1.利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)室溫度保持不變，將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣(可看作理想氣體)，下端通過塑料管與壓強(qiáng)傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ慌_托盤，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)p和體積V(氣體體積V等于注射器示數(shù)V0與塑料管容積ΔV之和)，逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。
(1)在放置砝碼到氣體狀態(tài)穩(wěn)定的過程中：封閉氣體的分子平均動能______(A.變大，B.變小，C.不變)，氣體______。(A.吸熱，B.放熱，C.既不吸熱也不放熱)
(2)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體______。(A.p與V成正比，B.p與1V成正比)
(3)若氣體被壓縮到V=10.0mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為______Pa(保留3位有效數(shù)字)。
(4)同桌甲、乙兩名同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了ΔV，則在計(jì)算pV乘積時(shí)，他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)的乙同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對值會隨p的增大而______(A.增大，B.減小)。若圖乙是乙同學(xué)繪制的，請?jiān)趫D乙上大致畫出甲同學(xué)的p?1V曲線。
二、簡答題：本大題共1小題，共3分。
2.1934年，約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔 1327Al，獲得了中子和 1530P，放射性同位素 1530P又衰變產(chǎn)生 1430Si和正電子。磷30是首個(gè)通過人工方法獲得的放射性同位素。
(1)同位素具有相同的______；
A.核子數(shù)
B.中子數(shù)
C.質(zhì)子數(shù)
(2)磷30具有放射性，其衰變方程為 1530P→1430Si+______。 1530P的半衰期是2.5min，4g1530P經(jīng)過10min后還剩______ g。
(3)如圖所示，將α粒子、中子、正電子，以及離子P3?和Si4+等五種粒子一起注入到加速電場的中心P(忽略各粒子的初速度)，部分粒子經(jīng)電場加速從加速電場負(fù)極板上的小孔N射出；然后沿以O(shè)1為圓心、R為半徑的圓弧通過靜電分析器，再經(jīng)速度選擇器篩選后，某種粒子進(jìn)入磁分析器中，在磁場中偏轉(zhuǎn)后被磁場邊界處的探測板收集。設(shè)原子核中每個(gè)核子的質(zhì)量均為m0，已知元電荷為e(整個(gè)系統(tǒng)處于真空中，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力)。
①經(jīng)電場加速從加速電場負(fù)極板上的小孔N射出的粒子有______。
②若加速電場兩極板間的電壓大小為U，兩極板間距為L；靜電分析器中與圓心O1等距離的各點(diǎn)場強(qiáng)大小相等，方向指向圓心。則Si4+在加速電場中所受電場力大小為______。
靜電分析器中，與圓心O1距離為R處的電場強(qiáng)度的大小為______。
③(論證)在②的條件下，若粒子進(jìn)入速度選擇器后，它們的運(yùn)動軌跡如圖中虛線①、②、③所示，分析說明到達(dá)探測板的粒子是Si4+。
④(計(jì)算)在②③的條件下，若磁分析器中以O(shè)2為圓心的足夠大半圓形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，求Si4+在磁分析器中運(yùn)動的時(shí)間和位移大小。
3.新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置)，2020年11月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021?2035年)》，要求深入實(shí)施發(fā)展新能源汽車國家戰(zhàn)略，推動中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，加快建設(shè)汽車強(qiáng)國。
(1)賽車手駕駛一輛3噸的長安福特沿斜面下降了10m到達(dá)地面，g=10m/s2，若取地面為零勢能面，則長安福特開始時(shí)的重力勢能為______。
A.2×104J
B.3×105J
C.4×105J
D.5×103J
(2)質(zhì)量m=5000kg的汽車在水平面上以加速度a=2m/s2啟動，所受阻力恒為1000N，汽車啟動后第1s末的瞬時(shí)功率為______(A.2kW,B.11kW,C.20kW,D.22kW)。若汽車的額定功率為35kW，則所能達(dá)到的最大速度為______km/?。
(3)在行駛過程中，小明一家遇見一座拱形橋梁，道路旁標(biāo)識牌提示“控制車速，注意安全”。小明目測此拱橋的半徑大約為10m。那么要安全通過此拱橋，汽車速度不能超過______m/s(g=10m/s2)，若達(dá)到這個(gè)速度則會導(dǎo)致什么風(fēng)險(xiǎn)______(列舉一個(gè)即可)。
4.金屬的逸出功是材料科學(xué)、電子工程等領(lǐng)域研究和應(yīng)用的重要參數(shù)之一，對現(xiàn)代科技和生活產(chǎn)生著深遠(yuǎn)影響。
(1)用圖(a)所示裝置得到圖(b)，選擇有效區(qū)域后得到圖中的間距ΔX，已知雙縫間距為d，雙縫到光強(qiáng)分布傳感器的距離為D，則激光器中的單色光波長為______。
(2)分別用兩束單色光a、b在圖(c)中研究光電效應(yīng)，得到光電流和電壓的關(guān)系如圖(d)所示。
①單色光a、b的光強(qiáng)Ia______Ib(A.>,B.=,C.,B.=,C.0，由此可知Qvα>vSi
進(jìn)入速度選擇器時(shí)它們所受洛倫茲力(qvB)向下，電場力(qE)向上，可知速度較大的粒子會向下偏轉(zhuǎn)，根據(jù)圖中虛線①、②、③得運(yùn)動軌跡可知沿直線運(yùn)動一定是速度最小的，可知沿直線通過速度選擇器后到達(dá)探測板的粒子是速度最小的Si4+。
④Si4+在磁分析器中做勻速圓周運(yùn)動，軌跡為半個(gè)圓周，設(shè)其運(yùn)動半徑為r，由洛倫茲力提供向心力得：
4evSiB=30m0vSi2r
解得：r=1B 15m0U2e
Si4+在磁分析器中運(yùn)動的時(shí)間為t=πrvSi=15πm02eB
Si4+在磁分析器中運(yùn)動的位移大小為x=2r=1B 30m0Ue
故答案為：(1)C；(2)10e；0.25g；(3)①α粒子、正電子，離子Si4+；②4eUL；UR；③論證見解析；④Si4+在磁分析器中運(yùn)動的時(shí)間為15πm02eB，位移大小為1B 30m0Ue。
3.【答案】B D 126 10 汽車的運(yùn)動方向?qū)⒉皇芸刂?
【解析】(1)長安福特的質(zhì)量為m=3T=3×103kg，所以長安福特開始時(shí)的重力勢能為Ep=mg?=3×103×10×10J=3×105J，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
(2)設(shè)汽車的牽引力為F，根據(jù)牛頓第二定律有F?f=ma，汽車啟動后第1s末的瞬時(shí)速度為v=at，所以汽車的瞬時(shí)功率為P=Fv，代入數(shù)據(jù)解得P=2.2×104W=22kW，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
當(dāng)汽車受力平衡時(shí)即F=f時(shí)，汽車的速度最大，根據(jù)P=Fv可得vm=PF=Pf=35×1031000m/s=35m/s=126km/?
(3)當(dāng)汽車與拱橋之間的彈力為零時(shí)，汽車的速度最大，根據(jù)牛頓第二定律有mg=mvm2R，解得汽車的最大速度為vm=10m/s，若達(dá)到這個(gè)速度，汽車的運(yùn)動方向?qū)⒉皇芸刂啤?br>故答案為：(1)B；(2)D，126；(3)10，汽車的運(yùn)動方向?qū)⒉皇芸刂啤?br>4.【答案】dΔX7D A B eUc 7?cDΔXd?eUc
【解析】(1)由圖(b)可知，雙縫干涉相鄰明條紋的間距為Δx=ΔX7，
根據(jù)Δx=Ddλ解得λ=dΔX7D。
(2)①由圖(d)可知，單色光a的飽和電流較大，所以單色光a的光強(qiáng)較大，故A正確，BC錯誤；
故選：A；
②單色光a、b的遏止電壓相同，根據(jù)eUc=?ν?W，可知二者頻率相同，故B正確，AC錯誤；
故選：B。
③光電子的最大初動能為Ekm=?ν?W=eUc；
(3)根據(jù)ν=cλ，聯(lián)立解得W=?ν?eUc=7?cDΔXd?eUc；
故答案為：(1)ΔX7；
(2)A，B，eUc；
(3)7?cDΔXd?eUc；
5.【答案】A C ABC D 2v0R2Gt 2v0Rt 2 超重
【解析】(1)地球衛(wèi)星的發(fā)射速度為第一宇宙速度即mg=mv2R，解得v=7.9km/s，故A正確，BC錯誤。
故選：A。
(2)根據(jù)開普勒第二定律可知，彗星在近日點(diǎn)的速度a點(diǎn)最大，遠(yuǎn)日點(diǎn)c的速度最小，由對稱性可知，從a到c所用時(shí)間為二分之一周期，且從a到b所用時(shí)間小于從b到c所用時(shí)間，則該彗星某時(shí)刻位于a點(diǎn)，經(jīng)過四分之一周期應(yīng)位于bc之間。故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
(3)A.軌道1變軌到軌道2在P點(diǎn)點(diǎn)火加速，因此變軌后經(jīng)過P點(diǎn)的速度大于變軌前的速度，故A正確；
B.軌道2變軌到軌道3在Q點(diǎn)點(diǎn)火加速，因此變軌后經(jīng)過Q點(diǎn)的速度大于變軌前的速度，故B正確；
C.衛(wèi)星在Q點(diǎn)都是由萬有引力提供向心力，則有GMmr2=ma，解得a=GMr2，因?yàn)樾l(wèi)星在經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)和地球的距離r不變，則變軌前后在Q點(diǎn)的加速度相等，故C正確；
D.衛(wèi)星在軌道3與在軌道l上根據(jù)GMmr2=mv2r，解得v= GMr，且r3>r1，故衛(wèi)星在軌道3的速度小于在軌道1的速度，故D錯誤。
故選：ABC。
(4)由于火焰向下噴出，根據(jù)牛頓第三定律可知，助推器受到向上的推力，且推力大于重力，使助推器減速下降，故合力的方向向上。故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
(5)設(shè)星球表面的重力加速度為g，根據(jù)拋體運(yùn)動規(guī)律可知t=2v0g，解得g=2v0t，在星球表面，萬有引力與重力相等，則有GMmR2=mg，解得M=gR2G，得M=2v0R2Gt；設(shè)該星球上的第一宇宙速度為v，則有mg=mv2R，解得v= 2v0Rt；
(6)由題可知FN?mg=ma，F(xiàn)N=3mg，解得a=2g，飛船的加速度大小為重力加速度的2倍；由題意可知，助推器返回并靠近發(fā)射臺時(shí)，需要減速下降，具有向上的加速度，故助推器處于超重狀態(tài)。
故答案為：(1)A；(2)C；(3)ABC；(4)D；(5)2v0R2Gt， 2v0Rt；(6)2，超重。
6.【答案】4×10?5 8×10?5 A 穿過線圈的磁通量發(fā)生變化 C 0.15 7.5×10?2 50 220 4 160 190
【解析】設(shè)T1原、副線圈匝數(shù)之比為n1n2，設(shè)T2原、副線圈匝數(shù)之比為n3n4
(1)初始磁通量Φ1=BSsin30°
解得Φ1=4×10?5Wb
線圈轉(zhuǎn)過60°后，磁通量Φ2=?BSsin30°
磁通量變化量ΔΦ=|Φ2?Φ1|。
解得 ΔΦ=8×10?5Wb。
(2)因?yàn)榫€圈在磁場中轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，若電路閉合則會產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以答案為A，理由是穿過線圈的磁通量發(fā)生變化。
(3)交流電流表讀數(shù)為有效值，選C
感應(yīng)電動勢最大值Em=NBSω
有效值E=Em 2
總電阻R總=2Ω+8Ω=10Ω
電流有效值I=ER總
解得I=0.15A
線圈轉(zhuǎn)過60°過程中，ΔΦ=BS?BSsin30°
平均感應(yīng)電動勢
E?=NΔΦΔt
平均感應(yīng)電流I?=E?R總
電荷量q=I?Δt=NΔΦR總。
代入數(shù)據(jù)計(jì)算得q=7.5×10?2C
(4)①由u=220 2sin100πt(V)，可得ω=100π，
根據(jù)ω=2πf
解得頻率f=50Hz
②降壓變壓器副線圈電壓有效值U4=220V
降壓變壓器副線圈電壓即為用戶端電壓有效值
故用戶端的用電電壓有效值為220V。
③因?yàn)镮3為用戶的電流
所以I3=U4R0
解得I3=20A
根據(jù)U3U4=n3n4
可得U3=n3n4U4
④輸電線電流I2，輸電線電阻R=10Ω，則輸電線上損耗的功率ΔP=I22R
根據(jù)I2I3=n4n3
解得ΔP=160W⑤設(shè)升壓變壓器原線圈電流ΔV，
ΔV=I2R
U1U2=n1n2U2=ΔV+U3U3U4=n3n4
聯(lián)立得U1=n2n1(n3n4U4+ΔV)
代入數(shù)據(jù)U1=190V
故答案為：(1)4×10?5，8×10?5
(2)A，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化
(3)C，0.15，7.5×10?2
(4)①50；②220；③4；④160；⑤190

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