
1.射線測厚儀可以用來測量板材的厚度,其工作原理是射線透過被測物體產(chǎn)生的衰減與被測物體的厚度成正比,可使用作為放射源,其衰變方程為,已知的半衰期為30年,下列說法正確的是( )
A.為正電子
B.來自原子核內(nèi)的中子向質(zhì)子的轉(zhuǎn)化
C.升高溫度,的半衰期會變短
D.射線可以穿透幾厘米厚的鉛板,射線測厚儀可以精確測量鉛板的厚度
2.如圖所示為充滿了一定質(zhì)量理想氣體的密封氣柱袋,主要用于保護易碎、易損壞的物品。當(dāng)氣柱袋受到快速擠壓過程中與外界無熱量交換,關(guān)于快速擠壓過程中的氣柱袋內(nèi)的氣體,下列說法正確的是( )
A.內(nèi)能不變
B.壓強不變
C.氣體對外做功
D.分子熱運動的平均動能增大
3.我們在日常生活中可能見到或經(jīng)歷過這些情境:①日落時看到橢圓狀的太陽;②看立體電影需要用到特制的眼鏡;③陽光下彩色的孔雀羽毛;④單反相機鏡頭與太陽能玻璃管顏色較暗。下列對它們的思考或認(rèn)識正確的一項是( )
A.①中情境的出現(xiàn)是因為光在傳播中發(fā)生了全反射
B.②中光學(xué)應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)是利用了光的干涉原理
C.③羽毛邊緣呈現(xiàn)出彩色是自然光散射的結(jié)果
D.④中玻璃所鍍膜均為增透膜,但鍍膜的最小厚度卻是不一樣的
4.圖甲為交流發(fā)電機的示意圖,磁場可視為水平方向的勻強磁場,線圈繞垂直于磁場的水平軸沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,電阻,線圈電阻,電流表內(nèi)阻不計。從圖示位置開始計時,、間輸出的電壓隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,下列說法正確的是( )
A.電阻中的電流方向每分鐘變化100次
B.時刻電流表示數(shù)為
C.圖甲位置感應(yīng)電動勢最小
D.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為
5.中國首次火星探測任務(wù)工程總設(shè)計師表示,我國將在2028年實施“天問三號”火星探測與取樣返回任務(wù)?!疤靻柸枴碧綔y器從地球發(fā)射后進入地火轉(zhuǎn)移軌道,逐漸遠離地球,成為一顆人造行星,運行軌跡簡化如圖所示,I是地球運行軌道,II是地火轉(zhuǎn)移軌道,III是火星運行軌道,軌道I與軌道II相切于點,軌道II與軌道III相切于點。已知火星公轉(zhuǎn)軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的1.5倍,則( )
A.點處,“天問三號”在軌道I上的速度大于軌道II上的速度
B.點處,“天問三號”在軌道II上的加速度大于軌道III上的加速度
C.“天問三號”在軌道II上點速度小于點速度
D.火星運行周期是地球運行周期的倍
6.圖甲所示“反向蹦極”區(qū)別于傳統(tǒng)蹦極,讓人們在歡笑與驚嘆中體驗到了別樣的刺激。情境簡化為圖乙所示,彈性輕繩的上端固定在點,下端固定在體驗者的身上,多名工作人員將人豎直下拉并與固定在地面上的力傳感器相連,人靜止時傳感器示數(shù)為。打開扣環(huán),人從點像火箭一樣被“豎直發(fā)射”,經(jīng)速度最大位置上升到最高點。已知,人(含裝備)總質(zhì)量(可視為質(zhì)點)。忽略空氣阻力,重力加速度。下列說法正確的是( )
A.打開扣環(huán)前,人在點處于超重狀態(tài)
B.體驗者在、間做簡諧運動
C.、兩點間的距離為
D.人在點的加速度大小為
7.甲、乙兩個小球從同一水平面上兩個不同的位置先后以等大速度豎直上拋,小球與拋出點的高度差與時間的關(guān)系圖像如圖所示,忽略空氣阻力,重力加速度為,甲、乙同時在同一高度時離拋出點的高度為( )
A.B.
C.D.
8.如圖所示,在坐標(biāo)系中,在、兩點分別放置兩個點電荷、,且。已知無窮遠處電勢為0,點電荷自身產(chǎn)生電場中電勢公式為,其中是場源點電荷的電荷量,是場源點電荷到其產(chǎn)生電場中某點的距離,是靜電力常量。則( )
A.點與點電場強度相同
B.軸上最大電場強度為
C.沿如圖所示虛線,由過程,電勢先增大后減小
D.在平面內(nèi)只有點與點電勢相同
二、多選題
9.圖甲所示為某演員水袖表演過程中某時刻的照片,假設(shè)某段時間里水袖波形可視為簡諧波,圖乙為圖甲照片中水袖經(jīng)計算機擬合而成的部分波形圖,此時刻記為,圖丙為質(zhì)點的振動圖像,下列說法正確的是( )
A.乙圖中簡諧波向軸正向傳播
B.該簡諧波的傳播速度為
C.質(zhì)點在內(nèi)通過的路程為
D.時刻質(zhì)點的位移為
10.為除去陶瓷工業(yè)所用粘土中的氧化鐵,把粘土和水一起攪拌成懸浮液,將涂有絕緣層的金屬圓盤吸附在盆底,金屬棒插入懸浮液中,接入電源,形成如圖所示電場,其中虛線為等勢面。某粒子僅在電場力的作用下從點到點的軌跡如圖所示,已知粘土粒子帶負(fù)電荷,氧化鐵粒子帶正電荷,下列說法正確的是( )
A.端為電源正極
B.該粒子可能為粘土粒子
C.該粒子在點受到的電場力大于在點受到的電場力
D.該粒子在點的動能小于在點的動能
11.如圖所示,兩段足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌左右兩部分的間距分別為、;空間存在豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為,質(zhì)量分別為、的導(dǎo)體桿、均垂直導(dǎo)軌放置,接入電路的電阻分別為、,導(dǎo)軌電阻忽略不計;、兩桿同時分別以、的初速度向右運動,總在左邊窄導(dǎo)軌上運動,總在右邊寬導(dǎo)軌上運動,從開始運動到兩桿穩(wěn)定的過程中,下列說法正確的是( )
A.桿加速度與桿的加速度相同
B.穩(wěn)定時桿的速度為
C.電路中桿上產(chǎn)生的焦耳熱為
D.通過導(dǎo)體桿的某一橫截面的電荷量為
12.某一兒童游戲設(shè)計研發(fā)者為開發(fā)游戲搭建了如圖所示裝置。整個裝置在豎直平面內(nèi),為平直軌道,是半徑為的圓弧形軌道,段圓弧對應(yīng)圓心角,為可視為質(zhì)點的游戲開關(guān),比D點高,點到點水平距離為,豎直距離為?,F(xiàn)從點以某一初速度釋放質(zhì)量為的光滑小球,恰好擊中,已知重力加速度為,,則( )
A.小球初速度大小為
B.小球經(jīng)過點時對軌道壓力大小為
C.小球從點運動到點所需要的時間為
D.小球在點處的速度大小為
三、實驗題
13.某學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示的裝置驗證動量守恒定律,其中左、右兩側(cè)的光電門可以記錄擋光片通過光電門的擋光時間,兩滑塊上擋光片的寬度相同。
主要步驟如下:
a.測得滑塊(含擋光片)的總質(zhì)量為,根據(jù)擋光片調(diào)節(jié)光電門到合適的高度;
b.將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上,加速度傳感器固定在滑塊上;
c.接通氣源,放上滑塊,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌,使滑塊能在導(dǎo)軌上保持靜止?fàn)顟B(tài);
d.彈簧處于原長時右端位于點,將滑塊向左水平推動,使彈簧右端壓至點,穩(wěn)定后由靜止釋放滑塊,并開始計時;
e.計算機采集獲取數(shù)據(jù),得到滑塊所受彈力大小、加速度大小隨時間變化的圖像如乙所示;
f.滑塊與彈簧分開后,從導(dǎo)軌的左側(cè)向右運動,穿過左側(cè)光電門與靜止在兩光電門之間的滑塊發(fā)生碰撞,光電門記錄的擋光片擋光時間如下表所示。
(1)在調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平時,開啟充氣泵,將一個滑塊輕放在導(dǎo)軌上,輕推滑塊,讓滑塊從左向右運動,先后通過光電門1和光電門2。若滑塊通過光電門1時的擋光時間比通過光電門2時的擋光時間長,應(yīng)調(diào)節(jié)旋鈕使氣墊導(dǎo)軌右側(cè)高度 (選填“升高”或“降低”)。
(2)通過計算機處理數(shù)據(jù)可得和圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積分別為、,則滑塊(含擋光片與加速度傳感器)的總質(zhì)量 。
(3)若、、、、滿足關(guān)系式 ,則可驗證滑塊、組成的系統(tǒng)碰撞前后動量守恒。
14.李雷同學(xué)應(yīng)用多用電表原理就地選擇實驗室資源制作了一個簡易的兩種倍率歐姆表(,),并用這個歐姆表測量了某待測電阻的阻值。實驗器材有:
毫安表(量程500μA,內(nèi)阻)
滑動變阻器(最大阻值,額定電流)
電阻箱(最大阻值)
電池組(,)
導(dǎo)線若干
用導(dǎo)線將實物連接如圖,請你完善以下操作:
(1)將滑動變阻器滑片置于右端即選擇了歐姆表 (選填“”或“”)擋位(倍率)。將電阻箱調(diào)為 就算完成了電阻測量前的準(zhǔn)備工作。
(2)將待測電阻接入電路中,毫安表指針偏角較大,應(yīng)將滑動變阻器滑片向左滑動到某一位置完成換擋,已知該滑動變阻器電阻絲共200匝,滑片觸頭新位置左側(cè)應(yīng)有 匝。
(3)再次調(diào)節(jié)電阻箱阻值完成歐姆調(diào)零,在電路中接入待測電阻,穩(wěn)定后毫安表指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的,則 。
四、解答題
15.利用全反射棱鏡可以制成光開關(guān)。如圖甲所示為兩個完全相同的等腰直角棱鏡的橫截面,其直角邊長為,一束單色光垂直于邊從中點入射,當(dāng)兩棱鏡的斜邊折射面緊貼時,能穿過棱鏡2使開關(guān)處于“開”狀態(tài)?,F(xiàn)讓兩個直角棱鏡的斜邊折射面離開一定距離,保持光束不變,恰好使開關(guān)處于“關(guān)”的狀態(tài),如圖乙所示。已知光在真空中的傳播速度為,。
(1)求該光束在棱鏡中的折射率;
(2)若讓光束逆時針偏轉(zhuǎn),求光束從點入射至第一次射出邊所用時間。
16.在某?!翱萍嘉幕?jié)”中,劉老師帶領(lǐng)興趣小組的同學(xué)們給大家再現(xiàn)了“馬德堡半球”實驗。實驗中用到如下器材:兩個各在碗底焊接了鐵鉤的半球型不銹鋼碗(空腔直徑為)、與碗口匹配的帶有單向閥和抽氣軟管(體積忽略)的密封膠圈、注射器(容積為)、酒精小棉球。劉老師先后安排了兩次實驗:第一次在一個碗里點燃酒精棉球,待熄滅后迅速把另一個碗扣上密封后靜置;第二次指導(dǎo)同學(xué)們對密封后的另一個“球”用注射器抽氣。操作后要求兩側(cè)分別用相同數(shù)目的同學(xué)拉著繩子鉤著鐵鉤朝相反的方向拉。設(shè)環(huán)境溫度為15℃,實驗中“球”不變形不漏氣,參與同學(xué)平均用力為,大氣壓強為,熱力學(xué)溫度與攝氏溫度關(guān)系為,,。
(1)第一次操作后當(dāng)參與同學(xué)總數(shù)達到6人時,“球”剛好被拉開,請估算剛密封時“球”內(nèi)空氣的溫度。
(2)第二次實驗中用注射器抽氣5次后,劉老師應(yīng)控制每一側(cè)最多幾人參與才能保證實驗效果(未能拉開)?
17.如圖所示,一足夠長的固定斜面與水平面的夾角,有一下端有擋板、上表面光滑的長木板正沿斜面勻速下滑,長木板質(zhì)量為、速度大小,現(xiàn)將另一質(zhì)量為的小物塊輕輕地放在長木板的某一位置,當(dāng)小物塊即將運動到擋板位置時(與擋板碰撞前的瞬間),長木板的速度剛好減為零,隨后小物塊與擋板發(fā)生第1次碰撞,以后每隔一段時間,小物塊與擋板碰撞一次,小物塊始終沒有脫離長木板,長木板始終在斜面上運動,已知小物塊與擋板的碰撞為彈性碰撞且碰撞時間極短,重力加速度,,,求:
(1)小物塊在長木板上下滑過程中,長木板的加速度大??;
(2)小物塊放在木板上的瞬間,其與擋板間的距離;
(3)小物塊與擋板第5次碰撞后到第6次碰前,擋板的位移大小。
18.電磁場在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。通過電、磁場可以實現(xiàn)對帶電粒子的控制。如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中存在著多處電場、磁場,第一象限存在區(qū)域足夠大的勻強磁場(未畫出);第二象限存在沿軸正向的勻強電場;第四象限存在交替出現(xiàn)的邊界與軸平行的勻強電場與勻強磁場,電場與磁場寬度都是,電場強度大小,磁感應(yīng)強度大小?,F(xiàn)一質(zhì)量為、電量為的帶正電粒子從點沿軸正向以初速度垂直射入第二象限勻強電場,后又經(jīng)過點進入第一象限,最后經(jīng)過點,沿軸負(fù)向射入第四象限。已知點坐標(biāo)為,點處粒子速度方向與軸正向夾角,虛線邊界有電場,忽略磁場邊界效應(yīng)和粒子重力。求:
(1)第二象限中電場強度大?。?br>(2)第一象限中磁感應(yīng)強度大?。?br>(3)整個運動過程中,粒子距軸的最遠距離。
光電門1
光電門2
碰前
無
碰后
參考答案
13.(1)升高
(2)
(3)
【詳解】(1)若滑塊通過光電門1時的擋光時間比通過光電門2時的擋光時間長,說明滑塊加速運動,左端抬得過高,則應(yīng)調(diào)節(jié)旋鈕使氣墊導(dǎo)軌右側(cè)高度升高。
(2)根據(jù)
由題意,
可知
(3)以碰前A的速度為正,由表中數(shù)據(jù)可知碰前A的速度
碰后A再次經(jīng)過光電門1,說明碰后A反彈,則碰后A的速度
碰后B的速度
若動量守恒則滿足
帶入可知
14.(1) ×100 1460.5
(2)20
(3)225
【詳解】(1)[1]根據(jù)電路圖可知,毫安表與滑動變阻器右側(cè)串聯(lián)后整體與滑動變阻器左側(cè)并聯(lián),令毫安表的滿偏電流為IA,則通過電源的電流
則歐姆表的內(nèi)阻
當(dāng)滑動變阻器滑片置于右端時,等于0,達到最大值,則達到最小值,則歐姆表的內(nèi)阻應(yīng)該為較大值,歐姆表的內(nèi)阻等于中值電阻,即等于歐姆中央刻線與倍率的乘積,倍率越高,歐姆表內(nèi)阻越大,可知,將滑動變阻器滑片置于右端即選擇了歐姆表擋位。
[2]結(jié)合上述,歐姆表擋位進行歐姆調(diào)零時,通過電源的電流
歐姆表擋位的內(nèi)阻
根據(jù)電路圖可知
解得
(2)毫安表指針偏角較大,通過毫安表的電流較大,表明待測電阻較小,為了減小測量誤差,需要使毫安表指針指在中央刻線附近,需要選擇小倍率擋位,即選擇擋位,應(yīng)將滑動變阻器滑片向左滑動到某一位置完成換擋,結(jié)合上述可知,歐姆表擋位的內(nèi)阻,由于歐姆表的內(nèi)阻等于歐姆中央刻線與倍率的乘積,則中央刻線為15,則擋位內(nèi)阻為,當(dāng)進行歐姆調(diào)零時,通過電源的電流
根據(jù)串并聯(lián)電流分配關(guān)系有
根據(jù)題意有
解得,
已知該滑動變阻器電阻絲共200匝,令滑片觸頭新位置左側(cè)匝數(shù)為N,則有
解得N=20
(3)結(jié)合上述可知,擋位內(nèi)阻為
穩(wěn)定后毫安表指針偏轉(zhuǎn)到滿偏刻度的,結(jié)合上述可知,通過電源與毫安表示數(shù)之間的關(guān)系有
根據(jù)閉合電路歐姆定律有
解得
15.(1)
(2)
【詳解】(1)光線在邊恰好發(fā)生全反射,無光線射出,臨界角
由
可得,。
(2)光束偏轉(zhuǎn)的光路如圖所示,由折射定律
可得
可得
由正弦定理
光線從點入射至第一次射出邊傳播路程
根據(jù)
則時間
解得。
16.(1)
(2)每側(cè)3人
【詳解】(1)對密封后氣體由查理定律得
對右側(cè)碗有
其中
所以
(2)第一次抽氣過程由玻意耳定律得
又,
整理得
同理,第二次抽氣后
……
第五次抽氣后
又
整理得
所以應(yīng)控制在每側(cè)3人。
17.(1)
(2)
(3)
【詳解】(1)長木板開始勻速下滑,由平衡條件得
解得
把小物塊放上長木板后,對長木板,由牛頓第二定律得
解得
(2)長木板上表面光滑,碰撞前小物塊做勻加速直線運動,小物塊加速運動時間
設(shè)小物塊與擋板第一次碰撞前小物塊的速度為,則
小物塊的位移為
木板的位移為
小物塊放在木板上的瞬間,其與擋板的距離為
(3)物塊與擋板碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,由動量守恒定律得
由機械能守恒定律得
解得,
碰撞后長木板速度再次減為零的時間
此時小物塊的速度為
解得
長木板平均速度為
小物塊平均速度為
長木板與小物塊位移相等,接下來再次碰撞
以此類推可得,小物塊與擋板第5次碰撞后的瞬間,擋板的速度大小為
小物塊與擋板第5次碰撞后到第6次碰前,擋板的位移大小
18.(1)
(2)
(3)
【詳解】(1)對帶電粒子在第二象限中運動分析可知,在水平方向
根據(jù)速度的合成與分解可知水平方向的速度為
聯(lián)立解得
(2)帶電粒子進入第一象限時速度大小為
根據(jù)幾何關(guān)系可知
根據(jù)洛倫茲力提供向心力,有
聯(lián)立解得
(3)法一:設(shè)粒子在第四象限運動過程中,從上向下在第層磁場中運動速度為,軌道半徑為,則有
根據(jù)洛倫茲力提供向心力,有
速度為
半徑關(guān)系為
粒子進入第層電場時,速度方向與軸方向的夾角為,從第層電場下邊界穿出時速度方向與軸方向的夾角為,粒子在電場中運動時,垂直電場線方向的速度分量不變,有,
解得
可知、、、??是一組等差數(shù)列,公差為,可得
將代入,可得
由于,則
由于,且為整數(shù),故的最大值為4,此時
半徑為
即粒子在第5層磁場中達到軌跡最下端,此時速度沿軸正向,由幾何關(guān)系得軌跡最下端距離第5層磁場上邊界距離為
綜上,軌跡最下端離軸的豎直距離為
法二:還可以采用以下方法分析。
設(shè)在第個磁場中最遠,根據(jù)洛倫茲力提供向心力,有
則有
根據(jù)動能定理,有
在磁場中運動的位移
則有
即
則,此時粒子距軸的最遠。題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
D
B
D
C
C
B
AD
BD
題號
11
12
答案
BD
BC
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