山东省淄博市2021届-2023届高考物理三年模拟(二模)按题型分类汇编-01选择题
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一、单选题
1.(2021·山东淄博·统考二模)负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施,可以大大减少医务人员被感染的机会,病房中气压小于外界环境的大气压。若负压病房的温度和外界温度相同,负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体,以下说法正确的是( )
A.负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能
B.外界气体进入负压病房后体积会缩小
C.负压病房内单位体积气体分子数小于外界环境中单位体积气体分子数
D.相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
2.(2021·山东淄博·统考二模)2021年4月底,我国“人造太阳”装置将完成改造升级,拟在该装置内实现1亿摄氏度“燃烧”100秒的目标。该实验中的可控热核反应的方程是,其中海水中富含反应原料氘(),而氚()在自然界中含量极微,但可以用某种粒子轰击锂核()得到,核反应方程为,下列说法正确的是( )
A.粒子为中子,粒子为质子
B.核反应方程为衰变
C.核反应生成物中的粒子具有很强的电离本领和穿透能力
D.在核反应中,反应前的总质量大于反应后的总质量
3.(2021·山东淄博·统考二模)固定的两滑杆上分别套有圆环、,两环上分别用细线悬吊着物体、,如图所示。当它们都沿滑杆向下滑动时,的悬线始终张紧与杆垂直,的悬线始终张紧沿竖直方向。以下判断正确的是( )
A.环做匀加速直线运动
B.环做匀减速直线运动
C.圆环、都是光滑的环
D.圆环粗糙、圆环光滑
4.(2021·山东淄博·统考二模)一列沿轴负方向传播的简谐横波如图所示,实线为时刻的波形图,虚线为时的波形图,波的周期,以下判断正确的是( )
A.波的周期为
B.在时,点沿轴正方向运动
C.在时,点到达波谷位置
D.经过,点经过的路程为
5.(2021·山东淄博·统考二模)如图所示,一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态。其中,和为等温过程,和为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”。下列说法正确的是( )
A.过程中,气体放出热量
B.过程中,气体内能增加
C.过程中,内能减少
D.整个过程中,气体吸热
6.(2021·山东淄博·统考二模)如图所示,边长为的正方体无盖盒子放置在水平地面上,与、在同一直线上,且与的距离为。将小球(可视为质点)从点正上方距离处以某一速度水平抛出,不计空气阻力,重力加速度为。为使小球能落在盒子内部,则小球抛出时速度大小的范围为( )
A. B.
C. D.
7.(2021·山东淄博·统考二模)图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为,其输入电压如图乙所示,远距离输电线的总电阻为。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中为一定值电阻,为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小。电压表显示加在报警器两端的电压(报警器未画出)。未出现火警时,升压变压器的输入功率为。下列说法中正确的有( )
A.降压变压器副线圈输出的交流电方向每秒钟改变50次
B.未出现火警时,降压变压器的输入电压为
C.未出现火警时,降压变压器的输出功率为
D.当传感器所在处出现火警时,电压表的示数变大
8.(2021·山东淄博·统考二模)空间有一匀强电场,在电场中建立如图所示的直角坐标系,M、N、P为电场中的三个点,点的坐标为,N点的坐标为,点的坐标为。已知电场方向平行于直线,点电势为0,点电势为,则点的电势为( )
A. B. C. D.
9.(2022·山东淄博·统考二模)2021年3月,考古学家利用技术测定了位于临淄的稷下学宫遗址下的土层,确定距今约2400年,这个年代略早于春秋齐桓公时期。已知的半衰期为5730年,它很容易发生衰变,变成一个新核。下列说法正确的是( )
A.骨骼中以碳酸钙(CaCO3)形式存在的的半衰期比单质的半衰期更长
B.发生衰变,其衰变方程为:
C.衰变的实质是核内一个中子转化为一个质子和一个电子
D.经过2400年后,剩余的不到原来的一半
10.(2022·山东淄博·统考二模)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由汽缸和活塞组成.开箱时,密闭于汽缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图所示.在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体( )
A.对外做正功,分子的平均动能减小
B.对外做正功,内能增大
C.对外做负功,分子的平均动能增大
D.对外做负功,内能减小
11.(2022·山东淄博·统考二模)如图所示,正三棱锥OMNF的底面三角形MNF的中心为P(图中未画出)。现在顶点O处固定一负的点电荷,在MNF平面内,下列说法正确的是( )
A.P点的电势最高
B.P点的电场强度最小
C.正检验电荷沿NF移动时,电势能先减小后增大
D.正检验电荷沿MN移动时,电场力始终不做功
12.(2022·山东淄博·统考二模)某潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3,空气的摩尔质量为0.029kg/mol,阿伏加德罗常数。若潜水员呼吸一次吸入2L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数约为( )
A. B. C. D.
13.(2022·山东淄博·统考二模)中国“天问一号”探测器着陆火星,为下一步实现火星采样返回打下了重要基础。已知“天问一号”探测器在火星停泊轨道运行时,探测器到火星中心的最近和最远距离分别为280km和5.9×104km,探测器的运行周期为2个火星日(一个火星日的时间可近似为一个地球日时间),万有引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2,通过以上数据可以计算出火星的( )
A.半径 B.质量
C.密度 D.表面的重力加速度
14.(2022·山东淄博·统考二模)某光电管的阴极在某单色光照射下恰好发生光电效应。阴极与阳极之间所加电压大小为U,光电流为I。已知电子的质量为m,电荷量为e、假设光电子垂直碰撞阳极且碰撞后即被吸收,则光电子对阳极板的平均作用力F的大小为( )
A. B. C. D.
15.(2022·山东淄博·统考二模)如图为车牌自动识别系统的直杆道闸,离地面高为1m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为2.3s,自动识别系统的反应时间为0.3s;汽车可看成高1.6m的长方体,其左侧面底边在直线上,且O到汽车左侧面的距离为0.6m,要使汽车安全通过道闸,直杆转动的角速度至少为( )
A. B. C. D.
16.(2022·山东淄博·统考二模)如图甲是判断检测电流大小是否发生变化的装置,该检测电流在铁芯中产生磁场,其磁感应强度与检测电流成正比,现给金属材料制成的霍尔元件(如图乙,其长、宽、高分别为a、b、d)通以恒定工作电流I,通过右侧电压表的示数来判断的大小是否发生变化,下列说法正确的是( )
A.N端应与电压表的“+”接线柱相连
B.要提高检测灵敏度可适当减小宽度b
C.如果仅将检测电流反向,电压表的“+”、“—”接线柱连线位置无需改动
D.当霍尔元件尺寸给定,工作电流I不变时,电压表示数变大,说明检测电流变大
17.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)我国科研人员利用超高空间分辨率铀—铅定年技术,对“嫦娥五号”月球样品富铀矿物进行分析,确定月球直到20亿年前仍存在岩浆活动。已知铀—铅定年技术依赖的其中一种衰变链为经次衰变、次衰变后形成稳定的,则在该衰变过程中( )
A., B.
C. D.
18.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)已经证实,质子是由上夸克和下夸克两种夸克组成的,上夸克带电为,下夸克带电为,e为电子所带电荷量的大小。如果质子是由三个夸克组成的,各个夸克之间的距离都相等且在同一圆周上。如图所示,下列四幅图中能正确表示出各夸克静电力的是( )
A. B.
C. D.
19.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)如图所示,某同学将一轻质弹簧一端固定在竖直挡板上,另一端与物块连接,物块置于水平面上,物块与水平面间的动摩擦因数为,弹簧与地面平行。改变物块在水平面上的位置,发现物块只能在A、B两点间保持静止,测得A、B两点到竖直挡板的距离分别为、,物块的质量为m,当地重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则该弹簧的劲度系数为( )
A. B.
C. D.
20.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)电子显微镜的工作原理是用高电压对电子束加速,最后打在感光胶片上,观察显微图像。现用电子显微镜观测某生物大分子的结构,为满足测量要求,将显微镜工作时观测线度设定为电子的德布罗意波长的n倍,其中。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e,电子的初速度不计,显微镜工作时的加速电压为U,则该显微镜的观测线度为( )
A. B.
C. D.
21.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)如图所示,t = 0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐波。下图中能够正确表示t = 0.8s时波形图的是( )
A. B.
C. D.
22.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)如图甲,为光滑绝缘水平面上一条电场线上的两点,两点相距,电场线上各点的电势随距点的距离变化的关系如图乙所示。图中斜虚线为图线在点的切线,切线与轴交于处。现将一质量、电荷量大小的小物块从点静止释放,向点运动,下列说法正确的是( )
A.该物块带负电
B.该物块在点的电势能比在点的电势能大
C.该物块运动到点时,加速度大小为
D.该物块运动到点时,速度大小为
23.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)如图所示是安置在水立方运动馆游泳池底部的照相机拍摄的一张运动员正在游泳的照片,照相机的镜头竖直向上,照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径r=12cm的圆形范围内,水面上的运动员手到脚的长度l=11cm,若已知水的折射率为,运动员的实际手到脚的长度约为L=2.2m,,则该游泳池的水深h约为( )
A.2.1m B.2.3m C.2.5m D.2.7m
24.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)2022年12月14日,神舟十四号顺利脱离天和核心舱空间站,安全返回地球。规定无穷远处引力势能为0,空间站到地心距离为r时其引力势能可表示为,其中G为引力常量,为地球质量,为空间站质量。已知地球半径为,空间站绕地球做匀速圆周运动时距地面的高度为h,若忽略地球的自转及空气阻力,下列说法正确的是( )
A.空间站在地球表面的引力势能为
B.空间站在离地面高度为h轨道运行的动能为
C.空间站在离地面高度为h轨道运行的机械能为
D.从地面发射到离地面高度为h轨道做圆周运动需要对空间站做的功为
二、多选题
25.(2021·山东淄博·统考二模)氢原子的能级如图所示,已知可见光的光子能量范围约为,下列说法正确的是( )
A.处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离
B.大量氢原子从高能级向能级跃迁时,发出的光是紫外线
C.大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出2种不同频率的可见光
D.大量处于能级的氢原子向基态跃迁时所发出的光子通过同一双缝干涉实验装置,以直接跃迁到能级发出的光子所形成的干涉条纹最宽
26.(2021·山东淄博·统考二模)宇航员登上一个被气体包围的某行星上进行科学探索。他站在该行星表面,由静止释放一个质量为的物体,由于气体阻力,其加速度随下落位移变化的关系图象如图所示(释放瞬间物体所受的气体阻力为0)。已知该星球半径为,万有引力常量为。下列说法正确的是( )
A.该行星的第一宇宙速度为
B.该行星的平均密度为
C.卫星在距该行星表面高处的圆轨道上运行的周期为
D.从释放到速度刚达到最大的过程中,物体克服阻力做功为
27.(2021·山东淄博·统考二模)通过质量为的电动玩具小车在水平面上的运动来研究功率问题。小车刚达到额定功率开始计时,且此后小车功率不变,小车的图象如图甲所示,时刻小车的速度达到最大速度的,小车速度由增加到最大值的过程中,小车的牵引力与速度的关系图象如图乙所示,运动过程中小车所受阻力恒定,下列说法正确的是( )
A.小车的额定功率为
B.小车的最大速度为
C.小车速度达到最大速度的一半时,加速度大小为
D.时间内,小车运动的位移大小为
28.(2021·山东淄博·统考二模)如图甲所示,两平行长直金属导轨(不计电阻)水平放置,间距为。有两根长度均为、电阻均为、质量均为的导体棒、平放在金属导轨上。其中棒通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为的重物相连,重物放在水平地面上,开始时细绳伸直但无弹力。棒与导轨间无摩擦,棒与导轨间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略其他摩擦阻力。导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为,磁场区域的边界满足曲线方程:。棒处在竖直向上的磁感应强度为的匀强磁场中(图乙为图甲导轨区域的俯视图)。现从时刻开始,使棒在外力的作用下,以速度从与轴重合处开始沿轴正方向做匀速直线运动,在运动过程中棒始终处于静止状态。重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.棒在运动过程中,外力的最大功率为
B.棒通过磁场区域的过程中,棒上产生的焦耳热为
C.棒通过磁场区域的过程中,应满足
D.棒通过磁场区域的过程中,物体对地面压力的最小值为
29.(2022·山东淄博·统考二模)古代劳动人民常用夯锤(如图甲)将地砸实,打夯时四个劳动者每人分别握住夯锤的一个把手,一个人喊号,号声一响,四人同时用力将地上质量为90kg的夯锤竖直向上提起;号音一落,四人同时松手,夯锤落下将地面砸实。以竖直向上为正方向,若某次打夯过程松手前夯锤运动的v﹣t图像如图乙所示。不计空气阻力,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A.松手后,夯锤立刻落下做自由落体运动 B.夯锤离地的最大高度为0.45m
C.夯锤上升过程中的时间为0.45s D.松手前,夯锤所受合外力大小为300N
30.(2022·山东淄博·统考二模)简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距10m的两个质点,波先传到质点P,当波传到质点Q开始计时,P、Q两个质点的振动图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向 B.该波从质点P传到Q的时间可能为8s
C.该波的传播速度大小可能为1m/s D.该波的波长可能为7.5m
31.(2022·山东淄博·统考二模)如图甲所示,粗糙、绝缘的水平地面上,一质量m=2kg的带负电小滑块(可视为质点)在x=1m处以v0=1.5m/s的初速度沿x轴正方向运动,滑块与地面间的动摩擦因数=0.05。整个区域存在沿水平方向的电场,滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示,P点是图线最低点,虚线AB是图像在x=1m处的切线,取g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A.x=3m处的电势最低 B.滑块向右运动过程中,速度始终减小
C.滑块运动至x=3m处时,速度大小为 D.滑块向右一定可以经过x=4m处的位置
32.(2022·山东淄博·统考二模)如图甲所示,两根完全相同的光滑长直导轨固定,两导轨构成的平面与水平面之间的夹角为θ,导轨两端均连接电阻,阻值,导轨间距为L。在导轨所在斜面的矩形区域内分布有垂直斜面向上的磁场,磁场上下边界、的距离为d,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。在导轨斜面上与距离为s处,有一根质量为m、阻值也为R的金属棒ab垂直于导轨在t=0时刻静止释放(金属棒ab与导轨接触良好),t1时刻导体棒恰好进入磁场并匀速通过整个磁场区域。已知重力加速度为g,导轨电阻不计。下列说法正确的是( )
A.t1时刻ab棒的速度大小为
B.从开始运动到离开磁场区域ab棒减少的机械能等于该过程中回路所产生的总焦耳热
C.ab棒在磁场中运动的过程中棒两端的电压大小为
D.在进入磁场前和通过磁场区域的过程中通过ab棒的电荷量之比为1:1
33.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射,光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。某次实验时,在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布。下列说法正确的是( )
A.这位同学在缝屏上安装的是双缝
B.这位同学在缝屏上安装的是单缝
C.当做干涉现象研究时,若要使干涉条纹的间距变大,应选用双缝间距较小的双缝
D.当做干涉现象研究时,若要使干涉条纹的间距变小,应增大缝屏与光屏间的距离
34.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)如图所示,足够长的水平传送带以速度沿逆时针方向转动,传送带的左端与光滑圆弧轨道底部平滑连接,圆弧轨道上的点与圆心等高,一小物块从点静止滑下,再滑上传送带,经过一段时间又返回圆弧轨道,返回圆弧轨道时小物块恰好能到达点,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A.圆弧轨道的半径一定不大于
B.若减小传送带速度,则小物块一定无法到达A点
C.若增加传送带速度,则小物块有可能经过圆弧轨道的最高点
D.不论传送带速度增加到多大,小物块都不可能到达高于A点的位置
35.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)高考期间,为保障考场用电,供电部门为学校配备应急供电系统,输电电路如图所示,发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中,线框面积,匝数匝,电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连,图中电压表示数为,降压变压器原、副线圈的匝数之比为,降压变压器的副线圈接入到考场供电,两变压器间的输电线等效电阻,变压器均为理想变压器。学校有个考场用电,用电设备额定工作电压均为,每个考场的正常用电功率。当个考场正常用电,下列说法正确的是( )
A.线框绕轴的转速为
B.输电线上损失的电压为400V
C.升压变压器原、副线圈匝数之比为
D.发电机的输出功率为
36.(2023·山东淄博·山东省淄博第一中学校联考二模)如图所示,两根足够长且相互平行的光滑金属导轨固定在与水平面成角的绝缘斜面上,导轨间距为L,在导轨的右上端分别用单刀双掷开关接入阻值为R的电阻和电容为C的电容器(电容器不会被击穿)。质量为m、长为L、阻值不计的金属杆ab锁定于导轨上,与导轨垂直且接触良好,解除锁定后,ab由静止沿导轨下滑,并始终与底边cd平行,不计导轨的电阻和空气阻力,整个导轨处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.当开关打到1同时解除锁定,则金属杆最大速度为
B.当开关打到1同时解除锁定,则金属杆所受安培力的功率最大值为
C.当开关打到2同时解除锁定,则金属杆做加速度为的匀加速直线运动
D.当开关打到2同时解除锁定,则在时间t内金属杆运动的位移为
参考答案:
1.C
【详解】AB.因为负压病房的温度和外界温度相同,而温度是分子平均动能的标志,则负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能,外界气体进入负压病房后做等温变化,由
可知,压强减小,体积增大, A错误;B错误;
C.负压病房内的压强较小,温度与外界相同,则分子数密度较小,即负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数,C正确;
D.负压病房内的压强较小,根据F=pS可知,相同面积负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力,D错误。
故选C。
2.D
【详解】A.根据核反应方程遵循质量数电荷数守恒定律可知,粒子为中子,粒子也为中子,所以A错误;
B.核反应方程为人工转变,所以B错误;
C.核反应生成物中的粒子具有很强的电离本领但是穿透能力较弱,所以C错误;
D.在核反应中,能释放大量的能是,根据质量方程
可知,反应前的总质量大于反应后的总质量,所以D正确;
故选D。
3.A
【详解】AD.设A环与杆之间的摩擦力为f,对A环和C环受力分析如下
A、C的运动状态相同,加速度相等,可得
联立可得
,
即A环与杆无摩擦,A环是光滑的,做匀加速直线运动,故A正确,D错误;
BC.对D物体受力分析,受重力和拉力,判断可知,由于做直线运动,合力与速度在一条直线上,故合力为零,物体做匀速运动;再对B环受力分析,如下图
分析可知,由于B环也做匀速运动,合力为零,故必有沿杆向上的摩擦力,所以B环是粗糙的,故B、C错误。
故选A。
4.C
【详解】A.由图可知波长为8m,该波向左传播,根据图中实线与虚线波形图,可以得出
整理,可得
可知,符合条件的只有
故A错误;
B.时刻,点处于平衡位置向下振动,在时,即经过
点沿轴负方向运动。故B错误;
C.时刻,Q点向下振动,在
可知,经过一个周期,回到图示位置,再经八分之一周期,恰好到达波谷位置,故C正确;
D.经过,即半个周期,点经过的路程为
故D错误;
故选C。
5.D
【详解】A.过程中,温度不变,体积增大,则理想气体的内能不变,根据热力学第一定律可知
由于气体的体积增大,对外做功,则气体必须吸收热量,所以A错误;
B.过程中,根据热力学第一定律可知
由于气体的体积增大,对外做功,因为该过程绝热,则 ,则气体内能减小,所以B错误;
C.和为等温过程,根据等温线可判断过程温度高于过程温度,则过程中,气体的温度升高,其内能增大,所以C错误;
D.整个过程中,气体对外界做的功大于外界对气体做的功,则,由于一个大循环后气体的温度不变,则内能不变 ,根据热力学第一定律可得
则气体吸热,所以D正确;
故选D。
6.B
【详解】小球落入盒子内部,小球做平抛运动,竖直方向下降的高度为
解得时间为
水平方向通过的最小位移为
故抛出的最小速度为
水平方向通过的最大位移为
故抛出的最大速度为
ACD错误,B正确。
故选B。
7.B
【详解】A.由图乙知交流电的周期为0.02s,所以频率为50Hz,变压器不改变频率,但每个周期交流电方向改变2次,因此每秒钟改变100次,A错误;
B.由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V,根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25000V,所以输电线中的电流为:
I==30A
电线两端所占电压为
则降压变压器输入电压为
B正确;
C.降压变压器输出功率等于输入功率,即有
C错误;
C.电压表示数为R两端电压,
温度升高,R减小,则减小,减小,电压表示数减小,D错误。
故选B。
8.A
【详解】
根据场强公式
电场线与等势面垂直,由几何关系可得
点与Q点H点在同一等势面上,则有
解得
所以A正确;BCD错误;
故选A。
9.C
【详解】A.放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期,放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的,与外界的物理和化学状态无关,A错误;
B.发生衰变产生电子,根据电荷数守恒,质量数守恒,的衰变方程为,B错误;
C.衰变的实质是核内一个中子转化为一个质子和一个电子,C正确;
D.的半衰期为5730年,经过2400年后,未达到的半衰期,故剩余的比原来的一半多,D错误。
故选C。
10.A
【分析】根据热力学第一定律公式△U=W+Q,公式中△U表示系统内能的增加量,W表示外界对系统做的功,Q表示系统吸收的热量,题中气体膨胀对外界做功,即气体对外界做负功,故W<0,气体与外界无热交换,故Q=0,从而判断出气体内能的变化,也就得到分子的平均动能的变化情况.
【详解】密闭于汽缸内的压缩气体膨胀对外做正功,即外界对气体做负功,因而W<0,缸内气体与外界无热交换说明Q=0,忽略气体分子间相互作用,说明内能是所有分子动能的总和.根据热力学第一定律△U=W+Q,可知内能增加量△U<0,故内能减小,分子平均动能减小,温度降低.所以只有A正确;
故选A.
点评:热力学第一定律的公式△U=W+Q中,△U表示系统内能的增加量,W表示外界对系统做的功,当系统对外界做功时,W取负值,Q表示系统吸收的热量,当系统放出热量时,Q取负值.
11.C
【详解】AB.P点离O点的负电荷的距离最近,则P点电势最低,电场强度最大,选项AB错误;
CD.从N到F,电势先降低后升高,根据可知正检验电荷沿NF移动时,电势能先减小后增大,则电场力先做正功后做负功,选项C正确,D错误。
故选C。
12.B
【详解】设空气的摩尔质量为M,在海底和岸上的密度分别为和,一次吸入空气的体积为V,在海底和在岸上分别吸入的空气分子个数为n海和n岸
则有
多吸入的空气分子个数为
数据得
故选B。
13.B
【详解】将椭圆轨道近似看成圆轨道
可得
由已知条件可知能求出火星质量,无法求出火星半径、密度、及表面重力加速度,故B准确,ACD错误。
故选B。
14.A
【详解】根据题意,阴极金属恰好发生光电效应,则说明光电子离开阴极的速度为0,根据动能定理有
可得
每个光电子到达阳极板时的动量变化量大小为
设时间△t有n个电子打在阳极板上,则有
由动量定理可得平均作用力为
由以上整理得
A正确,B、C、D错误。
故选A。
15.C
【详解】由题意可知,在2.3s-0.3s=2.0s的时间内,横杆的距离O点0.6m的点至少要抬高
h=1.6m-1.0m=0.6m
即根据几何关系得,横杆至少转过,则角速度
故选C。
16.D
【详解】A.图甲中检测电流通过线圈,根据安培定则,线圈在铁芯中产生逆时针方向的磁场,霍尔元件是金属材料制成,处于向上的磁场中,定向移动的自由电子受到垂直纸面向外的磁场力而偏转到外侧面上,使得霍尔元件外侧面电势低,内侧面电势高,所以应该是M端与电压表的“+”接线柱相连,故A错误;
B.当霍尔元件内外侧面电压稳定时,内部电子受力平衡,则有
可得
要提高检测灵敏度,工作电流I恒定时、可以减小d的方法,故B错误;
C.如果仅将检测电流反向,线圈在铁芯中产生顺时针方向的磁场,霍尔元件处于向下的磁场中,电子受到垂直纸面向里的磁场力而偏转到内侧面上,使得霍尔元件外侧面电势高,内侧面电势低,N端与电压表的“+”接线柱相连,故C错误;
D.由B中分析可知,当霍尔元件尺寸给定即b不变,工作电流I不变即v不变,电压表示数U变大,说明霍尔元件所处的磁场磁感应强度增大,由题意可知,说明检测电流变大,故D正确。
故选D。
17.C
【详解】根据衰变和衰变的特点,由质量数守恒和质子数守恒有
解得
故选C。
18.D
【详解】AB.质子带电为+e,所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的。AB错误;
CD.按题意,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处,设间距为l,这时上夸克与上夸克之间的静电力应为
为斥力;
上、下夸克之间的静电力
为吸引力;
由力的合成知两上夸克所受的静电力的合力斜向外,下夸克受的静电力合力指向两上夸克连线中点,C错误,D正确。
故选D。
19.A
【详解】根据题意,设弹簧的原长为,劲度系数为,在点时,有
在点时,有
联立解得
故选A。
20.C
【详解】电子被加速,由动能定理
又
,,L=nλ
可得
故选C。
21.B
【详解】由题知,该波的周期为T = 0.4s,则时间t = 0.8s = 2T,向左和向右分别形成2个波长的波形,且波源在坐标原点从平衡位置沿轴正方向开始振动,则t = 0.8s时的振动方向沿y轴正方向,再根据“上坡下、下坡上”可知B项符合题意。
故选B。
22.D
【详解】AB.根据题意,由图可知,从电势逐渐降低,则电场方向由,小物块从点静止释放,向点运动,该物块带正电,由可知,正电荷在电势高的位置电势能较大,则该物块在点的电势能比在点的电势能小,故AB错误;
C.根据图像中斜率表示可知,点的电场强度为
由牛顿第二定律可得,该物块运动到点时,加速度大小为
故C错误;
D.根据题意,从过程中,由动能定理有
解得
故D正确。
故选D。
23.A
【详解】水立方运动馆的景象实际范围的半径
临界角的正弦
根据几何关系有
解得
故选A。
24.D
【详解】A.根据题意,由公式可得,空间站在地球表面的引力势能为
故A错误;
B.根据万有引力提供向心力有
又有
解得空间站在离地面高度为h轨道运行的动能为
故B错误;
C.根据题意,由公式可得,空间站在离地面高度为h轨道运行的引力势能为
机械能为
故C错误;
D.由功能关系可知,从地面发射到离地面高度为h轨道做圆周运动需要对空间站做的功为
故D正确。
故选D。
25.AC
【详解】A.由于紫外线的能量大于,并且也大于处于能级的能量-1.51eV,则紫外线能让处于能级的氢原子发生电离,所以A正确;
B.量氢原子从高能级向能级跃迁时,发出的光其能量小于-1.51eV,所以是红外线,则B错误;
C.大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出6种不同频率的光,如
,
,
,
,
,
,
由于可见光的光子能量范围约为,则大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出2种不同频率的可见光,所以C正确;
D.直接跃迁到能级发出的光子能量最大,则其波长最短,根据
则大量处于能级的氢原子向基态跃迁时所发出的光子通过同一双缝干涉实验装置,以直接跃迁到能级发出的光子所形成的干涉条纹最窄,所以D错误;
故选AC。
26.BC
【详解】A. 物体下落的位移时,空气阻力也为0,由图可知,就是行星表面的重力加速度。
由万有引力提供向心力得
解得
A错误;
B.在行星表面,根据重力等于万有引力,可得
所以行星的质量
再由球体的体积公式
解得行星的平均密度为
B正确;
C.由万有引力提供向心力得
解得卫星在距该恒星表面高h处的圆轨道上运行的周期为
C正确;
D.当加速度为零时速度最大,因为物体由静止下落,初速度为零,根据加速度a随下落位移x变化的关系图象围成的面积表示速度平方的一半,得
再根据动能定理
解得
D错误;
故选BC.
27.BD
【详解】A.根据题意可知,由公式
得
A错误;
B.当小车以最大速度匀速运动时
且
根据公式
得
B正确;
C.由A、B选项可知
则根据公式
得
此时的牵引力
又
根据牛顿第二定律
得
C错误;
D.在时间内,位移为根据能量守恒
D正确;
故选BD。
28.AC
【详解】A.当棒AB运动到处时,棒AB的有效切割长度最长,安培力最大,则外力F最大,功率也最大,此时
解得
故A正确;
B.棒AB在匀强磁场区域的运动过程中,产生的感应电动势为
则感应电动势的有效值为
感应电流有效值为
运动时间为
则棒CD上产生的焦耳热为
故B错误;
C.在运动过程中棒始终处于静止状态,则应满足
则
故C正确;
D.由以上分析知,CD棒所受安培力最大值为
对重物受力分析知,地面对重物支持力为,根据平衡条件
则
故D错误。
故选AC。
29.BD
【详解】A.松手后,因为惯性,夯锤要继续向上运动一段后,再自由下落。A错误;
B.松手后,夯锤继续向上运动的时间为
夯锤离地的最大高度为
B正确;
C.夯锤上升过程中的时间为
C错误;
D.图像的斜率表示加速度,松手前,夯锤竖直向上做加速度匀加速直线运动。对夯锤松手前,受力分析有
解得
D正确。
故选BD。
30.AC
【详解】A.由图线可知,质点Q开始起振的方向沿y轴正方向,故A正确;
B.振动由P向Q传播,由图线可知T=6s,故振动从P传到Q的时间可能为
(nT+4)s=(6n+4)s,(n=0、1、2、3、……)
故不可能为8s,故B错误;
C.根据(nT+4)v=10m可得
故波速可能为1m/s,故C正确;
D.根据
波长不可能是7.5m,故D错误。
故选AC。
31.BC
【详解】A.滑块在x=3m处电势能最小,因为滑块带负电,所以x=3m处的电势最高,故A错误;
B.Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小,所以滑块在x=1m处所受电场力大小为
滑块所受滑动摩擦力大小为
在1~3m区间内,滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反,且不断减小,则滑块所受合外力方向与速度方向相反;在x=3m之后,滑块所受电场力与滑动摩擦力同向,且不断增大,则滑块所受合外力方向也与速度方向相反。综上所述可知滑块向右运动过程中,在x=1m处速度最大,速度始终减小,故B正确;
C.滑块x=1m处所具有的机械能为
在1~3m区间内,摩擦力做功使机械能减小,则有
x=3m处的电势能等于1J,故此刻动能为1.25J。根据动能表达式可能此刻的速度为,C正确;
D.滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等,根据能量守恒定律,若滑块能够经过x=4m处,则应满足
根据题中数据可知实际情况并不满足上式,所以滑块一定无法经过x=4m处的位置,故D错误。
故选BC。
32.AC
【详解】A.t1时刻导体棒恰好进入磁场并匀速通过整个磁场区域,则刚进入磁场时满足
解得
选项A正确;
B.前t1时间内,ab棒进入磁场前,棒的机械能不变,磁场变化回路也产生焦耳热,所以从开始运动到离开磁场区域ab棒减少的机械能小于该过程中回路所产生的总焦耳热,B错误;
C.ab棒在磁场中运动的过程时
解得棒两端的电压大小为
C正确;
D.棒进入磁场前
解得
棒进入磁场后
解得
所以
D错误。
故选AC。
33.BC
【详解】AB.根据题意,由图乙可知,条纹中间亮、两边窄,是衍射条纹,所以在缝屏上安装的是单缝,故A错误,B正确;
CD.根据题意,由公式可知,若要使干涉条纹的间距变大,应选用双缝间距较小的双缝,若要使干涉条纹的间距变小,应减小缝屏与光屏间的距离,故D错误,C正确。
故选BC。
34.AD
【详解】A.物体在圆轨道上下滑的过程中,其机械能守恒,根据机械能守恒定律有
解得
物体到达传送带上之后,由于摩擦力的作用开始减速,速度减小为零之后,又在传送带的摩擦力作用下反向加速,根据物体的受力可知,物体在减速和加速的过程物体加速度的大小是相同的,所以物体返回圆轨道时速度大小等于从圆轨道下滑刚到传送带时的速度大小,只要传送带的速度为
解得
故A正确;
B.若减小传送带速度,只要传送带的速度仍大于,就能够回到点,故B错误;
CD.若增大传送带的速度,由于物体返回到圆轨道的速度不变,只能滑到点,不能滑到圆弧轨道的最高点,故C错误,D正确。
故选AD。
35.AB
【详解】A.根据题意可知,线圈转动产生感应电动势的最大值为
又有
解得
故A正确;
B.根据题意可知,每个考试用电的电流为
流过降压变压器副线圈的电流为
由电流与线圈匝数关系有
解得,输电线上的电流为
输电线上损失的电压为
故B正确;
C.根据题意,由电压与线圈匝数关系有
可得,降压变压器原线圈的输入电压为
则升压变压器副线圈的输出电压为
升压变压器原、副线圈匝数之比为
故C错误;
D.由电流与线圈匝数的关系有
其中
解得,升压变压器原线圈输入电流为
发电机的输出功率为
故D错误。
故选AB。
36.BD
【详解】A.开关打到1同时解除锁定,稳定时,对金属杆有
感应电流
解得
A错误;
B.根据上述,开关打到1同时解除锁定,则金属杆所受安培力的功率最大值
解得
B正确;
C.当开关打到2同时解除锁定,对金属杆分析有
感应电动势
回路电流
解得
C错误;
D.根据上述,金属杆向下做匀加速直线运动,则时间t内金属杆运动的位移
解得
D正确。
故选BD。
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