山东省泰安市高考物理三年(2021-2023)模拟题(一模)按题型分类汇编-01选择题
一、单选题
1.(2021·山东泰安·统考一模)某物体的运动图像如图所示,横、纵截距分别为n和m,下列说法正确的是( )
A.若该图为图像,则物体速度一直减小
B.若该图为图像,则物体速度一直增大
C.若该图为图像,且物体的初速度为0,则物体最大速度为
D.若该图为图像,且物体的初速度为0,则物体的最大速度为
2.(2021·山东泰安·统考一模)单色光B的频率为单色光A的1.5倍,单色光A照射到某金属表面时,从金属表面逸出的光电子最大初动能为;单色光B照射到该金属表面时,从金属表面逸出的光电子最大初动能为,则该金属的逸出功为( )
A. B. C. D.
3.(2021·山东泰安·统考一模)如图所示,挂钩连接三根长度均为L的轻绳,三根轻绳的另一端与一质量为m,直径为的水平圆环相连,连接点将圆环三等分。在挂钩拉力作用下圆环以加速度匀减速上升,已知重力加速度为g,则每根绳上的拉力大小为( )
A. B. C. D.
4.(2021·山东泰安·统考一模)有一台理想变压器及所接负载如下图所示,在原线圈c、d两端加上正弦交流电,已知b是原线圈的抽头,电压表和电流表均为理想交流电表,电容器的耐压值足够大,下列说法正确的是( )
A.开关接a,当滑片P向下滑动时,电压表示数不变,电压表示数变小
B.开关接a,当滑片P向下滑动时,电流表示数不变,电流表示数变小
C.保持滑片P的位置不变,将开关由a改接b,电容器所带电荷量的最大值将变小
D.保持滑片P的位置不变,将开关由a改接b,电容器所带电荷量的最大值将变大
5.(2021·山东泰安·统考一模)2021年2月10日,“天问一号”探测器成功实施近火制动,被火星引力捕获,探测器顺利进入环绕火星的大椭圆轨道,开启环绕火星之旅。要完成探测任务探测器需经历如图所示的变轨过程,轨道Ⅰ为圆轨道,则下列说法正确的是( )
A.探测器在轨道Ⅱ上P点的动能小于在轨道Ⅰ上P点的动能
B.探测器在轨道Ⅰ上的机械能等于在轨道Ⅱ上的机械能
C.探测器从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ,需要在P点减速
D.探测器在轨道Ⅱ上P点的加速度小于在轨道Ⅰ上P点的加速度
6.(2021·山东泰安·统考一模)如图所示,a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平拋出,已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等,斜面底边长是其竖直高度的2倍,若小球a能落到半圆轨道上,小球b能落到斜面上,a、b均可视为质点,则( )
A.a球一定先落在半圆轨道上
B.b球一定先落在斜面上
C.a、b两球可能同时落在半圆轨道和斜面上
D.a球可能垂直落在半圆轨道上
7.(2021·山东泰安·统考一模)如图所示,两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置,、分别为两细环的圆心,且,两环分别带有均匀分布的等量异种电荷、()。一带正电的粒子(重力不计)从由静止释放。静电常量为k。下列说法正确的是( )
A.中点处的电场强度为 B.中点处的电场强度为
C.粒子在中点处动能最大 D.粒子在处动能最大
8.(2021·山东泰安·统考一模)2020年1月1日(胎压监测系统)强制安装法规已开始执行。汽车行驶时显示某一轮胎内的气体温度为27℃,压强为240,已知该轮胎的容积为30L,阿伏伽德罗常数为,0℃、1下1任何气体的体积均为22.4L,。则该轮胎内气体的分子数约为( )
A. B. C. D.
9.(2022·山东泰安·一模)2021年12月30日,中科院全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)在7000万摄氏度的高温下实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行。若某次聚变反应是4个氢核H结合成1个氦核He,同时释放出正电子e。已知氢核的质量为mp,氦核的质量为mα,正电子的质量为me,真空中光速为c,则此次核反应释放的能量为( )
A.(4mp-mα-me)c2 B.(4mp-mα-2me)c2
C.(4mp+mα-me)c2 D.(4mp+mα-2me)c2
10.(2022·山东泰安·统考一模)如图所示,一定质量的理想气体从状态a经绝热过程到达状态b,再经等容过程到达状态c,最后经等温过程返回到状态a。已知在b到c的过程中,气体吸收热量为10J。下列说法正确的是( )
A.a到c过程,气体对外界做功10J B.a到c过程,外界对气体做功10J
C. a到b过程,气体对外界做功10J D.a到b过程,外界对气体做功10J
11.(2022·山东泰安·统考一模)如图所示,两个质量均为m的小球a和b套在竖直固定的光滑圆环上,圆环半径为R,一不可伸长的细线两端各系在一个小球上,细线长为2R。用竖直向上的力F拉细线中点O,可使两小球保持等高静止在圆上相同高度处。当a、b间的距离为R时,力F的大小为(重力加速度为g)( )
A.mg B.mg C.2mg D.3mg
12.(2022·山东泰安·统考一模)2021年5月15日7时18分,“天问一号”火星探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预定着陆区,我国首次火星探测任务取得成功。着陆前曾经在周期为T的椭圆形停泊轨道绕火星运行,此轨道与火星表面的最近距离为d1,最远距离为d2。已知火星半径为R,则火星表面处自由落体的加速度为( )
A. B.
C. D.
13.(2022·山东泰安·统考一模)如图所示,正方形四个顶点上依次置放电荷量为+q、+q、+q、-q的点电荷,a、b、c、d是对角线上的四个点,他们到中心O点的距离均相同。则( )
A.a、b两点的场强相同,电势相同 B.a、b两点的场强不同,电势相同
C.c、d两点的场强相同,电势相同 D.c、d两点的场强相同,电势不同
14.(2022·山东泰安·统考一模)如图所示,水平平台与水平细杆间的高度差为H,质量为M的物块放在水平台上,质量为M的小球套在水平杆上,物块和小球通过小滑轮用轻质细线相连,滑轮右侧细线恰好竖直。现用一水平恒力F由静止沿杆拉动小球,物块始终在水平平台上,不计一切摩擦。则小球前进2H时,物块的速度为( )
A. B. C. D.
15.(2022·山东泰安·统考一模)中国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并实现首次放电,该装置通过磁场将粒子约束在小范围内实现核聚变。其简化模型如图所示,半径为R和两个同心圆之间的环形区域存在与环面垂直的匀强磁场,核聚变原料氕核(H)和氘核(H)均以相同的速度从圆心O沿半径方向射出,全部被约束在大圆形区域内。则氕核在磁场中运动的半径最大为( )
A.R B.R C.R D.(-1)R
16.(2022·山东泰安·统考一模)冬奥会冰壶比赛中所用的冰壶除颜色外其他完全相同,如图(a)某队员将红壶推出,之后与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞,碰撞时间极短,碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面,来减小阻力。碰撞前后两壶运动的v-t图线如图(b)中实线所示。重力加速度g=10m/s2。则运动员由于用冰壶刷摩擦冰面使冰壶与冰面间的动摩擦因数减少了( )
A.0.02 B.0.012 C.0.008 D.0.006
17.(2023·山东泰安·统考一模)在光电效应中,当一定频率的光照射某种金属时,实验得到的遏止电压与入射光的频率的关系如图所示,其横轴截距为,纵轴截距为,元电荷电量为。下列说法正确的是( )
A.遏止电压与入射光的频率成正比 B.金属的逸出功为
C.金属的截止频率为 D.普朗克常量
18.(2023·山东泰安·统考一模)2021年10月16日,神舟十三号载人飞船发射成功,顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。已知飞船在航天员出舱前先要“减压”,在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”。因此将飞船此设施专门做成了一个舱,叫“气闸舱”,其原理如图所示,相通的舱A、B之间装有阀门K,指令舱A中充满气体(视为理想气体),气闸舱B内为真空,整个系统与外界没有热交换,打开阀门K后,A中的气体进入B中,最终达到平衡,则舱内气体( )
A.气体对外做功,内能减小
B.气体分子势能增大,内能增大
C.气体分子单位时间内对单位面积的舱壁碰撞的次数将增多
D.气体分子单位时间内对单位面积的舱壁碰撞的次数将减少
19.(2023·山东泰安·统考一模)利用薄膜干涉可以测量圆柱形金属丝的直径。已知待测金属丝与标准圆柱形金属丝的直径相差很小(约为微米量级),实验装置如图甲所示,和是具有标准平面的玻璃平晶,为标准金属丝,直径为;A为待测金属丝,直径为;两者中心间距为。实验中用波长为λ的单色光垂直照射平晶表面,观察到的干涉条纹如图乙所示,测得相邻明条纹的间距为。则以下说法正确的是( )
A. B.
C. D.
20.(2023·山东泰安·统考一模)一倾角可改变的光滑斜面固定在水平地面上,现有一质量为m的箱子(可看作质点)在斜面顶端由静止释放,如图所示。斜面底边长度为L,斜面倾角为θ,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.箱子滑到底端时重力的功率
B.箱子滑到底端时重力的功率
C.保持斜面的底边长度L不变,改变斜面的倾角θ,当时,箱子从斜面顶端自由下滑到底端所用的时间最短
D.保持斜面的底边长度L不变,改变斜面的倾角θ。当时,箱子从斜面顶端自由下滑到底端所用的时间最短
21.(2023·山东泰安·统考一模)我国空间站组合体在2022年9月30日由两舱“一”字构型转变为两舱“L”字构型。”中国空间站”在距地面高400km左右的轨道上做匀速圆周运动,在此高度上有非常稀薄的大气,因气体阻力的影响,轨道高度1个月大概下降2km,空间站安装有发动机,可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行轨道高度为h,经过一段时间t,轨道高度下降了,在这一过程中其机械能损失为ΔE。已知引力常量为G,地球质量为M,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,空间站质量为。规定距地球无限远处为地球引力零势能点,地球附近物体的引力势能可表示为,其中M为地球质量,m为物体质量,r为物体到地心距离。则下列说法中正确的是( )
A.“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的向心加速度大小为
B.“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的线速度大小为
C."中国空间站”正常在轨做圆周运动的周期为
D.“中国空间站”轨道高度下降Δh时的机械能损失
22.(2023·山东泰安·统考一模)气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降,其简易结构如图乙所示,圆柱形汽缸与椅面固定连接,柱状汽缸杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体,设汽缸气密性、导热性能良好,忽略摩擦力。设气体的初始状态为A,某人坐上椅面后,椅子缓慢下降一段距离达到稳定状态。然后打开空调,一段时间后,室内温度降低到设定温度,稳定后气体状态为C(此过程人的双脚悬空);接着人缓慢离开座椅,直到椅子重新达到另一个稳定状态D,室内大气压保持不变,则气体从状态A到状态D的过程中,关于p、V、T的关系图正确的是( )
A. B.
C. D.
23.(2023·山东泰安·统考一模)空间中有一正四面体ABCD,棱长为l。在4个顶点都放置一个电荷量为Q的正点电荷,棱AB、CD的中点分别为E、F。已知无穷远处电势为0。则下列说法正确的是( )
A.E、F两点电势不同 B.E、F两点电场强度相同
C.E点的电场强度大小为 D.E点的电场强度大小为
24.(2023·山东泰安·统考一模)一根轻质的不可伸长的细线长为,两端分别系在水平天花板上间距为的a、b两点,有一质量及大小不计的光滑动滑轮c跨在细线上,滑轮通过细线悬挂重力为的小球,处于静止状态,小球可视为质点。现对小球施加大小为平行于a、b连线的水平拉力,小球再次平衡时a、b间细线的张力为T,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题
25.(2021·山东泰安·统考一模)如图所示,四边形是一块破璃砖的横截面示意图,,,垂直于O。一束单色光从O点射入玻璃砖,入射角为时,和面都恰好没有光线射出。下列说法正确的是( )
A.玻璃砖对该单色光的折射率为 B.玻璃砖对该单色光的折射率为2
C.单色光从边射出时折射角为45° D.单色光从边射出时折射角为60°
26.(2021·山东泰安·统考一模)如图所示,水平桌面上水平固定一半径为L的金属细圆环,圆环的电阻为,竖直向下的匀强磁场磁感应强度大小为B。一长度为、电阻为r的导体棒,由棒中点与圆环重合位置A点沿与棒垂直的直径以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环始终接触良好。当棒经过环心时( )
A.棒两端的电势差为 B.棒两端的电势差为
C.棒所受安培力的大小为 D.棒所受安培力的大小为
27.(2021·山东泰安·统考一模)两辆汽车在同一直道上以相等的速度做同向直线运动,某时刻前车突然熄火做加速度大小为的匀减速运动,后车司机经时间后刹车,以大小为的加速度做匀减速运动,结果两车同时停下且没有发生碰撞,则在前车熄火前,两车正常行驶时之间距离至少是( )
A. B. C. D.
28.(2021·山东泰安·统考一模)如图甲所示,一个小球悬挂在细绳下端,由静止开始沿竖直方向运动,运动过程中小球的机械能E与路程x的关系图像如图乙所示,其中O-x1过程的图像为曲线,x1-x2过程的图像为直线。忽略空气阻力。下列说法正确的是
A.O-x1过程中小球所受拉力大于重力
B.小球运动路程为x1时的动能为零
C.O-x2过程中小球的重力势能一直增大
D.x1-x2过程中小球一定做匀加速直线运动
29.(2022·山东泰安·一模)如图所示,从水中S点沿SO射出a、b两种单色光,只有a单色光射出水面。则下列说法正确的是( )
A.a光在水中的速度大
B.b光在水中的速度大
C.用同一双缝干涉装置进行实验,可看到a光干涉条纹间距比b光的宽
D.用同一双缝干涉装置进行实验,可看到b光干涉条纹间距比a光的宽
30.(2022·山东泰安·一模)一列简谐横波在t=0.4s时刻的波形如图甲所示,P、Q为该横波上的两个质点,它们的平衡位置坐标分别为x=3m、x=5m,质点Q的振动图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.波传播方向沿x轴正方向
B.波传播方向沿x轴负方向
C. t=0.88s时,质点P在平衡位置向下振动
D.t=0.88s时,质点P在平衡位置向上振动
31.(2022·山东泰安·统考一模)如图所示,理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连(电源内阻不计),原、副线圈匝数比为n1∶n2,电压表和电流表均为理想电表,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,当滑片向左滑动时,电压表V1、V2、电流表A1、A2的示数变化分别为、、、表示,则下列关系一定正确的是( )
A. B.
C. D.
32.(2022·山东泰安·一模)如图所示,倾角为30°的光滑足够长固定斜面上,一劲度系数为k的轻弹簧,一端连在斜面底部的固定挡板上。质量分别为m和2m的物块A和B叠放在一起,压在弹簧上,处于静止状态。对B施加一沿斜面向上的外力F,使B以0.5g(g为重力加速度)的加速度沿斜面匀加速运动,则( )
A.两物块分离时的速度大小为
B.两物块分离时的速度大小为
C.物体从开始运动到分离时,拉力F做的功为
D.物体从开始运动到分离时,拉力F做的功为
33.(2023·山东泰安·统考一模)家用燃气灶的脉冲点火器工作原理电路如图所示,其电源为一节干电池。将1.5V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压,将该交变电压加在理想变压器的原线圈上,副线圈两端接放电针,当放电针之间电压的最大值超过12kV时,就可以放电,利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是( )
A.正常工作时,点火器每秒点火50次
B.正常工作时,点火器每秒点火100次
C.若变压器原、副线圈的匝数之比为1:1500,点火器能正常工作
D.若变压器原、副线圈的匝数之比为1:2200,点火器能正常工作
34.(2023·山东泰安·统考一模)均匀介质中,波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播,时刻部分质点的状态如图(a)所示,其中实线AE表示波峰,虚线FG表示相邻的波谷,A处质点的振动图像如图(b)所示,z轴正方向竖直向上,下列说法正确的是( )
A.该波从A点传播到B点,所需时间为
B.时,B处质点位于波峰
C.s时,C处质点振动速度方向竖直向上
D.时,D处质点所受回复力方向竖直向下
35.(2023·山东泰安·统考一模)2022年北京冬奥会某滑雪比赛场地简化如图所示,AO为曲线助滑道,OB为倾斜雪坡,与水平面夹角,运动员某次训练从助滑道的最高点A由静止开始下滑至起跳点O,若起跳速率为22m/s,方向与水平方向成,最后落在雪坡上的P点(图中未画出)。把运动员视为质点,不计空气阻力,取,,则( )
A.运动员从起跳到达P点运动的时间为4.4s
B.运动员从起跳到达P点运动的时间为2.2s
C.运动员离开雪坡的最大距离为19.36m
D.运动员离开雪坡的最大距离为116.16m
36.(2023·山东泰安·统考一模)如图所示,两根足够长的平行金属导轨与水平面夹角为,两导轨间距为0.4m,导轨电阻不计。导轨所在空间被分成足够长的区域I和II,两区域的边界与斜面的交线为MN,区域I中分布有垂直斜面向下的匀强磁场,区域II中分布有垂直斜面向上的匀强磁场,两磁场的磁场感应度大小均为。在区域I中,将质量,电阻的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑。然后,在区域II中将质量,电阻的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域II的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取,则( )
A.经过足够长的时间后,ab和cd最终以相同的速度运动
B.经过足够长的时间后,ab和cd最终以相同大小的加速度运动
C.当cd的速度大小为5m/s时,ab刚要开始滑动
D.当cd的速度大小为2.5m/s时,ab刚要开始滑动
参考答案:
1.D
【详解】AB.图像的斜率表示速度,斜率不变表示物体做匀速直线运动,故AB错误;
CD.图像的面积表示速度的增量,因为物体的初速度为0,所以物体的最大速度为,故C错误,D正确。
故选D。
2.A
【详解】设单色光A的频率为,则单色光B的频率为,金属的逸出功为,根据爱因斯坦的光电效应方程可知
联立两式解得
故A正确,BCD错误。
故选A。
3.B
【详解】根据几何知识,圆环半径为0.6L,轻绳长L,故三根轻绳与竖直方向夹角为37°。分析圆环受力,可知三根轻绳拉力水平方向分力恰好平衡,竖直方向分力与圆环重力的合力提供加速度,有
解得
故选B。
4.D
【详解】AB.开关接a,当滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值R增大,电路中的电流减小,即A2的示数减小;理想变压器原副线圈所在电路的功率相等,所以A1示数也减小;由于原副线圈的匝数比没有变化,故电压表V1的示数不变;由串联分压的规律可知,滑动变阻器两端的电压要增大,即电压表V2的示数要增大; 故A、B错误;
CD.保持滑片P的位置不变,将开关由a改接b,则原线圈的匝数变少了,所以副线圈两端的输出电压将增大;随着滑片的移动,滑动变阻器的两端将能获得更高的电压,由可知电容器所带电荷量的最大值将变大,故C错误、D正确。
故选D。
5.C
【详解】A.探测器从轨道Ⅱ上P点减速变轨到轨道Ⅰ,所以在轨道Ⅱ上P点的动能大于在轨道Ⅰ上P点的动能。故A错误;
B.探测器从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ,发动机点火致使其减速,做负功,其机械能将减小。故B错误;
C.根据以上选项分析,易知探测器从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ,需要在P点减速。故C正确;
D.根据牛顿第二定律,有
故探测器在轨道Ⅱ上P点的加速度等于在轨道Ⅰ上P点的加速度。
故D错误。
故选C。
6.C
【详解】
ABC.将半圆轨道和斜面轨道重叠一起,如图所示,可知若小球初速度合适,两小球可同时落在距离出发点高度相同的交点A处,改变初速度,可以落在半圆轨道,也可以落在斜面上,故AB错误,C正确;
D.若a小球垂直落在半圆轨道上,速度反向延长线必过水平位移中点,即圆心,那么水平位移就是直径,小球的水平位移一定小于直径,所以小球不可能垂直落在半圆轨道上,故D错误。
故选C。
7.A
【详解】AB.把圆环上每一个点都看成一个点电荷,则电荷量为
根据点电荷场强公式,有
根据电场的叠加原理,单个圆环在O1O2中点的场强,为
两个圆环的场强,再叠加一下,有
故A正确;B错误;
C.带电粒子从O1点开始由静止释放,在粒子从O1向O2的运动过程中,两圆环对粒子的作用力皆为左向,可见电场对带电粒子做正功。故粒子在中点处动能不是最大,故C错误;
D.根据电场叠加原理,在O2左侧场强方向先向左后向右,因此粒子到达O2左侧某一点时,速度最大,动能最大,以后向左运动速度开始减小,动能也在减小。故D错误。
故选A。
8.B
【详解】设胎内气体经过一定过程后温度变为,压强变为,体积变为,则由理想气体方程得
所以
该状态下气体的物质的量为
所以气体的分子数约为
故选B。
9.B
【详解】核聚变方程为
根据质能方程,可知核反应释放的能量
故选B。
10.C
【详解】CD.a到b过程中,气体只对外做功,不吸收热量;b到c的过程中,气体只吸收热量不做功,而a、c状态温度相同,即气体的内能相同,根据热力学第一定律,吸收的热量等于气体对外做的功,故a到b过程,气体对外界做功10J,C正确,D错误;
AB.在p—V图像中,图像与坐标轴围成的面积等于该过程气体做的功,由于a到b过程,气体对外界做功10J,因此a到c过程,气体对外界做功超过10J,AB错误。
故选C。
11.D
【详解】a、b等高且距离为R,O为细线中点且细线长为2R,则
三角形为等边三角形,如图
选取左侧小球进行分析,记为圆心,由图中几何关系可得,圆环弹力沿向外,与水平方向夹角为,则小球所受重力与圆环弹力的合外力为
与绳拉力T等大,力F的大小与绳拉力的合力等大反向,三角形为等边三角形,两绳夹角为,故
ABC错误,D正确。
故选D。
12.A
【详解】设与椭圆轨道停泊轨道周期相同的圆形轨道半径为r,根据牛顿第二定律
椭圆轨道的半长轴
根据开普勒第三定律
火星表面处
联立解得火星表面处自由落体的加速度
故A正确,BCD错误。
故选A。
13.B
【详解】根据等量同种电荷和等量异种电荷电场的分布情况可知:cd连线方向上+q和 q的电场中,c、d两点的电场强度相同,a、b两点的电场强度也相同;a、b两点的电势相等,c、d两点的电势不等;在两个+q的电场中,cd的电场强度大小相等、方向相反,a、b两点的电场强度大小相等、方向相反,所以根据电场的叠加原理可知c、d两点的电场强度不同,a、b两点的电场强度也不同,c、d的电势相等,a、b两点的电势相等.根据叠加原理可知a、b两点电势相等,c、d两点电势不相等。故B正确。
故选B。
14.D
【详解】小球从平台的边缘处由静止向右运动2H时,设小球的速度为v,此时轻质细线与水平方向夹角为θ,如图所示,由图可知
则有
小球沿绳子方向的分速度等于物块的速度,则有物块的速度为
对物块和小球组成的系统,用动能定理可得
ABC错误,D正确。
故选D。
15.A
【详解】依题意,氕核、氘核全部被约束在大圆形区域内,根据
得
由于二者速度相同,根据半径与比荷的关系,可知氕核,氘核在磁场中的轨迹半径之比为1:2。当氘核在磁场中运动轨迹刚好与磁场外边界相切时,氘核运动轨迹半径最大,由几何知识得
求得氘核的最大半径为
所以,氕核在磁场中运动的最大半径为
故选A。
16.C
【详解】由图(b)可知,不用冰壶刷时,冰壶做减速运动的加速度
由于
冰壶与冰面间的动摩擦因数
若红壶与蓝壶不碰撞,则红壶停止时刻为
红壶与蓝壶碰撞过程中满足动量守恒
由图(b)中信息可得碰后蓝壶的速度
蓝壶减速过程中的加速度大小
由于
可得
因此蓝壶与冰面间动摩擦因数减少
故选C。
17.B
【详解】根据光电效应方程可得电子的最大初动能为
根据动能定理可得
联立可得
可知遏止电压与入射光的频率不成正比关系,图像的斜率为
解得普朗克常量为
图像的纵轴截距为
解得金属的逸出功为
金属的截止频率为
故选B。
18.D
【详解】A.打开阀门K后,A中的气体进入B中,由于B中为真空,所以气体不对外做功,A错误;
B.气体分子间作用力忽略不计,所以气体分子间没有分子势能,又因为系统与外界无热交换,且气体没有做功现象,则气体的温度不变,所以气体内能不变,B错误;
CD.气体体积变大,温度不变,气体压强减小,所以气体分子单位时间内对单位面积的舱壁碰撞的次数将减少,C错误,D正确。
故选D。
19.D
【详解】设标准平面的玻璃晶之间的夹角为θ,由空气薄膜的干涉条件可知
由题设条件,则有
联立解得
故选D。
20.A
【详解】AB.箱子受到竖直向下的重力垂直于斜面向上的支持力,由动能定理可得
箱子滑到底端时重力的功率为
解得
故A正确,B错误;
CD.斜面光滑,保持斜面的底边长度L不变,箱子受到竖直向下的重力和垂直于斜面向上的支持力,由牛顿第二定律可得
由匀变速直线运动规律可得
解得
改变斜面的倾角θ,当即时,箱子从斜面顶端自由下滑到底端所用的时间最短,故CD错误。
故选A。
21.D
【详解】A.“中国空间站”在轨道上做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有
物体绕地球表面运行,根据牛顿第二定律有
联立解得“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的向心加速度大小为
故A错误;
B.根据向心加速度公式
“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的线速度大小为
故B错误;
C.根据牛顿第二定律有
"中国空间站”正常在轨做圆周运动的周期为
故C错误;
D.根据牛顿第二定律有
"中国空间站”正常在轨做圆周运动的速度为
轨道距地面高度为h时,空间站的动能为
轨道距地面高度为h时,空间站的势能为
轨道距地面高度为h时,空间站的机械能为
同理轨道距地面高度为时,空间站的机械能为
“中国空间站”轨道高度下降Δh时的机械能损失为
故D正确。
故选D。
22.B
【详解】从状态A到状态B过程中,气体等温压缩,体积减小,压强增大,温度不变,从B到C,气体等压降温,温度降低,体积减小,压强不变,从C到D过程中,气体等温膨胀,体积变大,压强减小,且D状态的压强恢复为原A状态的压强。
故选B。
23.C
【详解】A.由于E、F两点分别到四面体各个顶点距离组合完全相同,根据电势的叠加法则可知E、F两点电势都相同,故A错误;
BCD.由点电荷电场的对称性可知E、F两点电场强度大小相等,但方向不同。根据电场的叠加法则可知A、B两个电荷在E点产生的合场强为零,C、D两个点电荷在E点产生的电场强度大小相等,有几何关系可知
根据点电荷场强公式则有
E点的合场强为
根据几何关系可知
联立解得E点的电场强度为
故C正确,D错误。
故选C。
24.B
【详解】如图所示,对小球未施加拉力时,设细线与竖直方向夹角为,如图,施加拉力后,小球再次平衡时,设重力与水平拉力的合力为,与竖直方向夹角为,细线与合力反向延长线夹角为,则
同时,线段ab在垂直合力方向投影的长度
可得
则小球再次平衡时,有
联立解得,a、b间细线的张力为
故选B。
25.AC
【详解】AB.光线进入玻璃砖后两次发生全反射,其光路以对应的角度,如图
由于光在AD面和CD面都恰好没有光线射出,即恰好发生全反射,则
(C是临界角)
有几何关系得
所以
由公式
解得。故A正确,B错误;
CD.由几何关系知单色光在边入射角为30°,由折射定律得
解得,故C正确,D错误。
故选AC。
26.BC
【详解】AB.由运动学公式可知,当棒经过环心时,棒的速度为,产生的感应电动势为
此时相当于圆环左、右两边并联,再与棒串联,总电阻为
流过棒的电流为
棒两端的电压为
A错误,B正确;
CD.棒所受安培力的大小为
C正确,D错误。
故选BC。
27.AD
【详解】前车减速至速度为0的时间
前进的位移为
后车减速至速度为零的时间
时前进的位移为
由于两车同时停下且没有相碰,故满足
联立可解得或,AD正确。
故选AD。
28.BD
【详解】A.小球在竖直向上的拉力和竖直向下的重力下运动,拉力做功改变小球的机械能,则:
可知题中机械能-路程图像斜率的大小为拉力的大小;O-x1过程中小球所受拉力竖直向上且减小,拉力做正功,小球的机械能增加,开始时小球从静止开始加速,拉力大于重力,运动过程中拉力逐渐减小,x1之后,拉力竖直向上做负功,小球向下运动,所以x1处速度为零,动能为零,说明O-x1过程中小球先加速后减速,所以在减速阶段拉力小于重力,A错误,B正确;
C.O-x1过程中小球向上运动,重力做负功,重力势能增大,x1-x2过程中小球向下运动,重力做正功,重力势能减小,C错误;
D.x1-x2过程中重力大于拉力,小球向下运动,图像斜率不变,拉力不变,所以小球加速度恒定,向下做匀加速直线运动,D正确。
故选BD。
29.AC
【详解】AB.由题意可知,b光在水中产生了全反射,所以a光的临界角大于b光,由可知,a光的折射率小于b光,由可知,a光在水中的速度大于b光,A正确,B错误;
CD.a光的折射率小于b光,a光的波长大于b光的波长,由可知,a光干涉条纹间距比b光的宽,C正确,D错误。
故选AC。
30.BD
【详解】AB.由乙图可知,在t=0.4s时刻,Q恰好经平衡位置向y轴负方向运动,因此波沿x轴负方向传播,A错误,B正确;
CD.由甲图可知
由乙图可知
可得波速为
在t=0.88s时刻,波在图示位置又向左传播的距离
此时P点恰好经平衡位置向上振动,C错误,D正确。
故选BD。
31.AD
【详解】A.正弦交流电源电压稳定,有
,
所以有
故A正确;
BCD.根据变压器的规律可知,理想变压器原、副线圈电压变化量之比
原、副线圈电流变化量之比
所以有
所以D正确,BC错误。
故选AD。
32.BC
【详解】AB.当AB静止时,对整体受力分析可知
解得
当物体AB恰好分离时,AB间作用力为零,此时对物块A分析可知
解得
当AB分离时,物块A上滑的距离为
根据速度时间公式可得
解得
CD.根据能量守恒定律,物体从开始运动到分离时,拉力F做的功为
解得
AD错误,BC正确。
故选BC。
33.BD
【详解】AB.由题可知交流电的频率为50Hz,正常工作时,每个周期点火2次,因此点火器每秒点火100次,A错误,B正确;
CD.只要副线圈两端电压的峰值超过12kV,点火器能正常工作,由于
C错误,D正确。
故选BD。
34.ACD
【详解】A.由图a、b可看出,该波的波长、周期分别为,,则根据波速公式
A、B间距为一个波长,则该波从A点传播到B点,所需时间为
故A正确;
B.由选项A可知,则该波从A点传播到B点,所需时间为4s,则在时,B点运动了2s,即,则B处质点位于波谷,故B错误;
C.波从AE波面传播到C的距离为
则波从AE波面传播到C的时间为
则时,C处质点动了3.1 s,则此时质点速度方向向上,故C正确;
D.波从AE波面传播到D的距离为
则波从AE波面传播到C的时间为
则时,D处质点动了8.3 s,则此时质点位于z轴上方,回复力方向向下,故D正确。
故选ACD。
35.AC
【详解】AB.将运动员的速度沿着雪坡和垂直于雪坡进行分解,则沿雪坡方向的速度为
垂直于雪坡方向上的速度为
同理可得
根据对称性可知,运动员从起跳到达P点的运动时间为
故A正确,B错误;
CD.运动员离雪坡最远时,垂直于斜面的速度为零
故C正确,D错误。
故选AC。
36.BC
【详解】CD.由题意可知,开始金属条与金属导轨间的最大静摩擦力
方向沿着金属导轨向上;开始金属棒加速下滑,根据右手定则可知,产生的感应电流从到,根据左手定则可知金属条所受安培力沿着金属导轨向上,随着金属棒速度增大,感应电流变大,金属条所受安培力变大,当安培力等于时,金属条刚要开始滑动,此时
解得
金属棒产生的感应电动势
则金属棒的速度
故C正确,D错误;
AB.金属条开始运动后,产生的感应电流与金属棒产生的感应电流相反,由于金属棒有较大的速度,所以金属棒产生的感应电流大于金属条产生的感应电流,设当电流为时,满足
解得
此时金属条和金属棒的加速度相等,此后金属条和金属棒的速度差恒定,产生的感应电流大小不变,金属条和金属棒以相同大小的加速度运动,故B正确,A错误。
故选BC。
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