
1.關(guān)于天然放射現(xiàn)象,下列敘述正確的是( )
A. 鈾核(92238U)衰變?yōu)殂U核(82206Pb)的過程中,要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變
B. 若使放射性物質(zhì)所在處的壓強(qiáng)升高,其半衰期將減小
C. 在α、β、γ這三種射線中,α射線的穿透能力最強(qiáng),γ射線的電離能力最強(qiáng)
D. 當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時,將發(fā)生β衰變
2.如圖所示為鉆石的某個截面,其中B、C、D處均為直角。一束復(fù)色光由AB面入射,從CD面出射時分開成a、b、c三種單色光。用這三種單色光分別照射金屬鉀板,其中b光恰好可使鉀板產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是( )
A. a光在棱鏡中的速度最小
B. a光打出的光電子的遏止電壓最大
C. 從CD面出射時a光、b光、c光互相平行
D. 同一裝置條件下c光雙縫干涉條紋寬度最大
3.如圖為交流發(fā)電機(jī)的示意圖,線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接。兩磁極之間的磁場視為勻強(qiáng)磁場且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,單匝線圈ABCD的面積為S、電阻為r,定值電阻的阻值為R,其余電阻不計(jì),交流電壓表為理想電表。線圈以角速度ω繞OO′軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動,如果以圖示位置為計(jì)時起點(diǎn),則( )
A. 圖示時刻電壓表示數(shù)為BSω
B. 通過電阻R的電流瞬時值表達(dá)式為i=BSωR+rsinωt
C. 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過電阻R的電流平均值為2BSωπ(R+r)
D. 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為πRB2S2ω2(R+r)2
4.如圖,平衡位置位于原點(diǎn)O的振源做簡諧運(yùn)動,其運(yùn)動的表達(dá)式為y=?0.05sin(10πt)m。該振動激發(fā)一列沿x軸正方向傳播的簡諧波。某次振源的位置達(dá)到正向最大位移處時,坐標(biāo)為(9m,0)的P點(diǎn)恰好開始振動且OP之間存在4個波谷,從該時刻開始計(jì)時,下列說法正確的是( )
A. P點(diǎn)起振時沿y軸正方向運(yùn)動
B. 該列簡諧波的波速60m/s
C. t=1.2s時,P點(diǎn)的加速度沿y軸負(fù)方向且最大
D. t=1.2s時,坐標(biāo)為(21m,0)的Q點(diǎn)(圖中未畫出)通過的路程為0.2m
5.將兩點(diǎn)電荷A、B分別固定在x軸上0m和6m處,點(diǎn)電荷B的電荷量為?Q,兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中x=4m處電勢最高,x軸上M、N兩點(diǎn)分別處于3m和5m處,靜電力常量為k,下列說法正確的是( )
A. 點(diǎn)電荷A的電荷量為+4Q
B. 若在M點(diǎn)固定一電荷量為q的試探電荷,則該試探電荷受到的電場力大小為kQq3
C. 正試探電荷由M點(diǎn)沿x軸運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中,電勢能先減小后增大
D. M點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于N點(diǎn)的電場強(qiáng)度
二、多選題:本大題共3小題,共15分。
6.關(guān)于熱現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A. 布朗運(yùn)動中越小的炭粒,受到撞擊的分子越少,碳粒的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯
B. 內(nèi)能不同的物體,它們分子熱運(yùn)動的平均動能一定不同
C. 絕熱密閉容器中一定質(zhì)量理想氣體的體積增大,其內(nèi)能一定減少
D. 繞地球飛行的宇宙飛船中的物體處于完全失重狀態(tài),但飛船內(nèi)的氣體對飛船內(nèi)壁仍有壓強(qiáng)
7.2022年10月9日43分,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“夸父一號”衛(wèi)星發(fā)射升空,開啟中國綜合性太陽觀測的新時代。該衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動看成勻速圓周運(yùn)動,距離地球表面約720千米,運(yùn)行周期約99分鐘,下列說法正確的是( )
A. “夸父一號”發(fā)射速度大于11.2km/s
B. 若已知萬有引力常量,利用題中數(shù)據(jù)可以估算出地球的質(zhì)量
C. “夸父一號”繞地球運(yùn)行的速度大于地球的同步衛(wèi)星的速度
D. “夸父一號”的角速度小于地球自轉(zhuǎn)的角速度
8.如圖所示,有界勻強(qiáng)磁場的寬度為 2L,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里正方形abcd是粗細(xì)均勻的導(dǎo)體框,總電阻為4R,邊長為L,該導(dǎo)體框處于紙面內(nèi)。導(dǎo)體框在外力作用下沿對角線ac(垂直于磁場邊界)由Ⅰ位置勻速運(yùn)動到Ⅲ位置,速度大小為v,則( )
A. 導(dǎo)體框由Ⅰ位置到Ⅲ位置過程中感應(yīng)電流的方向先adcba后abcda
B. 導(dǎo)體框由Ⅰ位置到Ⅱ位置過程中最大感應(yīng)電流為BLv4R
C. 導(dǎo)體框由Ⅰ位置到Ⅲ位置過程中通過的電荷量為BL22R
D. 導(dǎo)體框由Ⅰ位置到Ⅱ位置過程中外力的最大功率為B2L2v22R
三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共2小題,共20分。
9.圖(a)為測量物塊與水平桌面之間動摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①用天平測量物塊和遮光片的總質(zhì)量M、重物的質(zhì)量m;用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d;用米尺測最兩光電門之間的距離s;
②調(diào)整輕滑輪,使細(xì)線水平;
③讓物塊從光電門A的左側(cè)由靜止釋放,用數(shù)字毫秒計(jì)分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間△tA和△tB,求出加速度a;
④多次重復(fù)步驟③,求a的平均值a?;
⑤根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出動摩擦因數(shù)μ。
回答下列為題:
(1)測量d時,某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm)的示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)為______cm。
(2)物塊的加速度a可用d、s、△tA和△tB表示為a=______。
(3)動摩擦因數(shù)μ可用M、m、a?和重力加速度g表示為μ=______
(4)如果細(xì)線沒有調(diào)整到水平,由此引起的誤差屬于______(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)。
10.(1)如圖甲所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的多用電表的原理示意圖。虛線框中S為一個單刀多擲開關(guān),通過操作開關(guān),接線柱B可以分別與觸點(diǎn)1、2、3接通,從而實(shí)現(xiàn)使用多用電表測量不同物理量的不同功能。關(guān)于此多用電表,下列說法中正確的是______。(選填選項(xiàng)前面的字母)
A.當(dāng)S接觸點(diǎn)1時,多用電表處于測量電流的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆
B.當(dāng)S接觸點(diǎn)2時,多用電表處于測量電壓的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆
C.當(dāng)S接觸點(diǎn)2時,多用電表處于測量電阻的擋位,其中接線柱B接的是黑表筆
D.當(dāng)S接觸點(diǎn)3時,多用電表處于測量電壓的擋位,其中接線柱B接的是紅表筆
(2)用實(shí)驗(yàn)室的多用電表進(jìn)行某次測量時,指針在表盤的位置如圖乙所示。
a.若所選擋位為直流50mA擋,則示數(shù)為______ mA。
b.若所選擋位為電阻“×10”擋,則示數(shù)為______Ω。
(3)用表盤為圖乙所示的多用電表正確測量了一個約15Ω的電阻后,需要繼續(xù)測量一個阻值約2kΩ的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個電阻兩端之前,請選擇以下必需的步驟,并按操作順序逐一寫出步驟的序號:______。
A.將紅表筆和黑表筆接觸
B.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置
C.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1k”位置
D.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使表針指向歐姆零點(diǎn)
(4)某小組同學(xué)們發(fā)現(xiàn)歐姆表的表盤刻線不均勻,分析在同一個擋位下通過待測電阻的電流I和它的阻值Rx關(guān)系,他們分別畫出了如圖所示的幾種圖像,其中可能正確的是______。
(5)圖丙為題(2)(圖乙表盤)中多用電表電阻擋中某一擋位的原理示意圖,其中電流表的滿偏電流Ig=100μA,內(nèi)阻Rg=100Ω,電池的電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=0.5Ω,則此時歐姆表為電阻______擋。
四、簡答題:本大題共2小題,共30分。
11.如圖所示,在第一象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小E=3mv022qd。在第四象限內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,在該平面內(nèi)有一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從P點(diǎn)以初速度v0沿y軸負(fù)方向射出,P點(diǎn)的坐標(biāo)為(2d,2 33d),粒子穿過x軸后恰好不能從y軸射出磁場,不考慮粒子的重力。求:
(1)粒子第一次穿過x軸時的速度v的大小和方向;
(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(3)粒子從P點(diǎn)射出到第二次穿過x軸所用的時間t。
12.如圖所示是列車進(jìn)站時利用電磁阻尼輔助剎車的示意圖,在車身下方固定一矩形線框abcd,ab邊長為l,bc邊長為d,在站臺軌道上存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的有界矩形勻強(qiáng)磁場MNPQ,MN邊界與ab平行,區(qū)域長為d。若ab邊剛進(jìn)入磁場時列車關(guān)閉發(fā)動機(jī),此時的速度大小為v0,cd邊剛離開磁場時列車剛好停止運(yùn)動。已知線框總電阻為R,列車的總質(zhì)量為m,摩擦阻力大小恒定為kmg,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。求:
(1)線框ab邊剛進(jìn)入磁場時列車的加速度大?。?br>(2)線框從進(jìn)入到離開磁場過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)線框從進(jìn)入到離開磁場過程所用的時間。
五、計(jì)算題:本大題共1小題,共10分。
13.有一個角度可變的軌道,當(dāng)傾角為30度時,A恰好勻速下滑,現(xiàn)將傾角調(diào)為60度,從高為h的地方從靜止下滑,過一段時間無碰撞地進(jìn)入光滑水平面,與B發(fā)生彈性正碰,B被一根繩子懸掛,與水平面接觸但不擠壓,碰后B恰好能做完整的圓周運(yùn)動,已知A的質(zhì)量是B的質(zhì)量的三倍,求:
①A與軌道間的動摩擦因數(shù)μ;
②A與B剛碰完B的速度;
③繩子的長度L。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A.鈾核(92238U)衰變?yōu)殂U核(82206Pb)的過程中,設(shè)要經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變,由質(zhì)量數(shù)守恒、核電荷數(shù)守恒有
92=82+2n?m
238=206+4n
解得
n=8,m=6
故A正確;
B、半衰期只和元素本身有關(guān),與壓強(qiáng)無關(guān),故B錯誤;
C、在α、β、γ這三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng),α射線的電離能力最強(qiáng),故C錯誤;
D、β衰變放出的電子是來自原子核發(fā)生衰變時的產(chǎn)物,故D錯誤;
故選:A。
根據(jù)β衰變實(shí)質(zhì)、半衰期特征、核反應(yīng)前后,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒以及,α、β、γ三種射線特征,即可解答。
本題考查學(xué)生對β衰變實(shí)質(zhì)、半衰期特征、核反應(yīng)前后,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒以及,α、β、γ三種射線特征的掌握,考點(diǎn)多,具有一定難度,需要學(xué)生熟記。
2.【答案】C
【解析】解:A.由圖中各色光的折射程度可知a光的折射率最小,根據(jù)v=cn可知,a光在棱鏡中的速度最大,故A錯誤;
B.a光的折射率最小,則頻率最小,根據(jù)光電效應(yīng)方程eUc=hν?W0可知a光打出的光電子的遏止電壓最小,故B錯誤;
C.光的反射和折射光路如圖
C處均為直角,根據(jù)光的反射定律結(jié)合幾何關(guān)系可知不論折射率大小,根據(jù)光路的對稱性可以判斷出三種單色光從CD面射出時與相應(yīng)法線的夾角都等于∠1,故從CD面出射時a光、b光、c光互相平行,故C正確;
D.c光的頻率最大,則波長最小,根據(jù)干涉條紋間距公式Δx=ldλ可知c光雙縫干涉條紋寬度最小,故D錯誤;
故選:C。
A.根據(jù)折射光路圖比較光的折射率,由波速公式進(jìn)行判斷;
B.根據(jù)光電效應(yīng)方程進(jìn)行分析判斷;
C.根據(jù)光路圖和幾何關(guān)系結(jié)合對稱性進(jìn)行分析判斷;
D.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式進(jìn)行分析判斷。
考查光的折射光路和折射率、光電效應(yīng)等問題,會根據(jù)題意列式求解相關(guān)的物理量。
3.【答案】C
【解析】解:A.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為
Em=BSω
電壓表示數(shù)應(yīng)為電阻R兩端的電壓有效值,則有
U=BSωR 2(R+r)
故A錯誤;
B.根據(jù)歐姆定律有
I=ER+r=BSω 2(R+r)
電流瞬時值表達(dá)式為
i= 2Icsωt=BSωR+rcsωt
故B錯誤;
C.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中所用時間
Δt=π2ω=π2ω
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢平均值為
E?=ΔΦΔt=BSΔt=2BSωπ
則通過電阻R的電流平均值
I?=E?R+r=2BSωπ(R+r)
故C正確;
D.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱
Q=I2RΔt=πRB2S2ω4(R+r)2
故D錯誤。
故選:C。
根據(jù)正弦式交變電流產(chǎn)生規(guī)律分析,感應(yīng)電動勢最大值為Em=nBSω,求得交流電的有效值,根據(jù)閉合電路歐姆定律可以求出電流的表達(dá)式,根據(jù)感應(yīng)電動勢的平均值解得C,根據(jù)焦耳定律解得D。
此題考查了交流的峰值、有效值以及瞬時值的計(jì)算,解題的關(guān)鍵是明確正弦式交變電流有效值的確定。
4.【答案】D
【解析】解:A、根據(jù)波源的表達(dá)式y(tǒng)=?0.05sin(10πt)m可知,波源起振方向沿著y軸負(fù)方向,則介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)的起振方向均沿著y軸負(fù)方向,故A錯誤;
B、根據(jù)波源的表達(dá)式y(tǒng)=?0.05sin(10πt)m可知,簡諧波的振幅為A=0.05m,圓頻率為ω=10πrad/s,則周期為T=2πω=2π10πs=0.2s
根據(jù)P點(diǎn)恰好開始振動時,振源在最大位移處,可知OP間的距離為
s=(n+34)λ,(n=0,1,2,……)
得
λ=9(n+34)m,(n=0,1,2,……)
根據(jù)波速公式v=λT得:v=9n+340.2m/s=45n+34m/s
P點(diǎn)開始振動時,OP之間存在4個波谷,則公式中n=3,代入得波速為:v=12m/s,故B錯誤;
C、由于t=1.2s=6T,則t=1.2s時,P點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向y軸負(fù)方向運(yùn)動,加速度為0,故C錯誤;
D、波從P傳到Q的時間為Δt=sv=21?912s=1s,t=1.2s時Q點(diǎn)振動了0.2s,即一個周期,所以Q點(diǎn)經(jīng)過的路程為:Δs=4A=4×0.05m=0.2m,故D正確。
故選:D。
介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)起振方向都與波源起振方向相同,根據(jù)波源的振動方程判斷波源的起振方向,從而確定P點(diǎn)起振方向。根據(jù)P點(diǎn)恰好開始振動時,振源在最大位移處,分析OP間的距離與波長的關(guān)系,結(jié)合OP之間存在4個波谷,確定波長的大小,再求波速。根據(jù)時間與周期的關(guān)系分析P點(diǎn)的加速度以及Q點(diǎn)通過的路程。
本題考查波的形成,要理解并掌握波的傳播特點(diǎn):介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)起振方向都與波源起振方向相同,理解波的周期性,能寫出波長的通項(xiàng)。
5.【答案】B
【解析】解:A.φ?x圖線的斜率表示場強(qiáng),由圖可知,在x=4m處圖線的斜率為零,說明在x=4m處電場強(qiáng)度為零,所以兩點(diǎn)電荷一定是同種電荷,故點(diǎn)電荷A帶負(fù)電,根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式
E=kQr2
可知
kQA42=kQ22
所以
QA=4Q
故A錯誤;
B.點(diǎn)電荷A到M點(diǎn)的距離為3m,點(diǎn)電荷B到M點(diǎn)的距離也為3m,所以M點(diǎn)的場強(qiáng)大小為
E=k4Q32?kQ32=kQ3
則在M點(diǎn)放一帶電荷量為q的試探電荷,其所受電場力為
F=qE=kQq3
故B正確;
C.沿著電場線電勢逐漸降低,則M點(diǎn)到N點(diǎn),電場線先向左后向右,正的試探電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn)時電場力先做負(fù)功后做正功,則電勢能先增大后減小,故C錯誤;
D.由圖可知圖線在M點(diǎn)的斜率小于N點(diǎn)的斜率,即M點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于N點(diǎn)的電場強(qiáng)度,故D錯誤;
故選:B。
圖線的斜率表示場強(qiáng)的大小,因?yàn)樵趦呻姾芍虚g位置電場強(qiáng)度為零,所以兩電荷帶同種電荷;根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式計(jì)算得到A電荷所帶電荷量的多少,進(jìn)而根據(jù)場強(qiáng)的矢量合成可以得到M點(diǎn)的場強(qiáng)大??;比較M點(diǎn)和N點(diǎn)兩點(diǎn)斜率的大小即可知道這兩點(diǎn)場強(qiáng)的大小;對正電荷來說,電勢越高,電勢能越大。
φ?x圖線的斜率表示場強(qiáng)的大小是解題的關(guān)鍵所在,根據(jù)圖線的斜率可以比較各點(diǎn)的場強(qiáng)大小,進(jìn)而根據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式得到A電荷所帶電荷量的多少,就可判斷題目中選項(xiàng)的正誤。
6.【答案】ACD
【解析】解:A、布朗運(yùn)動中越小的炭粒,受到的撞擊的分子越少,碳粒的不平衡行表現(xiàn)的越明顯,故A正確;
B、內(nèi)能不同的物體,溫度可能相同,因此分子熱運(yùn)動的平均動能可能相同,故B錯誤;
C、絕熱密閉容器中,一定質(zhì)量理想氣體的體積增大,對外做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,其中Q=0,W
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