1、国家为节约电能,执行峰谷分时电价政策,引导用户错峰用电。为了解错峰用电的好处,建立如图所示的“电网仅为3户家庭供电”模型,3户各有功率P=3kW的用电器,采用两种方式用电:方式一为同时用电1小时,方式二为错开单独用电各1小时,两种方式用电时输电线路总电阻损耗的电能分别为ΔE1、ΔE2,若用户电压恒为220V,不计其它线路电阻,则( )
A.两种方式用电时,电网提供的总电能之比为1:1
B.两种方式用电时,变压器原线圈中的电流之比为1:3
C.
D.
2、如图甲所示为探究电磁驱动的实验装置。某个铝笼置于U形磁铁的两个磁极间,铝笼可以绕支点自由转动,其截面图如图乙所示。开始时,铝笼和磁铁均静止,转动磁铁,会发现铝笼也会跟着发生转动,下列说法正确的是( )
A.铝笼是因为受到安培力而转动的
B.铝笼转动的速度的大小和方向与磁铁相同
C.磁铁从图乙位置开始转动时,铝笼截面中的感应电流的方向为a→d→c→b→a
D.当磁铁停止转动后,如果忽略空气阻力和摩擦阻力,铝笼将保持匀速转动
3、在距离不太远的情况下,亲子电动车(如图)是很多家长接送小学生的选择,亲子电动车一般限制时速不能超过25公里/小时,图为某电动车起步时的速度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.0~5s内电动车的位移为15m
B.t=5s时电动车的加速度为1.2m/s2
C.0~5s内电动车的平均速度大于3m/s
D.在起步过程中电动车的功率是一定的
4、如图所示,有一质量为m的物块分别与轻绳P和轻弹簧Q相连,其中轻绳P竖直,轻弹簧Q与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A.轻绳P的弹力大小可能小于mg
B.弹簧Q可能处于压缩状态
C.剪断轻绳瞬间,物块的加速度大小为g
D.剪断轻绳瞬间,物块的加速度大小为gsin
5、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
6、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
7、如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态,现将两环距离变小后书本仍处于静止状态,则
A.杆对A环的支持力变大
B.B环对杆的摩擦力变小
C.杆对A环的力不变
D.与B环相连的细绳对书本的拉力变大
8、放射性元素钚()是重要的核原料,其半衰期为88年,一个静止的钚238衰变时放出α粒子和γ光子,生成原子核X,已知钚238、α粒子和原子核X的质量分别为
、
、
,普朗克常量为
,真空中的光速为c,则下列说法正确的是( )
A.X的比结合能比钚238的比结合能小
B.将钚238用铅盒密封,可减缓其衰变速度
C.钚238衰变时放出的γ光子具有能量,但是没有动量
D.钚238衰变放出的γ光子的频率小于
9、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
10、如图所示,两个半径不等的均匀带电圆环P、Q带电荷量相等,P环的半径大于Q环的,P带正电,Q带负电。两圆环圆心均在O点,固定在空间直角坐标系中的yOz平面上。a、b在x轴上,到O点的距离相等,c在y轴上,到O点的距离小于Q环的半径。取无限远处电势为零,则( )
A.O点场强不为零
B.a、b两点场强相同
C.电子从c处运动到a处静电力做功与路径无关
D.电子沿x轴从a到b,电场力先做正功后做负功
11、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.
12、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.
13、珠宝学院的学生实习时,手工师傅往往要求学生打磨出不同形状的工件。如图所示为某同学打造出的“蘑菇形”透明工件的截面图,该工件的顶部是半径为R的半球体,为工件的对称轴,A、B是工件上关于
轴对称的两点,A、B两点到
轴的距离均为
,工件的底部涂有反射膜,工件上最高点与最低点之间的距离为2R,一束单色光从A点平行对称轴射人工件且恰好从B点射出,则工件的折射率为( )
A.
B.
C.
D.
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、某压敏电阻的阻值随受压面所受压力的增大而减小。某兴趣小组利用该压敏电阻设计了判断电梯运行状态的装置,其电路如图甲所示。将压敏电阻平放在竖直电梯内,受压面朝上,在上面放一物体A,电梯静止时电压表示数为,在电梯由静止开始运行过程中,电压表的示数如图乙所示,则电梯运动情况为( )
A.匀加速下降
B.匀加速上升
C.加速下降且加速度在变大
D.加速上升且加速度在变小
16、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.
17、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
18、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
19、类比是一种常用的研究方法.如图所示,O为椭圆ABCD的左焦点,在O点固定一个正电荷,某一电子P正好沿椭圆ABCD运动,A、C为长轴端点,B、D为短轴端点,这种运动与太阳系内行星的运动规律类似.下列说法中正确的是( )
A.电子在A点的线速度小于在C点的线速度
B.电子在A点的加速度小于在C点的加速度
C.电子由A运动到C的过程中电场力做正功,电势能减小
D.电子由A运动到C的过程中电场力做负功,电势能增加
20、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
21、如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘。两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直面内,若用图示方向的水平推力F作用于小球,则两球静止于图示位置,如果将小球B向左推动少许,并待两球重新达到平衡时,则∶推力F 将___;两小球间距离将______(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
22、小聪自制了一台“地动仪”,他将一个弹簧振子和一个单摆悬挂在天花板上,弹簧振子的弹簧和小球(球中间有孔)都套在固定的光滑竖直杆上。某次有感地震中,他观察到,静止的振子开始振动时间t后单摆才开始摆动。若此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波速大小分别为、v,频率相同,且“地动仪”恰好位于震源的正上方,则纵波与横波的波长的比值为___________;震源到“地动仪”处的距离为___________。
23、分子力F与分子间距离r的关系如图所示,曲线与横轴交点的坐标为r0,两个相距较远r1的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不能再靠近。在r>r0阶段,分子加速度___________,(填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”)分子势能___________。(填“增大”或“减小”)。
24、如图,一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内,活塞的横截面积为S,相对于底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动。设大气和活塞对气体的总压强为p0,外界温度始终保持不变。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上,沙子倒完时,活塞下降了h/2,此时,气体的压强为________,一小盒沙子的质量为______。
25、有一匀强电场,电场线与坐标平面xOy平行,以原点为圆心,半径 r=5cm的圆周上任意一点P的电势U=[40sin(θ+45°)+25]V,θ为 O、P两点连线与x轴的夹角,如图所示,则该匀强电场的电场强度大小为___________V/m,方向___________。
26、泡泡鱼游戏中,泡泡鱼吐出了一个泡泡,捉住了一条大宝鱼。若将泡泡内的气体视为理想气体,泡泡鱼吐出的泡泡上浮一段时间后到达大宝鱼所在位置,海水的温度不变,则在泡泡上浮的过程中,泡泡内的气体对外界做__________(填“正”或“负”)功,气体__________(填“从外界吸收热量”或“向外界放出热量”)。
27、某物理研究小组设计了如图甲所示的实验装置,测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。长木板固定在水平桌面上,力传感器和光电门固定在竖直的支架上,轻绳悬挂的重物上固定一窄遮光条,实验时每次都从支架A处由静止释放,改变重物的质量,重复上述操作,记录多组遮光条通过光电门时的遮光时间和力传感器示数F的数据。已知A、B之间的距离为L,遮光条的宽度为d,重力加速度为g,不计轻绳滑轮的质量及滑轮上的摩擦,不计空气阻力。
(1)实验时,下列必要的操作是________(请填写正确选项代码)
A.用天平测出重物和遮光条的总质量
B.将长木板不带滑轮的一端略微垫高,以补偿阻力
C.调整滑轮及力传感器的位置,使绳子处于水平状态
D.为减小实验误差,实验中一定要保证重物及遮光条的总质量远小于滑块的质量
(2)若某次光电门显示遮光时间为,则遮光条通过光电门的速度为________
(3)若F为纵坐标、为横坐标,作图如图所示。已知直线的斜率为k,截距为b,则滑块的质量为________,滑块与长木板之间的动摩擦因数为________(用b、d、k、g、L表示)
(4)请你指出实验过程中除空气阻力外可能存在的误差________(一条即可)。
28、在玻尔的原子结构理论中,氢原子由高能态向低能态跃迁时能发出一系列不同频率的光,波长可以用巴耳末一里德伯公式 来计算,式中
为波长,R为里德伯常量,n、k分别表示氢原子跃迁前和跃迁后所处状态的量子数,对于每一个
,有
、
、
…。其中,赖曼系谐线是电子由
的轨道跃迁到
的轨道时向外辐射光子形成的,巴耳末系谱线是电子由
的轨道跃迁到
的轨道时向外辐射光子形成的。
(1)如图所示的装置中,K为一金属板,A为金属电极,都密封在真空的玻璃管中,S为石英片封盖的窗口,单色光可通过石英片射到金属板K上。实验中:当滑动变阻器的滑片位于最左端,用某种频率的单色光照射K时,电流计G指针发生偏转;向右滑动滑片,当A比K的电势低到某一值 (遏止电压)时,电流计C指针恰好指向零。现用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验。若用赖曼系中波长最长的光照射时,遏止电压的大小为
;若用巴耳末系中
的光照射金属时,遏止电压的大小为
。金属表面层内存在一种力,阻碍电子的逃逸。电子要从金属中挣脱出来,必须克服这种阻碍做功。使电子脱离某种金属所做功的最小值,叫做这种金属的出功。已知电子电荷量的大小为e,真空中的光速为c,里德伯常量为R。试求:
a、赖曼系中波长最长的光对应的频率;
b、普朗克常量h和该金属的逸出功。
(2)光子除了有能量,还有动量,动量的表达式为 (h为普朗克常量)。
a、请你推导光子动量的表达式;
b.处于n=2激发态的某氢原子以速度运动,当它向
的基态跃迁时,沿与
相反的方向辐射一个光子。辐射光子前后,可认为氢原子的质量为M不变。求辐射光子后氢原子的速度
(用h、R、M和
表示)。
29、为了有效控制新冠疫情传播,在转移患者时采用专用的负压救护车,负压救护车的核心是负压舱(如图)。它不工作时为开放状态,工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效净化系统保证负压舱内为微负压环境及内部空气流通,为疑似病人提供新鲜空气,同时保护周围人员及周围环境不受病源体污染。已知大气压强为,环境温度为
。负压舱正常工作时内部温度比环境温度高了
,内部压强比外界低了
。空气视为理想气体,物理量的单位均为国际单位制,常数
和
均远小于1。求:负压舱从开放状态转为正常工作状态需向外界排出的空气质量与原有空气质量的比值。
30、如图所示,一绝热活塞将密闭汽缸分成A、B两个气室,汽缸壁绝热,A气室中装有电热丝。开始时,两气室的体积之比为VA∶VB=1∶3,气体的压强均为p0=1.5×105Pa,温度均为27°C。现给电热丝通电使A气室温度升高到127°C,再次平衡时两气室的体积之比为VA′∶VB′=5∶12,活塞的体积忽略不计,求此时B气室气体的压强和温度。
31、如图所示,圆心为O、半径为R的圆形区域内有磁感应强度大小为B1、方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场区域右侧有一宽度也为R足够长区域Ⅱ,区域Ⅱ内有方向向左的匀强电场,区域Ⅱ左右边界CD、FG与电场垂直,区域I边界上过A点的切线与电场线平行且与FG交于G点,FG右侧为方向向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域Ⅲ.在FG延长线上距G点为R处的M点放置一足够长的荧光屏MN,荧光屏与FG成角,在A点处有一个粒子源,能沿纸面向区域内各个方向均匀地发射大量质量为m、带电荷量为+q且速率相同的粒子,其中沿AO方向射入磁场的粒子,恰能平行于电场方向进入区域Ⅱ并垂直打在荧光屏上(不计粒子重力及其相互作用)求:
(1)粒子的初速度大小v0;
(2)电场的电场强度大小E;
(3)荧光屏上的发光区域长度△x
32、如图所示,一个上表面绝缘、质量为mA=1kg的不带电小车A置于光滑的水平面上,其左端放置一质量为、带电量为
的空盒B,左端开口.小车上表面与水平桌面相平,桌面上水平放置着一轻质弹簧,弹簧左端固定,质量为
的不带电绝缘小物块C置于桌面上O点并与弹簧的右端接触,此时弹簧处于原长,现用水平向左的推力将C缓慢推至M点(弹簧仍在弹性限度内)时,推力做的功为
,撤去推力后,C沿桌面滑到小车上的空盒B内并与其右壁相碰,碰撞时间极短且碰后C与B粘在一起.在桌面右方区域有一方向向左的水平匀强电场,电场强度大小为
,电场作用一段时间后突然消失,小车正好停止,货物刚好到达小车的最右端.已知物块C与桌面间动摩擦因数
,空盒B与小车间的动摩擦因数
,
间距
,
点离桌子边沿
点距离
,物块、空盒体积大小不计,
取
.求:
(1)物块C与空盒B碰后瞬间的速度;
(2)小车的长度L;
(3)电场作用的时间.