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,天花板上悬挂的电风扇绕竖直轴匀速转动,竖直轴的延长线与水平地板的交点为O,扇叶外侧边缘转动的半径为R,距水平地板的高度为h。若电风扇转动过程中,某时刻扇叶外侧边缘脱落一小碎片,小碎片落地点到O点的距离为L,重力加速度为g,不计空气阻力,则电风扇转动的角速度为( )
A.
B.
C.
D.
3、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
4、下列说法正确的是( )
A.液体分子的无规则运动称为布朗运动
B.两分子间距离减小,分子间的引力和斥力都增大
C.物体做加速运动,物体内分子的动能一定增大
D.物体对外做功,物体内能一定减小
5、如图所示的理想变压器电路,变压器原、副线圈的匝数可通过滑动触头P1、P2控制,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,L为灯泡。当原线圈所接的交变电压U降低后,灯泡L的亮度变暗,欲使灯泡L恢复到原来的亮度,下列措施可能正确的是( )
A.仅将滑动触头Pl缓慢地向上滑动
B.仅将滑动触头P2缓慢地向上滑动
C.仅将滑动变阻器的滑动触头P3缓慢地向下滑动
D.将滑动触头P2缓慢地向下滑动,同时P3缓慢地向下滑动
6、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
7、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
8、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
9、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.
10、《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
11、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
12、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
13、质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示,对该时刻,下列说法正确的是( )
A.秋千对小明的作用力小于
B.秋千对小明的作用力大于
C.小明的速度为零,所受合力为零
D.小明的加速度为零,所受合力为零
14、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.
15、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.
16、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.
17、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
18、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
19、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
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、如图所示,光滑绝缘的水平面上有一带电量为-q的点电荷,在距水平面高h处的空间内存在一场源点电荷+Q,两电荷连线与水平面间的夹角θ=30°,现给-q一水平初速度,使其恰好能在水平面上做匀速圆周运动且对水平面无压力,已知重力加速度为g,静电力常量为k,则点电荷-q做匀速圆周运动的向心力为_____;点电荷-q做匀速圆周运动的线速度为_____。
22、一列简谐横波在时的波形图如图所示,介质中
处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为
,这列简谐波的周期为______s,简谐波的波速为______m/s
23、一粒子从A点射入电场,从B点射出,电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势面平行,不计粒子的重力。则粒子带__________电(选填“正”或“负”),电势能____________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
24、一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程和
回到原状态,其
图像如图所示,气体在状态______(填“a”、“b”或“c”)的分子平均动能最小,在
过程中气体体积_______(填“变大”、“变小”或“不变”),在
过程中,气体对外界做功________(填“大于”、“小于”或“等于”)气体吸收的热量。
25、科学家用放射性材料——作为发电能源为火星车供电。
(钚)核
发生
衰变后生成的新核的中子数为_________。
的半衰期是88年,当
的原子核发生衰变,大约要经过__________年。
26、自然界里放射性核素并非一次衰变就达到稳定,而是发生一系列连续的衰变,直到稳定的核素而终止,这就是级联衰变.某个钍系的级联衰变过程如图(N轴表示中子数,Z轴表示质子数),图中Pb→Bi的衰变是_________衰变,从到
共发生_________次α衰变.
27、某物理兴趣小组要研究一个小灯泡的伏安特性,他们手中的实验器材如下:
电流表:量程为
,内阻
;
电流表A2:量程为,内阻
;
定值电阻:阻值为
;
定值电阻:阻值为
;
滑动变阻器:最大阻值约为
;
电源E:电动势约为,内阻可忽略;
开关及导线若干。
该实验要求没有系统误差滑动变阻器调节过程中,两电流表指针偏角的调节范围要尽可能大设计电路如图所示。
(1)图中R应选择定值电阻___________(填写器材后面的代号);
(2)若两电流表、A2的示数分别表示为
、
,利用
、
、
、
或
写出计R算小灯泡L功率的表达式P=___________;
(3)实验时,闭合开关S,逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应和
,某次实验数据为
,
,此时灯丝电阻R=___________。
(4)为保证小灯泡安全,不能超过___________
。
28、如图(a),倾角为θ=37°、间距为L=0.5m的足够长的平行金属导轨底端接有阻值为R=1.2Ω的电阻,一质量为m=0.1kg,电阻为r=0.4Ω的金属棒ab垂直于导轨放置,与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。建立原点位于导轨底端、方向沿导轨向上的坐标轴x,在区间内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1.6T。从x=0处开始计时,金属棒ab受到沿x轴正方向的外力F作用下由静止开始沿斜面向上运动,其速度v与位移x关系满足图(b)。当金属棒进入磁场后马上撤去外力F,金属棒ab继续向上运动,且在运动过程中始终保持与导轨垂直,与导轨接触良好,重力加速度大小为g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)当金属棒ab刚进入磁场时,求金属棒ab两端的电压U,并指出通过金属棒上的电流方向;
(2)请在框内画出金属棒在磁场上滑过程中加速度a与速度v的图线;
(3)以起点为重力零势能点,计算金属棒在运动过程机械能的最大值。
29、如图所示,用销钉固定的光滑绝热活塞把水平放置的绝热气缸分隔成容积相同的A、B两部分,A、B缸内分别封闭有一定质量的理想气体。初始时,两部分气体温度都为t0=27℃,A部分气体压强为pA0=2×105Pa,B部分气体压强为pB0=1×105Pa。拔去销钉后,保持A部分气体温度不变,同时对B部分气体加热,直到B内气体温度上升为t=127℃,停止加热,待活塞重新稳定后,(活塞厚度可忽略不计,整个过程无漏气发生)求:
(1)A部分气体体积与初始体积之比VA:VA0;
(2)B部分气体的压强pB。
30、如图,质量均为2m的木板A、B并排静止在光滑水平地面上,A左端紧贴固定于水平面的半径为R的四分之一圆弧底端,A与B、A与圆弧底端均不粘连。质量为m的小滑块C从圆弧顶端由静止滑下,经过圆弧底端后,沿A的上表面从左端水平滑上A,并在恰好滑到B的右端时与B一起匀速运动。已知重力加速度为g,C过圆弧底端时对轨道的压力大小为1.5mg,C在A、B上滑行时受到的摩擦阻力相同,C与B一起匀速的速度是C刚滑上A时的0.3倍。求:
(1)C从圆弧顶端滑到底到的过程中克服摩擦力做的功;
(2)两板长度L1与L2之比。
(3)C刚滑到B的右端时,A右端到B左端的水平距离s与`的长度L2之比。
31、激光触发原子核裂变的过程可以简化如下:竖直的两块极板AA1,BB1之间存在水平向右的匀强电场,BB1板正中央有一小孔O,以O为坐标原点建立如图所示的直角坐标系,BB1板在y轴上,y轴右侧有范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,距离O左边x处有一静止的原子核,不计原子核的重力和原子核间的相互作用。
(1)若原子核自然裂变成核
和核
,两核速度分别为水平向左v1和向右v2,c核直接从O进入到y轴右侧磁场中,并打在y轴上坐标为
的位置,b核向左运动后没有碰到AA1板,并最终也从O进入到磁场中,并打在轴上坐标为
的位置,如果b、c两核的质量和电量分别用
、
和
、
表示,且满足
,且
,求
;
(2)如果原子核不发生裂变直接从O点射入磁场后做如图2所示的半径为R的圆周运动,圆心为O1。圆周上有一点G,O1G与水平方向的夹角为
。原子核
受激光照射(忽略激光的动量)而裂变成b、c两核,b、c两核平分a的质量和电量,设裂变后瞬间b、c两核的速度分别为
和
,且
。
①若在G处原子核a受激光照射而裂变,、
两者方向与a核裂变前瞬间的速度方向相同,裂变后瞬间磁场方向未变,大小突然变为B1,求B1至少为多大才能使b、C两核不会从磁场中飞出;
②若在OG之间的某一位置原子核受激光照射而裂变,
、
两者方向相反且与a核裂变前瞬间的速度方向在同一直线上,发生裂变的瞬间撤去极板并且y轴左侧也加上与y轴右侧相同的磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在之后的运动过程中,某一时刻b、c两核所在位置的横坐标分别为
和
,
的绝对值记为xm,问a核在圆周上何处裂变xm有最大值,求出该处与O1连线与y轴正方向的夹角
和xm的大小。
32、现将等宽双线在水平面内绕制成如图所示轨道,两段半圆形轨道半径均为R=m,两段直轨道AB、A′B′长度均为l=1.35m。在轨道上放置一个质量m=0.1kg的小圆柱体,如图所示,圆柱体与轨道两侧相切处和圆柱截面圆心O连线的夹角θ为120°,如图所示。两轨道与小圆柱体的动摩擦因数均为μ=0.5,小圆柱尺寸和轨道间距相对轨道长度可忽略不计。初始时小圆柱位于A点处,现使之获得沿直轨道AB方向的初速度v0.求:
(1)小圆柱沿AB运动时,内外轨道对小圆柱的摩擦力f1、f2的大小;
(2)当v0=6m/s,小圆柱刚经B点进入圆弧轨道时,外轨和内轨对小圆柱的压力N1、N2的大小;
(3)为了让小圆柱不脱离内侧轨道,v0的最大值,以及在v0取最大值情形下小圆柱最终滑过的路程s。