1.C 提示:根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得X為2He,選項A、B錯誤。根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE=(2m1—m2—mx)c2得X的質(zhì)量為2m1—m2—A/2,選項C正確。兩氘核間的庫侖力是斥力,不利于核聚變反應(yīng)的進(jìn)行,選項D錯誤。
2.B 提示:放電前手指靠近門把手的過程中,門把手在手的影響下,發(fā)生靜電感應(yīng),在其靠近手的一端感應(yīng)出正電荷,在其另一端感應(yīng)出負(fù)電荷,穩(wěn)定時處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場強(qiáng)為零,兩端電勢相等,選項A、C、D錯誤。門把手與手之間可以看成一個電容器,當(dāng)兩者之間的距離減小時,根據(jù)公式C=d·E=/,c=a可知,U不變,d減小,故C變大,E變大,Q變大,選項B正確。
3.C 提示:空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動的過程中,空間站內(nèi)所有物體處于完全失重狀態(tài),當(dāng)圓管繞軸轉(zhuǎn)動時,外管壁給人的支持力提供向心力,故人將會擠壓外管壁,此時人并非處于完全失重狀態(tài),選項A、B錯誤。人靠在外管壁上隨圓管一起做圓周運(yùn)動,則G Mn = mg,mg =m(2/π)R2,解得T=2元R,選項C正確,D錯誤。
4.D 提示:因為粒子的電性不能確定,所以磁場的方向也無法確定,選項A錯誤。粒子的運(yùn)動軌跡如圖1所示,根據(jù)幾何關(guān)系可知,四邊形OACc為菱形,所以粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑為r,選項B錯誤。粒子在磁場中運(yùn)動的周期T=2πm,當(dāng)粒子從a點射入時,運(yùn)動時間最短,軌跡為半圓,最短時間tm=1/2=π,選項C 錯誤,D正確。
5.C 提示:人勻速上升,動能不變,根據(jù)功能關(guān)系可知,合外力做的總功為0,選項C正確。人(含設(shè)備)懸停在空中,對人(含設(shè)備)進(jìn)行受力分析,則Mg=F,以Δt時間內(nèi)的水柱為研究對象,根據(jù)動量定理得F'Δt=v2Sρ*Δt,即F'=v2Sp*,F(xiàn)'=F,解得v= M,選項B錯誤。同理,人(含設(shè)備)向上加速運(yùn)動,則F-Mg=Ma,F(xiàn)'=v2Spk, F'=F,解得v=,選項D錯誤。因為不知道人的初始狀態(tài),所以裝置向下噴水時,人既可能向上運(yùn)動,也可能向下運(yùn)動,選項A錯誤。
6.CD 提示:貨車停放在水平路面上,四個油桶靜止在貨車車廂中,則四個油桶受到的合力全為0,選項A錯誤。把A、B、D三個油桶看成一個整體,在豎直方向上,根據(jù)平衡條件得2N=3mg,則車廂對油桶B的支持力大小是油桶B所受重力的倍,選項B錯誤。對油桶D進(jìn)行受力分析,如圖2所示,根據(jù)平衡條件得2Fcos θ=mg,根據(jù)幾何關(guān)系得θ=30°,解得F=3/3mg,則油桶A對D的支持力與油桶B對D的支持力大小相等,且都小于油桶D的重力,若抽去薄板,則油桶B向右移動,穩(wěn)定后0變大,根據(jù)F可知,F(xiàn)變大,選項C、D正確。
7.AC 提示:根據(jù)動能定理可知,0~x1段物體做勻加速直線運(yùn)動,則F合=F電=qE,在坐標(biāo)x2處物體的動能最大,物體的加速度為0,則F彈=F電,即k(x2—x1)=qE,解得k=,選項A正確。從坐標(biāo)x1處到x4處,在坐標(biāo)x2處有F=F電,所以x1~x2段有F合=F電—F舜,F(xiàn)變大,F(xiàn)合變小,x2~x4段有F合=F彈—F電,F(xiàn)變大,F(xiàn)合變大,即物塊所受合外力先減小后增大,選項B錯誤。從坐標(biāo)x1處到x3處,電場力做功全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能,即ΔE,=qE(x3一x1),選項C正確。從坐標(biāo)x1處到x2處,彈簧的彈性勢能增加,動能增加,電場力做正功,電勢能減小,則彈簧彈性勢能增加量和動能的增加量之和等于電勢能的減少量,選項D錯誤。
8.BD 提示:設(shè)M點投影在水平面上為B點,軌道II與水平面相交處為C點,軌道II與水平面之間的夾角為0,物塊下滑過程中的運(yùn)動情景如圖3所示。物塊從軌道II上的M點由靜止釋放至到達(dá)A點停止,根據(jù)動能定理得mgh-μmgcos θ·μmgsAc=0,又sin θ,則mgh-μmg(sc+sin θSAC)=0,所以mgh=μmgsAB。同理,物塊從軌道I上的M點由靜止釋放,h相等,μ一樣,則物塊仍停在A點,選項A錯誤。若物塊從A點以大小為2/gh的初速度向左運(yùn)動并滑上軌道I,假設(shè)物塊能夠到達(dá)M點,根據(jù)動能定理得-mgh-μmgsB=1/2mou-1/2mu8,結(jié)合v。=2/gh,mgh=umgsan,解得vM=0,即物塊剛好滑到M點速度減為0,選項B正確。若物塊從A點以大小為3/gh的初速度向左運(yùn)動,假設(shè)物塊沿兩傾斜軌道可到達(dá)同一高度的N和N'點,其中沿軌道II到達(dá)N'點時的速度為0,根據(jù)功能關(guān)系得W重+W=E,因為初動能相同,重力做功相同,軌道I對物塊的摩擦力做的功比軌道II的小,所以物塊到達(dá)軌道I上N點時的速度不可能為0,即物塊在軌道I上速度減為0時的位置距地面的高度較大,選項C錯誤,D正確。
9.(1)AC (2)2.13(3)未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力1.0
提示:(1)因為通過力傳感器可以直接讀出細(xì)線的拉力大小F,所以不再需要滿足砂桶和砂的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量。(2)相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔t=5T=0.1s,滑塊的加速度大小。(3)根據(jù)F—a圖像可知,當(dāng)F=2N時,a=0,說明未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力。設(shè)未平衡掉的摩擦力為f余,則F一f余=ma,即F=ma+f余,因此F-a圖像的斜率表示滑塊的質(zhì)量,則滑塊的質(zhì)量m=5-2kg=1kg。
10.(1)0.48(2)C(3) kgc(4)大于
提示:(1)電流表的分度值為0.02 A,其讀數(shù)為0.48A。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=I(R+r),其中R=R。+kN,且N= mg,即E=I(kmg+R。+r),根據(jù)題圖中圖像為線性關(guān)系,變形得1/1=5m+Ro+r,即選擇1I為縱坐標(biāo),則需橫坐標(biāo)為m。(3)根據(jù)/7m圖像,結(jié)合閉合電路歐姆定律表達(dá)式可知,圖像斜率a-b=,則待測電池的電動勢表達(dá)式E=kC。(4)若電流表的內(nèi)阻RA不可忽略,則/7=/m+R.+r+R,即b=Ro+r+RA,解得ra=kgbc-R-RA,而 E=kgbc—R,故該電池內(nèi)阻的測量值大于測真實值。
11.(1)狗狗由A點運(yùn)動到B點的過程中,根據(jù)動能定理得mgH—w,=1/2mo2,在B點時,根據(jù)牛頓第二定律得3mg—mg=m0,解得v=/2gK,W,=mgR。(2)根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律得h—h1=1/2gt2,d=vt,解得h1=16R。
12.(1)導(dǎo)體棒M到達(dá)b、e處前已做勻速直線運(yùn)動,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E=BLv,根據(jù)閉合電路歐姆定律得I=ER+R,根據(jù)平衡條件得mgsinθ=BIL,解得2mgRsin θB2L2。(2)若固定導(dǎo)體棒N,導(dǎo)體棒M通過b、e處后瞬間閉合開關(guān)S,導(dǎo)體棒M、N構(gòu)成閉合回路,最終導(dǎo)體棒M靜止,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得E=BI.A ,根據(jù)閉合電路歐姆定律得I=R+2R,對導(dǎo)體棒 M應(yīng)用動量定理得—BILΔt=0—mu,解得Δx=6㎡gR2sin θ。(3)若不固定導(dǎo)體棒N,導(dǎo)體棒M通過b、e處后瞬間閉合開關(guān)S,由導(dǎo)體棒M、N組成的系統(tǒng)動量守恒,最終它們共速,則mv=3mv,根據(jù)能量守恒定律得1/2mo2=1/2x3mox+Q,導(dǎo)體棒N中產(chǎn)生的焦耳熱Q=R+2RQ,解得Q=8m3g2R2sin20。
13.(1)ACE 提示:液體表面具有收縮的趨勢,即液體表面表現(xiàn)為張力,太空中水滴呈球形,是液體表面張力作用的結(jié)果,選項A正確。溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志,質(zhì)量和溫度都相同的氮氣和氧氣,單個分子的平均動能相等,但氮氣分子個數(shù)較多,故氮氣的內(nèi)能較大,選項B錯誤。利用氣體的質(zhì)量、密度、摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù),可以估算出氣體分子間的平均距離,選項C正確。當(dāng)分子勢能隨分子間距離的增大而減小時,分子力表現(xiàn)為斥力,選項D錯誤。一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變,單位體積內(nèi)分子數(shù)不變,溫度升高,分子的平均動能變大,單位時間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)增多,選項E正確。
(2)(i)選水瓶內(nèi)的空氣為研究對象,根據(jù)查理定律得0=2/7,解得p=1.12x 105Pa。(ii)設(shè)水瓶的容積為V,打開瓶蓋后水瓶內(nèi)及放出的空氣的總體積為V',根據(jù)玻意耳定律得pV=poV',又有m V'-V ,解得 m。
14.(1)2/3不能1.25提示:根據(jù)波形圖得m/s=4m/s,vz=13.25-10.25m/s=4m/s,根據(jù)v= A2得Tw=xπ=2/4s=0.5 s,Tz=X2=3/48=0.75s,解得。波發(fā)生干涉的條件是兩列波的頻率相等,而甲、乙兩列波的頻率不同,所以不能發(fā)生干涉現(xiàn)象。根據(jù)波的平移法則可知,甲波的波峰到達(dá)x=7.5m7.5-2.5處所需的時間Δt1.25s,乙波的波峰到達(dá)x=7.5處所需的時間s=1.25s,因此經(jīng)過1.25s甲、乙兩列波的波峰同時到達(dá)x=7.5m處,根據(jù)波的疊加原理可知,此時該質(zhì)點第一次到達(dá)正向最大位移處。
(2)(i)作出光路圖如圖4所示,根據(jù)幾何關(guān)系得πR2,sin C= r,根據(jù)全反射規(guī)律得sinC=1/2,解得n=/3。(ii)恰好發(fā)生全反射的光線在透明液體中的光路最長,根據(jù)幾何關(guān)系得x=/r2+R2,根據(jù)折射定律得n=/2,解得射出的光線在透明液體中傳播的最長時間t=π/=3/2R。
(責(zé)任編輯張巧)