模拟题答案
1. 【答案】C
【解析】A.地球同步倾斜轨道卫星的周期与地球的自转周期相同,但两者的绕行方向不同,则地球同步倾斜轨道卫星不可能静止在北京上空,A错误;B.根据,可知,只要运动周期相同,轨道半径一定相同,即高度相同,B错误;C.根据,可知,轨道半径越大的运动速率越小,因此同步卫星运动速率都小于中轨道卫星运动的速率,C正确;D.轨道半径越大的卫星,对应的发射速度越大,因此质量相等的卫星,轨道半径越大,机械能越大,D错误。故选C。
2. 【答案】B
【解析】A、该机器车在AB段匀速运动,则,则额定功率:,故A错误;B、机器车到达坡顶之前,匀速运动,满足:,刚经过B点时,,解得:,即机器车经过B点后刚开始上坡的加速度大小为,故B正确;C、该机器车速度减至时,根据牛顿第二定律可知,,其中:,解得:,即加速度大小为,故C错误;D、设BC段长度为s,从B到C的过程中,根据动能定理:,解得:,故D错误。故选:B
3. 【答案】C
【解析】对球B受力分析,受拉力F、重力和细线的拉力T,根据平衡条件,三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,如图所示:
随着θ的增加,拉力F和细线张力T均增加,故AD错误;再对A、B球整体分析,受重力、拉力F、支持力N和静摩擦力f,如图所示:
设杆与水平方向的夹角为θ,根据平衡条件,在垂直杆方向,有:N=(M+m)gcosθ+Fsinθ,随着F的增加,支持力N增加;在平行杆方向,有:Fcosθ+f=(M+m)gsinθ,故:f=(M+m)gsinθ–Fcosθ,随着F的增加,静摩擦力逐渐减小,当(M+m)gsinθ=Fcosθ
时,摩擦力为零,此后静摩擦力反向增加,故B错误,C正确。所以C正确,ABD错误。
4. 【答案】C
【解析】ABC.从坐标原点O向纸面内各个方向以等大的速率射出电子,可以到达圆周上任意一点,而到达b点的电子动能增加量最大。说明bO两点间电势差最大,电场线与y轴平行,沿y轴负方向,所以b点电势最高,a点电势等于c点电势,故C正确,AB错误;D.电子带负电,从O点射出至运动到b点过程中,电势升高,其电势能减小,故D错误。故选C。
5. 【答案】 A
【解析】 要恰好在液面上各处均看不到大头针,要求光线射到薄板边缘界面处时恰好发生全反射,作出光路图如图所示,设临界角为C.由临界角与折射率的关系得:sin C=①
由几何关系得:sin C===②
联立①②式可得:n=
6. 【答案】C
【解析】A、以M点为坐标原点,沿方向方向建立y轴,沿N点速度方向建立x轴,物块沿y轴方向做匀减速直线运动,沿x轴方向做匀加速直线运动,有,,物块实际的加速度大小,方向与v方向的夹角为钝角,所以恒力大小为,故A错误。B、在M点物块受到的恒力方向与方向的夹角为钝角,因此物块从M点到N点的运动过程中,恒力先做负功后做正功,故B错误。C、在水平面上物块机械能的增量等于动能的增量,有,故C正确。D、恒力先做负功后做正功,则物块的机械能先减小后增大,故D错误。故选:C。
7. 【答案】C
【解析】由电荷数守恒知,K-介子和π-介子电荷量相等,由牛顿第二定律得qvB=mv2R,解得R=mvqB,因为RK-:Rπ-=2:1,所以mK-vK-:mπ-vπ-=2:1,K-介子在衰变过程中,内力远远大于外力,系统动量守恒,K-介子和π-介子的轨迹在P点相切,由左手定则可知,K-介子和π-介子在P点的速度方向相反,以K-介子的速度方向为正方向,由动量守恒定律得mK-vK-=mπ0vπ0-mπ-vπ-,解得mπ-vπ-:mπ-vπ-=1:3,ABD错误,C正确.
8. 【答案】B
【解析】A.跃迁过程中所放出的光子最大能量为,由光电效应方程,,可得该光电管的逸出功,故A错误;B.从跃迁到较高能级后能辐射出10种不同频率的光子,由,,故吸收的光子能量,故B正确;C.根据玻尔理论可知跃迁过程中辐射出的光子能量是不连续的,故C错误;D.由该光电管的逸出功,可知,辐射出的光子能使其发生光电效应的有能级5到基态,能级4到基态,能级3到基态,能级2到基态4种,故D错误。故选B。
9. 【答案】 AD
【解析】 D→A为等温线,则TA=T=400 K,A→B过程压强不变,由盖-吕萨克定律有=,解得TB=1 000 K,故A正确;由B→C为等容变化,则由查理定律有=,得TC=500 K,故B错误.C→D过程体积减小,外界对气体做功,C→D过程压强不变,由W=pΔV,得W=100 J,体积变小,外界对气体做功, 由于ΔU未知,根据ΔU=W+Q,可知无法判断理想气体放热,故C错误;气体从状态D变化到状态A,发生等温变化,所以分子平均动能不变,体积减小,单位体积的气体分子数增大,故D正确.
10. 【答案】 AC
【解析】由振动图象可知,在t=0时,质点a处在波峰位置,质点b处在平衡位置且向下运动.若简谐横波沿直线由a向b传播,有λ+nλ=9,解得波长λ= m(n=0,1,2,3,4…),其波长可能值为12 m,5.14 m…,选项C正确;若简谐横波沿直线由b向a传播,有λ+nλ=9,解得波长λ= m(n=0,1,2,3,4…),其波长可能值为36 m,7.2 m,4 m…,选项A正确.
11. 【答案】BC
【解析】A.MN匀速运动,则经过时间t导线离开O点的长度:x=vt,MN切割磁感线的有效长度是L=vt•tan45°=vt,t时刻回路中导线MN产生的感应电动势为:E=BLv=Bv2t,故A错误;B.回路的总电阻为:,感应电流的大小为:,故B正确;C.由上式分析可知,回路中产生的感应电流不变,金属棒匀速运动时,外力的功率等于回路总的电功率,则外力瞬时功率的表达式为:,故C正确;D.外力瞬时功率的表达式为:与时间成正比,所以经过时间t后金属杆与导轨产生的焦耳热为,故D错误。故选BC。
12. 【答案】AD
【解析】A.物块P位于A点时,假设弹簧伸长量为x1,则有,代入求得,则P位于A点时,弹簧伸长量为0.1 m,故A正确;BCD.经分析,此时OB垂直竖直杆,OB=0.3 m,此时物块Q速度为0,下降距离为,弹簧压缩量为,弹性势能不变,对物块PQ及弹簧,根据能量守恒有,解得,对物块P有,解得,Q机械能的减少量,故BC错误,D正确。故选AD。
13. 【答案】 (1)A (2)1.13 2.50
【解析】 (1)连接拉力传感器和沙桶之前,将长木板右端适当垫高,使小车能自由匀速滑动,平衡了摩擦力,故A正确;实验中拉力通过拉力传感器测出,不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量,故B错误;实验时小车应紧靠打点计时器,应先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数,故C错误.
(2)已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上相邻计数点间的时间间隔为:T=5×0.02 s=0.1 s.“3”点对应的速度为:v3== m/s≈1.13 m/s,由逐差法Δx=aT2可得:a=,代入数据解得小车的加速度大小为:a≈2.50 m/s2.
14. 【答案】(1)如图所示 (2)左 (3)19.0 (4)减小 181~184
【解析】
(1)根据图示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
(2)滑动变阻器采用分压接法,为保护电路闭合开关前滑片应置于左端。
(3)电流表量程为25 mA,读量程为250 mA的挡,示数为190 mA,则通过二极管的电流为19.0 mA;
(4)由图示图象可知,随着二极管两端电压增加,通过二极管的电流增大,电压与电流的比值减小,则二极管的正向电阻随电压增加而减小;由图示图象可知,当电流I=15.0 mA=0.015 A时,U=2.72 V;电阻阻值。
15. 【答案】(1)环境温度为-23℃
(2)继续降低温度,密闭气体体积减小,玻璃管所受浮力减小,玻璃管将向下运动。
16. 【答案】(1) (2)
【详解】(1)设t时刻,电路中电流为I,对金属棒由
F-BIL=ma
切割产生的感应电动势为 E=BLv
根据闭合电路欧姆定律可得
金属棒速度 v=at
联立解得
(2)撤去F瞬间,金属棒速度
在时间内,取金属棒速度方向为正方向,由动量定理
两边求和
动生电动势为
E=BLv=I(R+r)
联立可得
即
17. 【答案】(1)2m/s (2)1.2m/s (3)
【解析】A从飞出后,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力求出小球A在处的初速度;由动能定理求出B滑到O点的速度,A、B在O点发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律求出碰后生成的P球速度; P球从轨道飞出后,受到竖直向下的重力和垂直纸面向里的洛伦兹力,在重力作用下,P球在竖直方向做自由落体运动,在水平方向做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律和运动规律求出再次回到y轴时离O点的距离;
18.【答案】(1)30N(2)0.5s(3)
【解析】
试题分析:(1)物体A由M到N过程中,由动能定理得:mAgR=mAvN2
在N点,由牛顿定律得 FN-mAg=mA
联立解得FN=3mAg=30N
由牛顿第三定律得,物体A进入轨道前瞬间对轨道压力大小为:FN′=3mAg=30N
(2)物体A在平台上运动过程中
μmAg=mAa
L=vNt-at2
代入数据解得 t=0.5s t=3.5s(不合题意,舍去)
(3)物体A刚滑上小车时速度 v1= vN -at =6m/s
从物体A滑上小车到相对小车静止过程中,小车、物体A组成系统动量守恒,而物体B保持静止
(m A+ mC)v2= mAv1
小车最终速度 v2=3m/s
此过程中A相对小车的位移为L1,则
解得:L1=
物体A与小车匀速运动直到A碰到物体B,A,B相互作用的过程中动量守恒:
(m A+ mB)v3= mAv2
此后A,B组成的系统与小车发生相互作用,动量守恒,且达到共同速度v4
(m A+ mB)v3 +mCv2= (m A +mB+mC) v4
此过程中A相对小车的位移大小为L2,则
解得:L2=
物体A最终离小车左端的距离为x=L1-L2=