1.我國科學(xué)家為解決“玉兔號”月球車長時間處于黑夜工作的需要，研制了一種小型核能電池，將核反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，需要的功率并不大，但要便于防護(hù)其產(chǎn)生的核輻射。請據(jù)此猜測“玉兔號”所用核能電池有可能采納的核反應(yīng)方程是( )
A. 13H+12H→24He+01nB. 92235U+01n→56141Ba+3692kr+301n
C. 94238Pu→95238Am+?10eD. 1327Al+24He→1530P+01n
2.如圖甲所示，每年夏季，我國多地會出現(xiàn)日暈現(xiàn)象，日暈是日光通過卷層云時，受到冰晶的折射或反射形成的。如圖乙所示為一束太陽光射到六角形冰晶上時的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，下列說法正確的是( )
A. a光的頻率比b光的頻率大
B. 在冰晶中，b光的傳播速度較小
C. 用同一裝置做單縫衍射實(shí)驗(yàn)，b光中央亮條紋更寬
D. 從同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角較小
3.“祝融號”火星車需要“休眠”以度過火星寒冷的冬季。假設(shè)火星和地球的冬季是各自公轉(zhuǎn)周期的四分之一，且火星的冬季時長約為地球的1.88倍?；鹦呛偷厍蚶@太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動。下列關(guān)于火星、地球公轉(zhuǎn)的說法正確的是( )
A. 火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大B. 火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球的大
C. 火星公轉(zhuǎn)的半徑比地球的小D. 火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球的小
4.如圖(a)所示，點(diǎn)電荷?q繞點(diǎn)電荷+Q做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，角速度為ω1；如圖(b)所示，點(diǎn)電荷?q在相距為r的兩個固定點(diǎn)電荷+Q所在連線的中垂面上，做角度為ω2的勻速圓周運(yùn)動，?q到+Q的距離始終為r。則ω1：ω2為( )
A. 1： 2B. 1：1C. 1： 3D. 2： 3
5.如圖所示，半徑為R的圓盤邊緣有一釘子B，在水平光線下，圓盤的轉(zhuǎn)軸A和釘子B在右側(cè)墻壁上形成影子O和P，以O(shè)為原點(diǎn)在豎直方向上建立x坐標(biāo)系。t=0時從圖示位置沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動圓盤，角速度為ω，則P做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為( )
A. x=Rsin(ωt?π2)B. x=Rsin(ωt+π2)
C. x=2Rsin(ωt?π2)D. x=2Rsin(ωt+π2)
6.如圖所示，在2022年北京冬奧會高山滑雪男子大回轉(zhuǎn)比賽中，中國選手張洋銘沿著雪道加速滑下，途經(jīng)a、b、c、d四個位置。若將此過程視為勻加速直線運(yùn)動，張洋銘在ab、bc、cd三段位移內(nèi)速度增加量之比為1：2：1，a、b之間的距離為L1，c、d之間的距離為L3，則b、c之間的距離L2為( )
A. 8L1B. 87L3C. L1+L3D. 12(L1+L3)
7.如今網(wǎng)上購物非常流行，快遞公司把郵件送到家里，消費(fèi)者足不出戶就可以購買到想要的商品。如圖是某快遞公司分揀郵件的傾斜傳輸裝置：傳送帶A、B間長度為L=10m，傾角為θ=30°，正以恒定速率v=5m/s順時針運(yùn)轉(zhuǎn)?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的郵件(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶底端A點(diǎn)，則郵件從A運(yùn)動到B過程中，傳送帶對郵件的沖量大小為(已知郵件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ= 32，重力加速度g=10m/s2)( )
A. 5N?sB. 20N?sC. 15 3N?sD. 5 43N?s
二、多選題：本大題共3小題，共15分。
8.如圖甲所示，已知車輪邊緣上一質(zhì)點(diǎn)P的軌跡可看成質(zhì)點(diǎn)P相對圓心O作速率為v的勻速圓周運(yùn)動，同時圓心O向右相對地面以速率v作勻速運(yùn)動形成的，該軌跡稱為圓滾線。如圖乙所示，空間存在豎直向下的大小為E勻強(qiáng)電場和水平方向(垂直紙面向里)大小為B的勻強(qiáng)磁場，已知一質(zhì)量為m、電量大小為q的正離子在電場力和洛倫茲力共同作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線AC運(yùn)動(該曲線屬于圓滾線)，到達(dá)B點(diǎn)時速度為零，C為運(yùn)動的最低點(diǎn)。不計重力，則( )
A. A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的時間為πmqBB. A、B點(diǎn)位于同一高度
C. 該離子電勢能先增大后減小D. 到達(dá)C點(diǎn)時離子速度最大
9.如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1：n2=1：2，一個二極管和阻值為R=10Ω的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端?，F(xiàn)在a、b兩端接入如圖乙所示的電壓，c、d間接入理想電壓表。已知二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大，則( )
A. 電壓表讀數(shù)為100V
B. R的功率為500W
C. 若將二極管短路，電壓表示數(shù)為200V
D. 若將二極管短路，變壓器的輸入功率為2000W
10.如圖所示，水平放置的平行板電容器充電后與電源斷開，一帶電粒子從A點(diǎn)沿半圓ABC的直徑方向以某一速度水平射入電場，恰好經(jīng)過半圓的最低點(diǎn)B。粒子重力不計，下列分析正確的是( )
A. 經(jīng)過B點(diǎn)時的速度方向沿半圓的半徑
B. 無論射入速度多大，粒子都不可能沿著半徑方向離開半圓
C. 若僅將下板下移少許，板間電壓增大
D. 若將下板下移少許，該粒子以相同的速度從原處射入電場，仍會經(jīng)過B點(diǎn)
三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共16分。
11.如圖甲所示是一個研究向心力大小與哪些因素有關(guān)的DIS實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，其中做勻速圓周運(yùn)動的圓柱體的質(zhì)量為m，放置在未畫出的水平圓盤上，圓周軌道的半徑為r，力電傳感器測定的是向心力的大小，光電傳感器測定的是圓柱體的線速度大小，表格中是所得數(shù)據(jù)，圖乙分別為F?v圖像、F?v2圖像、F?v3圖像。
(1)數(shù)據(jù)表格和圖乙中的三個圖像分別是在探究向心力F和圓柱體線速度大小v的關(guān)系時，保持圓柱體質(zhì)量不變、半徑r=0.1m的條件下得到的。研究圖像后，可得出向心力F和圓柱體線速度大小v的關(guān)系式______。
(2)為了研究F與r成反比的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時除了保持圓柱體質(zhì)量不變外，還應(yīng)保持______不變。
(3)若已知向心力公式為F=mv2r，根據(jù)上面的圖線可以推算出，本實(shí)驗(yàn)中圓柱體的質(zhì)量為______。
12.多用電表是實(shí)驗(yàn)室必備儀器，某實(shí)驗(yàn)小組把一歐姆擋等效為一個直流電源，用一個滑動變阻器和一個電壓表測量該多用電表內(nèi)電源電動勢和歐姆“×1”擋內(nèi)部總電阻，他所采用的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)器材：待測多用電表(歐姆擋部分刻度損壞)；電壓表V：量程6V，內(nèi)阻約15kΩ；滑動變阻器最大阻值50Ω；導(dǎo)線若干。
根據(jù)以下操作步驟，回答有關(guān)問題：
(1)將待測多用電表調(diào)到歐姆“×1”擋，將表筆A、B短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，進(jìn)行歐姆擋調(diào)零。
(2)調(diào)零完畢，將表筆A、B分別與圖甲中1、2兩端相接，其中A為______表筆(填“紅”或“黑”)。
(3)圖乙是多用電表某次測量的示數(shù)，該示數(shù)為______Ω。
(4)多次調(diào)節(jié)變阻器的滑片位置，改變其接入電路的阻值，記錄多用電表的示數(shù)R和電壓表的示數(shù)U，以1R為縱坐標(biāo)、1U為橫坐標(biāo)作出如圖丙所示圖像，根據(jù)圖像可得電源電動勢E=______ V；歐姆“×1”擋內(nèi)部總電阻r=______Ω。
四、簡答題：本大題共1小題，共15分。
13.如圖所示，半徑為0.5m的光滑圓弧曲面與傾角為37°足夠長的固定粗糙斜面MN在N點(diǎn)平滑相接，質(zhì)量為0.04kg的小物塊B恰好靜止在斜面上，此時物塊B與N點(diǎn)的距離為0.25m。另一質(zhì)量為0.2kg的小物塊A從與圓心等高處由靜止釋放，通過N點(diǎn)滑上斜面，與物塊B發(fā)生彈性碰撞。已知物塊A與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度g取10m/s2，兩物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞時間極短sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
(1)物塊A運(yùn)動到N點(diǎn)時對曲面的壓力；
(2)從物塊A與B第一次碰撞到兩物塊再次碰撞經(jīng)歷的時間。
五、計算題：本大題共2小題，共25分。
14.如圖所示，是一種血壓計的氣路系統(tǒng)，血壓計未工作時，氣路系統(tǒng)內(nèi)部封閉一定質(zhì)量的空氣，其壓強(qiáng)為p0，體積為V0，血壓計工作時，氣泵工作，向氣路系統(tǒng)充入壓強(qiáng)為p0的空氣，氣路系統(tǒng)體積膨脹，當(dāng)氣路系統(tǒng)的壓強(qiáng)達(dá)到1.5p0時，氣路系統(tǒng)內(nèi)的空氣體積變?yōu)?.2V0，然后打開機(jī)械閥放出部分空氣后，氣路系統(tǒng)的壓強(qiáng)變?yōu)?.2p0時，氣路系統(tǒng)內(nèi)的空氣體積變?yōu)?.1V0，已知外界大氣壓強(qiáng)為p0，假定氣路系統(tǒng)氣體可視為理想氣體，空氣的溫度不發(fā)生變化且與外界相同。
(1)當(dāng)氣路系統(tǒng)的壓強(qiáng)達(dá)到1.5p0時，充入的外部空氣體積；
(2)打開機(jī)械閥門放出的空氣質(zhì)量與氣路系統(tǒng)剩余的空氣質(zhì)量之比。
15.如圖1所示某種風(fēng)力發(fā)電裝置，輕質(zhì)釹磁鐵固定在帶狀薄膜的末端，上下各固定一個完全相同的線圈，當(dāng)風(fēng)通過薄膜，使薄膜產(chǎn)生周期性的顫振位移，從而在線圈中產(chǎn)生交變電流。如圖2所示為簡化原理圖，兩線圈與磁鐵共軸，以薄膜平衡位置為原點(diǎn)0建立豎直向上x軸，線圈與磁鐵相距均為x0，當(dāng)風(fēng)力作用時薄膜帶動磁鐵在豎直方向上下振動時，振幅為A。已知線圈的匝數(shù)為n、橫截面積為S；磁鐵中軸線上各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與該點(diǎn)到磁鐵中心距離x的關(guān)系如圖3所示，圖中B0、B1、B2為已知量，忽略線圈的長度，線圈內(nèi)各處磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量近似等于線圈中心位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。負(fù)載電阻R的e端與上線圈的a端連接，f端與下線圈的某端連接，使兩線圈作為電源處于串聯(lián)狀態(tài)。不計線圈電阻和自感互感的影響，重力加速度為g。
(1)上線圈的b端應(yīng)與下線圈的哪一端連接？(選“c端”或“d端”)
(2)在磁鐵從平衡位置向上運(yùn)動到最大位移的過程中，求通過電阻R的電荷量；
(3)圖3中x0隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化關(guān)系式為B0=kx0(其中k為未知常數(shù))，當(dāng)磁鐵以速率v0經(jīng)平衡位置向上運(yùn)動時，求此時負(fù)載電阻R的電功率。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、此核反應(yīng)是聚變反應(yīng)，反應(yīng)劇烈，至今可控聚變反應(yīng)還處于各種實(shí)驗(yàn)研究階段，所以不宜采用，故A錯誤；
B、此核反應(yīng)是重核裂變反應(yīng)，雖然實(shí)現(xiàn)了人工控制，但因反應(yīng)劇烈，防護(hù)要求高還不能小型化，目前只是一些大型的核電站采用，故B錯誤；
C、此核反應(yīng)是人工放射性同位素的衰變反應(yīng)，是小型核能電池主要采用的反應(yīng)方式，故C正確；
D、此核反應(yīng)是人工核轉(zhuǎn)變反應(yīng)，需要高能α粒子，在月球上不宜實(shí)現(xiàn)，故D錯誤。
故選：C。
根據(jù)“玉兔號”月球車長時間處于黑夜工作的需要，將核反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽枰墓β什⒉淮?，便于防護(hù)其產(chǎn)生的核輻射，只有人工放射性同位素的衰變反應(yīng)符合這些要求。
本題考查的是四種核反應(yīng)的特點(diǎn)以及在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，關(guān)鍵是要熟悉相關(guān)核反應(yīng)的內(nèi)容并強(qiáng)化記憶。
2.【答案】B
【解析】解：AB、太陽光射入六角形冰晶時，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律可知六角形冰晶對a光的折射率小于對b光的折射率，a光的頻率比b光的頻率小，由v=cn，故b光的傳播速度較小，故A錯誤，B正確；
C、由于c=λf，所以a光的波長大于b光的波長，根據(jù)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長越長，中央亮條紋越寬，故a光中央亮條紋更寬，故C錯誤；
D、由臨界角公式sinC=1n，a光的折射率小，a光的臨界角大，故D錯誤；
故選：B。
太陽光射入六角形冰晶時，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律得出折射率關(guān)系，從而得出頻率、波長和波速關(guān)系；依據(jù)臨界角公式sinC=1n比較臨界角的大小；根據(jù)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長越長，中央亮條紋越寬判斷誰的中央條紋寬。
本題可以取特例用紅光與紫光類比a光和b光，對于七種單色光的折射率、波長、頻率等等之間的關(guān)系，是考試的熱點(diǎn)，要牢固掌握。
3.【答案】D
【解析】C、根據(jù)萬有引力提供向心力得：GMmr2=m4π2rT2，因此T= 4π2r3GM
因?yàn)榛鹦呛偷厍虻亩臼歉髯怨D(zhuǎn)周期的四分之一，且火星的冬季時長約為地球的1.88倍，即火星的公轉(zhuǎn)周期大于地球的公轉(zhuǎn)周期，由此可知火星公轉(zhuǎn)的半徑大于地球的公轉(zhuǎn)半徑，故C錯誤；
ABD、根據(jù)萬有引力提供向心力得：GMmr2=mv2r=ma=mω2r
可知：v= GMr；a=GMr2；ω= GMr3，根據(jù)上述的半徑關(guān)系可知，火星公轉(zhuǎn)的線速度、角速度和加速度都比地球的小，故D正確，AB錯誤；
故選D。
根據(jù)行星的周期大小關(guān)系得出半徑的大小關(guān)系，結(jié)合萬有引力提供向心力的公式得出加速度、角速度和線速度的大小關(guān)系。
本題主要考查了衛(wèi)星運(yùn)行規(guī)律，可以利用口訣“高軌低速長周期”直接進(jìn)行判斷。
4.【答案】A
【解析】解：點(diǎn)電荷?q繞點(diǎn)電荷+Q做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，由庫侖引力提供向心力，如下圖(a)所示，
依據(jù)牛頓第二定律，則有：
kQqr2=mω12r
點(diǎn)電荷?q在相距為r的兩個固定點(diǎn)電荷+Q所在連線的中垂面上，做角度為ω2的勻速圓周運(yùn)動，如上圖(b)所示，
由庫侖引力的合力提供向心力，依據(jù)庫侖定律，結(jié)合矢量的法則，及三角知識，則有：
3kQqr2=mω22? 32r
聯(lián)立上兩式，解得：ω1：ω2=1： 2，故A正確，BCD錯誤；
故選：A。
依據(jù)庫侖定律與向心力表達(dá)式，結(jié)合庫侖引力提供向心力，及矢量的合成法則與三角知識，即可求解。
考查庫侖定律與牛頓第二定律的應(yīng)用，掌握勻速圓周運(yùn)動的向心力表達(dá)式，理解三角知識的正確運(yùn)用，注意兩者圓周運(yùn)動的半徑不同。
5.【答案】B
【解析】解：t時刻轉(zhuǎn)動角度為ωt，總角度為ωt+π2，所以x=Rsin(ωt+π2)，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
首先求解t時刻的角度，然后根據(jù)三角函數(shù)知識求解。
解答本題的關(guān)鍵是：求解t時刻的總角度。
6.【答案】C
【解析】解：張洋銘在ab、bc、cd三段位移內(nèi)速度增加量之比為1：2：1，則對應(yīng)時間之比為1：2：1，有
L1=v0t+12at2
L2=(v0+at)?2t+12a(2t)2=2v0t+4at2
L3=(v0+3at)?t+12at2=v0t+72at2
根據(jù)數(shù)學(xué)知識觀察可得
L2=L1+L3
故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動公式求解，需注意每段的末速度是下一段的初速度。
本題主要是考查勻變速直線運(yùn)動的計算，解答本題的關(guān)鍵是弄清楚運(yùn)動過程，合理的選擇勻變速直線運(yùn)動的計算公式進(jìn)行解答。
7.【答案】D
【解析】解：設(shè)郵件在AB上運(yùn)動的加速度大小為a，由牛頓第二定律得μmgcsθ?mgsinθ=ma
代入數(shù)據(jù)得a=2.5m/s2
則與傳送帶共速時郵件運(yùn)動的距離為x=v22a=522×2.5=5m

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