1.有些元素的原子核有可能從很靠近它的核外電子中“俘獲”一個(gè)電子形成一個(gè)新原子核,從離原子核最近的K層電子中俘獲電子,叫“K俘獲”?,F(xiàn)有一個(gè)鈹原子核(47Be)發(fā)生了“K俘獲”,生成一個(gè)新的原子核 ZAX,并放出一個(gè)不帶電的、質(zhì)量接近于零的中微子(vc),核反應(yīng)方程為: 47Be+?10e→ZAX+vc。關(guān)于鈹原子核(47Be)的“K俘獲”的過程,下列說法正確的是( )
A. 新原子核 ZAX帶負(fù)電
B. 新原子核 ZAX比原來的鈹原子核少一個(gè)中子
C. 新原子核 ZAX比原來的鈹原子核少一個(gè)質(zhì)子
D. 新原子核 ZAX與原來的鈹原子核的核子數(shù)不同
2.一質(zhì)量為m的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),以不同的初速度v0從斜面頂端沿斜面下滑,下滑的最大距離x與v02的關(guān)系圖像如圖所示,已知斜面長度為6m,下列說法正確的是( )
A. 滑塊下滑過程中處于失重狀態(tài)
B. 滑塊下滑的加速度大小為0.5m/s2
C. 若v0=3m/s,滑塊沿斜面下滑的時(shí)間為3s
D. 若v0=4m/s,滑塊沿斜面下滑的時(shí)間為4s
3.新冠病毒疫情防控工作中額溫槍被廣泛使用。有一種額溫槍的工作原理是采集人體輻射出的紅外線,并將紅外線照射到溫度傳感器上,發(fā)生光電效應(yīng),從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)顯示出人體的溫度。已知人體在正常體溫時(shí)輻射的紅外線波長約為9×10?6m,用該波長的紅外線照射圖甲電路中陰極K,電路中的光電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示,已知h=6.63×10?34J?s,c=3.0×108m/s,e=1.6×10?19C。下列說法正確的是( )
A. 真空中波長9×10?6m的紅外線的頻率約為3.3×1010Hz
B. 由圖乙可知,該光電管的陰極金屬逸出功約為1.7×10?20J
C. 人體溫度升高,輻射的紅外線強(qiáng)度增大,飽和光電流減小
D. 對于某種金屬,無論照射光的頻率多小,只要強(qiáng)度足夠大、光照時(shí)間足夠長就可以產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象
4.人造地球衛(wèi)星與地心間距離為r時(shí),若取無窮遠(yuǎn)處為勢能零點(diǎn),引力勢能可以表示為Ep=?GMmr,其中G為引力常量,M為地球質(zhì)量,m為衛(wèi)星質(zhì)量。衛(wèi)星原來在半徑為r1的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由于稀薄空氣等因素的影響,飛行一段時(shí)間后其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑減小為r2.此過程中損失的機(jī)械能為( )
A. GMm2(1r1?1r2)B. GMm2(1r2?1r1)C. GMm(1r1?1r2)D. GMm(1r2?1r1)
5.如圖所示電路中,理想變壓器原線圈兩接線柱間的交流電壓的有效值不變,兩燈泡L1、L2規(guī)格完全相同,在以下各種操作中各電路元件都沒有損壞,下列說法正確的是( )
A. 僅使滑片M下移,電流表示數(shù)變大
B. 僅使滑片M下移,變壓器原線圈中的電流變大
C. 僅使滑片N自變阻器a端向b端移動(dòng),燈泡L2中的電流一直增大
D. 僅使滑片N自變阻器a端向b端移動(dòng),電流表示數(shù)一直增大
6.如圖所示,在豎直向上的勻強(qiáng)電場中,一根不可伸長的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩,一端系著一個(gè)帶電小球,另一端固定于O點(diǎn),小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),最高點(diǎn)為a,最低點(diǎn)為b。不計(jì)空氣阻力,則( )
A. 小球帶負(fù)電
B. 電場力跟重力是一對平衡力
C. 小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中,電勢能減小
D. 運(yùn)動(dòng)過程中小球的機(jī)械能守恒
7.如圖甲所示,生活中常用兩根并排的竹竿將磚塊從高處運(yùn)送到低處。將竹竿簡化為兩根平行放置、粗細(xì)均勻的圓柱形直桿,一長方體磚塊放在兩竹竿的正中間,由靜止開始從高處下滑。圖乙為垂直于運(yùn)動(dòng)方向的截面圖(磚塊截面為正方形)。若僅將兩竹竿間距減少一些,則( )
A. 竹竿對磚塊的彈力變小B. 竹竿對磚塊的摩擦力變大
C. 磚塊的加速度不變D. 磚塊下滑到底端的時(shí)間變短
8.單鏡頭反光相機(jī)簡稱單反相機(jī),它用一塊放置在鏡頭與感光部件之間的透明平面鏡把來自鏡頭的圖像投射到對焦屏上。對焦屏上的圖像通過五棱鏡的反射進(jìn)入人眼中。如圖所示為單反照相機(jī)取景器的示意圖,ABCDE為五棱鏡的一個(gè)截面,AB⊥BC。光線垂直AB射入,分別在CD和EA上發(fā)生全反射,且兩次全反射的入射角相等,最后光線垂直BC射出。下列說法正確的是( )
A. ∠BCD=135°
B. ∠BAE和∠BCD不相等
C. 該五棱鏡折射率的最小值是1sin22.5°
D. 該五棱鏡折射率的最小值是 2
二、多選題:本大題共4小題,共16分。
9.如圖,兩端開口、下端連通的導(dǎo)熱汽缸,用兩個(gè)輕質(zhì)絕熱活塞(截面積分別為S1和S2)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與汽缸壁間無摩擦。在左端活塞上緩慢加細(xì)沙,活塞從A下降h高度到B位置時(shí),活塞上細(xì)沙的總質(zhì)量為m。在此過程中,用外力F作用在右端活塞上,使活塞位置始終不變。整個(gè)過程環(huán)境溫度和大氣壓強(qiáng)p0保持不變,系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài),重力加速度為g。下列說法正確的是( )
A. 整個(gè)過程,外力F做功大于0,小于mgh
B. 整個(gè)過程,理想氣體的分子平均動(dòng)能保持不變
C. 整個(gè)過程,理想氣體的內(nèi)能增大
D. 整個(gè)過程,理想氣體向外界釋放的熱量小于(p0S1h+mgh)
10.“戰(zhàn)繩“是一種時(shí)尚的健身器材,有較好的健身效果。如圖甲所示,健身者把兩根相同繩子的一端固定在P點(diǎn),用雙手分別握住繩子的另一端,然后根據(jù)鍛煉的需要以不同的頻率、不同的幅度上下抖動(dòng)繩子,使繩子振動(dòng)起來。某次鍛煉中,健身者以2Hz的頻率開始抖動(dòng)繩端,t=0時(shí),繩子上形成的簡諧波的波形如圖乙所示,a、b為右手所握繩子上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),二者平衡位置間距離為波長的23,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的位移為8 2cm。已知繩子長度為12m,下列說法正確的是( )
A. a、b兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位差為43π
B. t=18s時(shí),質(zhì)點(diǎn)a的位移仍為8 2cm,且速度方向向下
C. 健身者增大抖動(dòng)頻率,將減少振動(dòng)從繩子端點(diǎn)傳播到P點(diǎn)的時(shí)間
D. 健身者抖動(dòng)繩子端點(diǎn)(剛開始處于平衡位置),經(jīng)過0.4s振動(dòng)恰好傳到P點(diǎn)
11.如圖所示,一根足夠長水平滑桿SS′上套有一質(zhì)量為m的光滑鋁環(huán),在滑桿的正下方放置一足夠長光滑絕緣軌道PP′,PP′與桿SS′平行?,F(xiàn)使質(zhì)量為M的條形磁鐵正對鋁環(huán)的圓心以水平初速度v0沿絕緣軌道向右運(yùn)動(dòng),圓環(huán)平面始終垂直于滑桿,則( )
A. 從左往右看,圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向始終為順時(shí)針
B. 磁鐵不會(huì)穿過滑環(huán),且最終二者共速
C. 磁鐵與圓環(huán)的最終速度為MM+mv0
D. 整個(gè)過程最多能產(chǎn)生熱量Mm2(M+m)v02
12.如圖所示,質(zhì)量為m的小球穿過一豎直固定的光滑桿并拴在輕彈簧上,質(zhì)量為4m的物塊用輕繩跨過光滑的定滑輪(不計(jì)滑輪質(zhì)量和大小)與小球連接,開始用手托住物塊,輕繩剛好伸直,滑輪左側(cè)繩豎直,右側(cè)繩與水平方向夾角α=53°,某時(shí)刻由靜止釋放物塊(足夠高),經(jīng)過一段時(shí)間小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),O、Q兩點(diǎn)的連線水平,OQ=d,且小球在P、Q兩點(diǎn)時(shí)彈簧彈力的大小相等。已知重力加速度為g,sin53°=0.8,cs53°=0.6。則小球由P點(diǎn)到Q點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是( )
A. 小球和物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B. 彈簧的勁度系數(shù)為3mg2d
C. 小球到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度大小為 8gd3D. 重力對物塊做功的功率一直增大
三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共2小題,共16分。
13.某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)粗測小球在水平瓷磚上滾動(dòng)時(shí)所受的阻力與重力的比值。給小球一個(gè)初速度,用手機(jī)給運(yùn)動(dòng)小球錄像。為了比較準(zhǔn)確的測量時(shí)間,播放時(shí)選擇倍速“0.25×”,表示播放時(shí)間是實(shí)際時(shí)間的四倍。圖甲是小球經(jīng)某一瓷磚邊緣第一次播放暫停時(shí)的時(shí)間顯示,其中“00:11”是時(shí)間擴(kuò)大為4倍后,錄像播放了11s,“01:07”是時(shí)間擴(kuò)大為4倍后總的播放時(shí)間。從圖甲小球暫停位置到小球停止,小球共垂直瓷磚邊緣沿直線運(yùn)動(dòng)了12塊整瓷磚和第13塊瓷磚部分長度,圖乙是小球剛停下時(shí)的播放時(shí)間,圖丙是小球停下時(shí)的位置,刻度尺0刻度與第12、13塊瓷磚邊緣對齊。每塊瓷磚長度為60cm,圖丁是圖丙部分放大,小球的運(yùn)動(dòng)可視做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)以上信息:
(1)第一次暫停時(shí)刻對應(yīng)的小球?qū)嶋H速度為______m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);
(2)小球在水平瓷磚上滾動(dòng)時(shí)所受的阻力與重力的比值為______(用重力加速度g,小球滾動(dòng)的距離L,小球滾動(dòng)的時(shí)間t三個(gè)字母表示);
(3)下列說法正確的是______。
A.小球直徑越大,測量位移時(shí)讀數(shù)誤差越小
B.視頻第一次暫停時(shí)刻不是小球剛開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻,造成了實(shí)驗(yàn)測量比值偏小
C.多錄幾次視頻,選擇小球接近做直線運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行測量
D.為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)多測幾次,求平均值
14.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的歐姆表電路,僅用一節(jié)干電池通過控制開關(guān)S,就可使“歐姆表”具有“×10”和“×100”兩種倍率。電路中使用的實(shí)驗(yàn)器材如下:
干電池:電動(dòng)勢E=1.5V,內(nèi)阻r=1Ω;
毫安表:滿偏電流IB=1mA,內(nèi)阻Rg=125Ω;
滑動(dòng)變阻器R0,阻值調(diào)節(jié)范圍足夠大;
定值電阻R1、R2和R3,其中R1=1000Ω;
開關(guān)S,紅、黑表筆各一支,導(dǎo)線若干。
(1)按照圖(a)連接好電路,表筆1為______(填“紅”或“黑”)表筆。
(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),將兩表筆短接,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0,使電流表達(dá)到滿偏,此時(shí)R0=______Ω,“歐姆表”的倍率是______(填“×10,或“×100”);
(3)閉合開關(guān)S使“歐姆表”倍率改變,電阻R2=______Ω.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0,使電流表達(dá)到滿偏。
(4)保持開關(guān)閉合,在表筆間接入電阻R3(圖中未畫出),電流表指針指向圖(b)所示的位置時(shí),電阻R3=______Ω。
四、簡答題:本大題共2小題,共22分。
15.某水上滑梯的簡化結(jié)構(gòu)圖如圖所示??傎|(zhì)量為m的滑船(包括游客),從圖甲所示傾角θ=53°的光滑斜軌道上A點(diǎn)由靜止開始下滑,到達(dá)離地高h(yuǎn)=2.5m的B點(diǎn)時(shí),進(jìn)入一段與斜軌道相切的半徑R=12.5m的光滑圓弧軌道BCD,C點(diǎn)為與地面相切的圓弧軌道最低點(diǎn),在C點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力為1.8mg,之后從D點(diǎn)沿圓弧切線方向滑上如圖乙所示的足夠大光滑斜面abcd,速度方向與斜面水平底邊ad成夾角θ=53°。已知斜面abcd的底面離地高度為2.5m且與水平面成β=37°角,滑船最后在斜面水平底邊ad上某點(diǎn)進(jìn)入水平接收平臺(tái)。求:
(1)A點(diǎn)距離地面高度;
(2)滑船運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)到水平底邊ad的距離;
(3)滑船要進(jìn)入接收平臺(tái)時(shí)和D點(diǎn)的水平距離。
16.如圖所示,空間中在一矩形區(qū)域Ⅰ內(nèi)有場強(qiáng)大小E1=1×102N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場;一條長L=0.8m且不可伸長的輕繩一端固定在區(qū)域Ⅰ的左上角O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量m1=0.5kg、帶電荷量q=?0.1C的絕緣帶電小球a;在緊靠區(qū)域Ⅰ的右下角C點(diǎn)豎直放置一足夠長、半徑R=1m的光滑絕緣圓筒,圓筒上端截面水平,CD是圓筒上表面的一條直徑且與區(qū)域Ⅰ的下邊界共線,直徑MN與直徑CD垂直,圓筒內(nèi)左半邊MNCHJK區(qū)域Ⅱ中存在大小E2=20N/C、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)電場。把小球a拉至A點(diǎn)(輕繩繃直且水平)靜止釋放,當(dāng)小球a運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí),輕繩恰好斷裂。小球a進(jìn)入電場繼續(xù)運(yùn)動(dòng),剛好從區(qū)域Ⅰ的右下角C點(diǎn)豎直向下離開電場E1,然后貼著圓筒內(nèi)側(cè)進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ。已知重力加速度大小取g=10m/s2,繩斷前、斷后瞬間,小球a的速度保持不變,忽略一切阻力。求:
(1)輕繩的最大張力Tm;
(2)小球a運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度的大小vC和小球a從B到C過程電勢能的變化量ΔEp;
(3)若小球a剛進(jìn)入圓筒時(shí),另一絕緣小球b從D點(diǎn)以相同速度豎直向下貼著圓筒內(nèi)側(cè)進(jìn)入圓筒,小球b的質(zhì)量m2=0.5kg,經(jīng)過一段時(shí)間,小球a、b發(fā)生彈性碰撞,且碰撞中小球a的電荷量保持不變,則從小球b進(jìn)入圓筒到與小球a發(fā)生第5次碰撞后,小球b增加的機(jī)械能ΔEb是多大。
五、計(jì)算題:本大題共2小題,共22分。
17.如圖所示,高為h=14.4cm、截面積S=5cm2的絕熱汽缸開口向上放在水平面上,標(biāo)準(zhǔn)狀況(溫度t0=0℃、壓強(qiáng)p0=1×105Pa)下,用絕熱活塞Q和導(dǎo)熱性能良好的活塞P將汽缸內(nèi)的氣體分成甲、乙兩部分,活塞Q用勁度系數(shù)為k=1000N/m的輕彈簧拴接在汽缸底部,系統(tǒng)平衡時(shí)活塞Q位于汽缸的正中央且彈簧的形變量為零,活塞P剛好位于汽缸的頂部;現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的物體放在活塞P上,活塞P下降,如果用一加熱裝置對氣體乙緩慢加熱使活塞P回到汽缸頂部,此時(shí)氣體乙的溫度為多少攝氏度?(活塞的質(zhì)量以及一切摩擦均可忽略不計(jì),外界環(huán)境的溫度和大氣壓恒定,重力加速度g取10m/s2,結(jié)果保留整數(shù))
18.某傳送裝置的示意圖如圖所示,整個(gè)裝置由三部分組成,左側(cè)為粗糙傾斜直軌道AB,中間為水平傳送帶BC,傳送帶向右勻速運(yùn)動(dòng),其速度的大小可以由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)定,右側(cè)為光滑水平面CD.傾斜軌道末端及水平面CD與傳送帶兩端等高并平滑對接,質(zhì)量分別為m2、m3……mn?1、mn的n?1個(gè)物塊在水平面CD上沿直線依次靜止排列.質(zhì)量為m1物塊從斜面的最高點(diǎn)A由靜止開始沿軌道下滑,已知A點(diǎn)距離傳送帶平面的高度h=2.5m,水平距離L1=3.5m,傳送帶兩軸心間距L2=7m,物塊與傾斜直軌道、傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2,取重力加速度g=10m/s2。
(1)求物塊剛滑上傳送帶時(shí)的速度大??;
(2)改變傳送帶的速度,求物塊從傳送帶右側(cè)滑出時(shí)的速度v的范圍;
(3)若物塊m1以v0(已知)的速度離開傳送帶,滑到水平軌道上與m2發(fā)生碰撞,從而引起各物塊的依次碰撞,碰撞前后各物塊的運(yùn)動(dòng)方向處于同一直線上.各物塊間碰撞無機(jī)械能損失,且各物塊之間不發(fā)生第二次碰撞.經(jīng)過依次碰撞后,定義第n個(gè)物塊mn獲得的動(dòng)能Ekn與第1個(gè)物塊的初動(dòng)能Ek0之比為第1個(gè)物塊對第n個(gè)物塊的動(dòng)能傳遞系數(shù)k1n,求k13;
(4)接第(3)問,若m3=m4=……mn?1=mn=m14,求m2為何值時(shí),第n個(gè)物塊獲得的速度最大,并求出第n個(gè)物塊的最大速度vnm。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、所有的原子核均帶正電,故A錯(cuò)誤;
BCD、根據(jù)核反應(yīng)方程 47Be+?10e→ZAX+vc,結(jié)合質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒,可知X的質(zhì)量數(shù)為:A=7+0=7,質(zhì)子數(shù)為:Z=4?1=3,所以新核為73X,則新原子核 ZAX與原來的鈹原子核的核子數(shù)相同,新原子核 ZAX的中子數(shù)為:7?3=4,鈹原子核的中子數(shù)為:7?4=3,所以新原子核 ZAX比原來的鈹原子核多一個(gè)中子,新原子核 ZAX比原來的鈹原子核少一個(gè)質(zhì)子,故BD錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
根據(jù)核反應(yīng)過程中,電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒,以及質(zhì)量數(shù)=中子數(shù)+電荷數(shù)分析即可。
本題以核反應(yīng)方程為命題背景,考查了質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒,考查了學(xué)生的物理觀念。
2.【答案】C
【解析】解:AB.滑塊沿斜面向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度方向要斜面向上;
根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解,滑塊具有豎直向上的分加速度,因此滑塊處于超重狀態(tài);
設(shè)加速度的大小為a,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v02=2ax
變形得x=12a?v02
x?v02圖像的斜率k=3?06s2/m=12s2/m
結(jié)合x?v02函數(shù),圖像的斜率k=12a
代入數(shù)據(jù)解得滑塊下滑的加速度大小為a=1m/s2
綜上分析,故AB錯(cuò)誤;
CD.若v0=3m/s,滑塊沿斜面下滑的位移為x1=v022a=322×1m=4.5m6m
由位移公式可得L=v0t2?12at22
解得t2=2s
另一解6s不符合題意舍去,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:C。
AB.滑塊沿斜面向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度方向沿斜面向上,根據(jù)超重和失重的含義分析作答;
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解x?v02函數(shù),結(jié)合圖像斜率的含義求加速度的大小;
CD.根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求下滑的距離和所用時(shí)間,要注意分析下滑距離與斜面長的關(guān)系。
本題考查了勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的x?v02圖像,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解x?v02函數(shù)是解題的關(guān)鍵;解題時(shí)要注意斜面長這一條件,要避免盲目套用公式的現(xiàn)象。
3.【答案】B
【解析】解:A、由c=λν得,紅外線的頻率ν=cλ=3×1089×10?6Hz≈3.3×1013Hz,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=hν?W0
根據(jù)動(dòng)能定理得:?eUc=0?Ekm
解得該光電管的陰極金屬逸出功W0≈1.7×10?20J,故B正確;
C、人體溫度升高,輻射的紅外線強(qiáng)度增大,逸出光電子增加,飽和光電流增大,故C錯(cuò)誤;
D、對于某種金屬,根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,若照射光的頻率小于其極限頻率,則無論強(qiáng)度多大、光照時(shí)間多長,都不會(huì)有光電子逸出,不會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
由c=λν求解紅外線的頻率;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程、動(dòng)能定理求解該光電管的陰極金屬逸出功;飽和光電流與單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)有關(guān);根據(jù)光電效應(yīng)的條件進(jìn)行分析。
本題考查愛因斯坦光電效應(yīng)方程相關(guān)物理量的概念及決定因素,學(xué)生需深刻理解,弄懂本質(zhì)才不會(huì)出錯(cuò)。
4.【答案】B
【解析】解:根據(jù)衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由地球的萬有引力提供向心力,則軌道半徑為r1時(shí)有:GMmr12=mv12r1…①,
衛(wèi)星的引力勢能為:EP1=?GMmr1…②
軌道半徑為r2時(shí):GMmr22=mv22r2…③
衛(wèi)星的引力勢能為:EP2=?GMmr2…④
設(shè)摩擦而損失的機(jī)械能為△E,根據(jù)能量守恒定律得:12mv12+EP1=12mv22+EP2+△E…⑤
聯(lián)立①~⑤得:△E=GMm2(1r2?1r1).故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選:B。
求出衛(wèi)星在半徑為R1圓形軌道和半徑為R2的圓形軌道上的動(dòng)能,從而得知?jiǎng)幽艿臏p小量,通過引力勢能公式求出勢能的增加量,根據(jù)能量守恒求出損失的機(jī)械能。
本題是信息題,要讀懂引力勢能的含義,建立衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的模型,根據(jù)萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)、能量守恒定律結(jié)合求解。
5.【答案】C
【解析】解:A.僅使滑片M下移,副線圈匝數(shù)減小,根據(jù)理想變壓器U1U2=n1n2知副線圈電壓減小,副線圈電路電阻不變,所以電流減小,故A錯(cuò)誤;
B.僅使滑片M下移,副線圈電壓、電流均減小,所以副線圈功率減小,根據(jù)理想變壓器特點(diǎn)U1I1=U2I2,可知原線圈中電流變小,故B錯(cuò)誤;
C.僅使滑片N自變阻器a端向b端移動(dòng),并聯(lián)部分電路電壓(副線圈電壓)不變,L2所在支路電阻逐漸減小,根據(jù)歐姆定律可知,L2中電流一直增大,故C正確;
D.僅使滑片N自變阻器a端向b端移動(dòng),則并聯(lián)部分電阻先增大后減小,副線圈總電阻先增大后減小,副線圈電壓不變,所以副線圈總電流(電流表示數(shù))先減小后增大,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
滑片M下移會(huì)影響副線圈的匝數(shù),根據(jù)原副線圈的匝數(shù)比與原副線圈的電壓之比的關(guān)系結(jié)合歐姆定律分析出電流表的示數(shù)變化,根據(jù)原副線圈的功率相等分析出原線圈的電流變化;
滑片N移動(dòng)會(huì)改變電路中的電阻,根據(jù)歐姆定律分析出燈泡中的電流的變化和電流表示數(shù)的變化。
本題主要考查了變壓器的構(gòu)造和原理,熟悉原副線圈的電學(xué)物理量與線圈匝數(shù)的關(guān)系,同時(shí)根據(jù)電阻的變化分析出電路中電學(xué)物理量的變化即可。
6.【答案】B
【解析】解:AB.小球受到重力、電場力和細(xì)繩的拉力在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)合外力提供向心力,電場力應(yīng)與重力平衡,即小球所受電場力與重力等大反向,則知小球帶正電,故A錯(cuò)誤,B正確;
C.小球在從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中,電場力做負(fù)功,小球的電勢能增大,故C錯(cuò)誤;
D.由于電場力做功,所以小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),受到重力、電場力和細(xì)繩的拉力,電場力與重力必定平衡,可判斷小球的電性。由電場力做功情況,判斷電勢能的變化。機(jī)械能守恒的條件是只有重力做功。
本題的解題關(guān)鍵是根據(jù)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件,判斷電場力與重力的關(guān)系,即可確定出小球的電性。
7.【答案】C
【解析】解:A.設(shè)竹竿與水平方向夾角為α,兩竹竿對磚塊彈力的夾角為θ,磚塊在垂直運(yùn)動(dòng)方向受力如圖
根據(jù)平衡條件有2FNcsθ2=mgcsα
僅將兩竹竿間距減少一些,θ不變,竹竿對磚的彈力不變,故A錯(cuò)誤;
B.竹竿對磚的摩擦力為f=2μFN,竹竿對磚的彈力FN不變,則摩擦力不變,故B錯(cuò)誤;
C.沿物塊運(yùn)動(dòng)方向,根據(jù)牛頓第二定律有mgsinα?f=ma、摩擦力f不變,則磚塊下滑的加速度不變,故C正確;
D.根據(jù)位移-時(shí)間公式有x=12at2
解得t= 2xa
竹竿的長度不變,物塊下滑的位移不變,磚塊的加速度不變,可知磚塊滑動(dòng)底端的時(shí)間不變,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
根據(jù)磚塊在垂直運(yùn)動(dòng)方向受力列平衡方程分析判斷;根據(jù)摩擦力公式分析判斷;根據(jù)牛頓第二定律分析判斷;根據(jù)位移-時(shí)間公式判斷。
本題關(guān)鍵掌握垂直運(yùn)動(dòng)方向的受力情況和沿運(yùn)動(dòng)方向的受力情況分析。
8.【答案】C
【解析】解:A、由題意畫出光路圖如圖所示,根據(jù)光路圖和反射定律可知:4θ=90°,即θ=22.5°,則∠BCD=180°?(90°?θ)=90°+22.5°=112.5°,故A錯(cuò)誤;
B、由幾何知識(shí)可得:∠BAE=180°?(90°?θ)=90°+22.5°=112.5°,則∠BAE=∠BCD,故B錯(cuò)誤;
CD、光線在CD和AE界面上恰好發(fā)生全反射時(shí),對應(yīng)著五棱鏡折射率的最小值n0,則
n0=1sinθ,解得n0=1sin22.5°,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:C。
作出光路圖,根據(jù)幾何知識(shí)求出光在CD面上的入射角,并求出∠BCD。當(dāng)光線剛好在CD面和AE面上發(fā)生全反射時(shí),五棱鏡折射率最小,根據(jù)臨界角公式sinC=1n求出折射率最小值。
解決該題的關(guān)鍵是能正確作出光路圖,能根據(jù)幾何知識(shí)求出臨界角。要知道光線剛好在界面上發(fā)生全反射時(shí),棱鏡的折射率最小。
9.【答案】BD
【解析】解:A、外力F作用在右端活塞上,活塞位置不變,可知在F作用下沒有位移,根據(jù)功的公式W=Fscsα,s=0,可知外力F做功為零,故A錯(cuò)誤;
BC、氣缸為導(dǎo)熱汽缸,環(huán)境溫度不變,所以氣體狀態(tài)變化過程中溫度不變,溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以分子平均動(dòng)能不變,對于一定質(zhì)量的理想氣體,內(nèi)能只與分子平均動(dòng)能有關(guān),所以內(nèi)能也不變,故B正確,C錯(cuò)誤;
D、此過程外界大氣通過活塞對封閉氣體做功為p0S1h,活塞下降過程,因緩慢加細(xì)沙,故細(xì)沙通過活塞對氣體做功小于mgh,所以外界對氣體做功W5m,所以波從健身者傳到P點(diǎn)所用的時(shí)間t=Lλ?T

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