1、如图所示,竖直平面内半径的圆弧AO与半径
的圆弧BO在最低点C相切。两段光滑的直轨道的一端在O点平滑连接,另一端分别在两圆弧上且等高。一个小球从左侧直轨道的最高点A由静止开始沿直轨道下滑,经过O点后沿右侧直轨道上滑至最高点B,不考虑小球在O点的机械能损失,重力加速度g取10m/s。则在此过程中小球运动的时间为( )
A.1.5 s
B.2.0 s
C.3.0 s
D.3.5 s
2、1697年牛顿、伯努利等解出了“最速降线”的轨迹方程。如图所示,小球在竖直平面内从静止开始由P点运动到Q点,沿PMQ光滑轨道时间最短(该轨道曲线为最速降线)。PNQ为倾斜光滑直轨道,小球从P点由静止开始沿两轨道运动到Q点时,速度方向与水平方向间夹角相等。M点为PMQ轨道的最低点,M、N两点在同一竖直线上。则( )
A.小球沿两轨道运动到Q点时的速度大小不同
B.小球在M点受到的弹力小于在N点受到的弹力
C.小球在PM间任意位置加速度都不可能沿水平方向
D.小球从N到Q的时间大于从M到Q的时间
3、如图所示,光滑水平面上有一足够长的轻质绸布C,C上静止地放有质量分别为2m、m的物块A和B,A、B与绸布间的动摩擦因数均为μ。已知A、B与C间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对A施一水平拉力F,F从0开始逐渐增大,下列说法正确的是( )
A.当F=0.5μmg时,A、B、C均保持静止不动
B.当F=2.5μmg时,A、C不会发生相对滑动
C.当F=3.5μmg时,B、C以相同加速度运动
D.只要力F足够大,A、C一定会发生相对滑动
4、如图所示,质量为M的物块放置在光滑水平桌面上,右侧连接一固定于天花板与竖直方向成θ=45°的轻绳,左侧通过一与竖直方向成θ=45°跨过光滑定滑轮的轻绳与一竖直轻弹簧相连。现将质量为m的钩码挂于弹簧下端,当弹簧处于原长时,将钩码由静止释放,当钩码下降到最低点时(未着地),物块对水平桌面的压力恰好为零。轻绳不可伸长,弹簧劲度系数为k且始终在弹性限度内,物块始终处于静止状态,重力加速度为g。以下判断正确的是( )
A.钩码向下一直做加速运动
B.钩码向下运动的最大距离为
C.M=m
D.M=m
5、有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星,其运行周期T是地球近地卫星周期的倍,卫星轨道平面与地球赤道平面重合,卫星上装有太阳能收集板可以把光能转化为电能,提供卫星工作所必须的能量,已知sin37°=0.6,sin53°=0.8,近似认为太阳光是垂直地轴的平行光,卫星运转一周接收太阳能的时间为t,则
的值为( )
A.
B.
C.
D.
6、如图所示的理想变压器电路,变压器原、副线圈的匝数可通过滑动触头P1、P2控制,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,L为灯泡。当原线圈所接的交变电压U降低后,灯泡L的亮度变暗,欲使灯泡L恢复到原来的亮度,下列措施可能正确的是( )
A.仅将滑动触头Pl缓慢地向上滑动
B.仅将滑动触头P2缓慢地向上滑动
C.仅将滑动变阻器的滑动触头P3缓慢地向下滑动
D.将滑动触头P2缓慢地向下滑动,同时P3缓慢地向下滑动
7、如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,其传播速度
,此时质点P的位移为
,则质点P的位移y随时间t变化的关系为( )
A.
B.
C.
D.
8、如图所示,用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中,极板所带电荷量不变,若( )
A.保持S不变,减小d,则θ变大
B.保持S不变,增大d,则θ变小
C.保持d不变,减小S,则θ变小
D.保持d不变,减小S,则θ变大
9、如图所示,两个半径不等的均匀带电圆环P、Q带电荷量相等,P环的半径大于Q环的,P带正电,Q带负电。两圆环圆心均在O点,固定在空间直角坐标系中的yOz平面上。a、b在x轴上,到O点的距离相等,c在y轴上,到O点的距离小于Q环的半径。取无限远处电势为零,则( )
A.O点场强不为零
B.a、b两点场强相同
C.电子从c处运动到a处静电力做功与路径无关
D.电子沿x轴从a到b,电场力先做正功后做负功
10、如图所示,甲、乙是规格相同的灯泡,接线柱a、b接电压为U的直流电源时,无论电源的正极与哪一个接线柱相连,甲灯均能正常发光,乙灯完全不亮.当a、b接电压有效值为U的交流电源时,甲灯发出微弱的光,乙灯能正常发光,则下列判断正确的是( )
A.x是电容器, y是电感线圈
B.x是电感线圈, y是电容器
C.x是二极管, y是电容器
D.x是电感线圈, y是二极管
11、如图甲所示,在粗糙绝缘水平面的A、C两处分别固定两个点电荷,A、C的位置坐标分别为-3L和2L,已知C处电荷的电荷量为4Q,图乙是AC连线之间的电势φ与位置坐标x的关系图像,图中x=0点为图线的最低点,x=-2L处的纵坐标,x=L处的纵坐标
,若在x=-2L的B点,由静止释放一个可视为质点的质量为m,电荷量为q的带电物块,物块随即向右运动,物块到达L处速度恰好为零,则下列说法正确的是( )
A.A处电荷带正电,电荷量为9Q,小物块与水平面间的动摩擦因数
B.A处电荷带负电,电荷量为6Q,小物块与水平面间的动摩擦因数
C.A处电荷带正电,电荷量为9Q,小物块与水平面间的动摩擦因数
D.A处电荷带负电,电荷量为6Q,小物块与水平面间的动摩擦因数
12、光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面A,斜面质量为M,底边长为 L,如图所示。将一质量为m的可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放,滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为,则下列说法中正确的是( )
A.
B.滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为
C.滑块到达斜面底端时的动能为
D.此过程中斜面向左滑动的距离为
13、国家为节约电能,执行峰谷分时电价政策,引导用户错峰用电。为了解错峰用电的好处,建立如图所示的“电网仅为3户家庭供电”模型,3户各有功率P=3kW的用电器,采用两种方式用电:方式一为同时用电1小时,方式二为错开单独用电各1小时,两种方式用电时输电线路总电阻损耗的电能分别为ΔE1、ΔE2,若用户电压恒为220V,不计其它线路电阻,则( )
A.两种方式用电时,电网提供的总电能之比为1:1
B.两种方式用电时,变压器原线圈中的电流之比为1:3
C.
D.
14、如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为( )
A.
B.
C.
D.
15、《流浪地球2》影片中,太空电梯高耸入云,在地表与太空间高速穿梭。太空电梯上升到某高度时,质量为2.5kg的物体重力为16N。已知地球半径为6371km,不考虑地球自转,则此时太空电梯距离地面的高度约为( )
A.1593km
B.3584km
C.7964km
D.9955km
16、2020年3月20日,电影《放射性物质》在伦敦首映,该片的主角—居里夫人是放射性元素钋()的发现者。已知钋(
)发生衰变时,会产生
粒子和原子核
,并放出
射线。下列分析正确的是( )
A.原子核的质子数为82,中子数为206
B.射线具有很强的穿透能力,可用来消除有害静电
C.由粒子所组成的射线具有很强的电离能力
D.地磁场能使射线发生偏转
17、中国科学院紫金山天文台近地天体望远镜发现了一颗近地小行星,这颗近地小行星直径约为40m。已知地球半径约为6400km,若该小行星与地球的第一宇宙速度之比约为,则该行星和地球质量之比的数量级为( )
A.10-15
B.10-16
C.10-17
D.10-18
18、如图是一边长为L的正方形金属框放在光滑水平面上的俯视图,虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场.金属矿电阻为R,时刻,金属框在水平拉力F作用下从图示位置由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度进入磁场,
时刻线框全部进入磁场。则
时间内金属框中电流i、电量q、运动速度v和拉力F随位移x或时间t变化关系可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
19、工地上甲、乙两人用如图所示的方法将带挂钩的重物抬起。不可伸长的轻绳两端分别固定于刚性直杆上的A、B两点,轻绳长度大于A、B两点间的距离。现将挂钩挂在轻绳上,乙站直后将杆的一端搭在肩上并保持不动,甲蹲下后将杆的另一端搭在肩上,此时物体刚要离开地面,然后甲缓慢站起至站直。已知甲的身高比乙高,不计挂钩与绳之间的摩擦。在甲缓慢站起至站直的过程中,下列说法正确的是( )
A.轻绳的张力大小一直不变
B.轻绳的张力先变大后变小
C.轻绳的张力先变小后变大
D.轻绳对挂钩的作用力先变大后变小
20、某平面区域内一静电场的等势线分布如图中虚线所示,一正电荷仅在电场力作用下由a运动至b,设a、b两点的电场强度分别为Ea、Eb,电势分别为a、
b,该电荷在a、b两点的速度分别为va、vb,电势能分别为Epa、Epb,则( )
A.Ea>Eb
B.a>
b
C.va>vb
D.Epa>Epb
21、如图,一长为L的圆筒一端A密封,其中央有一小孔,圆筒另一端B用半透明纸密封。将圆筒A端对准太阳方向,在B端的半透明纸上可观察到太阳的像,其直径为d。已知日地距离为r,地球绕太阳公转周期为T,引力常量为G。据此估算可得太阳半径约为________,太阳密度约为________。
22、线段OB上存在静电场,OB上电场强度随空间变化规律如图所示。线段上有一点A,O、A、B三点的电场强度大小分别为E0、0、。将一带电荷量+q的粒子从O点由静止释放,只在电场力作用下运动,粒子到达B点时速度变为零。已知A、B两点距O点的距离分别为xA、xB,则xB=______xA,粒子在运动过程中最大动能为_________。
23、如图所示,一个弹簧振子沿x轴在B、O、C间做简谐运动,O为平衡位置,当振子从B点向O点向右运动过程中,弹簧振子的速度在________,弹簧振子的加速度为________(填“增加”“减少”或“不变”)。
24、三个速度大小不同的同种带电粒子,沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入,当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°,重力不计,则它们在磁场中运动的时间之比为___________。
25、两端开口、粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置,两段水银柱中间封有一定质量气体,其液面高度差如图所示。若向左管倒入少量水银,待液面稳定后,图中的将_______;若将U型管略微向右倾斜,待液面稳定后,图中的
将_______,(均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
26、在“用双缝干涉测量光的波长”实验中:
已知双缝到光屏的距离,双缝间距
,单缝到双缝的距离
。某同学在测量时,转动手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮纹的中心,手轮上的读数是4.077mm;然后继续转动手轮,使分划板中心刻线对准B亮纹的中心,如图所示,手轮上的读数是___________mm。则所测单色光的波长λ=___________m(保留2位有效数字)。
27、多用电表是物理实验室常用的仪表之一,在练习使用多用电表的实验中
(1)小敏同学测量20V左右的交流电压
①下列操作不合理的是________
A.先调节图乙中的T旋钮,使指针指向左侧零刻度
B.将挡位K调至
C.测量并读数
②指针位置如图甲所示,则此交变电流的电压为_____V。
(2)小白同学用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值Rx,先把选择开关旋到“×100”挡位,测量时发现指针偏转过小。
①应适当使流过欧姆表表头的电流变_____。
②接下来的操作顺序是________。
a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔
b.旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔
c.将选择开关旋到“×10”挡
d.将选择开关旋到“×1k”挡
e.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔
28、如图,光滑水平导轨与光滑斜面底端平滑绝缘连接,两导轨关于中心线OO′对称,其中边长为L的正方形区域abb′a′内有竖直向下的匀强磁场I,长为2L、宽为的长方形区域dee′d′内有竖直向上的匀强磁场II。质量为m的金属杆P置于斜面上,质量为2m的金属杆Q置于bb′和dd′之间的适当位置,P杆由静止释放后,第一次穿过磁场I的过程中,通过P杆的电荷量为q;之后与杆发生正碰,碰后两杆向相反方向运动,并各自始终匀速穿过两侧的磁场,两杆在运动过程中始终与中心线OO′垂直。已知两杆单位长度的电阻均为r,P杆能再次滑上斜面的最大高度为h,重力加速度为g,导轨电阻不计。求:
(1)磁场I、II的磁感应强度大小B1、B2;
(2)试通过计算分析两杆的碰撞是否为弹性碰撞;
(3)P杆最初释放时的高度。
29、如图为某种透明玻璃砖的横截面,PM= 2R,O为PM中点,PN为半径为R的四分之一圆弧。一束平行单色光从OM区域垂直OM水平射入玻璃砖。已知玻璃砖的临界角为C=30°,光在真空中速度为c。求:
(1)在PN弧上有光线射出区域的弧长;
(2)从OM射入的光线经MN一次反射后直接从PN弧离开的最长时间。
30、如图所示,环形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为,内圆半径为
,外圆半径为
,两圆的圆心(重合)处不断向外发射电荷量为
,质量为
的带正电粒子,不计粒子所受重力及粒子间相互作用,粒子发射速度方向都水平向右,而速度大小都不同,导致一部分粒子从外圆飞出磁场,而另一部分粒子第一次出磁场是飞入内圆。
(1)如果粒子从外圆飞出磁场,求粒子的速度大小范围;
(2)如果粒子从外圆飞出磁场,求这些粒子在磁场中运动的时间范围;
(3)如果粒子第一次出磁场是飞入内圆,求这些粒子从进入磁场到第一次出磁场所用的时间范围。
31、我国的东方超环(EAST)是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。装置中的中性化室将加速到很高能量的离子束变成中性粒子束,注人到发生聚变反应的等离子体中,将等离子体加热到发生聚变反应所需点火温度。没有被中性化的高能带电离子对实验装置有很大的破坏作用,因此需要利用“剩余离子偏转系统”将所有带电离子从粒子束剥离出来。
剩余离子电偏转系统的原理如图所示,让混合粒子束经过偏转电场,未被中性化的带电离子发生偏转被极板吞噬,中性粒子继续沿原有方向运动被注人到等离子体中。若粒子束中的带电离子主要由动能为、
、
的三种正离子组成。所有离子的电荷量均为q,质量均为m,两极板间电压为U,间距为d。
(1)若离子的动能Ek由电场加速获得,其初动能为零,求加速电压U0;
(2)要使三种带电离子都被极板吞噬,求:
a.离子在电场中运动的最长时间
b.偏转极板的最短长度
(3)剩余离子偏转系统还可以利用磁偏转进行带电离子的剥离。如图所示,粒子束宽度为d,吞噬板MN长度为2d。要使三种能量的离子都能打到吞噬板上,求磁感应强度大小的取值范围。
32、如图,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,∠A=30°,∠B=90°。一束光线平行于底边AC射到AB边上并进入棱镜,然后垂直于AC边射出。
(1)求此棱镜的折射率;
(2)保持AB边上的入射点不变,逐渐改变入射角的大小,通过计算说明,光进入棱镜后是否能从BC边射出?
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