1、2021年7月,我国将发射全球首颗搭载主动激光雷达二氧化碳探测的大气环境监测卫星。在航天领域中,悬绳卫星是一种新兴技术,它要求两颗卫星在不同轨道上同向运行,且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上、如图所示,卫星乙的轨道半径为r,甲、乙两颗卫星的质量均为m,悬绳的长度为r,其重力不计,地球质量为M,引力常量为G,则两颗卫星间悬绳的张力为( )
A.
B.
C.
D.
2、如图(a)所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球。t=0时,乙球以6m/s的初速度向静止的甲球运动。之后,它们仅在电场力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触)。它们运动的v-t图象分别如图(b)中甲、乙两曲线所示。由图线可知( )
A.甲、乙两球一定带异号电荷
B.t1时刻两球的电势能最小
C.0~t2时间内,两球间的静电力先增大后减小
D.0~t3时间内,甲球的动能一直增大,乙球的动能一直减小
3、如图所示,一细束由黄、蓝、紫三种色光组成的复色光通过三棱镜折射后分为a、b、c三种单色光,∠A大于c光在棱镜中的临界角而小于b光在棱镜中的临界角,下列说法中正确的是( )
A.a种色光为紫光
B.在三棱镜中a光的传播速度最大
C.在相同实验条件下用a、b、c三种色光做双缝干涉实验,c光相邻亮条纹间距一定最大
D.若复色光绕着入射点O顺时针转动至与AB面垂直时,屏上最终只有a光
4、如图甲所示,在粗糙绝缘水平面的A、C两处分别固定两个点电荷,A、C的位置坐标分别为-3L和2L,已知C处电荷的电荷量为4Q,图乙是AC连线之间的电势φ与位置坐标x的关系图像,图中x=0点为图线的最低点,x=-2L处的纵坐标,x=L处的纵坐标
,若在x=-2L的B点,由静止释放一个可视为质点的质量为m,电荷量为q的带电物块,物块随即向右运动,物块到达L处速度恰好为零,则下列说法正确的是( )
A.A处电荷带正电,电荷量为9Q,小物块与水平面间的动摩擦因数
B.A处电荷带负电,电荷量为6Q,小物块与水平面间的动摩擦因数
C.A处电荷带正电,电荷量为9Q,小物块与水平面间的动摩擦因数
D.A处电荷带负电,电荷量为6Q,小物块与水平面间的动摩擦因数
5、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
6、如图所示,轻绳MN的两端固定在水平天花板上,物体m1通过另一段轻绳系在轻绳MN的某处,光滑轻滑轮跨在轻绳MN上,可通过其下边的一段轻绳与物体m2一起沿MN自由移动。系统静止时轻绳MN左端与水平方向的夹角为60°,右端与水平方向的夹角为30°。则物体m1与m2的质量之比为( )
A.1:1
B.1:2
C.
D.
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、关于家用照明用的220V交流电,下列说法中不正确的是( )
A.该交流电的频率为50Hz
B.该交流电的周期是0.02s
C.该交流电1秒内方向改变50次
D.该交流电的电压有效值是220V
9、我们可以用“F=-F'”表示某一物理规律,该规律是( )
A.牛顿第一定律
B.牛顿第二定律
C.牛顿第三定律
D.万有引力定律
10、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
11、如图为溜溜球示意图,A、B为细线末端,溜溜球转轴O置于细线上并水平静止在空中,细线不可伸长,不计摩擦,整个装置在同一竖直平面内。若移动A端,并保持B端位置不动,下列说法正确的是( )
A.A端缓慢水平右移过程中,细线的弹力大小不变
B.A端缓慢水平左移过程中,细线的弹力大小将变小
C.A端缓慢竖直上提过程中,细线的弹力大小将变大
D.A端缓慢竖直下移过程中,细线的弹力大小不变
12、如图所示,竖直平面内半径的圆弧AO与半径
的圆弧BO在最低点C相切。两段光滑的直轨道的一端在O点平滑连接,另一端分别在两圆弧上且等高。一个小球从左侧直轨道的最高点A由静止开始沿直轨道下滑,经过O点后沿右侧直轨道上滑至最高点B,不考虑小球在O点的机械能损失,重力加速度g取10m/s。则在此过程中小球运动的时间为( )
A.1.5 s
B.2.0 s
C.3.0 s
D.3.5 s
13、工地上甲、乙两人用如图所示的方法将带挂钩的重物抬起。不可伸长的轻绳两端分别固定于刚性直杆上的A、B两点,轻绳长度大于A、B两点间的距离。现将挂钩挂在轻绳上,乙站直后将杆的一端搭在肩上并保持不动,甲蹲下后将杆的另一端搭在肩上,此时物体刚要离开地面,然后甲缓慢站起至站直。已知甲的身高比乙高,不计挂钩与绳之间的摩擦。在甲缓慢站起至站直的过程中,下列说法正确的是( )
A.轻绳的张力大小一直不变
B.轻绳的张力先变大后变小
C.轻绳的张力先变小后变大
D.轻绳对挂钩的作用力先变大后变小
14、在垂直纸面的匀强磁场中,有不计重力的甲、乙两个带电粒子,在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图.则下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两粒子所带电荷种类不同
B.若甲、乙两粒子的动量大小相等,则甲粒子所带电荷量较大
C.若甲、乙两粒子所带电荷量及运动的速率均相等,则甲粒子的质量较大
D.该磁场方向一定是垂直纸面向里
15、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
16、中国科学院紫金山天文台近地天体望远镜发现了一颗近地小行星,这颗近地小行星直径约为40m。已知地球半径约为6400km,若该小行星与地球的第一宇宙速度之比约为,则该行星和地球质量之比的数量级为( )
A.10-15
B.10-16
C.10-17
D.10-18
17、如图所示,理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20V的灯泡A和B,当输入u=220sin100πt(V)的交流电时,两灯泡均能正常发光,假设灯泡不会被烧坏,下列说法正确的是( )
A.原、副线圈匝数比为11:1
B.原、副线圈中电流的频率比为10:1
C.当滑动变阻器的滑片向上滑少许时,灯泡B变暗
D.当滑动变阻器的滑片向下滑少许时,灯泡A变亮
18、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
19、有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星,其运行周期T是地球近地卫星周期的倍,卫星轨道平面与地球赤道平面重合,卫星上装有太阳能收集板可以把光能转化为电能,提供卫星工作所必须的能量,已知sin37°=0.6,sin53°=0.8,近似认为太阳光是垂直地轴的平行光,卫星运转一周接收太阳能的时间为t,则
的值为( )
A.
B.
C.
D.
20、福岛第一核电站的核污水含铯、锶、氚等多种放射性物质,一旦排海将对太平洋造成长时间的污染。氚()有放射性,会发生β衰变并释放能量,其半衰期为12.43年,衰变方程为
,以下说法正确的是( )
A.的中子数为3
B.衰变前的质量与衰变后和
的总质量相等
C.自然界现存在的将在24.86年后衰变完毕
D.在不同化合物中的半衰期相同
21、如图所示,汽车以60km/h的速度行驶,如果过人工收费通道,需要在收费站中心线处减速至零。经过20s缴费后,再加速至60km/h行驶。如果过ETC通道,需要在收费站中心线前方10m处减速至20km/h,匀速到达中心线后,再加速至60km/h行驶。设汽车加速和减速的加速度火小均为1m/s2。若汽车走入工通道,从开始减速到再次恢复原来车速,经过的位移是________m;同一辆车两种方式经过收费站,相差时间为_________s。(计算结果保留整数)
22、“天问”是中国探测行星任务的名称,该名称来源于屈原的长诗《天问》。2021年3月26日,担任首次行星探测任务的天问一号探测器,拍摄了如图所示的火星北、南半球的侧身影像。已知火星的质量是地球的,火星的半径是地球的
,拍摄时“天问一号”环绕火星运行的圆形轨道离火星表面的高度是火星半径的n倍,则火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的______倍;天问一号运动的向心加速度是火星表面重力加速度的______倍。
23、一定质量的理想气体从状态M出发,经状态N,P、Q回到状态M,完成一个循环,其体积—温度图像(V—T图像)如图所示,其中MQ,NP平行T轴,MN、QP平行V轴。则气体从M到N的过程中压强_______(填“增大”、“减小”或“不变”),气体从P到Q过程对外界所做的功_______(填“大于”、“等于”或“小于”)从M到N过程外界对气体所做的功。
24、将一质量为m的小球靠近墙面竖直向上抛出,图甲是向上运动的频闪照片,图乙是下降时的频闪照片,O是运动的最高点,甲、乙两次的闪光频率相同,运动过程中空气阻力大小恒定。小球上升和下降过程的加速度之比为___________;图乙中小球从O点运动到图中最低点过程中,减少的机械能与减少的重力势能之比为___________。
25、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”)
26、如图,一长为L的圆筒一端A密封,其中央有一小孔,圆筒另一端B用半透明纸密封。将圆筒A端对准太阳方向,在B端的半透明纸上可观察到太阳的像,其直径为d。已知日地距离为r,地球绕太阳公转周期为T,引力常量为G。据此估算可得太阳半径约为________,太阳密度约为________。
27、某同学要测定一圆柱形导体材料的电阻率。
(1)他先用螺旋测微器测量该材料的直径,结果如图甲所示,则该材料的直径为_________。
(2)该同学接着用欧姆表粗测该圆柱形导体的电阻,他进行了如下操作:他先用“”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用________(填“
”或“
”)挡,换挡后需要重新_________(填“机械调零”或“欧姆调零”)后再进行测量。测量时,指针静止时位置如图乙所示,则该圆柱形导体的电阻为
___________
。
(3)为了进一步准确测量该圆柱形导体的电阻,实验室提供了以下器材:
A.电流表(内阻
,满偏电流
)
B.电压表(内阻约为
,量程为
)
C.电阻箱(
)
D.滑动变阻器(
,
)
E.电池组(
,
)
F.一个开关和若干导线
①实验时需要把电流表与电阻箱并联改装成量程为
的电流表使用,则电阻箱的阻值应调为
___________
。
②请根据提供的器材,在如图所示虚线框中将电路图补充完整。(_______)
③若测得该圆柱形导体直径为、长度为
,电压表
读数为
,电流表
读数为
,电阻箱阻值为
,电流表内阻为
,则该导体材料的电阻率
的表达式为___________(用
、
、
、
、
、
表达)。
28、相距L的两平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上,两导轨左端连接阻值为R的电阻。导轨所在处的空间分布一系列磁场区域,如图甲所示,每个磁场区的宽度和相邻磁场区的间距均为d,每个磁场区内的磁场均为匀强磁场,磁场方向垂直轨道平面。磁感应强度从左到右依次记为B1、B2、B3、…、Bn,B1随时间变化的图像如图乙所示,即前t0时间磁感应强度不变,以后以恒定的变化率一直变化,规定磁场方向竖直向下为正方向,除B1外其他磁场保持不变。一质量为m,电阻也为R的导体棒垂直放置在导轨左端,在垂直于导体棒的水平恒力F作用下,从静止开始向右运动,经过时间t0离开B1磁场,离开时速度为v,此时撤去F,导体棒继续向右运动。已知在无磁场区导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,有磁场区域导轨光滑,导体棒在磁场区内的运动为匀速运动(但B1磁场区除外),最终穿过磁场区后停下来。求:
(1)导体棒在B1磁场区运动过程中回路产生的焦耳热Q1;
(2)场区B2的磁感应强度大小B2;
(3)导体棒离开磁场区B1后的整个运动过程中电阻R产生的焦耳热Q;
29、如图,两光滑平行金属导轨AC、A'C'固定于地面上方高处的水平面上,导轨间距
,导轨电阻不计,其右端与阻值为
的电阻、断开的开关S连接。处于竖直平面内半径为0.8m的、光滑绝缘的
圆弧轨道与金属导轨相切于AA'处。AC、A'C'之间存在磁感应强度大小为1T、方向竖直向下的匀强磁场。两根相同的导体棒aa'、bb',长度均为1m,质量均为0.5kg,电阻均为1Ω,bb'棒静止于图示的水平导轨上,将aa'棒从圆弧轨道顶端由静止释放,aa'棒到达AA'处与水平导轨良好接触且滑行一小段距离,之后aa'棒水平向左飞出,落到地面时水平射程
;在aa'棒飞离水平导轨瞬间立即闭合开关S,此后经过时间t, bb'棒在cc'处恰好停下。已知重力加速度大小为g, bb'棒始终与导轨垂直且接触良好,不计空气阻力。求:
(1)aa'棒与水平导轨接触瞬间,aa'两点间的电势差;
(2)aa'棒与水平导轨接触过程中通过aa'棒某一横截面的电荷量以及aa'棒飞离AA'处瞬间bb'棒的速度大小;
(3)从闭合开关的瞬间到bb'棒停下的过程中, bb'棒中产生的焦耳热以及bb'棒运动的位移大小。
30、如图所示,粗细均匀的U形细管竖直放置,左端封闭了长为10cm的理想气体A,右端封闭了长为5cm的理想气体B,A、B两气柱下方是水银柱,左右两侧水银面的高度差为5cm。已知气柱B的压强为75cmHg,环境温度不变。现将整个U形细管缓慢放置到水平面上,求:气柱A的压强和长度(均保留三位有效数字)。
31、公园里的音乐喷泉十分美丽,音乐与水柱融为一体带给我们不一样的体验。某公园中的音乐喷泉是由池底的彩灯及喷头组成,已知水对不同色光的折射率如下表所示:
色光 | 红光 | 黄光 | 深绿光 | 紫光 |
折射率 | 1.3311 | 1.3330 | 1.3371 | 1.3428 |
若其中一只彩灯在池底发出黄光,经测量发现该彩灯处水池的深度为1.333m。(已知在角度很小时,可以认为该角度的正弦值和正切值相等)
(1)若从彩灯的正上方观察,黄光彩灯的深度为多少?
(2)为了使人们从彩灯的正上方观察到各种不同彩灯的深度都与黄光彩灯的深度相同,需要将不同色光的彩灯安装到不同的深度,则在上表四种不同色光的彩灯中哪种彩灯安装的最浅?安装最深的彩灯比安装最浅的彩灯深多少?
32、树上有一个苹果,离地2.7 m,成熟后自由落下。在与苹果水平距离1.5 m处的小孩看到其落下,经0.2 s反应时间,从1.5 m的高度平抛出一颗小石子。g取10 m/s2,不计空气阻力,求:
(1)若石子未击中苹果,求石子在空中运动的时间(结果保留2位有效数字)。
(2)若石子能击中苹果,求石子被抛出时的速度。