1、2020年10月12日,我国在西昌卫星发射中心成功将“高分十三号”卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星,这颗卫星绕地球的运动可看作匀速圆周运动,其轨道与地球赤道在同一平面内,从地面上看,卫星在一定高度处静止不动。已知地球半径为,“高分十三号”卫星轨道半径为
。
【1】地球自转的周期为,“高分十三号”卫星运动的周期为
,则( )
A.
B.
C.
D.
【2】赤道上某点随地球自转的线速度大小为,高分十三号卫星运动的线速度大小为
,则
为( )
A.
B.
C.
D.
【3】场是一种客观存在的物质,卫星与地球之间的万有引力是通过引力场发生的。与电场强度类似,可以引入引力场强度来描述引力场的强弱。若地球质量为M,卫星质量为m,则“高分十三号”卫星在运动过程中,所经各点的引力场强度的大小( )
A.与M、m都有关
B.与M有关,与m无关
C.与M、m都无关
D.与M无关,与m有关
2、一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示,则( )
A.此单摆的固有周期约为0.5s
B.此单摆的摆长约为1m
C.若摆长增大,单摆的固有频率增大
D.若摆长增大,共振曲线的峰值将向右移动
3、在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度v₀水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且,如图所示,由此可知( )
A.小球带正电
B.电场力大小为
C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等
D.小球从A到C的过程中重力对小球做的功与从B到C的过程中电场力对小球做的功的绝对值相等
4、如图是三根平行直导线的截面图,若它们的电流大小都相同,B、D中电流垂直纸面向里,C中电流垂直纸面向外.如果,则A点的磁感应强度的方向( )
A.垂直纸面向外
B.垂直纸面向里
C.由A指向B
D.由A指向D
5、如图是学生常用的饭卡内部实物图,其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时,刷卡机会激发变化的磁场,从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S,共n匝。某次刷卡时,线圈平面与磁场垂直,且全部处于磁场区域内,在感应时间t内,磁感应强度方向向里且由0增大到,此过程中( )
A.通过线圈的磁通量变化量大小为
B.线圈中感应电流方向为逆时针方向
C.AB边受到的安培力方向向右
D.线圈有扩张的趋势
6、对于一定质量的理想气体,下列说法错误的是( )
A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变
B.若气体的温度不断升高,其压强也一定不断增大
C.若气体温度升高,其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量
D.当气体温度升高时,气体的内能一定增大
7、如图所示,Q是真空中固定的点电荷,a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别为r或2r球面上的三点,电量为q的试探电荷在a点受到的库仑力方向指向Q,则下面说法错误的是( )
A.Q带正电
B.b、c两点电场强度相同
C.a、b两点的电场强度大小之比为4∶1
D.b、c两点电势相等
8、来自太阳的高能带电粒子流被地磁场俘获,在向两极做螺旋运动的过程中与大气分子摩擦、碰撞,使大气分子激发出各种颜色的光,形成绚丽的极光美景。如图,是某高能粒子被地磁场俘获后的运动轨迹示意图,忽略引力和带电粒子间的相互作用,以下说法正确的是( )
A.图中所示的带电粒子带正电
B.图中所示的带电粒子做螺旋运动时旋转半径一定越来越小
C.洛伦兹力对带电粒子做负功,使其动能减少
D.带电粒子在靠近地球北极过程中动能增大
9、真空中两个固定的点电荷、
,相互之间作用的库仑力大小为
。若将
的带电量变为原来的8倍,
的带电量变为原来的一半,则要使它们之间的库仑力大小仍为
,则它们之间的距离需变为原来的( )
A.2倍
B.4倍
C.8倍
D.16倍
10、如图所示,实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场,图中虚线为粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是( )
A.a点场强小于b点场强
B.a点电势大于b点电势
C.带电粒子从a到b动能减小
D.带电粒子从a到b电势能减小
11、如图所示,在置于匀强磁场中的平行导轨上,横跨在两导轨间的导体杆PQ以速度v向右匀速移动,已知磁场的磁感强度为B、方向垂直于导轨平面(即纸面)向外,导轨间距为l,闭合电路acQPa中除电阻R外,其他部分的电阻忽略不计,则( )
A.电路中的感应电动势E=IlB
B.电路中的感应电流
C.通过电阻R的电流方向是由a向c
D.通过PQ杆中的电流方向是由Q向P
12、如图所示为一弹簧振子做简谐运动的振动图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A.在t=0.1s时,弹簧振子的加速度为正向最大
B.从t=0.1s到t=0.2s时间内,弹簧振子做加速度增大的减速运动
C.在t=0.4s时,弹簧振子的弹性势能最小
D.在t=0.2s与t=0.4s两个时刻,振子的速度最大
13、如图所示的电路中,四个电阻的阻值均为R,电容器的电容。电容器原来不带电,现在A、B端加上恒定的60V电压,下列说法中正确的是( )
A.若D、E端接理想电流表,则其示数为
B.若D、E端接理想电流表,则电容器所带的电荷量为
C.若D、E端接理想电压表,则其示数为20V
D.若D、E端接理想电压表,则电容器所带的电荷量为
14、如图所示,水平地面上的小车上固定竖直光滑绝缘细管,管内装有一带电小球,空间内有垂直纸面向里的匀强磁场。小车进入磁场后保持匀速行驶,经过时间小球刚好飞离管口,该过程中小球受到的重力G、弹力N、洛伦兹力f、合力F的冲量I与时间t的关系可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
15、如图所示,一质量为m的物块在水平推力F的作用下,沿水平地面做加速运动,物块与地面间的动摩擦因数为μ.则物块所受摩擦力的大小为( )
A.mg
B.F
C.μmg
D.μF
16、如图为描述某静电场的电场线,、
是同一条电场线上的两个点,把正点电荷由
点沿电场线移到
点的过程中,关于电场力对电荷所做的功及电荷电势能的变化,下列说法中正确的是( )
A.电场力做正功,电势能增加
B.电场力做正功,电势能减少
C.电场力做负功,电势能增加
D.电场力做负功,电势能减少
17、一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离,如图所示。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法不正确的是( )
A.运动员到达最低点前重力势能始终减小
B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增加
C.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
D.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
18、2023年10月26日,中国自主研发的神舟十七号载人飞船发射成功,并实现与中国空间站的快速对接。假设空间站在地球航天发射基地上方某高度的圆形轨道上运行。下列说法正确的是( )
A.神舟十七号的发射速度小于空间站的运行速度
B.神舟十七号在对接轨道上的运行周期小于空间站的运行周期
C.对接时,神舟十七号的加速度小于空间站的加速度
D.为了实现对接,神舟十七号应在对接时点火减速
19、如图所示,在水平风力F的吹动下,重力为G的灯笼偏离竖直方向一定的角度,并保持静止,此时细绳对灯笼的拉力为T,则( )
A.T=G
B.T<G
C.T<F
D.T>F
20、如图所反映的物理过程中,下列说法正确的是( )
A.子弹镶嵌进A的过程中,子弹和物块A组成系统动量守恒
B.木块沿放在光滑的地面上的斜面加速滑下,物块与斜面系统动量守恒
C.物块M和物块N之间挤压一轻质弹簧,用细线连接静止在墙角处,剪断细线,弹簧恢复到过程中,系统动量守恒
D.用一根细线连在一起的形状相同的木球和铁球在水中匀速下降,剪断细线,两球在水中运动的过程中,系统动量守恒
21、如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球。下列说法正确的是( )
A.把C移近导体A时,A上的金属箔片张开,B上的金属箔片不张开
B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开
C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,A上的金属箔片张开,而B上的金属箔片闭合
22、如图所示,图中虚线是匀强磁场区的边界,一个闭合线框自左至右穿过该磁场区,线框经过图示的哪个位置时磁通量有增加的趋势( )
A.在位置1
B.在位置2
C.在位置3
D.在位置4
23、如图所示,一束β粒子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转,下列关于磁场方向和粒子的动能的说法正确的是( )
A.磁场垂直纸面向里
B.磁场垂直纸面向外
C.粒子的动能增大
D.粒子的动能减小
24、如图所示,边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场,D是AB边的中点,一质量为m、电荷量为
的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场,不考虑带电粒子受到的重力,则下列说法正确的是( )
A.粒子可能从B点射出
B.若粒子垂直于BC边射出,则粒子做匀速圆周运动的半径为
C.若粒子从C点射出,则粒子在磁场中运动的时间为
D.若粒子从AB边射出,则粒子的速度越大,其在磁场中运动的时间越短
25、1820 年丹麦物理学家______首先通过实验发现电流的磁效应,提示了电与磁的内在联系;随后英国物理学家_____通过十年的艰苦努力终于发现了电磁感应的现象。
26、在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示,已知线框内阻为1.0Ω,外接一只电阻为9.0Ω的灯泡,则电压表V的示数为_________V,电动势的瞬时值表达式为___________________V。
27、全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一,为模仿汽车油表原理,某同学自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置。如图所示,其中电源电压保持不变,R是滑动变阻器,它的金属滑片是金属杆的一端。该同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出),通过观察电压表示数,可以了解油量情况,你认为电压表应该接在图中的___________两点之间,按照你的接法请回答:当油箱中油量减少时,电压表的示数将___________(填“增大”或“减小”)。
28、如图所示,在点电荷Q形成的电场中有A、B、C三点,若Q为负电荷,则________点电势最低,将正电荷放在______点时电势能最小,将负电荷放在_____点时电势能最大。
29、如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为30°的方位上,所用单色光波长500 nm (1 nm = 109 m),则单缝宽度为___________m。
30、真空中有A、B两个点电荷,A的电量是B的3倍,则A对B的作用力是B对A的作用力的_______倍.A、B的电量均增加为原来的3倍,距离不变,则其间作用力变为原来的_____倍.A的电量不变,B的电量变为原来的9倍,欲使相互作用力不变,A、B间距应为原来的___________倍.A、B间距增为原来的3倍,带电量均不变,则相互作用力变为原来的_____倍.
31、现要描绘标有“3.8V ,1.8W”小灯泡 L 的伏安特性曲线,实验室中有下列器材可供选择:
A 电源:E(电动势为 4.5V,内阻为 0.02Ω),
B 电流表:A1(量程 100mA,内阻约 2Ω); C电流表:A2(量程 0.6A,内阻约 0.3Ω)
D 电压表:V1(量程 5V,内阻为 5kΩ); E 电压表:V2(量程 15V,内阻为 15kΩ),
F 滑动变阻器:R1(可调范围 0~10Ω,允许通过最大电流 5A);
G滑动变阻器 R2(0~100 Ω,允许通过最大电流 0.2 A)
H 导线,开关若干。
(1)为了调节方便,准确描绘伏安特性曲线,实验中应该选用电流表________,滑动变阻器________(填器材前的选项)。
(2)在满足(1)的情况下,要求电压从零开始连续可调,画出实验中所需的电路原理图_______(标明所选仪器的符号)。
32、如图所示,物体的质量m=4kg,与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2,在倾角为37°,F=10N的恒力作用下,由静止开始加速运动,当t=6s时撤去F,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)物体做加速运动时的加速度a;
(2)6秒末的速度是多少?
(3)撤去F后,物体还能滑行多长时间?
33、氢原子核外只有一个电子,该电子在库仑力作用下绕核做半径为R的匀速圆周运动,假想我们在电子的轨道上取一个横截面,则该电子每周期内通过该截面一次。用k表示静电力常量,e表示元电荷,m表示电子的质量。求该电子绕核运动而形成的环形电流的电流强度。
34、如图所示,在空间中取直角坐标系Oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E。静止的电子经过另一个电势差为U的电场加速后,从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域,A点坐标为(0,h)。已知电子的电量为e,质量为m,加速电场的电势差U>,电子的重力忽略不计,求:
(1)电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速度v;
(2)电子经过x轴时离坐标原点O的距离l。
35、如图所示的xOy坐标系中,y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外.Q1、Q2两点的坐标分别为(0,L)、(0,-L),现有质量为m、电量为+q的粒子,在P点沿PQ1方向进入磁场,α=30°,不计粒子重力.
(1)若粒子从点Q1直接通过点Q2,求粒子初速度大小;
(2)若粒子从点Q1直接通过点O,求粒子第一次经过x轴的交点坐标;
(3)若粒子从点Q1直接通过点O,求粒子从P点运动到O点所有的时间
【答案】(1) (2)(
L,0)(3)
【解析】(1)由题意画出粒子运动轨迹如图甲所示.
粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为R1,由几何关系得:R1cos30°=L
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:qv1B=m
解得v1=
(2)由题意画出粒子运动轨迹如图乙所示.
设其与x轴交点为M,横坐标为xM,由几何关系知
2R2cos30°=L
xM=2R2sin30°
则M点坐标为(L,0)
(3)由
解得
PQ1=
则粒子从P到Q1的时间
粒子在磁场中运动的时间
粒子从P点运动到O点所有的时间为:t=t1+t2=
点睛:本题考查了粒子在磁场中的运动,关键作出粒子的轨迹图,结合几何关系,运用半径公式进行求解,此题对数学几何的关系要求较高,需加强这方面的训练.
【题型】解答题
【结束】
17
如图所示,在光滑绝缘斜面ABC的顶端A,由静止释放一质量为m1=2Kg、电荷量q=2×10-6C的带正电的小球a,沿斜面运动至底端C,小球a可视为质点,斜面高度h=0.7m。在B点固定一场源电荷,该场源电荷在A点的电势为5×106V,在C点电势为4×106V。CD段是光滑绝缘的水平面,若在CD段有一水平向右的有界(两竖直直线间)匀强电场,电场强度大小E=4.5×105V/m,C、D间距离为10m,当小球a到达D点时与处在同一水平直线上,静止悬挂的质量为m2=1Kg的小球b发生对心碰撞,碰撞时没有能量损失,已知悬线长R=2.5m,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小球a经过C点时的速率
(2)碰撞后小球a的动量大小和方向
(3)小球b所能摆起的最大角度θ的余弦值。
36、如图所示,在方向水平向左、范围足够大的匀强电场中,固定一光滑绝缘的圆弧轨道,轨道圆心为O,竖直半径
,B点和地面上A点的连线与地面成
角,
。一质量为m、电荷量为q的小球(可视为质点)从地面上A点以某一初速度沿
方向做直线运动,恰好无碰撞地从B点沿切线方向进入轨道内,到达轨道某处C(图中未标出)时恰好与轨道间无作用力并沿轨道从D点射出.已知重力加速度大小为g,
,
。求:
(1)匀强电场的场强大小E;
(2)小球到达C处的速度大小和到达D处时的速度大小
;
(3)若小球从轨道D处飞出时电场反向(大小不变),求小球从轨道D处飞出后向左运动距离D处的最大水平距离。