1.α 粒子散射实验
A.需要在真空中完成 B.使用荧光屏是为了阻挡 α 粒子
C.所用显微镜需始终正对放射源 D.证明了原子核中存在质子
【答案】
A
2.将四个完全相同的灯泡按如图所示的电路连接,闭合开关后各灯泡均发光,则
A.灯泡 L1 最亮 B.灯泡 L2 最亮
C.灯泡 L3 最亮 D.四个灯泡一样亮
【答案】
A
3.一个爆竹在空中炸成多块,其中 a、b、c 三块的质量分别为 m、2m、3m,它们在相同高度以相同的速率分别沿水平、向上、向下方向,空气阻力不计,三者落到水平地面时
A.a 的速率最大 B.b 的速率最大
C.c 的速率最大 D.速率一样大
【答案】
D
4.一定质量的理想气体压强 p 随体积 V 的变化关系如图所示,直线 ad、bc 均与 p 轴平行,曲线 ab 和 cd 均为反比例函数曲线的一部分。气体处于 a、b、c、d 四个状态时的温度分别为 Ta、Tb、Tc 和 Td,则
A.Ta > Tb B.Tb > Tc
C.Tc > Td D.Td > Ta
【答案】
B
5.某次 100 m 短跑比赛,发令枪响后 3.298 s 时各运动员的位置如图。位于第 3 道的运动员前 30 m 的平均速度为 v1,在图示时刻的速度为 v2,由图中信息( )
A.能得出 v1 和 v2 B.只能得出 v1
C.不能得出 v1 和 v2 D.只能得出 v2
【答案】
B
【解析】
数据来自于“苏炳添2021年东京奥运会百米半决赛”。上网查了下,苏炳添半决赛跑至 30 m 处用时 3.73 s,是目前世界第一,去除起跑反应时间 0.142 s,也是 3.58 s,题目中的 3.298 s 来源不明。
6.真空中有完全相同的导体球 X、Y、Z,其中 X 带电 + 4 μC、Y 不带电,Z 带电 − 10 μC。先将 Y 与 X 接触,分开后 Y 再与 Z 接触,最后 Y 带电
A.− 4 μC B.− 3 μC C.− 2 μC D.+ 4 μC
【答案】
A
7.一周期为 T、向右传播的简谐横波在 t = 0 s 时传到 P 点。波形如图所示,在 t = 8 T 时,a、b 两点间的波形为
【答案】
C
8.用“光镊”技术可将纳米颗粒悬浮在真空中的某点 P。当该微粒偏离 P 很小距离 x 时,其所受合力大小与 x 成正比,方向始终指向 P。现使位于 P 的颗粒获得一微小速度,则该微粒在此后的运动过程中可能
A.速度减小时加速度减小 B.速度增大时加速度减小
C.速度减小时加速度不变 D.速度增大时加速度不变
【答案】
B
9.某电场中 x 轴上 0 ≤ x ≤ a 区间电势 φ 随 x 变化的关系如图所示。在将一带负电的点电荷沿 x 轴从 x = 0 移动到 x = a 的过程中,其电势能 Ep 随 x 变化的关系可能是
【答案】
C
10.坦克炮管通常在发射数百发炮弹后需报废,炮弹离开炮管时的速度可达 1 000 m/s,一根炮管在报废前发射的所有炮弹在该炮管中运动的累积时间约为
A.5 秒 B.5 分钟 C.5 小时 D.5 个月
【答案】
A
11.带电量分别为 + q、+ q 和 – 2q 的点电荷固定在等边三角形的三个顶点上,构成一带电体。将其先后置于如图(a)、(b)所示的匀强电磁 Ea 和非匀强电场 Eb 中,该带电体受到的电场力大小分别为
A.Fa = 0,Fb = 0 B.Fa ≠ 0,Fb = 0
C.Fa ≠ 0,Fb ≠ 0 D.Fa = 0,Fb ≠ 0
【答案】
D
12.如图(a),两根互相平行、电阻不计的光滑导轨位于水平面内,左端用电阻连接,处于竖直向下的匀强磁场中。一金属棒置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到一垂直于棒的水平外力 F 作用。以向右为正方向,棒所受的安培力 FA 与时间 t 的关系如图(b)所示。则外力 F 随时间 t 的关系可能是
【答案】
D
【解析】
由 FA =
由牛顿第二定律可得:
F – F安 = − ma
F = − ma + F安
可见,F – t 图像的斜率与 F安 的斜率大小相同,并在 F安 大小图线的基础上向下平移 ma 的距离。
正确选项为 D。
13.装在绝热密闭容器中的气体随容器做直线运动,突然停止时其直线运动的动能变为零,则气体温度将________,气体分子与器壁碰撞的剧烈程度________。
【答案】
升高,增加
14.月球在地球引力作用下绕地球做匀速圆周运动,周期为 T。月地距离为 r,月球质量为 m。月球绕地球运动的线速度大小为________,地球对月球的万有引力大小为________。
【答案】
15.核钟是下一代超高精度时间测量工具,通过衰变反应 23892U → 23490Th + ________可得到核钟所用的 23490Th。驱动核钟可用光子能量为 8 eV 的光波,该光波波长为________m。(普朗克常数 h = 6.63×10−34 J·s,1 eV = 1.6×10−19 J)
【答案】
42He,1.55×10−7
【解析】
由 E = hν =
16.中国科学家利用光梳技术获得频率为 ν1 和 ν2(ν1 < ν2)的两束高品质单色光,它们在真空中通过相同距离到达同一双缝的时间________(选填:A.“相等” B.“不相等”)。这两束单色光通过该双缝后在同一光屏上分别产生干涉条纹,频率为________的光产生的条纹间距较大。
【答案】
A,ν1
17.为测量大气压强,设计如下实验:一导热气缸开口向上竖直放置,用横截面积为 S 的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸中。在活塞上逐次增加砝码,并记录多组平衡时距气缸底部高度 h 和活塞上砝码总质量 m,以 m 为纵轴,1/h 为横轴作图,得到的拟合直线斜率为 k,截距为 b。据此可得大气压强为____________,活塞上无砝码时活塞距气缸底部的高度为__________。(不计摩擦,重力加速度为 g)
【答案】
−
【解析】
设活塞上无砝码时,活塞距气缸底部高度为 h0,大气压强为 p0,由玻意耳定律得:
p0h0S = (p0 +
解得:m =
k =
即 p0 = −
18.为了研究加速度 a 与F 的关系,某同学设计的实验装置如图所示。在附有标尺的轨道上固定一光电门传感器,小车上装有一挡光片。测量钩码所受重力的大小,并将其视为小车所受拉力大小。由静止释放小车,记录挡光片经过光电门的挡光时间。改变悬挂的钩码个数,从同一位置释放小车获取多组数据。
(1)该实验________测量小车质量(选择:A.“必须” B.“不必”)。
(2)为了得到 a – F 图像,实验中还需要测量的物理量是:____________、___________。
(3)实际上小车所受拉力略小于钩码所受重力,其原因_____________________________。
(4)已知细线与轨道平行时小车的加速度为 a1,若滑轮位置偏低导致细线与轨道不平行,其他条件不变,小车的加速度 a2 ,则 a1________a2。(选择:A.“<” B.“>”)
【答案】
(1)B
(2)挡光片宽度,光电门到小车的距离;
(3)小车运动时钩码向下做加速运动,由牛顿第二定律可知绳的拉力小于钩码的总重力;
(4)B
19.如图(a),斜面倾角 θ = 30°,斜面所在空间有一边界与斜面底边平行、宽度 D = 0.40 m、磁感应强度大小 B = 0.5 T 的匀强磁场区域,磁场方向垂直斜面向上。单匝矩形闭合金属线框 cdef 质量 m = 0.10 kg、总电阻 R = 0.25 Ω,cf 边的长度等于磁场宽度。线框在平行斜面向上、垂直于 ef 边的恒定拉力作用下,从斜面底端由静止开始运动,当线框的 cd 边离开磁场区域时撤去拉力。线框运动过程中速度 v 与时间 t 的关系如图(b)所示。已知线框与斜面间的动摩擦因数 μ =
(1)线框受到的拉力大小 F;
(2)线框 cd 边的长度 L;
(3)线框中产生的焦耳热 Q。
【答案】
(1)F = 1.48 N
(2)L = 0.5 m
(3)Q = 0.4 J
【解析】
(1)0 ~ 0.4 s 内线框做初速为零的匀加速直线运动
a =
由牛顿第二定律可得
F – mgsin30° − μmgcos30° = ma
F = mgsin30° + μmgcos30° + ma
= 0.1×9.8×0.5 +
= 1.48 N
(2)0.4 s 后匀速,有
F – mgsin30° − μmgcos30° − F安 = 0
F – mgsin30° − μmgcos30° − BIL = 0
F – mgsin30° − μmgcos30° −
(3)线框只有在穿过磁场区域的过程中才会产生热量,其电流强度
I =
用时
t =
产生的焦耳热
Q = I2Rt = 22×0.25×0.4 J = 0.4 J
(使用 Q = W安克 亦可)
撤去外力后线框做匀减速直线运动,当速度降为零时,由于
mgsin30° = μmgcos30°
所以不会下滑。
20.如图,一质量 m1 = 0.15 kg 的小球 P 由长 l = 1.2 m 的轻质细线悬挂于 O 点。一质量 m2 = 0.1 kg 的小滑块 Q 静置于水平轨道 A 处,位于 O 点正下方。将 P 向左拉开由静止释放,P 在与 Q 碰撞前瞬间的向心加速度 a = 1.6 m/s2,碰撞后瞬间 P 的速度是碰撞前瞬间速度的 1/5。滑块与轨道间动摩擦因数 μ = 0.28,碰撞前后小球与滑块的总动能不变,g 取 9.8 m/s2。求:
(1)P 与 Q 碰撞后瞬间物块 Q 的速度大小 v;
(2)P 与 Q 碰撞后第一次回到最低点时,Q 与 A 点之间的距离 s。
【答案】
(1)v = 1.663 m/s
(2)s = 0.504 m
【解析】
(1)由圆周运动向心加速度
a =
解得 vP =
碰撞后小球 P 的速度变为
vPʹ =
碰撞过程系统机械能守恒,有
解得
vQ =
(2)设 P 碰撞后摆动到最高点的高度为 h,由机械能守恒可得
h ≈ 0.004 m
对应的最大摆角
θ = arccos
故 P 的摆动可看作简谐振动,P 与 Q 碰撞后再次回到 A 点的时间为
tP =
对 Q 物体,根据牛顿第二定律,有
f = μm2g = m2a
可得
a = μg = 2.744 m/s2
Q 的运动时间
tQ =
故 Q 在上述过程中已经停下,其位移为
s =
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