2024年全国卷

发布 2020-05-20 04:38:28 阅读 1198

14.(2017-全国卷ⅰ-单选)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(

a.30 kg·m/s b.5.7×102 kg·m/s

c.6.0×102 kg·m/s d.6.3×102 kg·m/s

14.a [解析] 在燃气喷出后的瞬间,喷出的燃气的动量p=mv=30 kg·m/s,由动量守恒定律可得火箭的动量大小为30 kg·m/s,选项a正确.

15.(2017-全国卷ⅰ-单选)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网,其原因是( )

a.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多。

b.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大。

c.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少。

d.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大。

15.c [解析] 水平射出的乒乓球做平抛运动,两乒乓球在竖直方向做自由落体运动,运动情况相同,选项a、b、d错误;水平方向上做匀速直线运动,由运动规律x=v0t可得速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少,选项c正确.

16.(2017-全国卷ⅰ-单选)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为ma、mb、mc.已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是( )

a.ma>mb>mc b.mb>ma>mc

c.mc>ma>mb d.mc>mb>ma

16.b [解析] 对微粒a,洛伦兹力提供其做圆周运动所需向心力,且mag=eq,对微粒b,qvb+eq=mbg,对微粒c,qvb+mcg=eq,联立三式可得mb>ma>mc,选项b正确.

17.(2017-全国卷ⅰ-单选)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电.氘核聚变反应方程是: h+h―→he+n.已知h的质量为2.

013 6 u, he的质量为3.015 0 u, n的质量为1.008 7 u,1 u=931 mev/c2.

氘核聚变反应中释放的核能约为( )

a.3.7 mev b.3.3 mev

c.2.7 mev d.0.93 mev

17.b [解析] 氘核聚变反应的质量亏损δm=2.013 6 u×2-3.015 0 u-1.

008 7 u=0.003 5 u,由爱因斯坦质能方程可得释放的核能e=0.003 5×931 mev≈3.

3 mev,选项b正确.

18.(2017-全国卷ⅰ-单选)扫描隧道显微镜(stm)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对stm的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示.无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( )

a b c d

18.a [解析] 紫铜薄板上下及左右振动,都存在磁通量变化的为选项a所示方案.

19.(2017-全国卷ⅰ-多选)如图,三根相互平行的固定长直导线l1、l2和l3两两等距,均通有电流i,l1中电流方向与l2中的相同,与l3中的相反,下列说法正确的是( )

a.l1所受磁场作用力的方向与l2、l3所在平面垂直。

b.l3所受磁场作用力的方向与l1、l2所在平面垂直。

c.l1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶

d.l1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶1

19.bc [解析] 由题意知,三根导线处于等边三角形的三个顶点处,设某导线在等边三角形另外两顶点产生的磁场磁感应强度大小为b0,在l1所在处,l2和l3产生的磁场叠加如图甲所示,方向垂直l2、l3所在平面向上,由左手定则可得安培力的方向平行l2、l3所在平面向下,合磁感应强度大小bl1=2b0cos 60°=b0;同理可得在l2所在处的合磁感应强度大小bl2=2b0cos 60°=b0;在l3所在处,l1和l2产生的磁场叠加如图乙所示,方向平行l1、l2所在平面向右,由左手定则可得安培力的方向垂直l1、l2所在平面向上,合磁感应强度大小bl3=2b0cos 30°=b0.由安培力f=bil可得l1、l2和l3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶,选项b、c正确.

20.(2017-全国卷ⅰ-多选)在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别ea、eb、ec和ed.点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为wab、wbc和wcd.下列选项正确的是( )

a.ea∶eb=4∶1 b.ec∶ed=2∶1

c.wab∶wbc=3∶1 d.wbc∶wcd=1∶3

20.ac [解析] 由点电荷的场强公式e=,可得ea∶eb=4∶1,ec∶ed=4∶1,选项a正确,选项b错误;电场力做功w=qu,uab∶ubc=3∶1,则wab∶wbc=3∶1,又有ubc∶ucd=1∶1,则wbc∶wcd=1∶1,选项c正确,选项d错误.

21.(2017-全国卷ⅰ-多选)如图,柔软轻绳on的一端o固定,其中间某点m拴一重物,用手拉住绳的另一端n,初始时,om竖直且mn被拉直,om与mn之间的夹角为α(α现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变,在om由竖直被拉到水平的过程中( )

a.mn上的张力逐渐增大。

b.mn上的张力先增大后减小。

c.om上的张力逐渐增大。

d.om上的张力先增大后减小。

21.ad [解析] om的张力f1和mn的张力f2的合力f不变,关系如图所示,==将重物向右上方缓慢拉起,夹角α不变,β由钝角逐渐减小到锐角,γ由锐角逐渐增大到直角,则mn上的张力f2逐渐增大,om上的张力f1先增大后减小,选项a、d正确.

22.(2017-全国卷ⅰ)某**小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间.实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示.实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车.在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)

图(a)图(b)

1)由图(b)可知,小车在桌面上是选填“从右向左”或“从左向右”)运动的.

2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中a点位置时的速度大小为___m/s,加速度大小为___m/s2.(结果均保留2位有效数字)

22.[答案] (1)从右向左。

解析] (1)小车在桌面上做减速直线运动,由图(b)可知小车在桌面上是从右向左运动的.

2)滴水周期t=s=s,小车运动到图(b)中a点位置时的速度va=×10-3 m/s=0.19 m/s,加速度a=×10-3 m/s2=0.037 m/s2.

23.(2017-全国卷ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性.所使用的器材有:小灯泡l(额定电压3.8 v,额定电流0.

32 a);电压表v(量程3 v,内阻3 kω);电流表a(量程0.5 a,内阻0.5 ω)固定电阻r0(阻值1000 ω)滑动变阻器r(阻值0~9.

0 ω)电源e(电动势5 v,内阻不计);开关s;导线若干.

1)实验要求能够实现在0~3.8 v的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.

2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.

图(a)图(b)

由实选验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻___选填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率___选填“增大”“不变”或“减小”).

3)用另一电源e0(电动势4 v,内阻1.00 ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路图,调节滑动变阻器r的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关s,在r的变化范围内,小灯泡的最小功率为___w,最大功率为___w.(结果均保留2位小数)

23.[答案] (1)如图所示。

2)增大增大。

解析] (1)电压从0开始调节,滑动变阻器应使用分压式接法,电压表的量程小于灯泡的额定电压,需要串联电阻改装,因为灯泡电阻远小于改装电压表的总电阻,所以电流表采用外接法.

2)由小灯泡伏安特性曲线可知,随着电流的增加,也增加,则小灯泡的电阻增大,由r=ρ,灯丝的电阻率增大.

3)i以ma为单位,当滑动变阻器r=0时,灯泡两端的电压u=e0-ir=4-,此时灯泡的功率最大,在小灯泡伏安特性曲线中作i=4000-1000u图线,找出交点的横、纵坐标,则小灯泡最大功率p=1.17 w;同理可知当滑动变阻器r=9 ω时,小灯泡的最小功率p=0.39 w.

24.(2017-全国卷ⅰ)一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.

5×103 m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s2.(结果保留2位有效数字)

1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;

2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.

24.[答案] (1)4.0×108 j 2.4×1012 j

2)9.7×108 j

解析] (1)飞船着地前瞬间的机械能为。

ek0=mv ①

式中,m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由①式和题给数据得。

ek0=4.0×108 j ②

设地面附近的重力加速度大小为g.飞船进入大气层时的机械能为。

eh=mv+mgh ③

式中,vh是飞船在高度1.6×105 m处的速度大小.由③式和题给数据得。

eh=2.4×1012 j ④

2)飞船在高度h′=600 m处的机械能为。

eh′=m+mgh′ ⑤

由功能原理得。

w=eh′-ek0 ⑥

式中,w是飞船从高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和题给数据得。

w=9.7×108 j ⑦

25.(2017-全国卷ⅰ)真空中存在电场强度大小为e1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.在油滴处于位置a时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到b点.重力加速度大小为g.

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