1、如图所示,长度为l的轻绳一端固定在O点,另一端系着一个质量为m的小球,当小球在最低点时,获得一个水平向右的初速度,重力加速度为g,不计空气阻力。在此后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球恰好能到达竖直面内的最高点
B.当小球运动到最右端时,小球所受的合力大小为2mg
C.轻绳第一次刚好松弛时,轻绳与竖直方向夹角的余弦值为
D.初状态在最低点时,细绳对小球的拉力大小为4mg
2、吸附式爬壁机器人将机器人移动技术与壁面吸附技术相结合。在一项测试实验中,机器人沿着竖直墙壁竖直上爬,机器人利用电池产生的电能进行驱动。已知机器人总质量为m,电池输出功率恒为P,机器人在某次正常工作时,由静止出发,经过t时间后速度达到最大值,假设此过程中机器人所受墙壁的阻力恒定,空气阻力不计。电池输出功率的η倍转化为牵引机器人前进的机械功率,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.机器人静止平衡时,墙壁施加给机器人的力为mg
B.t时间内,机器人前进的距离为
C.机器人所受墙壁的阻力大小为
D.机器人的速率为时,机器人的加速度大小为
3、如图所示,某款无人机有4个半径均为R的动力螺旋桨。在没有风的天气,让每个桨叶均以大小相等的转速旋转、并沿竖直方向向下吹风,从而产生反作用力,使无人机悬停在空中。已知当地的空气密度为ρ,空气被每个桨叶向下吹出的速度大小均为v。则无人机的重力大小是( )
A.
B.
C.
D.
4、如图所示,劲度系数为k的竖直轻弹簧固定在水平地面上。质量为m的小球从弹簧正上方高h处自由下落,当弹簧的压缩量为x时,小球到达最低点。不计空气阻力,重力加速度为g。此过程中( )
A.小球的机械能守恒
B.小球到距地面高度为时动能最大
C.小球最大动能为
D.弹簧最大弹性势能为
5、放射性同位素衰变的快慢有一定的规律,质量为的碳
发生
衰变,经过时间t后剩余碳14的质量为m,其
图线如图所示。下列说法正确的是( )
A.碳14放出的粒子来自核外电子
B.碳14的衰变方程为
C.碳14的半衰期为11460年
D.100个碳14原子经过11460年后还剩25个
6、如图所示,用细线将重力为100N的物块悬挂在O点,在物块上施加力F,在力F由水平方向逆时针缓慢转至竖直方向的过程中,物块始终处于静止状态,且细线与竖直方向成30°角,则力F的最小值为( )
A.0
B.50N
C.
D.
7、北京时间2022年11月30日5时42分,神舟十五号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口。已知“天和核心舱”匀速圆周运动的轨道离地约400km、周期约为93min,地球半径为6370km,万有引力常量。根据这些数据,下列说法正确的是( )
A.天和核心舱线速度小于3.1km/s
B.神舟十五号飞船的发射速度大于11.2km/s
C.天和核心舱加速度小于地面重力加速度
D.天和核心舱角速度小于地球自转角速度
8、2023年短道速滑世界杯德累斯顿站男子5000米接力决赛中,由李文龙、林孝、刘冠逸、钟宇晨组成的中国队获得冠军。如图所示,“交棒”运动员向前推“接棒”的运动员接力。不计摩擦。关于一组“交接棒”运动员的运动,下列说法正确的是( )
A.以看台为参考系,两运动员是静止不动的
B.接力过程中两运动员之间的相互作用力相同
C.接力过程中两个运动员的惯性保持不变
D.接力过程中质量较大运动员的速度变化率也较大
9、如图甲所示为α粒子散射实验装置的剖面图,图中铅盒内的放射性元素钋(Po)所放出的α粒子由铅盒上的小孔射出,形成一束很细的粒子束打到金箔上。α粒子束能穿过很薄的金箔打到荧光屏上,并产生闪光,这些闪光可以通过显微镜观察;α粒子穿越金箔前后运动方向之间的夹角θ称为散射角,如图乙所示,荧光屏和显微镜可一起绕金箔沿圆周转动,以便观察α粒子穿过金箔后散射角的变化情况。下列说法正确的是( )
A.整个装置可以不放在抽成真空的容器中
B.α粒子散射实验的结果表明,少数α粒子穿过金箔后,散射角很小(平均为2°~3°),几乎沿原方向前进
C.α粒子散射实验中观察到的个别α粒子甲乙被反弹回来,就像“一颗炮弹射向一张薄纸会反弹回来”,这种现象可用“枣糕模型”来解释
D.原子的核式结构模型有些类似太阳系,原子核犹如太阳,电子犹如行星,可称为原子的“行星模型”
10、图为发电机的原理图。边长为的
匝正方形线圈,在磁感应强度为
的匀强磁场中,绕垂直于磁场的中心轴做匀速转动,角速度为
,线圈电阻不计,外接电阻
和电压表,下列说法正确的是( )
A.从图示位置开始计时,线框中的感应电动势的瞬时值表达式为
B.若将电阻换成电容器,电容器的耐压值可以为
C.从图示位置转过90°流过中的电量
D.线框转一周,外力所做的功为
11、如图所示,塔式起重机将质量的重物沿竖直方向吊起的过程中,在MN段重物以加速度
匀加速上升,在PQ段重物以速度
匀速上升,
,重力加速度g取
,不计空气阻力和摩擦阻力。下列说法正确的有( )
A.从M到N,起重机的输出功率保持为10kW
B.从M到N,重物的机械能增加量为
C.从P到Q,起重机的输出功率保持为60kW
D.从P到Q,起重机对重物做功为
12、一台发电机的结构示意图如图甲所示,内阻为的线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。外接电表均为理想交流电表,小灯泡的电阻为
恒定不变,则( )
A.发电机输出交流电的电压有效值为
B.电压表的示数为
C.发电机的输出功率为
D.在时,穿过线圈的磁通量变化率为零
13、现用两种单色光分别照射同一个光电管,如图甲所示,移动滑动变阻器的滑片调节光电管两端电压,分别得到两种光照射时光电流与光电管两端电压的关系,如图乙,则对于
两种光( )
A.光的饱和光电流更大
B.从同一种介质射向真空中,光更容易发生全反射
C.若用光照射另外某种金属能发生光电效应,则用
光照射也一定能发生光电效应
D.通过同一个双缝装置进行双维干涉实验,光的条纹间距更宽
14、如图所示,某卫星沿椭圆轨道绕地球运动。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,卫星运行的周期为T,在近地点时卫星离地面的高度为d,则该卫星运行至远地点时离地面的高度为( )
A.
B.
C.
D.
15、如图所示,真空中M、N、O三点共线,MN、NO之间的距离分别为3L、L,N点固定电荷量为的点电荷,当M点也放置一点电荷后,在它们共同形成的电场中,电势为零的等势面(取无穷远处电势为零)恰好是以O点为球心的球面。已知点电荷周围某点的电势为
,r为该点到点电荷的距离,Q为场源电荷的电荷量。则放置在M点的点电荷的电荷量为( )
A.q
B.2q
C.3q
D.4q
16、11月15号开幕的第56届校运会上,同学们积极参加各个项目的角逐,关于比赛,下列说法正确的是( )
A.研究跳远比赛的动作时,可以将运动员看作质点
B.1500米赛跑的成绩记录的是运动员到达终点的时刻
C.跳高运动员落到海绵垫上,海绵垫对人的支持力与人对海绵垫的压力一样大
D.实心球抛出到落地,它的位移大小等于路程
17、下列关于原子物理知识说法正确的是( )
A.甲图为氢原子的能级结构图,当氢原子从基态跃迁到激发态时,放出能量
B.乙图中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行,称为链式反应,其中一种核裂变反应方程为
C.丙图为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线,不同频率的光照射同种金属发生光电效应时,图线的斜率相同
D.核反应方程中,
是质子
18、应用磁场工作的四种仪器如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压成正比
B.乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子一定是同种粒子
C.丙中通上如图所示电流和加上如图磁场时,,则霍尔元件的自由电荷为正电荷
D.丁中长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场,若流量Q恒定,前后两个金属侧面的电压与a、b无关
19、用手上下抖动绳的一端,产生一列向右传播的横波.其中a、b、c、d是绳上的四个质点,某时刻的波形如图所示,此时质点a在平衡位置,质点b、c、d偏离平衡位置的位移大小相等,此后关于a、b、c、d四个质点的运动,下列说法正确的是( )
A.质点a先到达波峰
B.质点b先到达波谷
C.质点 c先到达波峰
D.质点d先到达波谷
20、如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为,这些粒子在磁场边界的出射点分布在四分之一圆周上;若粒子射入速率为
,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则
为( )
A.
B.
C.
D.
21、地面上物体在变力 F 作用下由静止开始竖直向上运动,力 F 随 高度 x 的变化关系如图所示,物体能上升的最大高度为 h。若 F0=15N,H=1.5m,h=1m,g=10m/s2,则物体运动过程中的最大速度 大小为_____m/s,最大加速度大小为_____m/s2。
22、用极微弱的可见光做双缝干涉实验,随着时间的增加,在屏上先后出现如图A、B、C所示的图像,该实验现象说明:个别光子的行为往往显示出__________,大量光子的行为往往显示出__________ (选填“粒子性”、“波动性”、或“波粒二象性”) 。
23、无风时气球匀速竖直上升的速度是8m/s,在自西向东的风速大小为6m/s的风中,气球相对于地面运动的速度大小为___________m/s。若风速增大,则气球在某一段时间内上升的高度与风速增大前相比将___________(填“增大”、“减小”、或“不变”)
24、在某介质中,两列相向传播的简谐波A、B(A为半个波形的脉冲波,B为连续波),t=0时刻所形成的波如图所示,两列波的传播速度均为v=1.0m/s,则在t=17s时,x=18m的质点的位移是___cm,在此之前A波波峰与B波波峰相遇的次数为___次。
25、如图所示,质量为m=2.4kg的物体用细线悬挂处于静止状态。细线AO与天花板之间的夹角为θ=,细线BO水平,重力加速度g=10m/s2,不计所有细线的重力,sin53°=0.8,cos53°=0.6。细线AO上的拉力大小为________N,若保持O点位置不动,沿顺时针方向缓慢转动B端,则BO绳上拉力大小________。(填“一直变小”、“先变小后变大”)
26、电场线的疏密可以反映电场强度的强弱_______;若错误则原因分析_______:
27、某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验.
(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持 状态.
(2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线,由此图线可得该弹簧的原长x0= cm,劲度系数k= N/m.
(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度x= cm.
28、如图所示,一条轻绳上端系在车的左上角的A点,另一条轻绳一端系在车左端B点,B点在A点的正下方,A、B距离为b,两条轻绳另一端在C点相结并系一个质量为m的小球,轻绳AC长度为b,轻绳BC长度为b.两条轻绳能够承受的最大拉力均为2mg。
(1)轻绳BC刚好被拉直时,车的加速度是多大?
(2)在不拉断轻绳的前提下,求车向左运动的最大加速度是多大。
29、我们熟知经典回旋加速器如图(甲)所示,带电粒子从M处经狭缝中的高频交流电压加速,进入与盒面垂直的匀强磁场的两个D形盒中做圆周运动,循环往复不断被加速,最终离开加速器。另一种同步加速器,基本原理可以简化为如图(乙)所示模型,带电粒子从M板进入高压缝隙被加速,离开N板时,两板的电荷量均立即变为零,离开N板后,在匀强磁场的导引控制下回旋反复通过加速电场区不断加速,但带电粒子的旋转半径始终保持不变。已知带电粒子A 的电荷量为+q,质量为m,带电粒子第一次进入磁场区时,两种加速器的磁场均为B0,加速时狭缝间电压大小都恒为U,设带电粒子最初进入狭缝时的初速度为零,不计粒子受到的重力,不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射,不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。
(1)求带电粒子A每次经过两种加速器加速场时,动能的增量;
(2)经典回旋加速器与同步加速器在装置上的类似性,源于它们在原理上的类似性。
a.经典回旋加速器,带电粒子在不断被加速后,其在磁场中的旋转半径也会不断增加,求加速n次后rn的大小;
b.同步加速器因其旋转半径R始终保持不变,因此磁场必须周期性递增,请推导Bn的表达式;
(3)请你猜想一下,若带电粒子A与另一种带电粒子B(质量也为m,电荷量为+kq,k为大于1的整数)一起进入两种加速器,请分别说明两种粒子能否同时被加速,如果不能请说明原因,如果能,请推导说明理由。
30、在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法。
(1)经典物理学认为,氢原子中的电子绕原子核做匀速圆周运动,电子运动方向如图所示。已知电子质量为m、环绕半径为r、静电力常量为k、元电荷为e。求:
a.求电子绕核运动的角速度大小;
b.电子绕核运动形成的等效电流I;
(2)研究氢原子在磁场中的行为是有趣且重要的课题。在(1)的情况下,加一个磁感应强度为B、方向垂直于电子轨道平面向内的匀强磁场后,电子绕核运动的角速度大小变为,若电子绕核运动半径r的变化可忽略不计,请你证明:
附表:计算中可能用到的数据
元电荷e | |
电子质量m | |
电子绕核运动的半径r | |
静电力常量k | |
所加磁场的磁感应强度B |
31、如图所示,光滑半圆形轨道半径为 R=0.5m,OA 为水平半径,BC 为竖直直径。一质量为 m=1kg 的小物块自 A 处以某一竖直向下的初速度滑下,进入与 C 点相切的粗糙水平滑道 CM 上。在水平滑道上有一轻弹簧,其一端固定在竖直墙上,另一端恰位于滑道末端 C 点(此时弹簧处于原长状态)。物块运动过程中弹簧的最大弹性势能为 EP=15J,且物块被弹簧反弹后恰能通过 B 点。已知物块与水平面间动摩擦因数为,重力加速度 g=10m/s2,求:
(1)物块离开弹簧刚进入半圆轨道时对轨道的压力 FN 大小;
(2)弹簧的最大压缩量 d;
(3)物块从 A 处开始下滑时的初速度 v0 的大小。
32、奥会中的“雪车”项目是一种乘坐雪橇,利用舵控制雪橇在人工冰道上滑行的运动。如图所示,某次单人比赛中“雪车”沿一段倾斜赛道AB(可以看做斜面)做匀加速直线运动,AB的竖直高度h=30m,斜面长50m。“雪车”经过A点时的速度为72km/h,经过B点时的速度为108km/h。人与“雪车”的总质量为100kg,“雪车”与人工冰道之间的动摩擦因数μ=0.02,空气阻力视为恒定,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)“雪车”从A到B的过程中受到的空气阻力大小;
(2)“雪车”从A到B的过程中,受到总的阻力的冲量大小。
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