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、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
3、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
4、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
5、我国已成功发射的月球探测车上装有核电池提供动力。核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为,一个静止的
发生一次α衰变生成一个新核,并放出一个γ光子。将该核反应放出的γ光子照射某金属,能放出最大动能为
的光电子。已知电子的质量为m,普朗克常量为h。则下列说法正确的是( )
A.新核的中子数为144
B.新核的比结合能小于核的比结合能
C.光电子的物质波的最大波长为
D.若不考虑γ光子的动量,α粒子的动能与新核的动能之比为117:2
6、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
7、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
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、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
10、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
11、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
12、1697年牛顿、伯努利等解出了“最速降线”的轨迹方程。如图所示,小球在竖直平面内从静止开始由P点运动到Q点,沿PMQ光滑轨道时间最短(该轨道曲线为最速降线)。PNQ为倾斜光滑直轨道,小球从P点由静止开始沿两轨道运动到Q点时,速度方向与水平方向间夹角相等。M点为PMQ轨道的最低点,M、N两点在同一竖直线上。则( )
A.小球沿两轨道运动到Q点时的速度大小不同
B.小球在M点受到的弹力小于在N点受到的弹力
C.小球在PM间任意位置加速度都不可能沿水平方向
D.小球从N到Q的时间大于从M到Q的时间
13、A、B两小球分别从图示位置被水平抛出,落地点在同一点M,B球抛出点离地面高度为h,与落点M水平距离为x,A球抛出点离地面高度为,与落点M水平距离为
,忽略空气阻力,重力加速度为g,关于A、B两小球的说法正确的是( )
A.A球的初速度是B球初速度的两倍
B.要想A、B两球同时到达M点,A球应先抛出的时间是
C.A、B两小球到达M点时速度方向一定相同
D.B球的初速度大小为
14、如图所示,某健身者右手拉着抓把沿图示位置A水平缓慢移动到位置B,他始终保持静止不计绳子质量,忽略绳子和重物与所有构件间的摩擦,则重物下移过程( )
A.绳子的拉力逐渐增大
B.该健身者所受合力逐渐减小
C.该健身者对地面的压力不变
D.该健身者对地面的摩擦力逐渐减小
15、如图甲所示,某汽车大灯距水平地面的高度为81cm,该大灯结构的简化图如图乙所示。现有一束光从焦点处射出,经旋转抛物面反射后,垂直半球透镜的竖直直径AB从C点射入透镜。已知透镜直径远小于大灯离地面高度,,半球透镜的折射率为
,tan15°≈0.27,则这束光照射到地面的位置与大灯间的水平距离为( )
A.3m
B.15m
C.30m
D.45m
16、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
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、蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘,而传统DVD光盘是利用红色激光来读取和写入数据。对于光存储产品来说,蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多。如图所示为一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中,并分成a、b两束,则下列说法正确的是( )
A.用a光可在光盘上记录更多的数据信息
B.b光在水中传播的速度较a光大
C.使用同种装置,用a光做双缝干涉实验得到的条纹间距比用b光得到的条纹间距宽
D.增大水中复色光的入射角,则a光先发生全反射
19、设地球的半径为R0,质量为m的卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动,地面的重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.卫星的角速度为
B.卫星的线速度为
C.卫星的加速度为
D.卫星的周期为
20、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.
21、实验表明,当物体所受合外力的方向跟它的_________方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。匀速圆周运动就是一种____________(选填“匀加速”、“变加速”)曲线运动,其所受合外力始终_____________。
22、一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V–T图像如图所示。AB的过程中,外界对气体做______(填“正功”、“负功”或“不做功”),A
C的过程中,气体内能______(选“增大”、“减小”或“不变”)。
23、如图,在本来水平平衡的等臂天平的右盘下挂一矩形线圈,线圈的水平边长为0.1m,匝数为25匝。线圈的下边处于磁感应强度为1T的匀强磁场内,磁场方向垂直纸面。当线圈内通有大小为0.5A、方向如图的电流时,天平恰好重新水平平衡,则磁场方向垂直纸面向_____(选填“里”或“外”);现在左盘放一物体后,线圈内电流大小调至1.0 A时天平重新平衡,则物体的质量为_____kg。
24、重核裂变是释放核能的一种核反应,铀核裂变的一个可能的反应,其中
的质量为235.04392u,
的质量为140.91963u,
的质量为92.92157u,
的质量是1.000867u,u是原子质量单位,1u相当于931.5MeV的能量,电子电量
。
①核反应中的X是_________;
②核反应中释放的能量是_________J(保留三位有效数字)
25、如图甲,质量为0.5kg的物体在水平粗糙的地面上受到一水平外力作用而运动。外力F做的功W与物体位移x的关系如图乙中①,物体克服摩擦力f做的功W与物体位移x的关系如图乙中②。前3m运动过程中物体的加速度大小为_____ m/s2。x=12m时,物体速度大小为_____ m/s。
26、如图所示,容器中盛有某种液体,为液面,从A点发出一束复色光射到液面上的O点,在O点经液面折射后分为a、b两束单色光。将O点右移,__________(选填“a”或“b”)光先在液面
上发生全反射;用a光和b光分别在同一双缝干涉实验装置上做实验,a光的条纹间距________(选填“大于”、“小于”或“等于”)b光的条纹间距。
27、为测量某电子元件的电阻,实验室提供了如下器材。
待测电阻Rx(阻值约为8Ω)
电流表A1(量程0-06A,内阻r1=1Ω)
电流表A2(量程0-3.0A,内阻r2约为0.5Ω)
滑动变阻器R1(0-5Ω)
滑动变阻器R2(0~1kΩ)
定值电阻R3=39Ω
学生电源(输出电压为24V)
开关S,导线若干
(1)某同学设计了测量Rx的一种实验电路,为了较准确的测量待测电阻的阻值,请用笔画线完成实物图的连线________;
(2)为了较准确的测量待测电阻的阻值,X处的电流表应选用________,滑动变阻器应选用________(用题目中相关物理量的符号表示);
(3)若实验中测得电流表X示数为I1,电流表Y示数为I2,则待测电阻Rx=________(用题目中相关物理量的符号表示)
28、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。
29、如图所示,一个半径的半球形的碗固定在水平桌面上,碗口水平,
点为球心,碗的内表面及碗口光滑,碗口旁边有一个固定的光滑定滑轮,一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑定滑轮上,绳的两端分别系有可视为质点的金属小球
和
,
,
。开始时
恰在碗口水平直径右端
处,
静止于绳的另一端,距滑轮足够远。当
由静止释放运动到圆心
的正下方
点时细绳突然断开,不计细绳断开瞬间的能量损失,
取
, (计算结果取两位有效数字)求:
(1)释放小球的瞬间,小球
的加速度大小;
(2)细绳断开后,小球沿碗的内侧上升的最大高度;
(3)若细绳断开瞬间,在碗内加一有界磁场,磁场在两虚线内,磁感应强度方向垂直纸面向里,
,则最终小球
运动过
点时对碗底的压力大小。
30、如图所示,在相距为h的两水平虚线之间存在磁感应强度为B、方向垂直竖直平面向里的匀强磁场,在该竖直平面内有一质量m、电阻为R的正方形线框abcd。现用竖直向上的恒力向上提线框,从位置I静止开始向上运动一段距离,匀速穿过整个磁场区域;到达位置II(此时ab边与磁场上边界重合)时,撤去向上恒力,然后线框继续向上运动一段时间后落回,又匀速穿过整个磁场。线框运动过程中,cd边始终与磁场上下边界平行,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)ab边向下进入磁场时,线框中电流方向和线框速度大小v;
(2)在I位置时cd边离磁场下边界的距离H。
31、为做好新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情的常态化防控工作,学校组织工作人员每天对校园进行严格的消毒,如图是喷雾消毒桶的原理图。消毒桶高为H=60cm,横截面积S=0.1m2,打气筒每次可以向消毒桶内充入压强为p0、体积为0.0015 m3的空气。环境温度为7℃时,向桶内倒入消毒液,关闭加水口后,液面上方有压强为p0、高为h=22.5cm的空气;已知消毒液的密度为=1000kg/m3,大气压强p0恒为1.0×105 Pa,喷雾管的喷雾口与喷雾消毒桶顶部等高,忽略喷雾管的体积,将空气看作理想气体,当地的重力加速度为g=10m/s2
(1)当环境温度升高至T1时,恰好有消毒液从喷雾口溢出,求环境温度T1
(2)环境温度为7℃时关闭K,用打气筒向喷雾消毒桶内连续充入空气,然后打开K,进行消毒。消毒完成时,喷雾口刚好不再喷出药液,此时桶内剩余消毒液深度h'=10cm;求打气筒的打气次数n(假设整个过程中气体温度保持不变)
32、空间中处有垂直于x轴的虚线,其左右两侧分别为两种不同的均匀介质,一列沿x轴正方向传播的机械波在
时的波形如图所示,P、Q两点在平衡位置的坐标分别为
,
,从
时刻起经过3s,质点Q第二次通过平衡位置。求:
(1)这列波在虚线左侧介质中传播的速度;
(2)从时刻起经过5s,质点P、Q通过的路程之比。