1.核廢料半衰期長、放射性強(qiáng)，研究表明，過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，核廢料需要妥善處理，已知钚的一種同位素 94239Pu的半衰期為2.41萬年，其衰變方程為 94239Pu→92235U+X+γ，則下列說法中正確的是( )
A. 94239Pu發(fā)生的衰變?yōu)棣滤プ?br>B. 衰變發(fā)出的γ射線電離能力很強(qiáng)
C. 溫度升高，钚的半衰期不變
D. 放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡
2.水平放置的玩具槍機(jī)正對著豎直墻面上的標(biāo)注點(diǎn)發(fā)射子彈，槍口正對標(biāo)注點(diǎn)1，標(biāo)注點(diǎn)2、標(biāo)注點(diǎn)3、標(biāo)注點(diǎn)4在標(biāo)注點(diǎn)1正下方等距做次排列，如圖所示，標(biāo)注點(diǎn)很小，忽略子彈在空中受到的阻力，下列說法正確的是( )
A. 只要子彈發(fā)射的速度足夠大，就可以打到標(biāo)注點(diǎn)1
B. 打到標(biāo)注點(diǎn)2和打到標(biāo)注點(diǎn)4的運(yùn)動時間之比為1:2
C. 打到標(biāo)注點(diǎn)2和打到標(biāo)注點(diǎn)4的初速度之比為2:1
D. 打到標(biāo)注點(diǎn)2和打到標(biāo)注點(diǎn)4的初速度之比為 3:1
3.2021年2月10日19時52分，中國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器實(shí)施近火捕獲制動，軌道如圖所示。P為近火點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)火點(diǎn)，M、N為軌道短軸的兩個端點(diǎn)，運(yùn)行的周期為T0，若只考慮“天問一號”和火星的相互作用，則“天問一號”在從P經(jīng)過M、Q到N的運(yùn)動過程中( )
A. 天問一號在近火點(diǎn)的速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)速度大
B. 天問一號在遠(yuǎn)火點(diǎn)的速度比火星的第一宇宙速度大
C. 從P到M所用的時間等于T04
D. 從Q到N階段，機(jī)械能逐漸變大
4.如圖所示，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞，汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4T0、壓強(qiáng)為1.2p0的理想氣體。p0和T0分別為外界大氣的壓強(qiáng)和溫度，容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的，汽缸內(nèi)氣體溫度為T0、壓強(qiáng)為p0時的體積為( )
A. 0.3VB. 0.5VC. 0.8VD. 1V
5.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊A置于傾角為30°的固定粗糙斜面上，其上端通過一輕繩跨過光滑定滑輪與砂桶B相連。初始時砂桶和砂子的總質(zhì)量為m。現(xiàn)緩慢減少砂桶B中的砂子，整個系統(tǒng)始終保持靜止，則在減少砂桶和砂子的總質(zhì)量至14m的過程中，以下說法正確的是( )
A. B所受的合力增大B. A所受的摩擦力一直增大
C. A所受的摩擦力先減小后增大D. A、B間的輕繩拉力大小保持不變
6.在如圖所示的xOy坐標(biāo)系中，一條彈性繩沿x軸放置，圖中小黑點(diǎn)代表繩上的質(zhì)點(diǎn)，相鄰質(zhì)點(diǎn)的間距為a，t=0時，x=0處的質(zhì)點(diǎn)P0開始沿y軸做周期為T、振幅為A的簡諧運(yùn)動，t=34T時的波形如圖所示。下列說法正確的是( )
A. t=34T時，質(zhì)點(diǎn)P6沿y軸負(fù)方向運(yùn)動B. t=34T時，質(zhì)點(diǎn)P4的加速度最大
C. t=34T時，質(zhì)點(diǎn)P3和P5速度相同D. 該列繩波的波速為6aT
7.如圖，質(zhì)量為m的一磁鐵吸附在鐵板AB的下方，磁鐵重心到鐵板A端的距離為L，鐵板A端與鉸鏈連接，現(xiàn)緩慢推動B端，使鐵板AB與磁鐵一起繞鐵板A端逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中，鐵板AB與磁鐵始終保持相對靜止，重力加速度為g，鐵板AB與水平面夾角θ從30°變?yōu)?0°過程中，則下列說法正確的是( )
A. 磁鐵受到三個力的作用
B. 磁鐵可能不受摩擦力的作用
C. 鐵板AB對磁鐵的作用力不做功
D. 鐵板AB對磁鐵的作用力做功為 3?12mgL
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力的作用下通過該區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知( )
A. 三個等勢面中，c的電勢最高B. 帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)的電勢能比Q點(diǎn)小
C. 帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)的動能比Q點(diǎn)小D. 帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時的加速度比Q點(diǎn)小
9.某小型發(fā)電廠向用戶輸送電，輸送電路簡化如圖所示，發(fā)電廠輸出的功率和電壓分別為P和U，輸送電路消耗的功率和電壓分別為ΔP和ΔU，用戶得到的功率和電壓分別為P′和U′，輸送電路的總電阻為R，電流為I。以下各物理量關(guān)系正確的是( )
A. 輸送電路的電流I=URB. 輸送電路的電壓損失ΔU=IR
C. 輸送電路消耗的功率ΔP=PU2RD. 用戶得到的功率P′=P
10.如圖甲所示，導(dǎo)體棒MN置于水平導(dǎo)軌上，PQMN所圍的面積為S，PQ之間有阻值為R的電阻，導(dǎo)體棒MN的電阻為R，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)存在沿豎直方向的勻強(qiáng)磁場，規(guī)定磁場方向豎直向上為正方向，在0～2t0時間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化情況如圖乙所示，導(dǎo)體棒MN始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是( )
A. 在0～t0和t0～2t0時間內(nèi)，導(dǎo)體棒受到的導(dǎo)軌的摩擦力方向相反
B. 在0～t0時間內(nèi)，通過導(dǎo)體棒的電流方向?yàn)镸到N
C. 在t0～2t0時間內(nèi)，通過電阻R的電流大小為SB0Rt0
D. 在0～2t0時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量為SB02R
三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共16分。
11.某班級分若干個學(xué)習(xí)小組，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律思路：求出做自由落體運(yùn)動物體的重力勢能的減少量和對應(yīng)過程動能的增加量，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若二者相等，說明機(jī)械能守恒，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
(1)按照實(shí)驗(yàn)步驟和要求，得出紙帶后，學(xué)習(xí)小組討論出驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律處理數(shù)據(jù)的以下幾種方案，你認(rèn)為最合理的方案是_____(填“方案一”“方案二”“方案三”)。
方案一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)計(jì)算，代入mghn和12mvn2，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，mghn和12mvn2相等，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
方案二：任取兩點(diǎn)計(jì)算
①任取兩點(diǎn)A、B，測出hAB，算出mghAB。
②算出12mvB2?12mvA2的值。
③在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若mghAB=12mvB2?12mvA2，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
方案三：圖像法
從紙帶上選取多個點(diǎn)，測量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以12v2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出12v2?h圖像。若在誤差允許的范圍內(nèi)圖像是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
(2)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，對體積和形狀相同的重物，實(shí)驗(yàn)時選擇密度大的理由是_____(寫出一條理由即可)。
(3)某學(xué)習(xí)小組采用“方案二”處理數(shù)據(jù)，出現(xiàn)mghAB大于12mvB2?12mvA2現(xiàn)象，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是_____。
A.工作電壓偏高
B.存在空氣阻力和摩擦力
C.接通電源前釋放了紙帶
12.某實(shí)驗(yàn)小組欲測定一節(jié)舊干電池的電動勢和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出U?I圖像，如圖乙所示。
(1)閉合開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器的滑片移到接入電路電阻R最_____的一端(填“左”或“右”)。
(2)根據(jù)U?I圖像可求出干電池的電動勢為_____V和內(nèi)電阻為_____Ω(均保留三位有效數(shù)字)。
(3)若實(shí)驗(yàn)方法沒有錯誤，采用題圖甲電路實(shí)驗(yàn)，測得干電池的電動勢測量值_____真實(shí)值，內(nèi)電阻測量值_____真實(shí)值(填“大于”“等于”或“小于”)。
四、計(jì)算題：本大題共3小題，共38分。
13.直角三角形ABC為某透明玻璃三棱鏡的截面圖，∠A=90°,∠B=30°，在截面上某一束足夠強(qiáng)的細(xì)光束從AB邊與AB邊成30°角由真空射入三棱鏡，恰好在AC邊上發(fā)生全反射，AB邊長度為L，光在真空中傳播速度為c。求：
(1)玻璃的折射率；
(2)把細(xì)光平移到AB邊中點(diǎn)入射，求光第一次傳播到AC邊的時間。
14.如圖所示的坐標(biāo)系xOy中，在x軸上方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，第一象限和第二象限的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B2和B，一質(zhì)量為m、電荷量為qq>0的粒子速度大小為v0，方向與x軸負(fù)方向?yàn)棣?30°射入第二象限，隨后垂直于y軸進(jìn)入第一象限，垂直x軸離開第一象限。在x軸下方存在平行于x軸的勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電場強(qiáng)度為E，粒子重力不計(jì)。求：
(1)粒子在磁場中運(yùn)動的時間；
(2)粒子在x軸下方運(yùn)動軌跡與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)。
15.如圖所示，豎直平面內(nèi)光滑的四分之一圓弧軌道半徑為R=0.2m，下端與水平傳送帶相切，電動機(jī)帶動傳送帶以v0=2m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動，傳送帶的長度L=0.5m，小物塊a從圓弧軌道頂端無初速度滑下，與靜止在圓弧軌道底端的小物塊b彈性正碰(a、b只有一次碰撞)，a、b質(zhì)量分別為ma=1kg和mb=3kg，a、b與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5，重力加速度為g=10m/s2，a、b均可視為質(zhì)點(diǎn)。求：
(1)碰撞前瞬間小物塊a的速度大小v；
(2)碰后小物塊a能上升的最大高度H；
(3)小物塊b從傳送帶的左端運(yùn)動到右端過程電動機(jī)多消耗的電能。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】C
【詳解】A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與核電荷數(shù)守恒可知生成粒子為氦核，發(fā)生的是 α 衰變，A錯誤；
B. γ 射線電離能力最弱，B錯誤；
C.元素的半衰期不隨溫度，壓強(qiáng)的變化而變化，C正確；
D.放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，還有 14 沒有衰變，D錯誤。
故選C。
2.【答案】D
【解析】D
【詳解】A.根據(jù)題意可知，子彈射出后做平拋運(yùn)動，由于槍口正對標(biāo)注點(diǎn)1，則無論子彈速度多大，都不可以打到標(biāo)注點(diǎn)1，故A錯誤；
B.根據(jù)題意，由公式 h=12gt2 可得，下落時間為
t= 2hg
由圖可知，打到標(biāo)注點(diǎn)2和打到標(biāo)注點(diǎn)4的運(yùn)動下落高度之比為 1:3 ，則時間之比為 1: 3 ，故B錯誤；
CD.水平方向上，由 x=v0t 可得
v0=xt
由圖可知，打到標(biāo)注點(diǎn)2和打到標(biāo)注點(diǎn)4的運(yùn)動水平位移相等，則打到標(biāo)注點(diǎn)2和打到標(biāo)注點(diǎn)4的初速度之比為 3:1 ，故C錯誤，D正確。
故選D。
3.【答案】A
【解析】A
【詳解】A.由開普勒第二定律可知，天問一號在近火點(diǎn)的速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)速度大，故A正確；
B.若天問一號以火星到遠(yuǎn)火點(diǎn)的距離為半徑做圓周運(yùn)動，此時速度小于火星的第一宇宙速度，天問一號在遠(yuǎn)火點(diǎn)進(jìn)入橢圓軌道，需減速做近心運(yùn)動，則天問一號在遠(yuǎn)火點(diǎn)的速度比火星的第一宇宙速度小，故B錯誤；
C.由對稱性可知，從P到Q所用的時間為 T02 ，由于從 P→Q 速度逐漸減小，則從P到M所用的時間小于 T04 ，故C錯誤；
D.從Q到N階段，只有引力做功，機(jī)械能守恒，故D錯誤。
故選A。
4.【答案】B
【解析】B
【詳解】根據(jù)理想氣體方程可得
求得
V1=0.5V
B正確。
故選B。
5.【答案】C
【解析】C
【詳解】A.整個系統(tǒng)始終保持靜止，故B所受的合力為0，故A錯誤；
D.對B受力分析，B只在豎直方向上受到繩的拉力和重力，故繩的拉力大小為B的重力，則在減少砂桶和砂子的總質(zhì)量至 14m 的過程中，繩子的拉力T逐漸減小，故D錯誤；
BC.對A受力分析，剛開始沿斜面方向根據(jù)共點(diǎn)力平衡有
mgsin30°+f=T
拉力T從mg開始逐漸減小，可知摩擦力先減小再反向增大，故C正確，B錯誤。
故選C。
6.【答案】B
【解析】B
【詳解】A. t=34T 時由波形圖可知，波剛好傳到質(zhì)點(diǎn) P6 ，根據(jù)波形平移法可知，此時質(zhì)點(diǎn) P6 沿y軸正方向運(yùn)動，故A錯誤；
B.由圖可知，在 t=34T 時質(zhì)點(diǎn) P4 處于正的最大位移處，故此時質(zhì)點(diǎn) P4 的加速度最大，故B正確；
C.由圖可知，在 t=34T 時，質(zhì)點(diǎn) P3 沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn) P5 沿y軸正方向運(yùn)動，根據(jù)對稱性可知此時質(zhì)點(diǎn) P3 和 P5 速度大小相等，方向相反，故C錯誤；
D.由圖可知
λ2=4a
可得波長為
λ=8a
故該列繩波的波速為
v=λT=8aT
故D錯誤。
故選B。
7.【答案】D
【解析】D
【詳解】AB.根據(jù)受力平衡可知，磁鐵一定受到重力、磁力、彈力和摩擦力作用，共4個力的作用，故AB錯誤；
CD.鐵板AB對磁鐵的作用力與磁鐵的重力平衡，大小等于 mg ，方向豎直向上，則鐵板AB對磁鐵的作用力做功為
W=mg(Lsin60°?Lsin30°)=( 3?1)2mgL
故C錯誤，D正確。
故選D。
8.【答案】AC
【解析】AC
【詳解】A.由于合力方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)，而質(zhì)點(diǎn)僅僅受到電場力，質(zhì)點(diǎn)帶正電，所受電場力方向與電場方向相同，可知，電場力方向指向軌跡內(nèi)側(cè)，而電場線垂直于等勢線，由高電勢點(diǎn)指向低電勢點(diǎn)，可知，電場線垂直于等勢線，整體由 c→b→a ，可知，三個等勢面中，c的電勢最高，故A正確；
B.結(jié)合上述可知，若質(zhì)點(diǎn)由Q運(yùn)動到P，速度方向與電場力方向成鈍角，電場力做負(fù)功，電勢能增大，即帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)的電勢能比Q點(diǎn)大，故B錯誤；
C.質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動過程中只有電勢能與動能之間的轉(zhuǎn)化，電勢能與動能的和值一定，結(jié)合上述可知，帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)的電勢能比Q點(diǎn)大，則帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)的動能比Q點(diǎn)小，故C正確；
D.等差等勢線分布的疏密程度能夠表示電場強(qiáng)度的大小，P點(diǎn)等勢線分布比Q點(diǎn)密集一些，則P點(diǎn)的電場強(qiáng)度比Q點(diǎn)大一些，質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)所受電場力比在Q點(diǎn)大一些，根據(jù)牛頓第二定律可知，帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時的加速度比Q點(diǎn)大，故D錯誤。
故選AC。
9.【答案】BC
【解析】BC
【詳解】A.輸出電壓并不是輸電線的總電阻兩端電壓，故輸電線上的電流不是 I=UR ，故A錯誤；
B.根據(jù)歐姆定律可知輸送電路的電壓損失 ΔU=IR ，故B正確；
CD.根據(jù)
I=PU
解得輸電線上損失的功率為
ΔP=PU2R
用戶得到的功率
P′=P?ΔP

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