1、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
2、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
3、如图所示为速冻食品加工厂生产和包装饺子的一道工序。将饺子轻放在匀速运转的足够长的水平传送带上,不考虑饺子之间的相互作用和空气阻力。关于饺子在水平传送带上的运动,下列说法正确的是( )
A.饺子一直做匀加速运动
B.传送带的速度越快,饺子的加速度越大
C.饺子由静止开始加速到与传送带速度相等的过程中,增加的动能等于因摩擦产生的热量
D.传送带多消耗的电能等于饺子增加的动能
4、如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,其传播速度
,此时质点P的位移为
,则质点P的位移y随时间t变化的关系为( )
A.
B.
C.
D.
5、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
6、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
7、如图所示,用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中,极板所带电荷量不变,若( )
A.保持S不变,减小d,则θ变大
B.保持S不变,增大d,则θ变小
C.保持d不变,减小S,则θ变小
D.保持d不变,减小S,则θ变大
8、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.
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、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.
11、空间存在电场,沿电场方向建立直线坐标系Ox,使Ox正方向与电场强度E的正方向相同,如图所示为在Ox轴上各点的电场强度E随坐标x变化的规律。现将一正电子()自坐标原点O处由静止释放,已知正电子的带电量为e、正电子只受电场力,以下说法正确的是( )
A.该电场可能为某个点电荷形成的电场
B.坐标原点O与点间的电势差大小为
C.该正电子将做匀变速直线运动
D.该正电子到达点时的动能为
12、某平面区域内一静电场的等势线分布如图中虚线所示,一正电荷仅在电场力作用下由a运动至b,设a、b两点的电场强度分别为Ea、Eb,电势分别为a、
b,该电荷在a、b两点的速度分别为va、vb,电势能分别为Epa、Epb,则( )
A.Ea>Eb
B.a>
b
C.va>vb
D.Epa>Epb
13、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
14、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
15、如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为( )
A.
B.
C.
D.
16、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
17、如图甲所示,和
为两相干波源,振动方向均垂直于纸面,产生的简谐横波波长均为λ,Р点是两列波相遇区域中的一点,已知Р点到两波源的距离分别为
,
,两列波在Р点干涉相消。若
的振动图象如图乙所示,则
的振动方程可能为( )
A.(cm)
B.(cm)
C.(cm)
D.(cm)
18、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.
19、《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
20、关于下列四幅图的说法正确的是( )
A.甲图为氢原子的电子云示意图,由图可知电子在核外运动有确定的轨道
B.乙图为原子核的比结合能示意图,由图可知原子核中的平均核子质量比
的要大
C.丙图为链式反应示意图,氢弹爆炸属于该种核反应
D.丁图为氡的衰变图像,由图可知1g氡经过3.8天后还剩0.25g
21、“加速度的变化率”会影响乘客乘车的舒适度。从运动学角度来定义“加速度的变化率”,其单位为______;某汽车的加速度随时间变化的关系如图所示,已知物体在t=0时速度为6m/s,若加速度与速度同向,则4s末速度的大小为______m/s。
22、汽车以不变的额定功率起动,所受的阻力不变,某同学分析思路如下:
汽车速度汽车牵引力
汽车加速度
当
时,汽车速度达到最大
以
匀速直线运动
试写出以上步骤的物理原理:
①________;
②________;
③________。
23、继2018年“东方超环”实现一亿度运行之后,更先进的“中国环流2号”(图甲)于2020年12月4日首次放电成功,我国的托卡马克技术又有了新的突破,正在引领全世界走向能源的圣杯——可控核聚变。可控核聚变的磁约束像一个无形的管道,将高温等离子体束缚在其中,通过电磁感应产生的涡旋电场给等离子体加速,使其达到核聚变的点火温度。利用环流2号的原理,可以做一些简化后的模拟计算。半径为r的环形光滑管道处于垂直纸面向里、随时间均匀增大的匀强磁场中,磁感应强度的变化规律为B=kt,如图乙所示。t=0时刻,一个质量为m、电荷量为+q的微粒,从静止开始被涡旋电场加速,t时刻与一个静止的中性粒子m0相撞,并结合在一起,电荷量不变。在计算过程中均不考虑重力。
(1)① 随时间均匀增大的匀强磁场在管道内产生涡旋电场的强弱___________;
A.增大 B.不变 C.减小
② 请说出微粒被涡旋电场加速后在磁场中的旋转方向;___________
(2)① 求碰前瞬间带电微粒的速度v;___________
② 请证明:无论m0多大,碰后瞬间管道对结合体的作用力方向均沿圆环半径向外。___________
24、密闭容器中封闭着一定量的理想气体,现使气体经历的热学过程,其体积随温度的变化关系如图所示,则该过程,气体___________(填“吸收”或“放出”)热量,气体分子在单位时间内对容器壁单位面积上的碰撞次数___________(填“增加”或“减少”)。
25、倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上,木块受到的摩擦力大小为______,桌面对斜面体的摩擦力大小为______。(重力加速度为g)
26、如图所示,在学校的游园活动中,某同学站在O点要将小球抛入边长为d的正方体的收纳箱中。O与收纳箱的顶点A、B在同一条直线上,且OA=d。抛出点P位于O点正上方2d处。为使小球能落入箱内,小球水平抛出初速度的最小值为_______,最大值为_______(不计空气阻力)。
27、某同学用电流传感器和电压传感器研究电容器的放电情况,按图连接电路。实验时,先将开关S与1端相连,待电路稳定后,将开关掷向2端,传感器将信息传入计算机,屏幕上可以显示出电流、电压随时间变化的i﹣t图线、u﹣t图线。
(1)由图可知,传感器2应为传感器___________(选填“电流”或“电压”)。
(2)计算机屏幕上显示的i﹣t图线可能为图中的___________,u﹣t图线可能为图中的___________。
A. B.
C. D.
(3)结合屏幕显示的i﹣t图线、u﹣t图线信息,可以估算出___________。
A.电容器的电容 B.电容器储存的电荷量
(4)数据分析。某同学用插针法测定一个半圆形玻璃砖的折射率。正确操作后,做出的光路图如图所示。O为圆心,已知AB的长度为,AO的长度为
,CD的长度为
,DO的长度为
,则此玻璃砖的折射率可表示为____________。
28、如图,长度L=4.5m的水平桌面左右两端各静置大小相同的小球a、b,在桌面右下方适当位置放置倾角θ=30°的斜面,小球b的质量为0.3kg小球a在恒定水平推力F作用下以a0=4m/s2的加速度向右运动,在小球a即将要与小球b碰撞时撤去推力F;两小球碰撞后,小球a的动能减少为原来的四分之一,且刚好能返回到桌面左端;小球b落到斜面上的P1点,与斜面碰撞后水平向右飞出,然后落到斜面上的P2点。已知小球与斜面碰撞前后速度与斜面的夹角相等,两球均可视为质点,两小球间碰撞以及小球b与斜面间的碰撞均为完全弹性碰撞,且碰撞时间极短,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)两小球碰撞后,小球a的速度大小;
(2)推力F的大小;
(3)小球b在斜面上的两个落点P1、P2间的距离。
29、如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波,介质中两质点P、Q的平衡位置相距个波长。已知t=0时的波形图如图所示,此时质点P的位移为3
cm,设向上为正方向,经时间t1(小于一个周期),质点P的位移再次为3
cm,且向下运动,已知该简谐横波的振幅为6cm,频率为1Hz。求:
①质点Q第一次回到平衡位置的时间;
②t1时刻质点Q的位移。
30、如图,两根足够长的光滑金属轨道互相垂直地固定在水平面内,电阻不计。处于磁感应强度为B的匀强磁场中。将单位长度电阻为r的导体棒与轨道成45°放置于轨道上。时导体棒位于O点位置,在水平拉力作用下,导体棒从O点沿x轴以速度v匀速向右运动。导体棒与轨道的交点为a与b。
(1)t时刻导体棒中电流的大小I和方向;
(2)水平拉力F随时间t变化的关系式F(t);
(3)分析说明导体棒上产生的焦耳热Q随时间t变化的规律并画出大致图像。
31、如图所示,间距为L=1m的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ=37°,底端用电阻为R=0.8Ω的导体MN相连接,导轨电阻忽略不计.磁感应强度为B=1T的匀强磁场与导轨平面垂直,磁场区域上下边界距离为d=0.85m,下边界aa′和导轨底端相距为3d.一根质量为m=1kg、电阻为r=0.2Ω的导体棒放在导轨底端,与导轨垂直且接触良好,并以初速度v0 = 10m/s沿斜面向上运动,到达磁场上边界bb′时,恰好速度为零.已知导轨与棒之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)导体棒通过磁场过程中产生的焦耳热;
(2)导体棒从进入磁场到达上边界所用的时间和回路中产生的感应电流的有效值;
(3)微观上导体中的电子克服因碰撞产生的阻力做功,宏观上表现为产生焦耳热.试从微观角度推导:当棒运动到磁场中某一位置时(感应电流为I),其电阻的发热功率为P热 =I2r(推导过程用字母表示)
32、半径为R和的同轴柱形金属网横截面如图所示,给两金属网接在电压为U的恒压电源上,两网之间产生径向的电场,在半径为R(较大的金属网外)和2R之间的区域内,存在轴向的匀强磁场。一质量为m、电荷量为
的粒子从轴心O处以速度
沿半径方向运动,经小金属网的M点后再经过时间
到达大金属网上的N点,不计粒子重力,设粒子运动中未碰到金属网上。
(1)若使粒子不能从磁场区域的外边界射出,磁感应强度的大小应满足什么条件?
(2)调整磁感应强度的大小,使粒子在磁场中运动的半径为,求粒子连续两次经过N点的时间间隔。