域曲线边界的曲线方程为
(
)。现有一单匝矩形导线框
在拉力
的作用下,从图示位置开始沿x轴正方向以
的速度做匀速直线运动,已知导线框长为
、宽为
,总电阻值为
,开始时
边与
轴重合。则导线框穿过两块区域的整个过程拉力
做的功为( )
A.0.25J
B.0.375J
C.0.5J
D.0.75J
3、空间存在电场,沿电场方向建立直线坐标系Ox,使Ox正方向与电场强度E的正方向相同,如图所示为在Ox轴上各点的电场强度E随坐标x变化的规律。现将一正电子()自坐标原点O处由静止释放,已知正电子的带电量为e、正电子只受电场力,以下说法正确的是( )
A.该电场可能为某个点电荷形成的电场
B.坐标原点O与点间的电势差大小为
C.该正电子将做匀变速直线运动
D.该正电子到达点时的动能为
4、2021年4月,中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀(),并在重核区首次发现强的质子-中子相互作用导致α粒子形成的概率显著增强的现象,这有助于促进对原子核α衰变过程中α粒子预形成物理机制的理解。以下说法正确的是( )
A.铀核()发生核反应方程为
﹐是核裂变反应
B.与
的质量差等于衰变的质量亏损
C.产生的新核从高能级向低能级跃迁时,将发射出射线
D.新核的结合能大于铀核(
)的结合能
5、如图是一边长为L的正方形金属框放在光滑水平面上的俯视图,虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场.金属矿电阻为R,时刻,金属框在水平拉力F作用下从图示位置由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度进入磁场,
时刻线框全部进入磁场。则
时间内金属框中电流i、电量q、运动速度v和拉力F随位移x或时间t变化关系可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6、如图所示,甲、乙是两个完全相同的闭合导线线框,a、b是边界范围、磁感应强度大小和方向都相同的两个匀强磁场区域,只是a区域到地面的高度比b高一些。甲、乙线框分别从磁场区域的正上方距地面相同高度处同时由静止释放,穿过磁场后落到地面。下落过程中线框平面始终保持与磁场方向垂直。以下说法正确的是( )
A.甲乙两框同时落地
B.乙框比甲框先落地
C.落地时甲乙两框速度相同
D.穿过磁场的过程中甲线框中通过的电荷量小于乙线框
7、某同学利用如图甲所示的装置,探究物块a上升的最大高度H与物块b距地面高度h的关系,忽略一切阻力及滑轮和细绳的质量,初始时物块a静止在地面上,物块b距地面的高度为h,细绳恰好绷直,现将物块b由静止释放,b碰到地面后不再反弹,测出物块a上升的最大高度为H,此后每次释放物块b时,物块a均静止在地面上,物块b着地后均不再反弹,改变细绳长度及物块b距地面的高度h,测量多组(H,h)的数值,然后做出H-h图像(如图乙所示),图像的斜率为k,已知物块a、b的质量分别为m1、m2,则以下给出的四项判断中正确的是( )
①物块a,b的质量之比 ②物块a、b的质量之比
③H-h图像的斜率为k取值范围是0<k<1 ④H-h图像的斜率为k取值范围是1<k<2
A.①③
B.②③
C.①④
D.②④
8、光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面A,斜面质量为M,底边长为 L,如图所示。将一质量为m的可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放,滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为,则下列说法中正确的是( )
A.
B.滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为
C.滑块到达斜面底端时的动能为
D.此过程中斜面向左滑动的距离为
9、如图所示,某工厂生产的卷纸缠绕在中心轴上,卷纸的直径为d,轴及卷纸的总质量为m。用细绳分别系在轴上的P、Q点,将卷纸通过细绳挂在光滑竖直墙壁上的O点,已知,重力加速度的大小为g。则下列说法正确的是( )
A.每根绳的拉力大小
B.每根绳的拉力大小
C.卷纸对墙的压力大小
D.卷纸对墙的压力大小
10、如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,其传播速度
,此时质点P的位移为
,则质点P的位移y随时间t变化的关系为( )
A.
B.
C.
D.
11、如图所示,光滑水平面上有一足够长的轻质绸布C,C上静止地放有质量分别为2m、m的物块A和B,A、B与绸布间的动摩擦因数均为μ。已知A、B与C间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对A施一水平拉力F,F从0开始逐渐增大,下列说法正确的是( )
A.当F=0.5μmg时,A、B、C均保持静止不动
B.当F=2.5μmg时,A、C不会发生相对滑动
C.当F=3.5μmg时,B、C以相同加速度运动
D.只要力F足够大,A、C一定会发生相对滑动
12、下列说法错误的是( )
A.根据F=可把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它所受的合外力
B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量
C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的,但有时用起来更方便
D.易碎品运输时要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间以减小作用力
13、火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动,火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2,则火星与地球绕太阳运动的( )
A.轨道周长之比为2∶3
B.线速度大小之比为
C.角速度大小之比为
D.向心加速度大小之比为9∶4
14、如图所示,两端封闭的导热U形管竖直放置在水平面上,其中的空气被水银隔成①、②两部分空气柱,以下说法正确的是( )
A.若以水平虚线MN为轴缓慢转动U形管,使其倾斜,则空气柱①长度不变
B.若以水平虚线MN为轴缓慢转动U形管,使其倾斜,则空气柱①变短
C.若周围环境温度升高,则空气柱①长度不变
D.若周围环境温度升高,则空气柱①长度变大
15、如图所示,将悬挂在O点的铜球从方形匀强磁场区域左侧一定高度处由静止释放,磁场区域的左右边界处于竖直方向,不考虑空气阻力,则( )
A.铜球在左右两侧摆起的最大高度相同
B.铜球最终将静止在O点正下方
C.铜球运动到最低点时受到的安培力最大
D.铜球向右进入磁场的过程中,受到的安培力方向水平向左
16、如图所示,P、M、N为三个透明平板,M与P的夹角略小于N与P的夹角
,一束平行光垂直P的上表面入射,下列干涉条纹的图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
17、如图所示,质量为M的物块放置在光滑水平桌面上,右侧连接一固定于天花板与竖直方向成θ=45°的轻绳,左侧通过一与竖直方向成θ=45°跨过光滑定滑轮的轻绳与一竖直轻弹簧相连。现将质量为m的钩码挂于弹簧下端,当弹簧处于原长时,将钩码由静止释放,当钩码下降到最低点时(未着地),物块对水平桌面的压力恰好为零。轻绳不可伸长,弹簧劲度系数为k且始终在弹性限度内,物块始终处于静止状态,重力加速度为g。以下判断正确的是( )
A.钩码向下一直做加速运动
B.钩码向下运动的最大距离为
C.M=m
D.M=m
18、如图所示,用一束太阳光去照射横截面为三角形的玻璃砖,在光屏上能观察到一条彩色光带。下列说法正确的是( )
A.玻璃对b光的折射率大
B.c光子比b光子的能量大
C.此现象是因为光在玻璃砖中发生全反射形成的
D.减小a光的入射角度,各种色光会在光屏上依次消失,最先消失的是b光
19、2020年3月20日,电影《放射性物质》在伦敦首映,该片的主角—居里夫人是放射性元素钋()的发现者。已知钋(
)发生衰变时,会产生
粒子和原子核
,并放出
射线。下列分析正确的是( )
A.原子核的质子数为82,中子数为206
B.射线具有很强的穿透能力,可用来消除有害静电
C.由粒子所组成的射线具有很强的电离能力
D.地磁场能使射线发生偏转
20、冰壶甲以速度v0被推出后做匀变速直线运动,滑行一段距离后与冰壶乙碰撞,碰撞后冰壶甲立即停止运动。以下图像中能正确表示冰壶甲运动过程的是图像( )
A.
B.
C.
D.
21、一定质量的理想气体发生绝热压缩,气体的分子平均动能______(填“增大”、“减小”或“不变”),气体分子对容器壁单位面积的撞击的作用力______(填“增大”、“减小”或“不变”).
22、磁悬浮列车是高速低耗交通工具,如图甲所示,它的驱动系统简化为如图乙所示的物理模型。当磁场以速度v匀速向右移动时,从上往下看线圈中的感应电流方向为__________(填“顺时针”或“逆时针”);列车的运动方向_________。
23、为做好新冠肺炎疫情防控,学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所进行消杀工作。给储液罐打足气,打开开关就可以让药液喷撒出来。若罐内气体温度保持不变,随着药液的不断喷出,则罐内气体内能_________(填“不断增大”、“不断减小”或“保持不变”),气体________(填“吸收”或“放出”)热量。
24、用直流玩具电动机提升砝码来测定其效率的实验中,要测定的物理量有:(请用每项前面的数字来表示)_____;计算该电动机的效率为_____(请用物理量表示)。①砝码上升的高度H; ②线的长度L;③砝码的重力G; ④电动机线圈的电阻R;⑤电动机两端的电压U; ⑥通过电动机的电流强度I;⑦提升砝码所用的时间t; ⑧电动机的转速n;⑨电动机的质量m.
25、如图1所示,水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布,方向垂直于水平面向下,磁感应强度沿y轴方向不变,沿x轴方向与坐标x的关系如图2所示(图像是反比例函数图线);夹角的光滑金属长直导轨
、
固定在水平面内,
与x轴重合,一根与
垂直的长导体棒在水平向右的外力
作用下沿
轴向右滑动,导体棒在滑动过程中始终与导轨接触良好。已知
时,导体棒处于
位置,导体棒的质量
,导轨
、
在点
处的接触电阻为
,其余电阻不计;回路中产生的电动势
与时间
的关系如图3所示(图线是过原点的直线)。由图像分析可得
时间内通过导体棒的电量
________C;导体棒在滑动过程中所受的外力
与时间
的关系式
________。
26、火车在直道上行驶时,两侧的车轮以等大的轮半径分别在两边的轨道上滚动;若列车向左转弯,由于惯性,车体会偏向右侧,导致右侧车轮与轨道接触点处的车轮半径较大,如图所示(从车尾看)。此时两轮与轨道接触点相对于轮轴的角速度ω左______ω右、线速度v左______v右。(均选填“大于”,“小于”或“等于”)
27、如图甲为某同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图,其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电流表的电路。已知毫安表的内阻为10,满偏电流为100 mA。电压表量程为3V,R0、R1、R2为定值电阻,其中的R0=2
。
(1)已知R1=0.4,R2=1.6
。若使用a和b两个接线柱,电流表量程为________A;若使用a和c两个接线柱,电流表量程为________A。
(2)实验步骤:
①按照原理图连接电路;
②开关S拨向b,将滑动变阻器R的滑片移动到________端(填“左”或“右”)。闭合开关S1;
③多次调节滑动变阻器的滑片,记下相应的毫安表的示数I和电压表的示数U。
(3)数据处理:
①利用实验测得的数据画成了如图乙所示的图像;
②由图像的电源的电动势E=________V,内阻r=________(E和r的结果均保留2位有效数字)。
28、如图所示,OPQ为竖直平面内的一个直角边界,边界内存在B = 1T、方向垂直纸面向内的磁场。abcd为一边长l=0.10m、质量m=0.01kg、电阻R= 0.1Ω的匀质正方形导线框,其ab边离磁场上边界OP的距离h=0.05m。现将线框以初速度v0= 2.0m/s水平向右抛出,线框从OP边界进入磁场,然后在磁场中运动,最后从PQ边界离开磁场区域。已知运动过程中,线框ab边始终与磁场边界OP平行,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)线框cd边刚进入磁场时线框的速度大小
(2)线框从刚进入磁场到完全离开磁场的整个过程中产生的焦耳热
29、如图所示,CDE和MNP为两根足够长且弯折的平行金属导轨,CD、MN部分与水平面平行,DE和NP与水平面成30°,间距L=1m,CDNM面上有垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小B1=1T,DEPN面上有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小B2=2T。两根完全相同的导体棒a、b,质量均为m=0.1kg,导体棒b与导轨CD、MN间的动摩擦因数均为μ=0.2,导体棒a与导轨DE、NP之间光滑。导体棒a、b的电阻均为R=1Ω。开始时,a、b棒均静止在导轨上除导体棒外其余电阻不计,滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等,运动过程中a、b棒始终不脱离导轨,g取10m/s2.
(1)b棒开始朝哪个方向滑动,此时a棒的速度大小;
(2)若经过时间t=1s,b棒开始滑动,则此过程中,a棒发生的位移多大;
(3)若将CDNM面上的磁场改成竖直向上,大小不变,经过足够长的时间,b棒做什么运动,如果是匀速运动,求出匀速运动的速度大小,如果是匀加速运动,求出加速度大小。
30、如图,海水底部有一厚度不计,半径为R的半球形透明罩,透明罩内部为空气。球心正上方有一激光源S,激光源对准距离OS为的A点,发射激光束,光源S逐渐下降,当A点反射光与海底面平行时,反射光强度刚好开始达到最大。(不考虑二次反射和折射,结果可以用根式表示)求∶
(1)海水的折射率,反射光强度刚好达到最大时OS的距离;
(2)在光源S下降过程中,若SA光线的折射光线恰好通过B点,则此时OS的距离。
31、质量为kg的长木板放在光滑水平面上,木板上放有两个可视为质点的木块A和B,它们的质量分别为
kg和
kg,A、B间相距
m,一粒质量为
g的子弹以速度
水平射入木块A并留在其中。已知两木块与长木板间动摩擦因数为0.2,取
,子弹打入木块及木块相撞时作用时间极短。回答下面问题:
(1)要使木块A、B能发生碰撞,子弹速度应满足什么条件;
(2)若A、B碰撞后粘在一起运动,当m/s时,要使A、B不从木板上掉下来,木板至少需要多长(保留三位有效数字)。
(3)求子弹与木块A和木块A、B作用时损失的机械能。
32、如图所示,底端切线水平且竖直放置的光滑圆弧轨道的半径为R=2m,其轨道底端P距地面的高度为h=5m,P与右侧竖直墙的距离为L=1.8m,Q为圆弧轨道上的一点,它与圆心O的连线OQ与竖直方向的夹角为53°.现将一质量为m=100g、可视为质点的小球从Q点由静止释放,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。(sin53°=0.8,cos53°=0.6)试求:
(1)小球运动到P点时对轨道的压力多大;
(2)若小球每次和竖直墙壁的碰撞均是弹性碰撞,则小球的最终落地点离右侧墙角B点的距离。(小球和地面碰撞后不再弹起)
【答案】(1) (2)
【解析】(1)小球由Q到P的过程,由动能定理可得①
在P点小球所受的支持力为F,由牛顿第二定律有②,
联立①②两式解得F=1.8N,根据牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力大小为1.8N
(2)小球到达P点时速度的大小为v,由①可得v=4m/s④
若右侧无墙壁,则小球做平抛运动的时间⑤
联立④⑤解得小球做平抛运动的射程x=vt=4cm
由弹性碰撞和镜面对称的规律可知,小球和左右两侧竖直墙壁各碰一次后,落到地面上,落点与B点相距
点睛:本题考查了动能定理和平抛运动,圆周运动的综合应用,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律以及圆周运动向心力得来源是解决本题的关键。
【题型】解答题
【结束】
11
如图所示,相距L=0.5m的平行导轨MNS、PQT处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,水平导轨处的磁场方向竖直向上,光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下,质量均为m=40g,电阻均为R=0.1Ω的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上,并与导轨接触良好,导轨电阻不计。质量为M=200g的物体C,用绝缘细线绕 过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相连接,细线沿导轨中心线且在导轨平面内,细线与滑轮质量不计,已知倾斜导轨与水平面的夹角θ=37°,水平导轨与ab棒间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度,水平导轨足够长,导体棒cd运动中始终不离开倾斜导轨,物体C由静止释放,当它达到最大速度时下落高度h=1m,试求这一运动过程中:(
):
(1)物体C能达到的最大速度;
(2)系统产生的内能是多少?
(3)连接cd棒的细线对cd棒做的功是多少?