1、如图所示,一对等量同种正点电荷固定于正方形ABCD的两个顶点A、B上。M、N分别是AC、CD的中点,下列说法正确的是( )
A.N点的电场强度方向平行于AB
B.C、D两点电场强度的大小不同
C.同一点电荷在M、N两点的电势能相同
D.将一带正电的点电荷从M点移到C点,静电力做正功
2、下列说法正确的是( )
A.点电荷是理想模型
B.电场线是真实存在于电场周围的
C.沿着电场线的方向电场强度一定减小
D.电源的作用是产生电荷
3、下列说法中正确的是( )
A.图甲中,放在桌面上的杯子受到的弹力是由于杯子发生微小形变而产生的
B.图乙中,用“悬挂法”确定了薄板的重心,所以一切物体的重心一定在物体上
C.图丙中,书受到的支持力与书对桌面的压力大小相等,方向相反,是一对相互作用力
D.图丁中,跳远运动员助跑是为了增加自己的惯性,以便跳得更远
4、物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时,也确定了物理量单位之间的关系,因此,只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做基本量,它们相应的单位叫做基本单位。下列各组选项中均属于力学中基本量的是( )
A.千克、米、秒
B.米、千克、牛顿
C.质量、时间、长度
D.位移、速度、时间
5、如图所示,质量为2 kg的物体,在水平拉力F=10 N作用下向右做匀加速直线运动,已知物体受到摩擦力大小为4 N,则物体的加速度大小为( )
A.2 m/s2
B.3 m/s2
C.5 m/s2
D.7 m/s2
6、如图所示,一个原来不带电的半径为的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放置一个电荷量为
的点电荷,点电荷到金属球表面的最近距离为
。下列说法正确的是( )
A.金属球在静电平衡后左侧带负电,右侧带正电
B.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于
C.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于0
D.如果用导线的两端分别接触球的左右侧,球两侧将都不带电
7、如图所示,物体a、b用一根不可伸长的轻细绳相连,再用一根轻弹簧和a相连,弹簧上端固定在天花板上,已知mb=2ma,重力加速度为g。当在P点剪断绳子的瞬间,下列说法正确的是( )
A.物体a的加速度大小为零
B.物体a的加速度大小为2g,方向竖直向上
C.物体b的加速度大小为零
D.物体b的加速度大小为g,方向竖直向上
8、如图所示,倾角为θ的绝缘斜面上等间距的分布着A、B、C、D四点,间距为l,其中AB、CD段粗糙,BC段光滑,A点右侧有垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m的带负电物块从斜面顶端由静止释放,已知物块通过AB段与通过CD段的时间相等。下列说法正确的有( )
A.物块通过AB段时做匀减速运动
B.物块经过A、C两点时的速度相等
C.物块通过BC段比通过CD段的时间长
D.物块通过CD段的过程中机械能减少了
9、如图所示,直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列,相邻圆筒间的距离相同,其中心轴线在同一直线上,A、B接在电压大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源上,粒子从序号为0的金属圆板的中心沿轴线进入圆筒。则粒子( )
A.在加速器中一直做匀加速直线运动
B.只在金属圆筒内做匀加速直线运动
C.只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动
D.在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动
10、下列说法正确的是( )
A.质子所带的电荷量是,所以质子是元电荷
B.相互作用的两点电荷,即使它们的电荷量不相等,它们之间的库仑力大小也一定相等
C.点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体
D.根据可知,当
时,
11、为探测某空间存在的匀强磁场磁感应强度的大小,某同学用绝缘细线将质量为、长为
的直导线悬于
点,如图所示,通有大小为
的电流时,导线稳定在细线与竖直方向的夹角为
处:电流变为
时,导线稳定在细线与竖直方向的夹角为
处。已知磁场方向平行于纸面,直导线垂直于纸面,重力加速度为
,则该匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A.
B.
C.
D.
12、北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统,缩写为BDS.北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成.空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星.地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站.如图所示,a、b、c是北斗卫星导航系统中的3颗卫星,下列说法正确的是
A.b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度
B.b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度
C.c加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上的c
D.a卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,其线速度不变
13、一列简谐横波沿x轴正方向传播,从某时刻开始计时,在t=6s时的波形如图(a)所示。在x轴正向距离原点小于一个波长的A质点,其振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A.A质点在t=3s与t=7s时刻速度方向相反
B.A点的平衡位置离原点的距离为x=0.25m
C.t=9s时,平衡位置在x=1.7m处的质点加速度方向沿y轴负方向
D.t=13.5s时,平衡位置在x=1.4m处的质点位移为正值
14、汽车以10m/s的速度在平直公路上行驶,刹车时的加速度大小为2m/s2,则自驾驶员踩刹车开始,经过2s与6s时汽车的位移大小之比为( )
A.2:3
B.3:2
C.25:16
D.16:25
15、A、B两物体在同一直线做直线运动如图为它们的位移时间图像。下列说法正确的是( )
A.时刻,A、B两物体相遇
B.内,物体A做匀速直线运动
C.内,物体B做匀加速直线运动
D.内,物体A的位移大于物体B的位移
16、一物体在光滑的水平桌面上运动,在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图所示。关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A.物体做变加速曲线运动
B.物体做直线运动
C.物体运动的初速度大小为50 m/s
D.物体运动的初速度大小为10 m/s
17、如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器,其原理是:导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器,当振动膜片在声压的作用下振动时,两个电极之间的电容发生变化,电路中电流随之变化,这样声信号就变成了电信号,则当振动膜片向左振动时( )
A.电容器的电容增大
B.电容器带电荷量减少
C.电容器两极板间的场强增大
D.电阻R中的电流方向自右向左
18、许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献,也创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、模型法、类比法和科学假说法,等等。以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是( )
A.牛顿巧妙地运用扭秤测出引力常量,采用了放大法
B.伽利略运用理想实验法说明了力是维持物体运动的原因
C.在不需要考虑物体本身的形状和大小时,用质点来代替物体的方法叫假设法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加之和代表物体的位移,这里采用了微元法
19、电场中A、B两点的电势差UAB=10 V。将一电荷量q=+2×10-11 C的点电荷从B点移到A点,电场力做功为( )
A.2×10-12J
B.-2×10-12 J
C.5×10-11 J
D.-2×10-10J
20、如图,篮球运动员站在广场上的某一喷泉水柱旁边,虚线“1”“2”“3”为水平面处。根据图中信息,水柱从地面喷出时的速度约为( )
A.2m/s
B.6m/s
C.12m/s
D.20m/s
21、如图所示,两缝之间的距离为d,每个狭缝都很窄,宽度可以忽略
两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0,双缝到屏的距离OP0=l,则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距:_______
22、某高处的重力加速度是地面重力加速度的五分之一,那么该物体距离地面的高度是地球半径的________倍.
23、质量为的小球A,以初速
与另一质量为M(未知)的小球发生弹性正碰。若碰后A球的速度为
且与原方向相反,则
___________;若碰后A球速率为
且与原方向相同,则
___________。
24、2022年,中国新一代“人造太阳”科学研究取得突破性进展,HL-2M等离子体电流突破100万安培,创造了我国可控核聚变装置运行新记录。其中,氢核聚变的核反应方程为。则X为______,该核反应属于________(选填“核聚变”、“核裂变”)已知
质量为m1,
质量为m2,
质量为m3, X的质量为m4,光速c,则该核反应释放的核能大小为______(请用 m1、m2、m3、m4、 c表示)
25、如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图,两块水平放置的金属板间距为d.油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板间不加电压时,由于受到气体阻力的作用,油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动;当上板带正电,下板带负电,两板间的电压为U时,带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比,油滴密度为ρ,已测量出油滴的直径为D(油滴可看做球体,球体体积公式V=πD3/6),重力加速度为g.
(1)设油滴受到气体的阻力f=kv,其中k为阻力系数,k= _______;
(2)油滴所带电荷量q= ______。
26、一船在静水中的速率为4,要横渡宽
,水流的流速为3
的河流,则渡河最短时间为 ______s,登陆点距出发点的距离为 ______ m。
27、某同学让重锤做自由落体运动,利用电火花计时器打出的纸带来测量本地重力加速度时,打出的纸带如图所示,测得图中x1=4.02cm,x2=2.50cm,则:
(1)电火花计时器的工作电压为_____
A.交流6V以下 B.直流6V以下 C.交流220V D.直流220V
(2)实验时重锤应该是连接在纸带的_____端(填“A端”或“B端”)
(3)纸带上1至9各点为计时点,利用x1、x2可算出实验测得的重力加速度为g测=_____(保留两位有效数字)。
(4)当地实际重力加速度值为g=9.8m/s2,在操作无误的前提下,产生实验误差的原因可能是_____。(只写一个原因)
28、坐标原点O处有一点状的放射源,它向xoy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子,α粒子的速度大小都是v0,在0<y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为,其中q与m分别为α粒子的电量和质量;在
的区域内分布有垂直于xoy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于
处,如图所示.观察发现此时恰无粒子打到ab板上.(不考虑a粒子的重力)
(1)求α粒子刚进人磁场时的动能;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)将ab板平移到什么位置时所有粒子均能打到板上?并求出此时ab板上被α粒子打中的区域的长度.
29、如图甲所示,一长木板正在水平地面上,在t=0时刻,一小物块以一定速度从左端滑上长木板,以后长木板运动v-t图象如图所示,已知小物块与长木板的质量均为m=1kg,已知木板足够长,(g=10m/s2),求:
(1)小物块与长木板间动摩擦因数的值;
(2)在整个运动过程中,系统所产生的热量。
30、太空行走
太空行走(Walking in space)又称为出舱活动。是载人航天的一项关键技术,是载人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航天器的重要手段。要实现太空行走这一目标,需要诸多的特殊技术保障,蕴含丰富的物理原理。
【1】如图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为和
,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为
。A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为
,下列说法正确的是( )
A.研究A、B相对空间站的速度是以地球为参考系
B.A将B向空间站方向轻推的过程中,不能认为A、B组成的系统动量守恒
C.A将B向空间站方向轻推后,B的速率为,方向指向空间站
D.若A将B向空间站方向轻推的作用时间为,则A、B互相作用的平均力为
E.空间站围绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力
【2】若某次宇航员离开空间站太空行走时,连同装备共,在离飞船
的位置与空间站处于相对静止的状态,装备中有一个高压气源,能以
的速度喷出气体,为了能在
内返回空间站,请推导计算需要在开始返回的瞬间至少一次性向后喷出气体的质量(不计喷出气体后航天员和装备质量的变化)?
【3】在空间站进行实验可以克服来自地球磁场及电场的干扰,使得物理现象更为准确和明显。为了研究电感现象,宇航员在空间站进行如图所示的研究。在图中,L为自感系数较大的电感线圈,且电阻不计;AB为两个完全相同的灯泡,且它们的额定电压均等于电源的电动势。则( )
A.合上K的瞬间,A先亮,B后亮
B.合上K的瞬间,A、B同时亮
C.断开K以后,B变得更亮,A缓慢熄灭
D.断开K后,A熄灭,B重新亮后再熄灭
【4】宇航员在空间站内进行了自主发电,利用自主发电机给空间站内用电器供电进行尝试,设计原理图如下,升压和降压线圈匝数n均为理想变压器;发电机的输出功率,发电机的电压
,经变压器升压后输电,输电线总电阻
,在用户端用降压变压器把电压降为
,空间站输电线上损失的功率
,请完成下表参数值。
______ | ______ | ______ | ______ | ______ |
【5】2022年4月16日神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆,已知地球半径为,地球表面重力加速度为
。总质量为
的空间站绕地球的运动可近似为匀速圆周运动,距地球表面高度为
,阻力忽略不计。
(1)若万有引力常量为,求证地球质量
(2)该空间站绕地球匀速圆周运动的动能;
(3)物体间由于存在万有引力而具有的势能称为引力势能。若取两物体相距无穷远时引力势能为0,质点和
的距离为r时,其引力势能为
。假设空间站为避免与其它飞行物相撞,将从原轨道转移到距地球表面高为
的新圆周轨道上,则该转移至少需要提供多少额外的能量;
(4)维持空间站的运行与舱内航天员的生活需要耗费大量电能,某同学为其设计了太阳能电池板。太阳辐射的总功率为,太阳与空间站的平均距离为
,且该太阳能电池板正对太阳的面积始终为
,假设该太阳能电池板的能量转化效率为
。求单位时间空间站通过太阳能电池板获得的电能。
(5)有学者认为:地球周围磁场完全可以使带电量为q的飞行器绕地匀速圆周运动成为地球卫星,无需万有引力,是否有这种可能性?请阐述理由。
31、如图甲所示,劲度系数为k、足够长的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处由静止释放,落在弹簧上与弹簧连接在一起不再分开,以后继续向下运动到最低点的过程中,小球的速度v随时间t的变化图像如图乙所示,其中OA段为直线,AB段是与OA相切于A点的曲线,BCD是平滑的曲线。不计空气阻力,重力加速度为g。若以小球接触弹簧的位置为原点(此时弹簧处于原长),沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,求:
(1)作出弹簧弹力F与x的图像,并由图像求弹力做功的表达式;
(2)乙图中B点对应的坐标xB及此时小球的速率vB;
(3)D点对应的弹簧弹力大小FD;
(4)以后运动到最高点时弹簧弹力F的大小和方向。
32、如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m的物块B,B的下端连接一轻质弹簧,弹簧下端与挡板相连接,B平衡时,弹簧的压缩量为x0,O点为弹簧的原长位置。在斜面顶端另有一质量也为m的物块A,距物块B为3x0,现让A从静止开始沿斜面下滑,A与B相碰后立即一起沿斜面向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又一起向上运动,并恰好回到O点(A、B均视为质点)。试求:
(1)A、B相碰后瞬间的共同速度的大小;
(2)A、B相碰前弹簧具有的弹性势能;
(3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径R=x0的半圆轨道PQ,圆弧轨道与斜面相切于最高点P,现让物块A以初速度v从P点沿斜面下滑,与B碰后返回到P点还具有向上的速度,则v为多大时物块A恰能通过圆弧轨道的最高点?