1、一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m,这时物体的速度2m/s,下列说法正确的是( )
A.手对物体做功10J
B.合外力对物体做功2J
C.合外力对物体做功12J
D.物体克服重力做功12J
2、如图所示为齿轮的传动示意图,大齿轮带动小齿轮转动,大、小齿轮的角速度大小分别为ω1、ω2,两齿轮边缘处的线速度大小分别为v1、v2,则( )
A.ω1<ω2,v1=v2
B.ω1>ω2,v1=v2
C.ω1=ω2,v1>v2
D.ω1=ω2,v1<v2
3、如图所示,匀强磁场中有一等边三角形线框abc,匀质导体棒在线框上向右匀速运动。导体棒在线框接触点之间的感应电动势为E,通过的电流为I。忽略线框的电阻,且导体棒与线框接触良好,则导体棒( )
A.从位置①到②的过程中,E增大、I增大
B.经过位置②时,E最大、I为零
C.从位置②到③的过程中,E减小、I不变
D.从位置①到③的过程中,E和I都保持不变
4、下列说法不正确的是( )
A.未见其人先闻声,是因为声波波长较大,容易发生衍射现象
B.机械波在介质中的传播速度与波的频率无关
C.在双缝干涉实验中,同等条件下用紫光做实验比用红光做实验得到的条纹更窄
D.在同一地点,当摆长不变时,摆球质量越大,单摆做简谐振动的周期越大
5、如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场,板长为L(不考虑边界效应)。t=0时刻,M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子,垂直M板向右的粒子,到达N板时速度大小为;平行M板向下的粒子,刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用,则( )
A.M板电势高于N板电势
B.两个粒子的电势能都增加
C.粒子在两板间的加速度
D.粒子从N板下端射出的时间
6、如图所示,把两个线圈绕在同一个矩形软铁芯上,线圈通过导线、开关与电池连接,线圈
用导线连通,导线下面平行放置一个可以自由转动的小磁针,且导线沿南北方向放置。下列说法正确的是( )
A.开关闭合的瞬间,小磁针不会转动
B.开关闭合,待电路稳定后,小磁针会转动
C.电路稳定后,断开开关的瞬间,小磁针不会转动
D.电路稳定后,断开开关的瞬间,小磁针会转动
7、如图,纸面内正方形abcd的对角线交点O处有垂直纸面放置的通有恒定电流的长直导线,电流方向垂直纸面向外,所在空间有磁感应强度为,平行于纸面但方向未知的匀强磁场,已知c点的磁感应强度为零,则b点的磁感应强度大小为( )
A.0
B.
C.
D.
8、交流发电机正常工作时产生的电动势 e=Emsinωt,若线圈匝数减为原来的一半,而转速增为原来的2倍,其他条件不变,则产生的电动势的表达式为
A.e=Emsinωt
B.e=2Emsinωt
C.e=Emsin2ωt
D.e=2Emsin2ωt
9、如图为某同学的小制作,装置 A 中有磁铁和可转动的线圈.当有风吹向风扇时扇叶转动,引起灯泡发光.引起灯泡发光的原因是
A.线圈切割磁感线产生感应电流
B.磁极间的相互作用
C.电流的磁效应
D.磁场对导线有力的作用
10、倾角为 的斜面上,有质量为m,同一材质制成的均匀光滑金属圆环,其直径 d恰好等于平行金属导轨的内侧宽度。如图,电源提供电流 I,圆环和轨道接触良好。下面的匀强磁场,能使圆环保持静止的是( )
A.磁场方向垂直于斜面向上,磁感应强度大小等于
B.磁场方向垂直于斜面向下,磁感应强度大小等于
C.磁场方向竖直向下,磁感应强度大小等于
D.磁场方向竖直向上,磁感应强度大小等于
11、如图所示,小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾,尽情玩耍.在小朋友接触床面向下运动的过程中,床面对小朋友的弹力做功情况是( )
A.先做负功,再做正功
B.先做正功,再做负功
C.一直做正功
D.一直做负功
12、猎豹起跑时加速度的大小可达8m/s2。一只质量为50kg的猎豹以该加速度起跑瞬间,所受外力的合力大小为( )
A.100N
B.200N
C.400N
D.600N
13、对于功和能的关系,下列说法中正确的是( ).
A.功就是能,能就是功
B.功可以变为能,能可以变为功
C.做功过程就是物体能量的转化过程
D.功是物体能量的量度
14、2021年12月9日,神舟十三号乘组进行天宫授课,如图为航天员叶光富试图借助吹气完成失重状态下转身动作的实验,但未能成功。若他在1s内以20m/s的速度呼出质量约1g的气体,可获得的反冲力大小约为( )
A.0.01N
B.0.02N
C.0.1N
D.0.2N
15、利用电磁感应驱动的电磁炮,原理示意图如图甲所示,高压直流电源电动势为E,大电容器的电容为C。套在中空的塑料管上,管内光滑,将直径略小于管的内径的金属小球静置于管内线圈右侧。首先将开关S接1,使电容器完全充电,然后将S转接2,此后电容器放电,通过线圈的电流随时间的变化规律如图乙所示,金属小球在的时间内被加速发射出去(
时刻刚好运动到右侧管口)。下列关于该电磁炮的说法正确的是( )
A.小球在塑料管中的加速度随线圈中电流的增大而增大
B.在的时间内,电容器储存的电能全部转化为小球的动能
C.适当加长塑料管可使小球获得更大的速度
D.在的时间内,顺着发射方向看小球中产生的涡流沿逆时针方向
16、图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置为x=lm处的质点,Q是平衡位置为x=4m处的质点.图乙为质点Q的振动图象.下列说法不正确的是( )
A.该波的传播速度为40m/s
B.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm
C.该波沿x轴负方向传播
D.t=0.10s时,质点Q的速度方向向下
17、某同学自制一电流表,其原理如图所示。质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,在矩形区域abcd内有匀强磁场,ab=L1,bc=L2,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针,可指示出标尺上的刻度。MN的长度大于ab,当MN中没有电流通过且处于静止时,MN与矩形区域的ab边重合,且指针指在标尺的零刻度;当MN中有电流时,指针示数可表示电流强度。MN始终在纸面内且保持水平,重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A.当电流表的示数为零时,弹簧的长度为
B.标尺上的电流刻度是均匀的
C.为使电流表正常工作,流过金属杆的电流方向为N→M
D.电流表的量程为
18、一定值电阻两端加上某一稳定电压,经一段时间通过该电阻的电荷量为0.2C,消耗的电能为0.6J。为在相同时间内使通过该电阻的电荷量为0.6C,则在其两端需加的电压为( )
A.1V
B.3V
C.6V
D.9V
19、如图,理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=2:1,电压表和电流表均为理想电表,灯泡电阻R1=6Ω,AB端电压u1=12sin100πt(V)。下列说法正确的是( )
A.电流频率为100Hz
B.电压表的读数为24V
C.电流表的读数为0.5A
D.变压器输入功率为6W
20、如图所示,图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系,若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻,则经过的时间,两电阻消耗的电功之比
为( )
A.
B.
C.
D.
21、长度测量是光学干涉测量最常见的应用之一。如要测量某样品的长度,较为精确的方法之一是通过对干涉产生的条纹进行计数;若遇到非整数干涉条纹情形,则可以通过减小相干光的波长来获得更窄的干涉条纹,直到得到满意的测量精度为止。为了测量细金属丝的直径,把金属丝夹在两块平板玻璃之间,使空气层形成尖劈,金属丝与劈尖平行,如图所示。如用单色光垂直照射,就得到等厚干涉条纹,测出干涉条纹间的距离,就可以算出金属丝的直径。某次测量结果为:单色光的波长λ=589.3nm,金属丝与劈尖顶点间的距离L=28.880mm,其中30条亮条纹间的距离为4.295mm,则金属丝的直径为( )
A.4.25×10-2mm
B.5.75×10-2mm
C.6.50×10-2mm
D.7.20×10-2mm
22、某地有一风力发电机,它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风向恰好跟叶片转动的圆面垂直,已知空气的密度为1.2kg/m3,假如这个风力发电机能将此圆内空气动能的10%转化为电能,若该风力发电机的发电功率约为1.63×104W,则该地区的风速约为( )
A.10m/s
B.8m/s
C.6m/s
D.4m/s
23、如图所示,半径为的特殊圆柱形透光材料圆柱体部分高度为
,顶部恰好是一半球体,底部中心有一光源
向顶部发射一束由
、
两种不同频率的光组成的复色光,当光线与竖直方向夹角
变大时,出射点
的高度也随之降低,只考虑第一次折射,发现当
点高度
降低为
时只剩下
光从顶部射出,下列判断正确的是( )
A.在此透光材料中光的传播速度小于
光的传播速度
B.光从顶部射出时,无
光反射回透光材料
C.此透光材料对光的折射率为
D.同一装置用、
光做双缝干涉实验,
光的干涉条纹较大
24、如图所示,质量为M、电阻为R、长为L的导体棒,通过两根长均为l、质量不计的导电细杆连在等高的两固定点上,固定点间距也为L。细杆通过开关S可与直流电源或理想二极管串接。在导体棒所在空间存在磁感应强度方向竖直向上、大小为B的匀强磁场,不计空气阻力和其它电阻。开关S接1,当导体棒静止时,细杆与竖直方向的夹角固定点
;然后开关S接2,棒从右侧开始运动完成一次振动的过程中( )
A.电源电动势
B.棒消耗的焦耳热
C.从左向右运动时,最大摆角小于
D.棒两次过最低点时感应电动势大小相等
25、1911 年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了____(选填“大”或“小”)角度散射现象,提出了原子的核式结构模型。核电站的反应堆是利用____释放的核能。
26、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应(______)
27、水的摩尔质量为M=18g/mol,水的密度为=1.0×103kg/m3,阿伏加德罗常数 ,则一个水分子的质量为______ kg,一瓶500ml的纯净水所含水分子的个数为______.
28、如图所示,水平放置的封闭绝热汽缸,被绝热隔板A分为左、右两部分,左侧为理想气体,右侧为真空。突然抽去隔板A,气体充满整个汽缸,气体的温度______(选填“升高”“降低”或者“不变”);然后,用活塞B将气体压缩,回到初始位置,气体的温度________(选填“升高”“降低”或者“不变”)。
29、如图,使单匝闭合矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴,匀速转动,在线框中就会产生交流电.已知磁场的磁感应强度为B,线框abcd面积为S,线框转动的角速度为
,当线框转到图示位置时,即线框平面与磁场方向垂直,线框中的感应电动势大小为_____;当线框从图示位置转过90°时,线框中的感应电动势大小为_________.
30、如图所示,一定质量的理想气体沿不同过程I、II,由状态A变到状态B,状态A和状态B的温度相同。则过程I对外做的功_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)过程II对外做的功;过程I吸收的热量_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)过程II吸收的热量。
31、气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB;
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平;
c.在A和B间放入一个被压缩的轻质弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;
d.用刻度尺测出滑块A的左端至挡板C的距离L1;
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作,当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下滑块A、B分别到达挡板C、D的运动时间t1和t2。
(1)实验中还应测量的物理量是_________________。
(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是_________,上式中算得A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是:
①______________________________________;
②______________________________。
(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出表达式。如不能,请说明理由________。
32、一个物体放在地球表面上时重为,将该物体放在一枚火箭中,当火箭加速上升到离地面的高度为R时,物体的“视重”为
,求此时火箭的加速度大小.(已知地球的半径为
)
33、如图所示,为某研究小组设计的磁悬浮电梯的简化模型,在竖直平面上相距为的两根很长的平行滑轨,竖直安置,沿轨道安装的线路通上励磁电流,便会产生沿轨道移动的周期性磁场。组成周期性磁场的每小块磁场沿滑轨方向宽度相等,相间排列。相间的匀强磁场B1和B2垂直轨道平面,B1和B2方向相反,大小相等,即B1=B2=B,每个磁场的宽度都是
。采用轻巧碳纤维材料打造的一电梯轿厢里固定着绕有N匝金属导线的闭合正方形线框ABCD(轿厢未画出且与线框绝缘),边长为
,总电阻为R。利用移动磁场与金属线框的相互作用,使轿厢获得牵引力,从而驱动电梯上升。已知磁场以速度v0向上匀速运动,电梯轿厢的总质量为M、运动中所受的摩擦阻力恒为
,重力加速度为g。
(1)电梯轿厢向上运动的最大速度;
(2)不考虑其它能量损耗,为了维持轿厢匀速上升,外界在单位时间内需提供的总能量;
(3)假设磁场由静止开始向上做匀加速运动来启动电梯轿厢,当两磁场运动的时间为t时,电梯轿厢也在向上做匀加速直线运动,此时轿厢的运动速度为v,求由磁场开始运动到电梯轿厢刚开始运动所需要的时间。
34、简谐运动是一种理想化的运动模型,是机械振动中最简单、最基本的振动。它具有如下特点:
①简谐运动的物体受到回复力的作用,回复力F回的大小与物体偏离平衡位置的位移x成正比,回复力的方向与物体偏离平衡位置的位移方向相反,即:F回=-kx,其中k为振动系数,其值由振动系统决定;
②简谐运动是一种周期性运动,其周期与振动物体的质量的平方根成正比,与振动系统的振动系数的平方根成反比,而与振幅无关,即:,试论证分析如下问题:
(1)如图甲,摆长为L、摆球质量为m的单摆在AB间做小角度的自由摆动,当地重力加速度为g。
a.当摆球运动到P点时,摆角为θ,画出摆球受力的示意图,并写出此时刻摆球受到的回复力F回大小;
b.请结合简谐运动的特点,证明单摆在小角度摆动时周期为。
(提示:用弧度制表示角度,当角θ很小时,sinθ≈θ,θ角对应的弧长与它所对的弦长也近似相等)
(2)类比法、等效法等都是研究和学习物理过程中常用的重要方法。轻质绝缘细线下端系着一个带电量为+q,质量为m的小球,该单摆的摆长为L;将该装置处于场强大小为E的竖直向下的匀强电场中,如图乙所示;将该装置处于磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图丙所示。带电小球在乙、丙图中均做小角度的简谐运动。请分析求出带电小球在乙、丙两图中振动的周期。
35、如图中,R1=2Ω,R2=R3=6Ω,滑动变阻器全值电阻为R4=6Ω,电源内电阻r=1.0Ω,当滑键P移至A端时,电压表读数为5V。求:
(1)当P移至B端时电源的总功率;
(2)滑键P分别在A、B两端时电源的效率。
36、研究最大尺度的宇宙学理论与研究微观世界的粒子物理、量子理论有密切联系,它们相互沟通、相互支撑。
(1)根据量子理论,光子既有能量也有动量,光子的动量,其中h为普朗克常量,λ为光的波长。太阳光照射到地球表面时,如同大量气体分子频繁碰撞器壁一样,会产生持续均匀的“光压力”。现将问题简化,假设太阳光垂直照射到地球上且全部被地球吸收,到达地球的每一个光子的平均能量为E=4×10-19J,每秒钟照射到地球的光子数为N=4.5×1035,已知真空中光速c=3×108m/s。求太阳光对地球的“光压力”;(结果保留一位有效数字)
(2)目前地球上消耗的能量,追根溯源,绝大部分还是来自太阳内部核聚变时释放的核能,在长期演化过程中,太阳内部的核反应过程非常复杂,我们将其简化为氢转变为氦。已知太阳的质量为M0=2×1030kg,其中氢约占70%,太阳辐射的总功率为P0=4×1026W,氢转变为氦的过程中质量亏损约为1%,1年=3.15×107s。求现有氢中的10%发生聚变需要多少年?(结果保留一位有效数字)
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