1、2023年9月21日“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲。如图所示,实验中水球变身“乒乓球”,一水球以一定速率沿某方向垂直撞击球拍,而后以原速率返回,则( )
A.水球返回后的运动轨迹为抛物线
B.撞击过程球拍对水球做的功为0
C.撞击过程球拍对水球的冲量为0
D.水球与球拍作用前后的速度变化为0
2、关于位移和路程,下列说法正确的是( )
A.质点沿不同的路径由A到B,其路程可能不同而位移是相同的
B.质点通过一段路程,其位移不可能是零
C.只要是直线运动位移的大小就等于路程
D.出租车按位移收费和按路程收费都是一样
3、如图甲所示,长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2kg 的另一物体B(可视为质点)以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的A的上表面。由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化的情况如图乙所示,则下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A.A获得的动能为2J
B.系统损失的机械能为4J
C.A的最小长度为2m
D.A、B间的动摩擦因数为0.1
4、如图所示,沿竖直方向悬挂着一铁制棋盘,具有磁性的棋子能被吸附在棋盘上保持静止状态,忽略棋子间的相互作用力。对于被吸附在棋盘上由不同材质制成的棋子,下列说法正确的是( )
A.越重的棋子所受摩擦力越大
B.磁性越大的棋子所受摩擦力越大
C.与棋盘接触面积越大的棋子所受摩擦力越大
D.接触面越粗糙的棋子所受摩擦力越大
5、如图所示,水平放置足够长且光滑的金属导轨和de,ab与de平行并相距为L,bc是以O为圆心、半径为r的圆弧导轨,圆弧b左侧和扇形
内有方向如图所示的匀强磁场,磁感应强度均为B,a、d两端接有一个电容为C的电容器,金属杆OP的O端与e点用导线相接,P端与圆弧bc接触良好,初始时,可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上,金属杆MN质量为m,金属杆MN和OP电阻均为R其余电阻不计,若杆OP绕O点在匀强磁场区域内以角速度ω从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有( )
A.杆OP产生的感应电动势恒为
B.电容器带电量恒为
C.杆MN中的电流逐渐减小
D.杆MN向左做匀加速直线运动,加速度大小为
6、“雨打芭蕉”是自然现象,也是富含美感和韵味的古典意象。设某张芭蕉叶水平,叶片面积为,雨水以速度
竖直匀速下落,落到叶片上以原来速率的一半竖直反弹。已知空中雨水的平均密度为
,不计落到叶片上雨水的重力。则雨打芭蕉叶的力大小为( )
A.
B.
C.
D.
7、如图所示的电路称为“电荷泵”电路。D为二极管,具有单向导电性。C为电容器,L为电感线圈。电源的电动势为E。开关S每闭合、断开一次,电容器C两端电压即提升一次。使开关S多次闭合、断开,在电容器C两端可以获得远远超出E的高压。关于此电路,以下说法正确的是( )
A.开关S断开后,电感线圈中有往复的交变电流
B.开关S断开后,电感线圈两端的电压始终等于电容器两端的电压
C.电容器C的上极板不断积累负电荷,下极板不断积累正电荷
D.电感线圈匝数越多,电容器两端最终能够获得的电压值越大
8、如图所示,物块P和Q通过一条跨过光滑轻质定滑轮的细线相连,定滑轮用细杆固定在天花板上的O点,物块P放置于粗糙水平面上,物块Q放置于上表面光滑的斜劈上。整个装置始终处于静止状态时,定滑轮与物块Q间的细线与斜劈平行。物块P的质量是物块Q的2倍,物块P和Q均可视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。缓慢向右移动斜劈稍许,整个系统仍能保持静止状态,下列说法正确的是( )
A.物块P与粗糙水平面间的动摩擦因数不小于
B.缓慢移动斜劈过程中,绳给定滑轮的力一定沿杆反方向
C.移动斜劈的过程中,斜劈对物块Q的支持力逐渐增大
D.移动斜劈的过程中,物块P受到的静摩擦力先减小再增大
9、如图所示,虚线为矩形线圈的对称轴,在其左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场,右侧没有磁场。从上往下看,矩形线圈绕其对称轴逆时针匀速转动,以abcd为线圈中感应电流的正方向,则从图示位置开始一个周期内线圈中感应电流随时间变化的图像可能为( )
A.
B.
C.
D.
10、如图所示,一长木板a在光滑水平地面上运动,某时刻将一个相对于地面静止的物块b轻放在木板上,此时a的速度为,同时对b施加一个水平向右的恒力F,已知物块与木板的质量相等,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上,则物块放到木板上后,下列图中关于a、b运动的速度时间图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
11、如图所示,为水平固定放置的
形导体框,其中
长为
部分阻值为
,其余部分电阻不计。长为
、阻值为
的均匀导体棒
,始终与导体框接触良好。整个装置处于垂直纸面的匀强磁场中。现使导体棒以速度
水平向左匀速运动,则导体棒两端的电势差是( )
A.
B.
C.
D.
12、我国“神舟十六号”载人飞船的发射过程简化如图所示:先由“长征”运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道Ⅰ,在远地点B将飞船送入预定圆轨道Ⅱ。下列说法正确的是( )
A.飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时均处于超重状态
B.飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行至B处时加速度相等
C.飞船在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时机械能相等
D.飞船在轨道Ⅰ经过B处时的速度大于第一宇宙速度
13、如图所示的电解液接入电路后,在t s内有n1个一价正离子通过溶液内截面S,有n2个二价负离子通过溶液内截面S,设e为元电荷,则以下关于通过该截面电流的说法正确的是( )
A.当n1 = n2时,电流大小为零
B.电流方向由A指向B,电流
C.当n1<n2时,电流方向由B指向A,电流
D.当n1>n2时,电流方向由A指向B,电流
14、如图所示,电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0,静电力常量为k,则图中B点的电场强度为( )
A.
B.0
C.
D.
15、有两位同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”,他们各自利用那里的实验室中DIS系统探究了单摆周期T和摆长L的关系。然后通过互联网交流实验数据,并用计算机绘制了如图甲所示的图像。另外,去“复旦大学”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图像,如图乙所示。已知上海的重力加速度小于天津的重力加速度。下列说法正确的是( )
A.甲图中“南开大学”的同学所测得的实验结果对应的图线是A
B.甲图中图线的斜率表示对应所在位置的重力加速度
C.由乙图可知,a、b两摆球振动周期之比为3:4
D.由乙图可知,t=1s时b球振动方向沿y轴负方向
16、我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主研制开发的,“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上,通过“爪子”交替伸缩,就能在墙壁或玻璃上自由移动。如图所示,假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀速“爬行”到右上方B点,在这一过程中,关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是( )
A.
B.
C.
D.
17、如图所示,矩形区域内存在如图所示的磁场,
区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,
区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,一带正电的粒子由
边的中点P处垂直于
边射入磁场区域,粒子在
区域内偏转
后进入
区域,粒子恰好未从
边射出。已知
边长为
边长为
。不计粒子重力,则粒子在
区域内运动的半径为( )
A.
B.
C.
D.
18、如图甲所示,电梯从高处由静止开始下降,至最低点时速度为零,其离最低点的高度x随时间变化规律如图乙所示,图中、
时间内电梯做匀变速运动,
时间内图像为直线,
,则下列判断正确的是( )
A.时间内,电梯处于超重状态
B.时间内,电梯处于超重状态
C.内和
内电梯的加速度相同
D.、
、
三段时间内的位移之比为
19、如图所示,竖直轻弹簧固定在水平地面上,弹簧的劲度系数为k,原长为。质量为m的铁球由弹簧的正上方h高处自由下落,与弹簧接触后压缩弹簧,当弹簧的压缩量为x时,铁球下落到最低点。不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.小球下落高度h时具有的动能最大
B.小球下落到最低点时速度为0,加速度为0
C.当弹簧压缩量时,小球的动能最大,弹性势能最小
D.小球的整个下落过程,其重力势能一直减小,机械能先不变,后减小
20、在如图所示的电路中,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,闭合开关S,电路稳定后突然断开开关S并开始计时,已知LC振荡电路的振荡周期为T,则在时间内( )
A.电容器在放电
B.电场能转化为磁场能
C.A板所带的负电荷增加
D.L产生的自感电动势减小
21、如图所示为两列相干水波的叠加情况,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,两列波的振幅均为5cm,波速和波长分别为1m/s和0.5m,则图示时刻A、B两质点的竖直高度差为_______cm,从图示时刻起经0.5s,E质点通过的路程为_______cm 。
22、某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车M的前端粘有橡皮泥,推动小车M使之做匀速直线运动,然后与原来静止在前方的小车N相碰并粘合成一体,继续做匀速直线运动。他设计的装置如图甲所示。在小车M后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz,长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力。
(1)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点间距(已标在图上)。
A为运动的起点,则应选_________段来计算M碰前的速度。应选______段来计算M和N碰后的共同速度(以上两空选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)。
(2)已测得小车M的质量m1=0.4 kg,小车N的质量为m2=0.2 kg,则碰前两小车的总动量为____ kg·m/s,碰后两小车的总动量为_______kg·m/s。
23、如图,圆环质量为M,经过环心的竖直钢丝AB上套有一质量为m的球,今将小球沿钢丝AB以初速v0竖直向上抛出。致使大圆环对地无作用力,则小球上升的加速度为___________。小球能上升的最大高度为___________。(设AB钢丝足够长,小球不能达到A点)
24、一热机在1200K和300K两热源间工作,理论上该热机的最高效率可达________。
25、物理学家密立根在实验中发现各个油滴所带电荷量都是某一最小电量的核数倍,即电荷量的不连续性,这个最小的电量被称之为_________,一个铁离子所带的电荷量为___________C.
26、如图所示,一个轻质弹簧下端挂一小球,小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放,并开始计时,小球在竖直方向做简谐运动,周期为T0经过时间内,小球从最低点向上运动的距离______
(填“大于” “小于”或“等于”);在
时刻,小球、弹簧和地球组成的系统的势能________(填“最大”或“最小”)。
27、为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中m1为带滑轮的小车的质量,m2为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作或保证的条件是________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带
E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m2远小于小车的质量m1
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为q,求得图线的斜率为k,则小车的质量为(____)
A.2tanq
B.
C.k
D.
28、如图所示,质量均为m的两物体A、B分别与轻质弹簧的两端相连接,现将它们静止放在地面上。一质量也为m的小物体C从距A物体h高处由静止开始下落,C与A相碰后立即粘在一起向下运动,以后不再分开,当A与C运动到最高点时,物体B对地面刚好无压力。不计空气阻力,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g。求
(1)A与C一起开始向下运动时的速度大小;
(2)A与C运动到最高点时的加速度大小;
(3)弹簧的劲度系数。
29、如图所示,一小球从平台上抛出,恰好无碰撞地落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面上并下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m.(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
求:
(1)小球水平抛出的初速度v0是多少?
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?
30、如图所示,有一个半径为R的圆形区域,ab为圆的直径。若区域内有匀强电场,质量为m、电荷量为+q的带电粒子从a点由静止释放,会从圆周上的c点穿出电场,ac与ab的夹角θ=60°。如果粒子从a点以速度v射入电场,方向与ab成30°角时,恰好从b点飞出电场。若区域内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,该带电粒子以同样的速度v从a点射入磁场,方向与ab成30°角时,恰好从b点飞出磁场。不计带电粒子的重力,求:
(1)电场强度E与磁感应强度B的比值;
(2)带电粒子两次在电场中的运动时间分别与带电粒子在磁场中的运动时间之比。
31、如图所示,在xOy坐标平面中有直角三角形ACD区域,AC与CD长度均为L,且A、C、D均位于坐标轴上,区域内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场未画出,磁场方向垂直于xOy平面向里,磁感应强度为B。一不计重力、带正电的粒子从O点沿y轴正方向以某一速度射入,恰好做匀速直线运动,经t0时间从C点射出。
(1)求电场强度的大小和方向;
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从ACD区域的边界射出,求粒子的比荷;
32、一个质量为m=0.5 kg的小球从离水面高h=0.8 m处自由下落,进入水中,在水中经过时间t= 0.5 s下降深度为H时,速度减为零(空气阻力忽略不计,小球可视为质点)。求:
(1)小球落至水面瞬间速度v的大小;
(2)水对小球的平均阻力f的大小;
(3)小球在水中下降深度H的大小。