1、中空的圆筒形导体中的电流所产生的磁场,会对其载流粒子施加洛伦兹力,可用于设计能提供安全核能且燃料不虞匮乏的核融合反应器。如图所示为筒壁很薄、截面圆半径为R的铝制长直圆筒,电流I平行于圆筒轴线稳定流动,均匀通过筒壁各截面,筒壁可看作n条完全相同且平行的均匀分布的长直载流导线,每条导线中的电流均为,n比1大得多。已知通电电流为i的长直导线在距离r处激发的磁感应强度
,其中k为常数。下列说法正确的是( )
A.圆筒内部各处的磁感应强度均不为0
B.圆筒外部各处的磁感应强度方向与筒壁垂直
C.每条导线受到的安培力方向都垂直筒壁向内
D.若电流I变为原来的2倍,每条导线受到的安培力也变为原来的2倍
2、距地面高的水平直轨道上有
两点相距
,在
点用细线悬挂一小球,离地高度为
,如图。小车沿轨道向右做加速度为
的匀加速直线运动,以
的速度经过
点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下,小车运动至
点时细线被轧断,两球在距离地面
处相碰,小球落地后不反弹。不计空气阻力,取重力加速度
。可求得
等于( )
A.
B.
C.
D.
3、如图所示,发电机矩形线框匝数为,面积为
,线框所处磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小为
,线框从图示位置开始绕轴
以恒定的角速度
沿顺时针方向转动,线框输出端接有换向器,通过电刷和外电路连接。定值电阻
的阻值均为
,两电阻间接有理想变压器,原、副线圈的匝数比为
,忽略线框以及导线电阻。下列说法正确的是( )
A.安装了换向器,变压器副线圈没有电压
B.转动一圈过程,通过的电量为
C.图示位置线框产生的电动势最大
D.发电机的输出功率为
4、高空抛物威胁着人们的安全,刑法修正案新增了高空抛物罪。如果一个约50g的鸡蛋,不慎从距离地面12.8m高的窗户处无初速度掉落,砸到地面上(未反弹),地面受到鸡蛋冲击的时间约为0.02s,重力加速度为10m/s²,忽略空气阻力。下列分析正确的是( )
A.鸡蛋砸在地面上的过程中,动量变化量的大小约为0.6kg·m/s
B.鸡蛋对地面的冲量大小约为0.5N·s
C.鸡蛋对地面的作用力大小约为40N
D.鸡蛋对地面的冲量方向竖直向上
5、洛伦兹力演示仪的实物图和原理图分别如图(a)、图(b)所示。电子束从电子枪向右水平射出,使玻璃泡中的稀薄气体发光,从而显示电子的运动轨迹。调节加速极电压可改变电子速度大小,调节励磁线圈电流可改变磁感应强度,某次实验,观察到电子束打在图(b)中的P点。下列说法正确的是( )
A.两个励磁线圈中的电流均为顺时针方向
B.当减小励磁线圈电流时,电子可能出现完整的圆形轨迹
C.当减小加速极电压时,电子可能出现完整的圆形轨迹
D.在出现完整轨迹后,增大加速极电压,电子在磁场中圆周运动的周期变大
6、将一小球从水面上方某高度处的点竖直向上抛出,不计空气阻力,
内小球的速度随时间变化的图像如图所示,
点为小球运动的最高点,下列说法正确的是( )
A.小球在时刻到达
点
B.小球进入水中后,入水越深加速度越大
C.在和
两段时间内,小球平均速度相同
D.点到水面的距离是
、
两点间距离的3倍
7、图示装置可测量磁感应强度,“凵”形金属框D用绝缘轻绳跨过定滑轮与小桶连接,悬挂在竖直平面内,底边水平且长为L,两侧边竖直。D的下部分所在的虚线框内存在方向垂直纸面的匀强磁场。让大小为I的电流从a端流入D,往小捅内加入质量为的细沙时,系统处于静止状态;若电流大小保持不变,方向改为由b端流入,往小桶内再加入质量为
的细沙时,系统又重新平衡。重力加速度大小为g,不计一切摩擦。下列判断正确的是( )
A.磁感应强度方向垂直纸而向里,大小为
B.破感应强度方向垂直纸而向里,大小为
C.磁感应强度方向垂直纸而向外,大小为
D.磁感应强度方向垂直纸而向外,大小为
8、老师自制了一个炮弹发射器,结构如图。弹簧一端与炮管底部连接,另一端连接滑块,在炮管中装入小球后,系统静止在炮管中O处,此时滑块恰好无摩擦。某次演示时,老师用绳子拉动滑块,将弹簧压缩到A点后释放,观察到小球在O点上方的B点与滑块脱离接触,并能沿炮口飞出,考虑炮管与滑块之间有摩擦,但小球摩擦可忽略不计。则( )
A.在B点处弹簧一定处于原长
B.在B点时小球的速度恰好达到最大
C.滑块在以后的运动过程中可能到达A点
D.OA间的距离大于 OB间的距离
9、如图所示,图甲为包含两种不同频率光的一细束光从空气射向平行玻璃砖的上表面,光束经两次折射和一次反射后的情形,图乙为研究某种金属光电效应的电路图。分别用a、b两种光照射如图乙所示的实验装置,都能发生光电效应。下列说法正确的是( )
A.图乙中滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数一定增大
B.图甲中a光的频率小于b光的频率
C.用a光照射图乙的装置时逸出光电子的最大初动能较大
D.用同一装置研究双缝干涉现象,光a的条纹间距更大
10、在α粒子散射实验中,α粒子由a到e从金原子核旁飞过,运动轨迹如图所示。金原子核可视为静止,以金原子核为圆心,三个同心圆间距相等,α粒子的运动轨迹在c处与圆相切。下列说法正确的是( )
A.α粒子在c处的动能最大
B.α粒子在处的电势能相等
C.α粒子由c到d过程与由d到e过程电场力做功相等
D.α粒子的运动轨迹在a处的切线有可能经过金原子核的中心
11、如图甲所示为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.2s时刻的波形图,两质点P、Q的平衡位置分别位于x=0.5m、x=4.0m处,质点Q的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.t=0时刻,质点P正沿y轴负方向运动
B.质点P的振动方程为
C.从t=0时刻至t=0.15s时刻,质点P通过的路程为
D.当质点Q在波峰时,质点P偏离平衡位置的位移为
12、2023年5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空,飞船入轨后,于北京时间2023年5月30日16时29分,成功对接于空间站天和核心舱径向端口,18时22分,翘盼已久的神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天宫”。如图所示,已知空间站在距地球表面约400千米的高空绕地球做匀速圆周运动,地球半径约为6400km,地球同步卫星距地面高度约为36000km。下列说法正确的是( )
A.空间站绕地球做圆周运动的线速度略大于第一宇宙速度
B.航天员在空间站中每天大约能看到6次日出
C.空间站运行的向心加速度与地球表面附近重力加速度之比约为162:172
D.空间站与地球同步卫星的线速度大小之比约为1:4
13、电鳗是放电能力极强的淡水鱼类,具有“水中高压线”的称号。电鳗体内从头到尾都有一些类似小型电池的细胞,这些细胞就像许多叠在一起的叠层电池,这些电池(每个电池电压约0.15伏)串联起来后,在电鳗的头和尾之间就产生了很高的电压,此时在电鳗的头和尾的周围空间产生了类似于等量异种点电荷(O为连线的中点)的强电场。如图所示,虚线为该强电场的等势线分布,实线ABCD为以O点为中心的正方形,点A和D、点B和C分别在等势线上。则下列说法正确的是( )
A.电鳗的头部带正电
B.A点与B点的电场强度相同
C.B点与D点的电场强度相同
D.负电荷沿正方形对角线从C点向A点运动过程中,电势能减小
14、一质量为m的小球从距地面高度H的位置自由下落到水平地面上,与水平地面碰撞后弹起,假设小球与地面碰撞过程中没有能量损失,但由于受到大小不变的空气阻力的影响,使每次碰撞后弹起上升的高度是碰撞前下落高度的,已知重力加速度为g,为使小球弹起后能上升到原来的高度H,在小球开始下落时,在极短的时间内给小球补充能量,应补充( )
A.
B.
C.
D.
15、唐代诗人丁仙芝的诗句“更闻枫叶下,淅沥度秋声”,通过枫叶掉落的淅沥声,带来了秋天的讯息。如图为枫叶在秋风中下落的景色,若其中一片枫叶从高度为6m的树枝上由静止飘落,经3s落到水平地面上,取重力加速度大小为。则该枫叶( )
A.下落过程做自由落体运动
B.落地时速度大小一定为
C.在竖直方向上运动的平均速度大小为
D.在下落过程中机械能守恒
16、中国古代屋脊有仰起的龙头,龙口吐出伸向天空的金属舌头,舌头连接一根直通地下的细铁丝,起到避雷的作用。当雷云放电接近房屋时,舌头顶端由于聚集着大量正电荷而形成局部电场集中的空间。图中虚线表示某时刻舌头周围的等差等势面分布情况,一带电粒子(不计重力)在该电场中的运动轨迹如图所示。 下列说法正确的是( )
A.该粒子带正电
B.a点的电势比c点的低
C.a点的场强比c点的场强大
D.该粒子在b点的电势能比在c点的电势能小
17、如图所示为均匀介质中半径为的半圆形区域,MN为半圆的直径。现在M、N两点放置两振源,M、N振源的振动方程分别为
、
,两振源形成的波在该介质中的波速为
。
时刻两波源同时振动,当稳定时,半圆上振幅为4cm的点有多少处(不包括M、N两点)( )
A.8
B.6
C.4
D.3
18、如图所示为一个正六角星,每条边长都相同,每个顶角均为60°。现在B、E两点各放一个正点电荷,C、F两点各放一个负点电荷,且四个点电荷电荷量大小相等。下列说法正确的是( )
A.A、D两点场强相同
B.A点电势高于D点电势
C.将一个带正电的试探电荷从A点沿直线移动到D点,电场力始终不做功
D.将一个带正电的试探电荷从G点沿直线移动到H点,电场力先做正功后做负功
19、静电透镜被广泛应用于电子器件中,如图所示是阴极射线示波管的聚焦电场,其中虚线为等势线,任意两条相邻等势线间电势差相等,z轴为该电场的中心轴线。一电子从其左侧进入聚焦电场,实线为电子运动的轨迹,P、Q、R为其轨迹上的三点,电子仅在电场力作用下从P点运动到R点,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.P点的电势高于Q点的电势
B.电子在P点的加速度小于在R点的加速度
C.从P至R的运动过程中,电子的电势能减小
D.从P至R的运动过程中,电子的动能先减小后增大
20、如图(a)所示,轻质弹簧上端固定,下端挂有钩码,钩码下表面吸附一个小磁铁。钩码在竖直方向做简谐运动时,某段时间内,小磁铁正下方的智能手机中的磁传感器采集到磁感应强度随时间变化的图像如图(b)所示,不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A.钩码做简谐运动的周期为
B.钩码动能变化的周期为
C.在时刻,钩码的重力势能最大
D.时间内,钩码所受合外力的冲量为零
21、如图所示,一束只含红光和蓝光频率成分的复色光,沿方向垂直于直径AC射入半圆形透明砖中,可以观察到分成了三束光线分别沿
、
和
方向射出。
与
平行。则可以判断光线
一定是___________,光线
一定是___________,光线
一定是___________。(以上均填“红光”“蓝光”或“红光与蓝光的复色光”)
22、组成星球的物质靠引力吸引在一起随星球自转.如果某质量分布均匀的星球自转周期为T,万有引力常量为G,为使该星球不至于瓦解,该星球的密度至少是_______.
23、2009年3月29日,中国女子冰壶队首次夺得世界冠军,如图所示,一冰壶以速度v垂直进入三个矩形区域做匀减速运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比为_______,穿过每个矩形区域所用的时间之比为___________。
24、为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作是 。
A.用天平测出砂和砂桶的质量 |
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力 |
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数 |
D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带 |
E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为 m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a—F图像是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为 。
25、感应电动势的大小与________成正比;在远距离输电中,提高输电电压的设备是_________。
26、如图所示,正电荷q在磁场中运动,速度沿x轴正方向。若电荷q不受力,则外磁场B的方向是______________;若电荷q受到沿y轴正方向的力,则外磁场的方向为______________ 。
27、如下图所示,一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门,与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间,与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力.不计空气阻力及一切摩擦.
(1)在探究“合外力一定时,加速度与质量的关系”时,要使测力计的示数等于小车所受合外力,操作中必须满足_____________;要使小车所受合外力一定,操作中必须满足__________.
实验时,先测出小车质量m,再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动,读出小车在两光电门之间的运动时间t.改变小车质量m,测得多组m、t的值,建立坐标系描点作出图线.下列能直观得出“合外力一定时,加速度与质量成反比”的图线是________.
(2)如左图抬高长木板的左端,使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动,读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t0,改变木板倾角,测得多组数据,得到的F-的图线如右图所示.
实验中测得两光电门的距离L=0.80 m,砂和砂桶的总质量m1=0.34 kg,重力加速度g取9.8 m/s2,则图线的斜率为________(结果保留两位有效数字);若小车与长木板间的摩擦不能忽略,测得的图线斜率将________(填“变大”、“变小”或“不变”).
28、如图所示,在倾角为的足够长光滑斜面上放置两个质量分别为2m和m的带电小球A和B(均可视为质点),它们相距为L。两球同时由静止开始释放时,B球的初始加速度恰好等于零。经过一段时间后,当两球距离为L'时,A、B的加速度大小之比为a1:a2=11:5。(静电力恒量为k)
(1)若B球带正电荷且电荷量为q,求A球所带电荷量Q及电性;
(2)求L'与L之比。
29、如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
(3)本实验中,m1=0.5 kg,m2=0.1 kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1 m,取g=10 m/s2.若砝码移动的距离超过l=0.002 m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
30、如图所示,倾角θ=30°的光滑斜面的下端与水平地面平滑连接(可认为物体在连接处速率不变).一个质量为m的小物体(可视为质点),从距地面h=3.2m高处由静止沿斜面下滑.物体与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.4,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)物体沿斜面下滑的加速度a的大小;
(2)物体下滑到达斜面底端A时速度vA的大小;
(3)物体在水平地面上滑行的时间t.
31、航空公司装卸货物时常因抛掷而造成物品损坏,为解决这个问题,某同学设计了如图所示的缓冲转运装置,其中,质量为M=40kg紧靠飞机的A装置是由光滑曲面和粗糙水平面两部分组成。A的水平粗糙部分长度为L0=4m,质量也为M=40kg的转运车B紧靠A且与A的水平部分等高,小包裹C沿A的光滑曲面由静止滑下,经A的水平部分后滑上转运车并最终停在转运车上被运走,B的右端有一固定挡板。已知C与A、B水平面间的动摩擦因数均为μ1=0.2,缓冲装置A与水平地面间的动摩擦因数为μ2=0.1,不计转运车与地面间的摩擦,包裹C可视为质点且无其他包裹影响,C与B的右挡板碰撞时间极短,碰撞损失的机械能可忽略,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)若包裹C在缓冲装置A上运动时A静止不动,则包裹C的最大质量;
(2)若某包裹的质量为m=10kg,从距A水平部分高度为h=2.8m处由静止释放,为使该包裹能停在转运车B上,则转运车B的最小长度Lmin;
(3)若某包裹的质量为m=50kg,为使该包裹能滑上转运车B,则该包裹释放时h的最小值hmin。
32、如图所示,半径为R的光滑圆环竖直固定,质量为3m的小球A套在圆环上;长为2R的刚性(既不伸长也不缩短)轻杆一端通过铰链与A连接,另一端通过铰链与滑块B连接;滑块B质量为m,套在水平固定的光滑杆上,水平杆与圆环的圆心O位于同一水平线上.现将A置于圆环的最高处并给A一微小扰动(初速度视为0),使A沿圆环顺时针自由下滑,不计一切摩擦,A、B均视为质点,重力加速度大小为g。求:
(1)A滑到与圆心O同高度时的速度大小;
(2) A下滑至杆与圆环第一次相切的过程中,杆对B做的功。