1、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
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、如图为某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为正弦交流电压,并加在一理想变压器的原线圈上,理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:1000,电压表为交流电表。当变压器副线圈两端电压的瞬时值大于7070V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。此时,电压表的示数至少为( )
A.5
B.5000
C.10
D.7070
4、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
5、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
6、渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列沿轴传播的超声波在
时的波动图像如图甲所示,图乙为质点
的振动图像,则( )
A.该波沿轴正方向传播
B.若遇到3m的障碍物,该波能发生明显的衍射现象
C.该波的传播速率为0.25m/s
D.经过0.5s,质点沿波的传播方向移动2m
7、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.
8、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
9、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
10、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
11、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
12、在A、B两点放置电荷量分别为和
的点电荷,其形成的电场线分布如图所示,C为A、B连线的中点,D是
连线的中垂线上的另一点。则下列说法正确的是( )
A.
B.C点的电势高于D点的电势
C.若将一正电荷从C点移到无穷远点,电场力做负功
D.若将另一负电荷从C点移到D点,电荷电势能减小
13、如图所示,在倾角=37°的斜面底端的正上方 H 处,平抛一个物体,该物体落到斜面上的速度方向正好与斜面垂直,则物体抛出时的初速度v为 ( )
A.
B.
C.
D.
14、《流浪地球2》影片中,太空电梯高耸入云,在地表与太空间高速穿梭。太空电梯上升到某高度时,质量为2.5kg的物体重力为16N。已知地球半径为6371km,不考虑地球自转,则此时太空电梯距离地面的高度约为( )
A.1593km
B.3584km
C.7964km
D.9955km
15、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
16、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
17、如图所示的正四棱锥,底面为正方形
,其中
,a、b两点分别固定两个等量的异种点电荷,现将一带电荷量为
的正试探电荷从O点移到c点,此过程中电场力做功为
。选无穷远处的电势为零。则下列说法正确的是( )
A.a点固定的是负电荷
B.O点的电场强度方向平行于
C.c点的电势为
D.将电子由O点移动到d,电势能增加
18、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
19、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
20、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
21、如图所示,密闭绝热的轻质活塞B将一定质量的理想气体封闭在绝热气缸内,轻质活塞A与活塞B通过一轻质弹簧连接,两活塞之间为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计。用外力F使活塞A静止不动。现增大外力F,使活塞A缓慢向右移动,则此过程气体的温度______。(填“升高”、“降低”或“不变”),外力F做的功______(填“大于”、“等于”或“小于”)气体内能的变化量,气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数______(填“增加”、“不变”或“减少”)。
22、如图甲所示,用一轻质绳拴着一质量为m的小球,在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力),小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T,小球在最高点的速度大小为v,其T﹣v2图象如图乙所示(a,b,m为已知量)则当地的重力加速度_________,轻质绳长为___________.
23、如图,电路中电源电动势E=3V,内阻r=1Ω,电阻R1=2Ω,滑动变阻器总电阻R=16Ω。则在滑片P从a滑到b的过程中,电压表示数的变化情况是________,滑动变阻器消耗的最大功率为_______W。
24、如V—T图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、②、③到达状态d。则:过程①中,气体压强________(填“增大”、“减小”或“不变”);过程②中,气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数_______(填“增加”、“减少”或“不变”);过程③中,气体_______(填“对外界放热”、“从外界吸热”或“既不吸热也不放热”)。
25、电源和电阻R组成闭合电路,它们的U—I关系图线如图所示。该电源的内阻为________,电源消耗的总功率为________W。
26、一定质量的理想气体,从初始状态a经状态b、c、d再回到a,它的压强p与热力学温度T的变化关系如图所示,其中ba和cd的延长线过坐标原点,状态a、d的温度相等。则从状态d到a,气体与外界______热交换(选填“有”或“无”);从状态b到c,气体吸收的热量______它对外界做的功(选填“大于”“等于”或“小于”)。
27、小河同学设计实验测量当地的重力加速度,实验器材主要由一个可调速的电动机、智能手机、细铜丝、钢管支架和不锈钢底座组成,其中可调速的电动机是由一个低速旋转电动机、一个直流电机调速器和一个直流开关电源组成。手机在水平面内稳定做匀速圆周运动时可处理为“圆锥摆”模型,手机上装载的Phyphox软件配合手机内的陀螺仪可直接测得手机做圆周运动的角速度和向心加速度a,Tracker软件可通过拍下的视频分析测量绕杆做圆周运动时悬线与竖直方向的夹角及手机做圆周运动的半径r。有了a,
,
,r的实测数据,即可在误差允许范围之内测量当地重力加速度。
(1)小河同学根据所学过的力学知识推出当地重力加速度表达式为:______(用a和
表示)
(2)若保持角速度不变,改变线长L,根据测得的5组数据描点作图,直线拟合后得到
图像如图所示,直线斜率为k,圆心到悬点距离为h,当地重力加速度表达式为:
______(用k和h表示)
(3)根据下面数据描绘图像,请在答题卡的坐标纸上描出序号为4的点( ),并由图像计算重力加速度
______
(结果保留三位有效数字)
序号 | 夹角 | 夹角正切 | 半径r/m | 角速度 | 向心加速度 |
1 | 44.90 | 0.998 | 0.403 | 4.954 | 9.789 |
2 | 47.25 | 1.082 | 0.434 | 4.941 | 10.577 |
3 | 49.50 | 1.111 | 0.486 | 4.833 | 11.348 |
4 | 49.90 | 1.188 | 0.466 | 4.961 | 11.683 |
5 | 53.10 | 1.332 | 0.545 | 4.912 | 12.999 |
28、如图所示,倾角为θ的斜面上只有AB段粗糙,其余部分都光滑,AB段长为3L。有若干个相同的小方块(每个小方块视为质点)沿斜面靠在一起,但不粘接,总长为L。将它们由静止释放,释放时下端距A为2L。当下端运动到A下面距A为时物块运动的速度达到最大。
(1)求物块与粗糙斜面的动摩擦因数;
(2)求物块停止时的位置。
29、某同学做拍篮球的游戏,篮球在球心距地面高h1=0.9m范围内做竖直方向的往复运动。在最高点时手开始击打篮球,球落地后反弹,与地面作用的时间t=0.1s,反弹速度v2的大小是刚触地时速度v1大小的,且反弹后恰好到达最高点。已知篮球的质量m=0.5kg,半径R=0.1m。设地面对球的作用力可视为恒力,忽略空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)地面对球的弹力大小;
(2)每次拍球时手对球做功W。
30、对以下两位同学的结论做出评价,并分析说明理由。
(1)如图(1)所示,足够长平行光滑轨道放置在水平面上,处于磁感应强度为B的匀强磁场中。左侧接额定功率为P的灯泡。一质量为m、电阻为r的金属棒静置于导轨上,导轨电阻不计。现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒,最终灯泡刚好正常发光,说明整个运动过程中导体棒的速度变化和能量转换关系。
甲同学:①由于恒力F作用,导体棒先做匀加速运动,后做匀速运动;
②F做功转换为灯的电能。
(2)如图(2)所示,两端封闭的竖直玻璃管用水银柱隔开空气柱A和B,初始温度相同,若使A、B同时升高相同的温度,水银柱将如何移动?稳定后A、B压强变化量大小关系如何?
乙同学:①设两段空气柱体积不变,由查理定律推出Δp= p,当T、ΔT相同时,由pB>pA,得ΔpB>ΔpA,所以水银柱向上移动;
②升温前后B的压强变化量比A大。
31、如图所示为过山车的模型,半径为的竖直轨道甲和半径未知的竖直轨道乙在同一平面内,滑块在ab段和两圆轨道上运动时的摩擦力均可忽略不计,其中
、
、
。现让一可视为质点、质量
的滑块由右侧轨道的某高度处由静止释放,整个过程中滑块不脱离轨道,且滑块经过所有转折点处的能量损失均可忽略不计。已知滑块与bc、cd、de、ef段的动摩擦因数均为
,de段与水平方向的夹角为
,
重力加速度
。则:
(1)释放点距离地面的高度为多少时,滑块恰好能通过竖直轨道甲?
(2)在题(1)情况下,竖直圆轨道乙的半径r的取值范围是多少时,滑块不脱离轨道乙?
(3)欲保证滑块通过两圆轨道并停在平台ef段,求释放点距离地面高度的取值范围。
32、如图所示,将质量为m=0.1kg的小球从平台末端A点以v0=2m/s的初速度水平抛出,平台的右下方有一个表面光滑的斜面体,小球在空中运动一段时间后,恰好从斜面体的顶端B无碰撞地进入斜面,并沿斜面运动,而后经过C点再沿粗糙水平面运动。在粗糙水平面的右边固定一竖直挡板,轻质弹簧拴接在挡板上,弹簧的自然长度为x0=0.3m。之后小球开始压缩轻质弹簧,最终当小球速度减为零时,弹簧被压缩了Δx=0.1m。已知斜面体底端C距挡板的水平距离为d2=1m,斜面体的倾角为θ=,斜面体的高度h=0.5m。小球与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,设小球经过C点时无能量损失,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)平台与斜面体间的水平距离d1
(2)压缩弹簧过程中的最大弹性势能Ep