山东省济宁市高考物理三年(2021-2023)模拟题(一模)按题型分类汇编-01选择题
一、单选题
1.(2021·山东济宁·统考一模)关于近代物理知识的描述中,下列说法正确的是( )
A.结合能越大的原子核中的核子结合得越牢固,原子核越稳定
B.在核反应中,X是质子,这个反应过程为衰变
C.氢原子的核外电子从低轨道跃迁到高轨道时,电子的动能减少,原子的电势能增大
D.当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出,则改用红外线照射也一定会有电子逸出
2.(2021·山东济宁·统考一模)中国军队于2020年9月21日至26日派员赴俄罗斯阿斯特拉罕州参加“高加索2020”战略演习,演习中某特种兵从空中静止的直升飞机上,抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑,其运动的速度随时间变化的图像如图所示,时刻特种兵着地,关于该特种兵,下列说法正确的是( )
A.时间内处于超重状态
B.时间内所受阻力越来越大
C.时间内的平均速度
D.时间内合外力的冲量为零
3.(2021·山东济宁·统考一模)为家用燃气灶点火装置的电路原理图,转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上,设变压器原、副线圈的匣数分别为、。当两点火针间电压大于就会产生电火花进而点燃燃气,闭合S,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为
B.在正常点燃燃气的情况下,两点火针间电压的有效值一定大于
C.当时,才能点燃燃气
D.当时,点火针每个周期的放电时间为
4.(2021·山东济宁·统考一模)某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中,如图所示,已知球心O与两根筷子在同一竖直面内,小球质量为,筷子与竖直方向之间的夹角均为37°,筷子与小球表面间的动摩擦因数为0.875(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),取重力加速度,,。则每根筷子对小球的压力至少为( )
A. B. C. D.
5.(2021·山东济宁·统考一模)有两位同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”,他们各自利用那里的实验室中系统探究了单摆周期T和摆长L的关系。然后通过互联网交流实验数据,并用计算机绘制了如图甲所示的图像。另外,去“复旦大学”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.甲图中“南开大学”的同学所测得的实验结果对应的图线是A
B.甲图中图线的斜率表示对应所在位置的重力加速度的倒数
C.由乙图可知,a、b两摆球振动周期之比为
D.由乙图可知,时b球振动方向沿y轴负方向
6.(2021·山东济宁·统考一模)用货车运输规格相同的两层水泥板,底层水泥板固定在车厢内,为防止货车在刹车时上层水泥板撞上驾驶室,上层水泥板按如图所示方式放置在底层水泥板上。货车以的加速度启动,然后以匀速行驶,遇紧急情况后以的加速度刹车至停止。已知每块水泥板的质量为,水泥板间的动摩擦因数为0.75,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,则( )
A.启动时上层水泥板所受摩擦力大小为
B.刹车时上层水泥板所受摩擦力大小为
C.货车在刹车过程中行驶的距离为
D.货车停止时上层水泥板相对底层水泥板滑动的距离为
7.(2021·山东济宁·统考一模)如图甲所示,陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落,好像轨道对它施加了魔法一样,被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型,如图乙所示。在竖直面内固定的强磁性圆轨道半径为R,A、B两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道外侧做完整的圆周运动,受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为F,当质点以速率通过A点时,对轨道的压力为其重力的6倍,不计摩擦和空气阻力,质点质量为m,重力加速度为g,则( )
A.质点在A点对轨道的压力小于在B点对轨道的压力
B.强磁性引力的大小为
C.只要质点能做完整的圆周运动,则质点对A、B两点的压力差恒为
D.为确保质点做完整的圆周运动,则质点通过B点的最大速率为
8.(2021·山东济宁·统考一模)如图甲所示,倾角为的斜面固定在水平地面上,斜面上一木块受到与斜面底边平行的力F的作用,当力F逐渐增大时,木块所受的摩擦力f和力F的大小关系如图乙所示。若木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,图中、、均为已知量,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.木块的质量可表示为
B.木块与斜面间的动摩擦因数可表示为
C.F小于时木块所受的摩擦力与斜面底边垂直且沿斜面向上
D.F大于后木块做直线运动
9.(2022·山东济宁·统考一模)中国实验快堆是第四代核能系统的优选堆型,采用钚()作燃料,在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的轴(),钚-239裂变释放出的快中子被再生区内的铀-238吸收,转变为铀-239,铀-239极不稳定,经过衰变,进一步转变为易裂变的钚-239,从而实现核燃料的“增殖”。下列说法正确的是( )
A.铀-239转变为钚-239,经过了3次衰变
B.铀-239发生衰变过程中,电荷数守恒,质量也守恒
C.铀-239发生衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子
D.钚()裂变生成两个中等质量的核,钚核的比结合能大于生成的两个核的比结合能
10.(2022·山东济宁·统考一模)封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A经B,C,D,再回到状态A,其体积V与热力学温度T的关系如图所示,O,A,D三点在同一直线上,BC垂直于T轴。下列说法正确的是( )
A.由状态A变化到状态B过程中,气体放出热量
B.由状态B变化到状态C过程中,气体放出热量
C.由状态D变化到状态A过程中,气体放出热量
D.A状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比D状态时少
11.(2022·山东济宁·统考一模)在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A,B两处分别固定两正点电荷,其电量分别为、,两点电荷的位置坐标如图甲所示。图乙是A,B连线之间的电势与位置x之间的关系图像,图中点为图线的最低点。若将带正电小球(可视为质点)在的C点由静止释放,下列说法正确的是( )
A.
B.小球向左运动过程中加速度先减小后增大
C.小球向左运动过程中电势能先增大后减小
D.小球能恰好到达点处
12.(2022·山东济宁·统考一模)如图所示为单反照相机取景器的示意图,五边形ABCDE为五棱镜的一个截面,AB⊥BC。光线垂直AB边射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射时的入射角相等,最后光线垂直BC射出。若两次反射均为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是( )
A. B.
C. D.
13.(2022·山东济宁·统考一模)如图所示,质量为m的三根完全相同的导体棒垂直于纸面放置,其中a、b两导体棒放置在粗糙的水平面上,c导体棒被竖立的轻质弹簧悬挂,三根导体棒中均通入垂直纸面向里、大小相等的恒定电流后,呈等边三角形排列,且保持稳定。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.弹簧的弹力小于c导体棒的重力
B.水平面对a导体棒的摩擦力可能为零
C.水平面对a导体棒的支持力小于
D.若在地面上对称地缓慢增大a、b导体棒间的距离,弹簧长度将增大
14.(2022·山东济宁·统考一模)如图甲所示,为某手机无线充电装置简化工作原理图,充电基座线圈接上如图乙所示的家用交流电,受电线圈接一理想二极管(正向电阻为零,反向电阻无穷大)给手机电池充电,基座线圈与受电线圈的组合可视为理想变压器。已知该手机电池的充电电压为5V,下列说法正确的是( )
A.该无线充电装置主要利用了电磁感应中的自感现象
B.家用交流电电流方向每秒变化50次
C.该无线充电装置的输出电压的峰值为
D.基座线圈和受电线圈的匝数比为311:10
15.(2022·山东济宁·统考一模)一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面,做了如下实验:用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球,上端固定于O点,如图甲所示。在最低点给小球一初速度,使其绕O点在竖直面内做圆周运动,测得轻绳拉力F的大小随时间t的变化规律如图乙所示,,设R、m、引力常量G和均为已知量,忽略各种阻力。下列说法正确的是( )
A.该星球表面的重力加速度为
B.该星球的密度为
C.该星球的第一宇宙速度为
D.卫星绕该星球运行的最小周期为
16.(2022·山东济宁·统考一模)如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统。斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道间的动摩擦因数为。木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下(货物与木箱之间无相对滑动),当轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。下列说法正确的是( )
A.木箱与货物的质量之比为6:1
B.下滑与上滑过程中木箱速度最大的位置在轨道上的同一点
C.木箱与弹簧没有接触时,下滑的加速度与上滑的加速度大小之比为1:6
D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能等于弹簧增加的弹性势能
17.(2023·山东济宁·统考一模)下列说法正确的是( )
A.放射性元素经过两个完整的半衰期后,将完全衰变殆尽
B.一个处于第4能级的氢原子,最多可放出3种不同频率的光子
C.在光电效应实验中,若仅增大入射光的强度,则光电子的最大初动能变大
D.在LC电磁振荡电路中,若仅把电容器的电容变为原来的,则振荡周期变为原来的
18.(2023·山东济宁·统考一模)新华社酒泉2022年11月30日电,神舟十五号航天员乘组于11月30日清晨入驻“天宫”空间站,与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”,开启中国空间站长期有人驻留时代,空间站的运行轨道视为圆形轨道。下列说法正确的是( )
A.空间站的运行速度大于第一宇宙速度
B.航天员在空间站中处于完全失重状态,不受地球的引力作用
C.若已知空间站在轨运行周期、环绕速度及引力常量,则可估算出地球的质量
D.航天员出舱时,若与空间站连接的安全绳脱落,航天员将做离心运动飞离空间站
19.(2023·山东济宁·统考一模)如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面与纸面的交线,MN是垂直于O1O2放置的光屏,A、B是关于O1O2等距且平行的两束不同颜色单色细光束,沿O1O2方向左右移动光屏,可在屏上得到一个光点P,根据该光路图,下列说法正确的是( )
A.在真空中A光的速度比B光的速度大
B.在该玻璃体中,A光比B光的运动时间长
C.在同一条件下,B光比A光发生衍射现象更加明显
D.用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大
20.(2023·山东济宁·统考一模)特高压直流输电是国家重点工程,输电线路简化图如图所示。高压输电线上使用“正方形间隔棒”支撑导线L1、L2、L3、L4,其目的是固定各导线间距,防止导线互相碰撞,图中导线L1、L2、L3、L4水平且恰好处在正四棱柱的四条棱上,并与“正方形间隔棒”所在平面垂直,的几何中心为点,点到四根导线的距离相等并远小于导线的长度,忽略地磁场,当四根导线通有等大、同向的电流时,下列说法正确的是( )
A.点的磁感应强度沿ac连线方向
B.点的磁感应强度沿bd连线方向
C.L1所受安培力沿正方形的对角线ac方向
D.L1所受安培力沿正方形的对角线bd方向
21.(2023·山东济宁·统考一模)如图所示,输入电压U为3U0时,完全相同的灯泡a、b的电压均为U0,其阻值恒定不变。已知RT为随温度升高阻值减小的热敏电阻,变压器为理想变压器,两灯泡始终未烧坏,下列说法正确的是( )
A.原、副线圈匝数之比为3∶1
B.流经灯泡b的电流与热敏电阻电流之比为1∶2
C.若热敏电阻RT温度升高,灯泡a变亮、b变暗
D.若热敏电阻RT温度升高,灯泡a变亮、b变亮
22.(2023·山东济宁·统考一模)“战绳”是一种近年流行的健身器材,健身者把两根相同绳子的一端固定在一点,用双手分别握住绳子的另一端,上下抖动绳子使绳子振动起来(图甲)。以手的平衡位置为坐标原点,图乙是健身者左手在抖动绳子过程中某时刻的波形,若左手抖动的频率是1.25Hz,下列说法正确的是( )
A.该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向
B.该时刻P点的位移为cm
C.波的传播速度为8.75m/s
D.再经过0.1s,P点到达波峰位置
23.(2023·山东济宁·统考一模)无线充电宝可通过磁吸力吸附在手机背面,图甲为科创小组某同学手握手机(手不接触充电宝),利用手机软件记录竖直放置的手机及吸附的充电宝从静止开始在竖直方向上的一次变速运动过程(手机与充电宝始终相对静止),记录的加速度a随时间t变化的图像如图乙所示(规定向上为正方向),t2时刻充电宝速度为零,且最终处于静止状态。已知无线充电宝质量为0.2kg,手机与充电宝之间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,在该过程中下列说法正确的是( )
A.t3时刻充电宝的速度最大
B.最终一定回到原位置
C.充电宝在t2与t3时刻所受的摩擦力方向相反
D.充电宝与手机之间的吸引力大小至少为10N
24.(2023·山东济宁·统考一模)如图甲所示,物块A、B的质量均为2kg,用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙壁接触但不黏连。物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与物块A粘在一起不再分开,物块C的v-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.物块C的质量为2kg
B.物块B离开墙壁前,弹簧的最大弹性势能为40.5J
C.4s到12s的时间内,墙壁对物块B的冲量大小为0
D.物块B离开墙壁后,物块B的最大速度大小为3.6m/s
二、多选题
25.(2021·山东济宁·统考一模)在真空中某点电荷Q的电场中,将带电荷量为q的正试探电荷分别置于、两点时,试探电荷所受电场力的方向如图所示,、分别在和平面内,与z轴负方向成60°角,与x轴负方向成60°角。已知试探电荷在a点受到的电场力大小为,静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A.点电荷Q位于y轴正方向上距O点处
B.点电荷Q带正电
C.a、b、O三点电势关系为
D.点电荷Q带电量为
26.(2021·山东济宁·统考一模)中国首次火星探测任务“天问一号”已于2021年2月10日成功环绕火星。火星公转轨道半径是地球公转轨道半径的,火星的半径为地球半径的,火星的质量为地球质量的,火星探测器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动(探测器可视为火星的近地卫星),探测器绕火星运行周期为T,已知火星和地球绕太阳公转的轨道都可近似为圆轨道,地球和火星可看作均匀球体,则( )
A.火星的公转周期和地球的公转周期之比为
B.火星的自转周期和地球的自转周期之比为
C.探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为
D.火星的平均密度为
27.(2021·山东济宁·统考一模)如图所示,光滑导轨的倾斜部分和水平部分在处平滑连接,导轨间距为L。导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,倾斜导轨连接阻值为R的电阻。现让质量为m、阻值也为R的金属棒a从距水平导轨高h处由静止释放,金属棒到达位置时的速度是到达位置时速度的倍,并最终停止在水平导轨上。金属棒与导轨接触良好且导轨电阻不计,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.金属棒刚进入磁场时回路中的电流大小为
B.金属棒运动到时加速度的大小为
C.在金属棒整个运动过程中,电阻R上产生的焦耳热为
D.金属棒从运动到的过程中通过金属棒导体截面的电荷量为
28.(2021·山东济宁·统考一模)如图甲所示,倾角为37°的粗糙斜面固定在水平面上,轻弹簧与斜面平行,其下端固定在斜面底端A处,上端连接质量为的滑块(可视为质点)。将滑块沿斜面拉动到O点,此时弹簧处于原长,由静止释放到第一次把弹簧压缩到最短的过程中,其加速度a随位移的变化关系如图乙所示,取,,,下列说法正确的是( )
A.滑块在下滑的过程中,滑块和弹簧组成的系统机械能守恒
B.弹簧的劲度系数为
C.滑块与斜面间的动摩擦因数为0.1
D.滑块在最低点时,弹簧的弹性势能为
29.(2022·山东济宁·统考一模)如图所示为磁流体发电机的示意图。等离子体高速射入磁场中,由于磁场对等离子体产生力的作用,A、B两板间就会产生电压。若平行板A、B的正对面积为S,板间距离为d,A、B间的磁感应强度为B,等离子体的流速为v,等效电阻率为,与极板相连的外电阻为R,下列说法正确的是( )
A.该发电机A板为负极,B板为正极
B.外电阻两端的电压大小为
C.稳定时电流表的示数为
D.仅增加外电阻的阻值,该发电机的输出功率一定增大
30.(2022届山东省济宁市高三(下)一模物理试题)如图甲所示,质量分别为、的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统,外力F作用在A上,系统静止在光滑水平面上(B靠墙面),此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时,A、B两物体运动的加速度a随时间t变化的图像如图乙所示,表示0到时间内A的图线与坐标轴所围面积的大小,,分别表示到时间内A、B的图线与坐标轴所围面积的大小。下列说法正确的是( )
A.
B.
C.0到时间内,墙对物体B的冲量为零
D.物体B运动后,弹簧的最大形变量等于
31.(2022·山东济宁·统考一模)一列简谐横波沿水平方向向右传播,在该波上有M、N两质点,平衡位置间距为3m。从某时刻开始计时,两质点的振动图像如图所示,若M、N两质点间平衡位置的距离小于该简谐横波的波长,下列说法正确的是( )
A.该简谐横波的传播周期为3.6s
B.时质点M偏离平衡位置的位移最大
C.该简谐横波的传播速度为
D.沿振动方向两质点间最大距离为20cm
32.(2022·山东济宁·统考一模)两个完全相同的正方形匀质金属框1、2,边长均为L,通过长为2L的绝缘轻质杆相连,构成如图所示的组合体。距离组合体下底边L处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平,高度为L,左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出,设置合适的磁感应强度大小B(B未知)使两个金属框在磁场中都恰好匀速通过磁场,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.金属框1、2通过磁场区域时的磁感应强度大小满足
B.每个金属框通过磁场的过程中,该金属框中电流的大小和方向均保持不变
C.两个金属框通过磁场的过程中克服安培力做功的功率相等
D.两个金属框通过磁场的过程中产生的热量相同
33.(2023·山东济宁·统考一模)下列说法正确的是( )
A.晶体的所有物理性质沿各个方向是不同的
B.相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小,布朗运动越剧烈
C.一定质量的理想气体保持压强不变,体积减小,气体的内能增加
D.一定质量的理想气体保持压强不变,温度升高,单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少
34.(2023·山东济宁·统考一模)如图所示,一遵循胡克定律的弹性轻绳,其一端固定在天花板上的O点,另一端连接物块A,物块A放在粗糙水平地面上。当弹性绳处于竖直位置时,物块A与地面有压力作用。B为一紧挨弹性绳的光滑水平小钉,它到天花板的距离等于弹性绳的自然长度。物块A在水平力F作用下,向右做匀加速直线运动,下列说法正确的是( )
A.物块A地面的压力不断减小
B.水平力F的大小不断增大
C.物块A所受的摩擦力保持不变
D.物块A所受的摩擦力不断增大
35.(2023·山东济宁·统考一模)如图所示,空间中有一正方体abcd—a'b'c'd',在b点固定点电荷+Q,在d点固定点电荷-Q,O、O'分别为上下两面的中心点,下列说法正确的是( )
A.a点与c'点的电场强度方向相同
B.b'、a'两点间电势差等于O'、d'两点间电势差
C.将某点电荷+q由a'点沿a'c'移至c'点,该电荷的电场力先变大后变小
D.将某点电荷+q由a'点沿a'c'移至c'点,该电荷的电势能先变大后变小
36.(2023·山东济宁·统考一模)如图所示,竖直固定的光滑圆弧形金属导轨半径为r,O为圆心,P、O之间用导线连接阻值为R的电阻。粗细均匀的轻质金属棒的一端通过铰链固定在O点,另一端连接质量为m的金属小球,小球套在导轨上。初始时刻金属棒处于水平位置,小球、金属棒与导轨始终接触良好。过圆心O的水平线下方分布着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。已知重力加速度为g,金属棒总电阻为2R,小球、导轨及导线电阻不计,不计一切摩擦阻力。现将小球由静止释放,第一次运动到最低点时小球速度大小为v,在此过程中下列说法正确的是( )
A.小球运动到最低点时,金属棒产生的感应电动势为Brv
B.小球运动到最低点时,金属棒两端的电压为
C.通过电阻R的电荷量为
D.电阻R上产生的焦耳热为
参考答案:
1.C
【详解】A.比结合能越大的原子核中的核子结合得越牢固,原子核越稳定,A错误;
B.在核反应方程中
根据质量数守恒和电荷数守恒可知,X是质子,这个反应过程为原子核的人工转变,B错误;
C.氢原子的核外电子吸收能量后从低轨道跃迁到高轨道时,电子的动能减少,电势能增大,C正确;
D.蓝色光的光子能量大于红色光的光子能量,根据光电效应方程
当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出,则改用红外线照射不一定有电子逸出,D错误。
故选C。
2.B
【详解】A.时间内物体向下加速,所以加速度方向向下,属于失重状态,A错误。
B.时间内物体向下减速,根据牛二则有
图像斜率增加,加速度增加,阻力增加,B正确。
C.时间内不属于匀变速直线运动,所以无法使用
来求平均速度,C错误。
D.合外力的冲量等于物体动量的变化量,由于时间内速度的变化量不为0,所以动量的变化量也不为0,D错误。
故选B。
3.C
【详解】A.根据图(b)得到原线圈电压的最大值为50V,加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为
故电压表的示数为
故A错误;
B.两点火针间的瞬时电压大于5000V即可产生电火花,所以有效值一定大于
不一定大于5000V,故B错误;
C.原、副线圈的电压关系为
由于原线圈最大电压为50V,副线圈最大电压要大于5000V,所以
故C正确;
D.若原、副线圈匝数比为1:200,副线圈输出电压最大值则一个周期内放电时间为
故D错误。
故选C。
4.A
【详解】筷子对小球的压力太小,小球有下滑的趋势,最大静摩擦力沿筷子向上,小球受力平衡。在竖直方向上有
解得
故A正确,BCD错误。
故选A。
5.D
【详解】AB.根据
得
知图线的斜率
图线B的斜率较小,则图线B对应的重力加速度较大,可知甲图中“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是B,故AB错误;
C.周期等于完成一次全振动的时间,由乙图可知,a、b两单摆的周期之比为2:3,故C错误;
D.由乙图可知,t=1s时,b球处于平衡位置向-y方向运动,故D正确。
故选D。
6.C
【详解】摩擦力提供给水泥板最大的加速度为
A.启动时,加速度小于最大加速度,上层水泥板所受摩擦力为静摩擦力,大小为
A错误;
B.刹车时,加速度大于最大加速度,上层水泥板所受摩擦力为滑动摩擦力,其大小为
B错误;
C.货车在刹车过程中行驶的距离为
C正确;
D.货车停止时间为
该时间内,上层水泥板滑动的距离为
货车停止时上层水泥板相对底层水泥板滑动的距离为
D错误。
故选C。
7.B
【详解】B.在A点,由牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
联立解得
所以B正确;
AC.在A点,由牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
在B点,由牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
从A到B过程有
联立解得质点对A、B两点的压力差为
所以A C错误;
D.在B点,由牛顿第二定律有
当0时,最大则有
所以D错误;
故选B。
8.B
【详解】A.将木块所受重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面方向,分析斜面所在平面内的木块受力情况,根据平衡条件得
当F=0时,由题图乙可知
所以可求出木块的质量
故A错误;
B.当木块刚要运动时,静摩擦力达到最大,有
求出木块与斜面间的动摩擦因数
又
联立以上两式得
故B正确。
C.F小于F1时,摩擦力小于最大静摩擦力,则木块保持静止状态,故摩擦力方向与F和重力的下滑分力的合力方向相反,故不与斜面底边垂直,故C错误;
D.F大于F1后木块将运动,所受摩擦力和重力不变,但力F一直增大,所以木块所受合力方向不断变化,故木块做曲线运动,故D错误。
故选B。
9.C
【详解】A.铀-239转变为钚-239,质量数不变,电荷数增加,电荷增加2,则经过了2次衰变,选项A错误;
B.铀-239发生衰变过程中,电荷数守恒,质量数也守恒,由于反应放出能量,则由质量亏算,选项B错误;
C.铀-239发生衰变,实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子,选项C正确;
D.钚()裂变生成两个中等质量的核,反应放出核能,生成的新核更加稳定,则钚核的比结合能小于生成的两个核的比结合能,选项D错误。
故选C。
10.C
【详解】A.由状态A变化到状态B过程中,气体体积不变,气体不做功
气体温度升高,内能增加
根据热力学第一定律
可得
气体吸收热量,A错误;
B.由状态B变化到状态C过程中,温度不变,内能不变
气体体积增加,气体对外做正功
根据热力学第一定律
可得
气体吸收热量,B错误;
C.由状态D变化到状态A过程中,气体体积减小,气体对外做负功
气体温度降低,内能减少
根据热力学第一定律
可得
气体放出热量,C正确;
D.由状态D变化到状态A过程中,气体体积与温度的比值保持不变,根据理想气体状态方程
可得
可知由状态D变化到状态A过程中,气体属于等压变化,状态D与状态A的压强相等,而状态D下气体温度高,气体分子平均动能大,所以D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态时少,D错误。
故选C。
11.B
【详解】A. 根据图象切线的斜率表示场强可知,处场强为0,则有
解得
A错误;
BC. 根据图象可知,右侧电场方向向左,左侧电场方向向右,将带正电小球在的C点由静止释放后,先向左加速到处再向左减速,电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,C错误;由于处场强为0,小球在该位置的加速度为0,故小球向左运动过程中加速度先减小后增大,B正确;
D. 小球从C点由静止释放向左运动到速度减为0的过程,电场力做功为0,即速度为0的位置电势与C点位置的电势相等,从图象可以看出该位置应位于之间,D错误;
故选B。
12.A
【详解】如图所示,设光线入射到CD上的入射角为θ,因为光线在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等,根据几何关系有
4θ=90°
解得
θ=22.5°
根据sin C=可得五棱镜的最小折射率为
故选A。
13.C
【详解】A.三根导体棒的电流方向相同,由“同向电流相吸,反向电流相斥“知a导体棒和b导体棒对c导体棒都是吸引力力,作用力的合力方向竖直向下,故弹簧的拉力大于c导体棒的重力,故A错误;
B.、导体棒对导体棒的合力垂直向上,在水平方向的分力不为零,而导体棒静止,所以导体棒必定受到水平面面的摩擦力,故B错误;
C.对、、整体研究,弹簧弹力竖直向上,所以地面对的作用力小于,故C正确;
D.若对称地缓慢增大ab导体棒间的距离,a导体棒和b导体棒对c导体棒的作用力都在减小,且二力的夹角增大,故二力的合力减小,则弹簧的弹力减小,长度减小,故D错误。
故选C。
14.D
【详解】A. 受电线圈通过基座线圈中产生的交变磁场而产生交变电流,再经过整流电路转变成直流后对手机充电,主要是利用了电磁感应中的互感现象,A错误;
B. 家用交流电的周期为,一个周期内电流方向变化2次,故家用交流电电流方向每秒变化100次,B错误;
C. 受电线圈接一理想二极管(正向电阻为零,反向电阻无穷大)给手机电池充电,手机电池的充电电压为5V(有效值),则有
解得
该无线充电装置的输出电压的峰值为10V,C错误;
D. 基座线圈和受电线圈的匝数比为
D正确;
故选D。
15.D
【详解】A.设砝码在最低点时细线的拉力为,速度为,设绳长为L,则
设砝码在最高点细线的拉力为,速度为,则
由机械能守恒定律得
解得
因为
所以该星球表面的重力加速度为
A错误;
BC.根据万有引力提供向心力得
卫星绕该星球的第一宇宙速度为
在星球表面,万有引力近似等于重力
解得
星球的密度
卫星绕该星球的第一宇宙速度为
BC错误;
D.卫星绕该星球运行的最小周期,则
解得
D正确。
故选D。
16.B
【详解】A. 系统从开始下滑到再次回到最高点过程,由能量守恒定律可得
解得木箱与货物的质量之比为
A错误;
B. 下滑过程中,木箱速度最大时弹簧的压缩量为,由受力平衡得
下滑过程中,木箱速度最大时弹簧的压缩量为,由受力平衡得
故有,即下滑与上滑过程中木箱速度最大的位置在轨道上的同一点,B正确;
C. 木箱与弹簧没有接触时,下滑的加速度大小
上滑的加速度大小
则下滑的加速度与上滑的加速度大小之比为
C错误;
D. 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能转化为弹簧增加的弹性势能和因摩擦产生的内能,D错误;
故选B。
17.B
【详解】A.半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,经过两个完整的半衰期后,还剩四分之一的原子核没有衰变,故A错误;
B.一个处于第4能级的氢原子会自发地向低能级跃迁,跃迁时最多能发出3种不同频率的光子,即从第4能级跃迁到第3能级,从第3能级跃迁到第2能级,从第2能级跃迁到第1能级,故B正确;
C.在光电效应中,根据光电效应方程
可知入射光频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光的强度没有关系,故C错误;
D.根据振荡电路周期
可知若仅把电容器的电容变为原来的,则振荡周期变为原来的,故D错误。
故选B。
18.C
【详解】A.第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度,根据
解得
由于空间站的运行轨道半径大于近地卫星的半径,可知空间站的运行速度小于第一宇宙速度,A错误;
B.航天员在空间站中处于完全失重状态,但是航天员仍然受地球的引力作用,由地球引力提供圆周运动的向心力,B错误;
C.根据
,
解得
可知,若已知空间站在轨运行周期、环绕速度及引力常量,则可估算出地球的质量,C正确;
D.航天员出舱时,由于惯性,航天员仍然与空间站具有近似相等的速度,此时仍然满足
即此时若与空间站连接的安全绳脱落,航天员仍然在该轨道上做圆周运动,D错误。
故选C。
19.D
【详解】A.在真空中,各色光的传播速度相等,即A光的速度等于B光的速度,选项A错误;
B.由光路可知,B光的偏折程度比A光大,则B光的折射率较大,根据
可知,B光在玻璃中的速度较小,则在该玻璃体中,B光比A光的运动时间长,选项B错误;
C.因B光折射率较大,则B光波长较短,则在同一条体下,A光比B光发生衍射现象更加明显,选项C错误;
D.因A光波长较大,则根据
可知,用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大,选项D正确。
故选D。
20.C
【详解】AB.根据右手螺旋定则以及对称性可知,直导线L1和L3在O点处的磁感应强度为零,直导线L2和L3在O点处的磁感应强度为零,所以O点处的磁感应强度为零,故A B错误;
CD.如果通电导线均通垂直纸面向外的电流,根据右手螺旋定则可得L2、L3、L4在L1处的磁感应强度的方向从L4指向L2,再根据左手定则可以确定,L1受到的安培力的方向应与磁感应强度方向垂直,即L1所受安培力沿正方形的对角线ac方向,故C正确,D错误。
故选C。
21.C
【详解】A.输入电压U为3U0时,灯泡a正常发光,故变压器原线圈两端的电压为2U0,灯泡b正常发光,故变压器副线圈两端的电压为U0,所以原、副线圈匝数之比为2:1,A错误;
B.设灯泡a、b正常发光时的电流为I0,则原线圈电流为I0,原、副线圈匝数之比为2:1,由原、副线圈电流与匝数成反比可知,副线圈干路电流为2I0,即流经热敏电阻的电流为I0,则流经灯泡b的电流与热敏电阻电流之比为1∶1,B错误;
CD.若热敏电阻RT温度升高,则灯泡和RT并联部分的总电阻R并减小,且有
U1 = U-I1R灯
U2 = I2R并
联立有
由于R并减小,则I2增大,I1也增大,故灯泡a变亮,而
U1 = U-I1R灯
可知U1减小,则U2减小,故灯泡b变暗,C正确、D错误。
故选C。
22.B
【详解】A.波沿x轴正方向传播,根据同侧法可知,该时刻Q点的振动方向沿y轴正方向,A错误;
B.根据图乙可知,该波的波长
根据图乙可知,P点的平衡位置距离Q点的平衡位置的间距为
则P点的位移
B正确;
C.波传播的速度为
C错误;
D.将图乙中左侧的波形补充完整,根据上述可知,将波向右平移距离,P点出现波峰,则有
(n=0,1,2,3…)
根据
解得
(n=0,1,2,3…)
可知,P点出现波峰的最短时间为0.7s,则再经过0.1s,P点没有到达波峰位置,D错误。
故选B。
23.D
【详解】A.加速度a随时间t变化的图像的面积代表速度的变化量,又充电宝从静止开始运动,可知t2时刻速度为零,从t2时刻到t3时刻充电宝先向上加速再向上减速,所以t3时刻的速度不是最大,故A错误;
B.加速度a随时间t变化的图像的面积代表速度的变化量,充电宝从静止到静止,整个过程充电宝做的是变加速直线运动,无法确实位移关系,所以充电宝最终不一定回到原位置,故B错误;
C.充电宝在t2时刻充电宝具有向上的最大加速度,由牛顿第二定律知摩擦力方向竖直向上,t3时刻充电宝具有向下的加速度,而加速度小于重力加速度,所以摩擦力方向向上,所以充电宝在t2与t3时刻所受的摩擦力方向相同,故C错误;
D.t2时刻充电宝具有向上的最大加速度,充电宝与手机之间的摩擦力最大,此时由牛顿第二定律有
又
解得充电宝与手机之间的吸引力大小至少为
N=10N
故D正确。
故选D。
24.D
【详解】A.由图知,C与A碰前速度为,碰后速度为,C与A碰撞过程动量守恒,以C的初速度方向为正方向,由动量守恒定律
解得
故A错误;
B.AC粘在一起速度变为0时,弹簧的弹性势能最大,为
故B错误;
C.由图知,12s末A和C的速度为,4s到12s过程中墙壁对物体B的冲量大小等于弹簧对物体B的冲量大小,也等于弹簧对A和C整体的冲量大小,墙对B的冲量为
解得
方向向左,故C错误;
D.物块B刚离时,由机械能守恒定律可得,AC向左运动的速度大小为3m/s,物块B离开墙壁后,系统动量守恒、机械能守恒,当弹簧再次恢复原长时,物体B的速度最大,则有
代入数据解得
物块B的最大速度为3.6m/s,故D正确。
故选D。
25.AD
【详解】AB.点电荷的电场中,试探电荷受到的电场力的方向沿着试探电荷与点电荷的连线;由Fa、Fb的方向可知该点电荷带负电,并且同时在Fa、Fb所在的平面内,即y轴正半轴上,设其到原点的距离为L,则
解得
故A正确、B错误;
C.点电荷的等势面是一系列以点电荷为球心的球面,由于点电荷带负电,所以离点电荷越远的等势面,其电势越高,a、b两点到点电荷的距离相等,所以其电势相等,即;O点到点电荷的距离小于a、b两点到点电荷的距离,所以其电势较低,即
故C错误;
D.由库仑定律得
解得
故D正确。
故选AD。
26.CD
【详解】AB.设太阳质量为M,火星、地球质量分别为m1、m2,轨道半径分别为r1、r2,公转周期分别为T1、T2,则
解得
故A、B错误;
C.设火星、地球的半径分别为R1、R2,探测器质量为m,运行速度分别为v1、v2,则
解得
故C正确;
D.探测器绕火星表面附近运行时,有
整理得
即
故D正确。
故选CD。
27.BD
【详解】A.金属棒沿斜轨道下滑过程,据动能定理有
解得
此时的电动势,电流为
联立解得
故A错误;
B.由题意知,金属棒到达OO′时的速度为倍,根据牛顿第二定律得
解得
故B正确;
C.对金属棒运动全过程,据能量守恒定律有
其中电阻R上产生的焦耳热与金属棒上的焦耳热按阻值分配有
故C错误;
D.取水平向右为正方向,根据动量定理有
即
其中,解得
故D正确。
故选BD。
28.BCD
【详解】A.滑块在下滑的过程中,因为有摩擦力做功,滑块和弹簧组成的系统机械能不守恒,所以A错误;
C.滑块在O点时有
解得
所以滑块与斜面间的动摩擦因数为0.1,则C正确;
B.滑块在最低点时有
解得
所以弹簧的劲度系数为,则B正确;
D.由静止释放到第一次把弹簧压缩到最短的过程中,弹簧弹力做的功为
由功能关系可得增加的弹性势能等于克服弹簧弹力做的功则有
W
所以滑块在最低点时,弹簧的弹性势能为,则D正确;
故选BCD。
29.AC
【详解】A.根据左手定则,正离子所受洛伦兹力向下,打在B板上,负离子所受洛伦兹力向上,打在A板上,所以该发电机A板为负极, B板为正极,故A正确;
B.根据平衡条件得
解得发电机电动势
根据电阻定律得发电机内阻
外电阻两端的电压
故B错误;
C.根据闭合电路欧姆定律,稳定时电流表的示数
故C正确;
D.当外电路的电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,由于外电阻的阻值R和电源内阻r的大小关系不确定,所以仅增加外电阻的阻值,发电机的输出功率不一定增大,故D错误。
故选AC。
30.AB
【详解】AB.a-t图线与坐标轴所围图形的面积等于物体速度的变化量,则因初速度为零,t1时刻A的速度大小
v0=S1
t2时刻A的速度大小
vA=S1-S2
B的速度大小
vB=S3
由图(b)所示图象可知,t1时刻A的加速度为零,此时弹簧恢复原长,B开始离开墙壁,到t2时刻两者加速度均达到最大,弹簧伸长量达到最大,此时两者速度相同,即
vA=vB
则
S1-S2=S3
t1到t2时刻A、B两物体满足动量守恒,则有
即
联立以上解得
故AB正确;
C.撤去外力后A受到的合力等于弹簧的弹力,0到t1时间内,对A,由动量定理可知,合力即弹簧弹力对A的冲量大小
I=mAv0
弹簧对A与对B的弹力大小相等、方向相反、作用时间相等,因此弹簧对B的冲量大小与对A的冲量大小相等、方向相反,即弹簧对B的冲量大小
I弹簧=mAv0
对B,以向右为正方向,由动量定理得
I墙壁-I弹簧=0
解得墙对B的冲量大小
I墙壁=mAv0
方向水平向右,故C错误;
D.运动后,当A、B速度相等时弹簧形变量(伸长量或压缩量)最大,此时A、B的速度不为零,A、B的动能不为零,由能量守恒定律可知,弹簧形变量最大时A、B的动能与弹簧的弹性势能之和与撤去外力时弹簧的弹性势能相等,则弹簧形变量最大时弹簧弹性势能小于撤去外力时弹簧的弹性势能,弹簧形变量最大时弹簧的形变量小于撤去外力时弹簧的形变量x,故D错误。
故选AB。
31.AC
【详解】A.由图像可知,M点的振动方程为
带入图像上的数据可得
,
故A错误;
B.把代入M点的振动方程得
解得
故B错误;
C.同理可知,N点的振动方程为
由于M、N两点间距离小于波长,且波由M点传到N点,可知
根据
可得
该简谐横波的传播速度为
故C正确;
D.时刻,M点速度减小,N点速度增大,但此时两者速度相等,则沿振动方向两质点间最大距离为10cm,故D错误。
故选。AC
32.AD
【详解】A.将组合体以初速度v0水平无旋转抛出后,组合体做平抛运动,后进入磁场做匀速运动,由于水平方向切割磁感线产生的感应电动势相互抵消,故金属框总电动势等于其竖直方向速度切割磁感线产生的电动势,设组合体质量为m,受向上的安培力,则有
金属框1和2进入磁场时磁场的磁感应强度分别为B1、B2,竖直方向的速度分别为v1y、v2y
可得
故A正确;
B.当金属框进入磁场过程金属框的磁通量增加,此时感应电流的方向为逆时针方向,当金属框离开磁场过程金属框的磁通量减少,此时感应电流的方向为顺时针方向,故B错误;
C.金属框通过磁场的过程中克服安培力做功的功率为
由于金属框1和2进入磁场时竖直方向的速度v不等,所以两个金属框通过磁场的过程中克服安培力做功的功率不相等,故C错误;
D.只要组合体仍能匀速通过磁场,都有
则安培力做的功都为
W=4mgL
则两个金属框通过磁场的过程中产生的热量相同,故D正确。
故选AD。
33.BD
【详解】A.单晶体具有各向异性,即单晶体沿着各个方向的物理性质和化学光学性质不同,多晶体具有各向同性,A错误;
B.相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小,液体分子撞击的不平衡性越明显,布朗运动越剧烈,B正确;
C.一定质量的理想气体保持压强不变,体积减小,由理想气体状态方程可知,气体温度降低,气体的内能减少,C错误;
D.一定质量的理想气体保持压强不变,温度升高,由理想气体状态方程可知,气体体积增大,单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数减少,D正确。
故选BD。
34.BC
【详解】ACD.设物块A与小钉B的竖直距离为,物块A运动过程中,A、B之间的距离为(即为弹性绳的伸长量),A、B之间的弹性绳与水平面的夹角为,弹性绳的劲度系数为;则弹性绳的弹力大小为
以物块A为对象,竖直方向根据受力平衡可得
可知物块A地面的压力保持不变;由
可知物块A所受的摩擦力保持不变,故AD错误,C正确;
B.以物块A为对象,根据牛顿第二定律可得
可得
由于逐渐减小,逐渐减小,则水平力F的大小不断增大,故B正确。
故选BC。
35.ABC
【详解】A.根据等量异种点电荷电场的分布可知,a点与点在同一等势面上,电场强度都垂直与等势面且指向负的点电荷一方,故A正确;
B.与在同一等势面上,和相对于两个点电荷连线的中垂面对称,所以、两点间电势差等于、两点间电势差,故B正确;
C.根据等量异种点电荷电场的分布可知,由点沿到点,电场强度先增大后减小,所以将某点电荷由点沿移至点的过程中,该电荷所受电场力先增大后减小,故C正确;
D.由等量异种点电荷电场的分布可知,所在的平面是等势面,所以将某点电荷由点沿移至点,电荷的电势能不变,故D错误。
故选ABC。
36.BC
【详解】AB.当小球运动到最低点时,金属棒切割磁感线,产生的感应电动势为
金属棒两端的电压为
A错误,B正确;
C.此过程中回路中的平均感应电动势为
回路中的平均电流为
此过程通过电阻R的电荷量为
联立解得
C正确;
D.根据能量守恒可知,回路中产生的总焦耳热为
电阻R上产生的焦耳热为
D错误。
故选BC。
试卷第1页,共3页
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