
1.在2024年5月15日到5月19日大慶文旅推介周期間,小明同學(xué)和家人用手機(jī)導(dǎo)航駕車從鐵人王進(jìn)喜紀(jì)念館到大慶博物館,導(dǎo)航圖中顯示三條行車路線,其中最短路線為“24公里”。下列說法正確的是( )
A. 研究汽車在導(dǎo)航圖中的位置時(shí),可以把汽車看成質(zhì)點(diǎn)
B. “24公里”指的是位移大小
C. 圖中顯示的三條行車路線的位移各不相同
D. 無論選擇哪條行車路線,汽車的平均速度都是相同的
2.關(guān)于近代物理知識(shí),下列說法正確的是( )
A. β衰變時(shí)原子核能夠放射出β粒子,說明原子核內(nèi)有β粒子
B. 原子核的比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定
C. 太陽輻射的能量主要來源于太陽中的裂變反應(yīng)
D. 核反應(yīng)方程 12H+ 12H→ 01n+X中X為 24He
3.某人推著自行車前進(jìn)時(shí),地面對(duì)前輪的摩擦力為F1,對(duì)后輪的摩擦力為F2,當(dāng)人騎著自行車前進(jìn)時(shí),地面對(duì)前輪的摩擦力為F3,對(duì)后輪的摩擦力為F4,下列說法正確的是( )
A. F1與車前進(jìn)方向相同B. F2與車前進(jìn)方向相同
C. F3與車前進(jìn)方向相同D. F4與車前進(jìn)方向相同
4.如甲、乙兩圖所示是某同學(xué)在做光的單縫衍射和楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),利用光照強(qiáng)度傳感器測(cè)得的條紋相對(duì)光強(qiáng)I隨水平距離x的分布圖像。有關(guān)光的衍射和干涉現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A. 甲發(fā)生的是干涉現(xiàn)象
B. 乙發(fā)生的是衍射現(xiàn)象
C. 發(fā)生甲、乙現(xiàn)象時(shí),說明光具有波動(dòng)性
D. 當(dāng)所用光線由紅光變成藍(lán)光時(shí),乙現(xiàn)象條紋間距不變
5.2024年5月3日,嫦娥六號(hào)探測(cè)器在文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射,準(zhǔn)確進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,5月8日,成
功實(shí)施近月制動(dòng),順利進(jìn)入環(huán)月軌道飛行,6月2日登陸月球背面進(jìn)行月壤采集。若不考慮整個(gè)過程中嫦娥六號(hào)質(zhì)量的變化,下列說法正確的是( )
A. 嫦娥六號(hào)在不同軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)所受月球?qū)ζ淙f有引力相同
B. 嫦娥六號(hào)接近環(huán)月軌道時(shí),需要加速才能進(jìn)入環(huán)月軌道
C. 在地月轉(zhuǎn)移軌道上無動(dòng)力奔月時(shí),嫦娥六號(hào)速率不變
D. 嫦娥六號(hào)在環(huán)月軌道上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能比在大橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能大
6.如圖所示,理想變壓器原線圈與定值阻值R1串聯(lián)后接在輸出電壓恒定的正弦交流電源a、b兩端,副線圈電路中接有電阻箱R和定值電阻R2,電流表A1、A2和電壓表V1、V2均為理想電表,增大電阻箱R的阻值,下列說法正確的是( )
A. A1的示數(shù)增加B. A2的示數(shù)增加C. V2的示數(shù)增加D. V1的示數(shù)不變
7.如圖甲所示,某多級(jí)直線加速器由n個(gè)橫截面積相同的金屬圓筒依次排列組成,其中心軸線在同一直線上,序號(hào)為偶數(shù)的圓筒和交流電源的M極相連,序號(hào)為奇數(shù)的圓筒和交流電源的N極序號(hào)為0的金屬圓板中央有一個(gè)質(zhì)子源,質(zhì)子逸出的速度不計(jì),M、N兩極加上如圖乙所示電壓uMN,一段時(shí)間后加速器穩(wěn)定輸出質(zhì)子流。已知質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為e,質(zhì)子通過圓筒間隙的時(shí)間不計(jì),不計(jì)質(zhì)子的重力,且忽略相對(duì)論效應(yīng),下列說法正確的是( )
A. 質(zhì)子在各圓筒中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B. 質(zhì)子進(jìn)入第n個(gè)圓筒瞬間速度為 2(n?1)eU0m
C. 質(zhì)子在各圓筒中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1: 2: 3……
D. 各金屬筒的長(zhǎng)度之比為1: 2: 3……
二、多選題:本大題共3小題,共18分。
8.2023年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了“采用實(shí)驗(yàn)方法產(chǎn)生阿秒光脈沖”的三位科學(xué)家。在物理學(xué)發(fā)展過程中,觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用,下列敘述與事實(shí)相符的是( )
A. 密立根通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量得出元電荷e的數(shù)值為1.60×10?19C
B. 奧斯特通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),雷電的性質(zhì)與摩擦產(chǎn)生的電的性質(zhì)完全相同并命名了正電荷和負(fù)電荷
C. 牛頓開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)與邏輯推理相結(jié)合的研究方法,并用這種方法研究了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
D. 卡文迪什利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)定了萬有引力常量的值,被稱為“測(cè)出地球質(zhì)量的人”
9.如圖所示,長(zhǎng)為2m的水平傳送帶以恒定速率v=3m/s順時(shí)針運(yùn)動(dòng),一質(zhì)量為m=1kg的不計(jì)大小的小煤塊從傳送帶左端輕放在傳送帶上,小煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,已知重力加速度g=10m/s2,在小煤塊整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,下列說法正確的是( )
A. 小煤塊在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度為1m/s2
B. 小煤塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2s
C. 小煤塊在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)度為2m
D. 傳送小煤塊過程中,傳送帶對(duì)小煤塊做功為4.5J
10.如圖所示,空間中存在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng),固定水平U形導(dǎo)軌間距為L(zhǎng),軌道左端連接一阻值為R的電阻,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上距左端x位置,其接入回路的電阻為r。不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,不計(jì)導(dǎo)體棒與軌道間的摩擦。t=0時(shí)刻ab以水平向右的初速度從圖示實(shí)線位置開始運(yùn)動(dòng),最終停在導(dǎo)軌上。在此過程中,下列說法正確的是( )
A. 導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)且導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向?yàn)閎→a
B. 電阻R消耗的總電能為mv02R2(R+r)
C. 導(dǎo)體棒停止位置距軌道左端距離為x+mv0(R+r)B02L2
D. 若要導(dǎo)體棒保持勻速直線運(yùn)動(dòng),可使空間各處B滿足1B=v0B0xt+1B0
三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共2小題,共14分。
11.某實(shí)驗(yàn)小組用電壓表(量程為3V,內(nèi)阻約為3kΩ)和電流表(量程為0.6A,內(nèi)阻約為0.1Ω)測(cè)量一個(gè)電阻的阻值R0(約為5Ω),電路如圖所示,要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。
(1)為了減小電表內(nèi)阻引起的誤差,電壓表左接線柱應(yīng)連接在______點(diǎn)(選填“A”或“B”);
(2)開關(guān)閉合前,為了保護(hù)電表安全,滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)放置圖中______端(選填“a”或“b”);
(3)正確連接電壓表情況下,測(cè)得的電阻值______真實(shí)值(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
12.某實(shí)驗(yàn)小組驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的裝置如圖甲所示。
(1)選擇兩個(gè)半徑相等的小球,其中一個(gè)小球有經(jīng)過球心的孔,用游標(biāo)卡尺測(cè)量?jī)尚∏蛑睆絛,如圖乙所示d= ______mm;
(2)用天平測(cè)出小球的質(zhì)量,有孔的小球質(zhì)量記為m1,另一個(gè)球記為m2;本實(shí)驗(yàn)中______(選填“需要”或“不需要”)滿足m1>m2;
(3)將鐵架臺(tái)放置在水平桌面上,上端固定力傳感器,通過數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)相連;將長(zhǎng)約1米的細(xì)線穿過小球m1的小孔并掛在力傳感器上,測(cè)出懸點(diǎn)到小球上邊緣的距離L;
(4)將小球m2放在可升降平臺(tái)上,調(diào)節(jié)平臺(tái)位置和高度,保證兩個(gè)小球能發(fā)生正碰;在地面上鋪上復(fù)寫紙和白紙,以顯示小球m2落地點(diǎn);
(5)拉起小球m1由某一特定位置靜止釋放,兩個(gè)小球發(fā)生正碰,通過與拉力傳感器連接的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示拉力大??;讀出拉力碰前和碰后的兩個(gè)峰值F1和F2;通過推導(dǎo)可以得到m1碰撞前瞬間速度v1= ______;同樣方式可以得到m1碰撞后瞬間速度v3;(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間)
(6)測(cè)出小球m2做平拋的水平位移s和豎直位移?,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則m2碰后瞬間速度v2= ______;
(7)數(shù)據(jù)處理后若滿足表達(dá)式:______(已知本次實(shí)驗(yàn)中m1>m2,速度用v1、v2、v3表示)則說明m1與m2碰撞過程中動(dòng)量守恒。
四、計(jì)算題:本大題共3小題,共40分。
13.今有一汽缸用質(zhì)量m=4kg、橫截面積S=20cm2的活塞密封著一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)汽缸如圖水平橫放時(shí),缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)L0=6cm,溫度為27℃保持溫度不變,將汽缸如圖乙豎直放置,活塞靜止不動(dòng)時(shí),缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)L。若將氣體的溫度緩慢變?yōu)門時(shí),如圖丙缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)恢復(fù)為L(zhǎng)0。已知大氣壓強(qiáng)恒為p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2,活塞與汽缸之間無摩擦且不漏氣。求:
(1)圖乙中汽缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)L;
(2)圖丙中汽缸內(nèi)空氣的溫度T為多少開。
14.如圖,一滑雪道由AB和BC兩段滑道組成,其中AB段傾角θ=37°,BC段水平,AB段和BC由一小段不計(jì)長(zhǎng)度的光滑圓弧連接,一個(gè)質(zhì)量m=6kg的背包在滑道頂端A處由靜止以a1=2m/s2的加速度勻加速下滑,背包下滑1s時(shí),質(zhì)量M=54kg(含裝備)的滑雪者利用滑雪板從頂端以v0=2m/s的初速度、a2=4m/s2的加速度勻加速追趕,恰好在B點(diǎn)追上(已進(jìn)入水平面)背包并立即將其拎起,忽略空氣阻力及拎包過程中滑雪者與背包的重心變化,已知sin37°=0.6,cs37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)背包與滑道間動(dòng)摩擦因數(shù)μ1和滑雪板與滑道間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2;
(2)滑道AB段的長(zhǎng)度;
(3)滑雪者拎起背包時(shí)這一瞬間的速度大小。
15.如圖是芯片制造過程中離子注入工作原理簡(jiǎn)化示意圖,從離子源發(fā)出的某帶正電的離子在電場(chǎng)加速后速度大小為v,沿虛線通過速度選擇器,在14圓弧形的分析器(如圖甲、乙)做半徑為R1的勻速圓周運(yùn)動(dòng),從P點(diǎn)沿直徑PQ方向進(jìn)入半徑為R2的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,最后打在平行PQ放置且與PQ相距1.5R2的硅片上,完成離子注入。圖甲靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng),圖乙磁分析器通道內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知離子質(zhì)量m、電荷量q、速度v,速度選擇器中電場(chǎng)強(qiáng)度E、R1、R2及電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向。整個(gè)系統(tǒng)置于真空中,不計(jì)離子重力。求:
(1)速度選擇器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??;
(2)圖甲中靜電分析器通道內(nèi)R1虛線處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E′和圖乙中磁分析器通道內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B′;
(3)已知離子經(jīng)在圓形磁場(chǎng)區(qū)域偏轉(zhuǎn)后垂直打在硅片上M點(diǎn),現(xiàn)在圓形磁場(chǎng)區(qū)域再加上垂紙面向里的大小也為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),離子會(huì)打在硅片上N點(diǎn),求硅片上MN兩點(diǎn)的距離。
答案解析
1.A
【解析】解:A.研究汽車在導(dǎo)航圖中的位置時(shí),汽車的大小對(duì)問題的研究影響較小,可以忽略,故可以把汽車看作質(zhì)點(diǎn),故A正確;
B.導(dǎo)航圖中顯示三條行車路線,其中距離最短為“24公里”,由圖可知,汽車運(yùn)動(dòng)路線中的軌跡是曲線,所以指的是路程,而不是位移的大小,故B錯(cuò)誤;
C.三條行車路線的起點(diǎn)和終點(diǎn)相同,所以他們的位移相同,故B錯(cuò)誤;
D.無論選擇哪條行車路線,汽車的位移相同,但時(shí)間不同,故平均速度不同,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
時(shí)刻是指某一瞬時(shí),時(shí)間間隔是兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔。位移是從起點(diǎn)到終點(diǎn)的有向線段。路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度。當(dāng)物體的大小和形狀在研究的問題中能夠忽略,物體可以看成質(zhì)點(diǎn)。
本題要正確區(qū)分路程與位移、時(shí)間與時(shí)刻,知道一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn),關(guān)鍵看物體的大小和形狀在研究的問題中能否忽略。
2.B
【解析】解:A、β衰變時(shí)釋放的β粒子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,電子釋放出來就是β粒子,故A錯(cuò)誤;
B、原子核的比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,故B正確;
C、太陽輻射的能量主要來源于太陽中的聚變反應(yīng),故C錯(cuò)誤;
D、根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,核反應(yīng)方程 12H+ 12H→ 01n+X中X的質(zhì)量數(shù)為2+2?1=3,電荷數(shù)為1+1?0=2,所以X為32He,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
β衰變時(shí)釋放的β粒子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變過來的;比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定;太陽內(nèi)部發(fā)生的是核聚變;根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒分析。
知道β衰變的實(shí)質(zhì),發(fā)生核反應(yīng)時(shí)遵守的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒規(guī)律,原子核的比結(jié)合能越大的原子核原子核越穩(wěn)定是解題的基礎(chǔ)。
3.D
【解析】解:騎車前進(jìn)時(shí),后輪是主動(dòng)輪,在它與地面接觸處有相對(duì)地面向后滑的趨勢(shì),故受向前的摩擦力;
前輪是從動(dòng)輪,它在與地面接觸處有相對(duì)于地面向前滑的趨勢(shì),故受向后的摩擦力.
而推自行車前進(jìn)時(shí),地面對(duì)前后輪的摩擦力方向都向后.
所以F1、F2向后,地面對(duì)后輪的摩擦力F4向前,對(duì)前輪的摩擦力F3向后.選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤,D正確.
故選D
騎自行車時(shí)自行車前輪是從動(dòng)輪,后輪是主動(dòng)輪,主動(dòng)輪為自行車前進(jìn)提供動(dòng)力.因?yàn)槭呛筝嗱?qū)動(dòng),所以后輪受到地面對(duì)它向前的摩擦力,而前輪不是驅(qū)動(dòng)輪,被后輪推著前進(jìn),對(duì)地面向前運(yùn)動(dòng),受到地面對(duì)它向后的摩擦力.推自行車前進(jìn)時(shí),地面對(duì)前后輪的摩擦力方向都向后.
正確的進(jìn)行受力分析和知道物體間力的作用是相互的是解答本題的關(guān)鍵,考查了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力.
4.C
【解析】解:AB、衍射圖樣是中間最寬最亮,兩邊的亮度逐漸減弱,干涉圖樣是間隔均勻的明暗相間的條紋,亮度幾乎不發(fā)生變化,所以甲發(fā)生的是衍射現(xiàn)象,乙發(fā)生的是干涉現(xiàn)象,故AB錯(cuò)誤;
C、干涉和衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象,所以發(fā)生甲、乙現(xiàn)象時(shí),說明光具有波動(dòng)性,故C正確;
D、藍(lán)光的波長(zhǎng)小于紅光的波長(zhǎng),根據(jù)干涉條紋間距公式Δx=Ldλ可知,當(dāng)所用光線由紅光變成藍(lán)光時(shí),乙現(xiàn)象條紋間距變小,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
根據(jù)光的干涉、衍射圖樣分析;干涉和衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象;根據(jù)干涉條紋間距公式分析。
掌握干涉、衍射圖樣,干涉條紋間距公式是解題的基礎(chǔ)。
5.A
【解析】解:A.根據(jù)萬有引力定律F=GMmr2可知,嫦娥六號(hào)在不同軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)所受月球?qū)ζ淙f有引力相同,故A正確;
B.嫦娥六號(hào)接近環(huán)月軌道時(shí),根據(jù)變軌原理可知,需要減速才能進(jìn)入環(huán)月軌道,故B錯(cuò)誤;
C.在地月轉(zhuǎn)移軌道上無動(dòng)力奔月時(shí),引力做正功,嫦娥六號(hào)速率增大,故C錯(cuò)誤;
D.嫦娥六號(hào)在環(huán)月軌道加速可進(jìn)入大橢圓軌道,則嫦娥六號(hào)在環(huán)月軌道上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能比在大橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能小,故D錯(cuò)誤;
故選:A。
根據(jù)萬有引力表達(dá)式,即可判斷不同軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)所受萬有引力的關(guān)系;根據(jù)變軌原理分析BD;根據(jù)功能關(guān)系分析速度變化。
本題考查了萬有引力定律及變軌原理,注意變軌過程中速度的變化情況。
6.C
【解析】解:設(shè)a、b兩端電壓為U0,變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1、U2,原、副線圈中的電流分別為I′、I,副線圈的總電阻為R′,匝數(shù)之比為k,則有U1=kU2,I′=1kI,U0=U1+I′R1,U2=IR′
聯(lián)立解得I=U0k(R1+R′)
增大電阻箱R的阻值,則R′增大,所以電流表示數(shù)A1、A2減小,電壓表V1、V2示數(shù)增大,故C正確,ABD錯(cuò)誤;
故選:C。
理解變壓器兩端的電學(xué)物理量的比值關(guān)系,結(jié)合閉合電路歐姆定律列式得出電流和電壓的表達(dá)式,結(jié)合題意完成分析。
理解變壓器兩端的電學(xué)物理量的比值關(guān)系,結(jié)合閉合電路歐姆定律列式得出電流和電壓的表達(dá)式,結(jié)合題意完成分析。
7.D
【解析】解:A、由于金屬圓筒的靜電屏蔽作用,質(zhì)子在金屬圓筒中不受電場(chǎng)力,做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B、由累計(jì)效果可知,質(zhì)子進(jìn)入第n個(gè)圓筒時(shí),經(jīng)歷了n次加速,每個(gè)加速電場(chǎng)的電壓均為U0,由動(dòng)能定理可知,neU0=12mv2,解得:v= 2neU0m,故B錯(cuò)誤;
C、為使質(zhì)子在每個(gè)間隙均被加速,質(zhì)子在每個(gè)圓筒中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為交變電場(chǎng)的半個(gè)周期,質(zhì)子在每個(gè)圓筒中的時(shí)間之比為:1:1:1,故C錯(cuò)誤;
D、由以上分析可知,質(zhì)子在運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)的位移為:x=vt,而位移與圓筒長(zhǎng)度相同,解得圓筒長(zhǎng)度表達(dá)式為:T2 2neU0m,長(zhǎng)度之比為:1: 2: 3:…: n,故D正確。
故選:D。
由金屬圓筒的特點(diǎn),可知質(zhì)子在金屬圓筒中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn);結(jié)合動(dòng)能定理,可得到其在第n個(gè)圓筒中的速度;根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式,可計(jì)算圓筒的長(zhǎng)度。
本題考查帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),由于其在每個(gè)間隙均加速,由動(dòng)能定理和累計(jì)法即可計(jì)算其速度。
8.AD
【解析】解:A.密立根通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量得出原電荷e的數(shù)量為1.60×10?19C,故A正確;
B.富蘭克林通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)雷電的性質(zhì)與摩擦產(chǎn)生的電的性質(zhì)完全相同,并命名了正電荷和負(fù)電荷,故B錯(cuò)誤;
C.伽利略開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)與邏輯推理相結(jié)合的研究方法。并用這種方法研究了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,故C錯(cuò)誤;
D.卡文迪什利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)定了萬有引力常量的值,被稱為“測(cè)出地球質(zhì)量的人”,故D正確
故選:AD。
根據(jù)物理學(xué)家的主要成就進(jìn)行解答。
主要考查了物理學(xué)家的主要貢獻(xiàn),需要熟練記憶。
9.AB
【解析】解:A.對(duì)小煤塊分析可知水平方向只受摩擦力,由牛頓第二定律得:μmg=ma,解得:a=1m/s2,故A正確;
B.小煤塊做加速運(yùn)動(dòng),設(shè)傳送帶長(zhǎng)為L(zhǎng)=2m。
加速至皮帶同速所用時(shí)間為:t1=va=31s=3s,
位移為:x1=v2t1,解得:x1=4.5m>L=2m
所以小煤塊在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng),則在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
L=12at2,解得:t=2s,故B正確;
C.小煤塊在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)度為:x=vt?L=3×2m?2m=4m,故C錯(cuò)誤;
D.小煤塊在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度為:v=at=1×2m/s=2m/s
根據(jù)動(dòng)能定理得傳送帶對(duì)小煤塊做功為:W=12mv2,解得:W=2J,故D錯(cuò)誤。
故選:AB。
根據(jù)牛頓第二定律求出煤塊減速至與傳送帶速度相同所用時(shí)間和位移大小,在煤塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程,求出傳送帶的位移大小,再根據(jù)煤塊的位移減去傳送帶的位移即可得到劃痕長(zhǎng)度,根據(jù)動(dòng)能定理解得D。
對(duì)于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算公式求解加速度,再根據(jù)題目要求進(jìn)行解答;注意動(dòng)能定理的應(yīng)用。
10.BCD
【解析】解:A、根據(jù)右手定則,可判斷出導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a,根據(jù)左手定則可以判斷出導(dǎo)體棒受到向左的安培力F。
根據(jù):E=B0Lv,I=ER+r,F(xiàn)=B0IL,聯(lián)立可得:F=B02L2vR+r
根據(jù)牛頓第二定律:F=ma,可得:a=B02L2vm(R+r)
可知隨著速度逐漸減小,加速度也減小,所以導(dǎo)體棒做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B、導(dǎo)體棒減速到零的過程中,克服安培力做的功等于整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量Q總,根據(jù)能量守恒可得:Q總=12mv02
根據(jù)焦耳定律可得電阻R上消耗的總電能為:QR=RR+rQ總=mv02R2(R+r),故B正確;
C、設(shè)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中的位移為x0,以向右為正方向,根據(jù)動(dòng)量定理得:
?B0I?LΔt=0?mv0
根據(jù):I?=E?R+r,E?=ΔΦΔt=B0Lx0Δt,可得:I?Δt=mv0B0L
聯(lián)立可得:x0=mv0(R+r)B02L2
導(dǎo)體棒停止位置距軌道左端距離為:d=x+x0=x+mv0(R+r)B02L2,故C正確;
D、若導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng),則導(dǎo)體棒中無電流,通過閉合回路的磁通量不發(fā)生變化,則有:B0x=B(x+v0t),解得:1B=v0tB0x+1B0,故D正確。
故選:BCD。
根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流方向。導(dǎo)體棒受到阻礙其運(yùn)動(dòng)的安培力,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力計(jì)算公式、牛頓第二定律,聯(lián)立得到加速度的表達(dá)式;導(dǎo)體棒減速到零的過程中,根據(jù)能量守恒求得總的焦耳熱,根據(jù)焦耳定律得到電阻R上消耗的總電能;應(yīng)用微元法,根據(jù)動(dòng)量定理求解導(dǎo)體棒停止位置距軌道左端距離;若導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng),則導(dǎo)體棒中無電流,根據(jù)通過閉合回路的磁通量不發(fā)生變化求解磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足的關(guān)系式。
本題考查了電磁感應(yīng)現(xiàn)象與力學(xué)相結(jié)合的問題。掌握導(dǎo)體棒減速到零的過程中,克服安培力做的功等于整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量這一功能關(guān)系,掌握應(yīng)用微元法,結(jié)合動(dòng)量定理處理問題的方法。
11.B a 小于
【解析】解:(1)由于R0RA=50.1=50UI=R0
因此測(cè)得的電阻值小于真實(shí)值。
故答案為:(1)B;(2)a;(3)小于。
(1)根據(jù)待測(cè)電阻、電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻的比值大小判斷電流表的內(nèi)外接法,然后作答;
(2)滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片應(yīng)位于分壓電壓為零的那一端;
(3)實(shí)驗(yàn)誤差來源于電壓表的分流作用,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律分析作答。
本題主要考查了伏安法測(cè)電阻,掌握電流表內(nèi)外接法的判斷方法;能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理正確分析實(shí)驗(yàn)誤差。
不需要 (L+d2)(F1?m1g)m1 s g2? m1v1=m1v3+m2v2
【解析】解:(1)由游標(biāo)卡尺的精確度為0.05mm可知,兩小球直徑為d=4mm+18×0.05mm=4.90mm
(2)題干中沒有要求質(zhì)量為m的小球不反彈則不需要滿足m1>m2
(5)根據(jù)題意,由牛頓第二定律有F1?m1g=m1v12L+d2
整理可得
v1= (L+d2)(F1?m1g)m1
(6)小球m2做平拋運(yùn)動(dòng),則有
s=v2t,?=12gt2
解得
v2=s g2?
(7)由于本實(shí)驗(yàn)中
m1>m2
則碰后m不反彈,若碰撞過程中動(dòng)量守恒,規(guī)定向右為正方向,則有
m1v1=m1v3+m2v2
可說明m1與m2碰撞過程中動(dòng)量守恒。
故答案為:(1)4.90;(2)不需要;(5) (L+d2)(F1?m1g)m1;(6)s g2?;(7)m1v1=m1v3+m2v2
(1)游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)卡尺讀數(shù)的和是游標(biāo)卡尺讀數(shù)。
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析。
(5)根據(jù)牛頓第二定律解答。
(6)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解答。
(7)根據(jù)動(dòng)量守恒定律分析解答。
理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提,要掌握常用器材的使用方法與讀數(shù)方法;求出碰撞前后滑塊的速度,應(yīng)用動(dòng)量守恒定律即可解題。
13.解:(1)圖甲中氣體壓強(qiáng)為p0,體積為L(zhǎng)0S
圖乙中,根據(jù)平衡條件有p0+mgS=p1
根據(jù)玻意耳定律有
p0L0S=p1LS
解得L=6cm
(2)初始溫度為T1=(27+273)K=300K
升溫時(shí),根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有p1LST1=p1L0ST
解得T=360K
答:(1)圖乙中汽缸內(nèi)空氣柱長(zhǎng)為6cm;
(2)圖丙中汽缸內(nèi)空氣的溫度T為360開。
【解析】(1)根據(jù)玻意耳定律分析解答;
(2)升溫時(shí),根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程分析解答。
本題考查理想氣體的實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用,在解題時(shí)要注意明確三個(gè)狀態(tài)參量中哪個(gè)量是不變的,正確選擇氣體變化規(guī)律從而求解。
14.解:(1)背包下滑過程,滑雪者及滑雪板下滑過程,分別由牛頓第二定律有:mgsinθ?μ1mgcsθ=ma1,Mgsinθ?μ2Mgcsθ=Ma2
代入數(shù)據(jù)可得:μ1=0.5,μ2=0.25
(2)由題意可知背包和滑雪者下滑的位移相等,設(shè)滑道AB段的長(zhǎng)度為x,滑雪者下滑的時(shí)間為t,則背包下滑的位移:x=12a1(t+1)2
滑雪者下滑的位移:x=v0t+12a2t2
代入數(shù)據(jù)可得:x=4m,t=1s
(3)背包和滑雪者到達(dá)水平軌道時(shí)的速度分別為:v1=a1(t+1),v2=v0+a2t
滑雪者拎起背包的過程,滑雪者、滑雪板和背包組成的系統(tǒng)在水平面上不受外力,水平方向系統(tǒng)動(dòng)量守恒,
取水平向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律有:mv1+Mv2=(m+M)v
代入數(shù)據(jù)可得滑雪者拎起背包時(shí)這一瞬間的速度大小為:v=5.8m/s
答:(1)背包與滑道間動(dòng)摩擦因數(shù)μ1為0.5和滑雪板與滑道間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.25;
(2)滑道AB段的長(zhǎng)度為4m;
(3)滑雪者拎起背包時(shí)這一瞬間的速度大小為5.8m/s。
【解析】(1)背包下滑過程、滑雪者與滑雪板下滑過程,分別利用牛頓第二定律可得動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)背包和滑雪者下滑的位移相等,分別對(duì)兩物體利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得滑道AB段的長(zhǎng)度和滑雪者下滑的時(shí)間;
(3)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得背包和滑雪者到達(dá)水平軌道時(shí)的速度大小,滑雪者拎起背包的過程利用動(dòng)量守恒定律可得解。
本題考查了動(dòng)量守恒定律、牛頓第二定律,解題的關(guān)鍵是知道背包和滑雪者在AB段下滑的位移大小相等。
15.解:(1)粒子在速度選擇器內(nèi):qBv=qE,解得:B=Ev;
(2)粒子在靜電分析器中恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由電場(chǎng)力提供向心力可知:qE′=mv2R1,解得:E′=mv2qR1;
粒子在磁分析器通道內(nèi)恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力可知:qB′v=mv2R1,解得:B′=mvqR1;
(3)離子經(jīng)過圓形區(qū)域的磁場(chǎng)之后,垂直打在硅片上,即其垂直于硅片射出圓形磁場(chǎng),而該離子是沿半徑方向射入磁場(chǎng)的,故其出射方向的反向延長(zhǎng)線也是半徑,如圖:
由圖可知,其在圓形磁場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)的半徑r=R2,由洛倫茲力提供向心力可知:qB2v=mv2R2,在磁場(chǎng)中的時(shí)間為t1=T4=14×2πR2v=πR22v,在磁場(chǎng)右側(cè)的時(shí)間為:t2=1.5R2?R2v=R22v,故M點(diǎn)在圓形磁場(chǎng)圓心與硅片正對(duì)的點(diǎn),在硅片左側(cè)觀察,MN兩點(diǎn)位置如圖:
加上向內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)后,在電場(chǎng)方向上,正離子受到向內(nèi)的力,在其打到硅片的過程中,
水平方向上:x=12×qEm×t12+qEm×t1×t2,在豎直方向上,與加電場(chǎng)前沒有區(qū)別,即離子達(dá)到與M等高的N點(diǎn),MN間距即為其在電場(chǎng)方向上移動(dòng)的距離,解得MN=x=(π+2)πqER228mv2。
答:(1)速度選擇器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ev;
(2)靜電分析器中虛線處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E′為mv2qR1;磁分析器通道內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B′為mvqR1;
(3)MN兩點(diǎn)的距離為(π+2)πqER228mv2。
【解析】(1)根據(jù)粒子在速度選擇器中受力平衡,可計(jì)算速度選擇器中的磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(2)粒子可在靜電分析器和磁分析器中,均恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由電場(chǎng)力或洛倫茲力提供向心力,可計(jì)算通道內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度;
(3)由離子可以垂直打在硅片上,結(jié)合圖像可以得圓周運(yùn)動(dòng)半徑,從而計(jì)算圓形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,和粒子在圓形區(qū)域內(nèi)的時(shí)間;加上電場(chǎng)后,粒子在電場(chǎng)方向做勻加速運(yùn)動(dòng),離開電場(chǎng)后,在電場(chǎng)方向上做勻速運(yùn)動(dòng),從而得到MN間距。
本題考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),在判斷其打到的M點(diǎn)和N點(diǎn)位置時(shí),注意其在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)互不影響,但又有獨(dú)立性,且由于區(qū)域重合,恰好在區(qū)域內(nèi)的時(shí)間相等即可。
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