2023年2月份第4周 物理好题推荐（含答案）

2023年2月份第4周 物理好题推荐
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、如图所示，质量分布均匀的球状行星半径为R、密度为P，两个质量均为m的球体（可视为质点）固定在长为L的轻质细杆两端。两球体在行星万有引力的作用下自由下落，杆一直沿竖直方向。某时刻杆下端球体与行星表面间的距离为h，杆上张力大小为F。忽略两球体间的引力。当改变其中一个条件时，关于F的变化的描述正确的是( )
A.L越大，F越小 B.ρ越大，F越小 C.m越大，F越小 D.h越大，F越小
2、2022年8月12日，国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破，创造场强45.22万高斯的稳态强磁场。如图所示，两光滑导轨放置在绝缘水平面上，其中一根导轨沿x轴放置，另一根导轨由段组成，其中段与x轴的夹角相等，段与x轴的夹角小于段与x轴的夹角，a端和沿x轴放置的导轨上的O点间用导线连接一定值电阻，导体棒垂直x轴水平向右以速度v做匀速运动，经过坐标原点时取，空间中有垂直水平面方向的匀强磁场，导轨和导体棒电阻均不计，则运动过程中通过导体棒的电流I、导体棒所受安培力大小F、导体棒克服安培力做功的功率P和定值电阻两端的电压U随时间变化的图象可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3、网球回弹训练器一端固定在地面上，另一端通过轻质弹性绳（遵循胡克定律）连接一质量为m的网球，某次将网球以一定的初动能从固定端发出，网球在水平地面上运动，运动过程中网球动能随位移的变化关系如图所示。其中段为倾斜直线，图中均为己知量，网球能返回出发点，图线在b点处的切线斜率的绝对值为e。重力加速度为g，不计空气阻力。则( )
A.网球与地面间的动摩擦因数为
B.弹性绳的最大弹性势能为
C.弹性绳的劲度系数为
D.网球返回到出发点时的动能为
4、2022年10月7日，中国太原卫星发射中心在黄海海域使用长征十一号海射运载火箭，采用“一箭双星”方式，成功将微厘空间北斗低轨导航增强系统S5/S6试验卫星发射升空，这是长征十一号火箭首次实施近岸发射。人造卫星绕地球做匀速圆周运动的速率分别为，已知卫星A的周期为，则卫星B的周期为( )
A. B. C. D.
5、如图，正方体的四个顶点上固定着电荷量分别为的点电荷，上表面的中心为，下表面的中心为，正方体的中心为O，则( )
A.点的电势大于点的电势
B.点的电势小于O点的电势
C.O点的电场强度大于点的电场强度
D.电子从点沿直线运动到点，电势能一直增大
6、如图，理想变压器原线圈和副线圈的匝数均为，发电站输出电压有效值恒定为的正弦交流电，两定值电阻的阻值分别为，滑动触头P的初始位置在副线圈的最上端，电表均为理想交流电表，则( )
A.P位于副线圈的正中间时，电压表的读数为
B.P位于副线圈的正中间时，电流表的读数为
C.P位于副线圈的正中间时，的功率为
D.P从副线圈的最上端滑到最下端的过程中，的功率一直减小
7、诗文化深刻、生动地体现着我国文化的基本精神。诗文学是语言的艺术，是民族的精神与心灵史，也是文化的主要形态之一。下面对诗句涉及的物理知识的解释正确的是( )
A.“夜半钟声到客船”——声音可以在水中传播
B.“不知云与我俱东” ——是以云为参考系
C.“悬崖勒马早已晚”——物体的加速度与所受合外力成正比
D.“坐地日行八万里” ——参考系选取不同，运动状态可能不同
8、据物理学家组织网报道，来自中国北京大学、美国华盛顿大学、密歇根州立大学等机构的研究人员利用一个相对不太稳定的镁20（其会在0.1秒内衰变），让它与大约30米外的铍靶相撞，创造出了迄今世界上最轻的镁同位素镁18。研究人员指出，得到的镁18不会离开铍靶，会在靶体内衰变，衰变情况为镁18首先射出两个质子变成氖16，然后再射出两个质子变成氧14。下列说法正确的是( )
A.镁20撞击铍靶得到镁18的过程属于核裂变
B.镁18的结合能小于镁20的结合能
C.镁18衰变为氖16的过程属于α衰变
D.20个镁18原子核经过一个半衰期后，有10个原子核未衰变
9、静电透镜是电子透镜的一种，它被广泛应用于电子器件（如阴极射线示波管）中。如图所示，虚线是某电子透镜中电场的等差等势线，一电子在该电场中的运动轨迹如图中实线所示，分别是轨迹与等势线的交点。已知A点的电势为零，电子在A点的动能为32 eV，在B点的电势能为，不计电子重力，下列说法正确的是( )
A.电子一定是从A点运动到C点
B.电子在经过等势线c时的动能为32 eV
C.B点的电场强度大于A点的
D.电子在关于等势线d对称的两点所受电场力相同
10、如图所示，三角形位于匀强电场中，沿电场线方向，垂直于,间电势差为32 V。下列说法正确的是( )
A.间电势差为24 V B.间电势差为56 V
C.场强大小为100 V/m D.场强在方向的分量大小之比为3:4
11、为估算公园里的小型瀑布的流量，某同学测量出瀑布宽为2.0 m，过水平台水深为10 cm，水流出平台后落差为1.25 m时水平距离为0.5 m。可估算出该瀑布一小时的水流量最接近( )
A. B. C. D.
12、为减少碳排放量，我国大力推动新能源汽车的发展，如图甲为生活中的一种新能源电动汽车。为测试其在不同速度下的刹车性能，司机驾驶一辆电动汽车在平直公路上匀速行驶，突然刹车，以刹车时为计时起点，其图象如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.刹车过程，该车的加速度逐渐减小 B.刹车过程，该车的加速度大小为
C.该车2 s末的速度大小为2.5 m/s D.该车6 s时的位移大小为7.5 m
13、如图所示，质量为m的小球用不可伸长的轻绳以及橡皮筋拴接后悬于天花板上，静止时与天花板的夹角均为30°，重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.静止时轻绳对小球的拉力大于橡皮筋对小球的拉力
B.从O点剪断的瞬间轻绳上的拉力大小为
C.从O点剪断的瞬间小球的加速度大小为g
D.剪断的瞬间小球的加速度大小为
14、某次越野滑雪比赛中甲、乙两名运动员从同一倾斜直雪坡顶端水平滑出后落到该雪坡上时所用的时间之比为2:3，忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A.甲、乙在空中下降的高度之比为2:3
B.甲、乙在空中到雪坡的最远距离之比为4:9
C.甲、乙水平滑出的初速度大小之比为3:2
D.甲、乙在空中运动过程中动量改变量的方向不同
15、如图所示，一弹性轻绳左端固定在A点，跨过固定在轻杆顶端的定滑轮连接一个质量为m的小球，小球穿过竖直固定的杆。已知弹性轻绳的原长等于，其弹力与其伸长量成正比，小球与杆之间的动摩擦因数恒定，初始时小球位于杆上C点处，且三点在同一条水平线上，现对小球施加竖直向上的力F，在小球缓慢下降的过程中( )
A.F增大 B.F先增大后减小
C.杆对小球的弹力增大 D.小球与杆之间的摩擦力不变
16、2021年是我国航天大年，我国在航天领域再创辉煌。如图所示为某人造卫星的发射过程，先让人造卫星进入一个近地的圆轨道I，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道Ⅱ，到达远地点Q时再次变轨，进入圆轨道Ⅲ，其中和分别为人造卫星在轨道I和轨道Ⅲ上的运行速率，和分别为人造卫星在轨道Ⅱ上的P点和Q点的运行速率，则下列说法正确的是( )
A. B.人造卫星在轨道I上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
C. D.人造卫星在轨道Ⅱ上的周期大于在轨道Ⅲ上的周期
二、多选题
17、将一根绝缘细导线绕成如图所示的线圈，再将线圈和小灯泡构成闭合回路，线圈内部存在一方向垂直纸面向里的均匀磁场，已知小灯泡的电阻为R，细导线的电阻为r，矩形的面积为，小圆的面积为，磁感应强度大小随时间变化的规律为和k均为大于零的常量，下列说法正确的是( )
A.通过灯泡的电流由a流向b
B.闭合回路中的感应电动势为
C.通过小灯泡的电流大小为
D.小灯泡两端的电压为
18、如图甲所示为某品牌负离子空气净化器，其产生负离子的原理如图乙所示，针状电极M和弧形电极N之间加上直流高压，使其间的空气发生电离，产生的负离子通过鼓风装置排出。在连线上，下列说法正确的是( )
A.离M点越近，场强越大，电势越低 B.离M点越近，同一正离子的加速度越小
C.离M点越近，同一负离子的电势能越大 D.各点的电势都大于零
19、如图所示，粗糙水平面上放着一横截面为圆的柱状物体A，固定竖直挡板与A物体之间放着一横截面为圆的光滑柱体B。系统平衡时，两物体的接触点恰为圆弧的中点，已知B物体的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.竖直挡板与B物体间的弹力大小为
B.两物体之间的弹力大小为
C.若将A稍右移并固定，竖直挡板与B间的弹力将增大
D.若将A稍右移并固定，之间的弹力将减小
20、如图所示，封闭的竖直电梯中，一个轻弹簧下端挂着重物，上端固定在电梯厢扶手上。开始时弹簧相比原长伸长了5 cm，弹簧拉力大小等于重物重力大小。时刻发现弹簧开始伸长，时刻弹簧达到最长，且相比原长伸长了6 cm。重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.时刻起电梯可能开始向上加速
B.时刻起电梯可能开始向下加速
C.时刻重物相对地面的加速度大小一定为
D.时刻电梯相对地面的加速度大小一定为
三、计算题
21、如图所示的直角坐标系中，已知A点和C点的坐标分别为是以C为圆心、为半径的半圆。第一象限内存在方向沿x轴正方向的匀强电场，半圆内及第四象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为e的电子（重力不计）从A点以初速率v在纸面内以与y轴负方向成角的方向射入电场，电子垂直x轴从B点进入磁场，经磁场偏转经过两点，射出磁场后经过x轴上的P点。求：
（1）两点间的距离x以及电场的场强大小E；
（2）磁场的磁感应强度大小B以及电子从A点运动到P点所用的时间t。
22、如图，正六边形的内部存在一方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，将一质子从F点沿的垂线方向以速度（纸面内）射入匀强磁场，质子经过时间后恰好从B点射出磁场，已知G为边的中点，H为边的中点，不计重力。
（1）求质子的比荷及正六边形的边长；
（2）若质子从G点沿的垂线方向射入匀强磁场且恰好从H点离开磁场，求质子的入射速率。
23、如图（a）所示，光滑水平桌面上的一个边长为、质量为、电阻的正方形单匝线框处在一有界磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度随时间变化关系如图（b）所示，时立即对线框施加一水平向右的外力F，使线框由静止开始以加速度做匀加速直线运动，时线框右侧刚好到达磁场边界，然后立即撤去外力，线框能完全离开磁场区域且始终在桌面上运动。求：
（1）0~1 s内线框中产生的焦耳热和外力F对线框所做的功；
（2）线框完全穿出磁场时的速度大小。
24、如图所示，在水平地面上的同一直线上有两点，木块乙静置在N点，木块甲以水平速度通过M点后冲向乙。甲、乙质量均为，与地面间的动摩擦因数相同，重力加速度为。若要避免甲、乙相撞，可采取以下两种方案。
方案1：从甲通过M点开始，用水平恒力向后拉甲，甲、乙恰好不发生碰撞；
方案2：从甲通过M点开始，用水平恒力向前拉乙，甲、乙恰好不发生碰撞。
求木块与地面间的动摩擦因数μ。
25、汽车行驶时轮胎的胎压过高容易爆胎，胎压过低又会造成耗油量上升。已知某型号轮胎在常温27 ℃时，胎压2.4 atm为宜。某轿车行驶前例行检查，发现右前轮胎胎压只有1.5 atm，此时环境温度为27 ℃，大气压强为1.0 atm。用打气管充气36次，胎压恢复为2.4 atm，已知充入的气体压强为1.0 atm，打气管体积为，假设轮胎容积不变。
（1）求轮胎容积是打气管体积的多少倍；
（2）若该车常年在户外行驶，要经历严寒、酷暑50 ℃的恶劣环境，则对应最低、最高胎压分别是多大（结果保留三位有效数字）。
参考答案
1、答案：D
解析：设行星质量为M，有，对杆下端的球体有，对杆上端的球体有，得，可知L越大，F越大，A错误。ρ越大，M越大，F越大，B错误。m越大，F越大，C错误。h越大，F越小，D正确。
2、答案：B
解析：时，导体棒切割磁感线的有效长度不为零，产生的感应电流大小不为零，A错误；导体棒向右匀速运动，在和段切割磁感线的长度随时间均匀增加，有，由于段与x轴的夹角小于段与x轴的夹角，故段的图象的斜率小于段的，经过c点后，导体棒切割磁感线的有效长度减小，产生的感应电动势减小，又段与x轴的夹角相等，则段的图象的斜率大小相等，由于导轨和导体棒的电阻不计，则导体棒产生的感应电动势等于定值电阻两端的电压，D错误；导体棒所受安培力大小为，随时间增加，安培力逐渐增大，但相同时间内导体棒在段所受安培力的增加量小于在段的，结合上述分析可知B正确；导体棒克服安培力做功的功率为，与安培力大小的变化趋势相同，C错误。
3、答案：D
解析：图象（或图象切线）的斜率表示网球所受的合外力，段为直线，说明网球只受滑动摩擦力作用，由动能定理有，得，A错误。当弹性绳的伸长量最大时，网球的动能减为0，弹性绳的弹性势能最大，根据能量守恒有，得，B错误。根据题意可知，弹性绳的伸长量最大时，网球受到的合外力大小为e，根据题图可知弹性绳的原长为a，在位移为b时对网球进行受力分析有，得，C错误。当网球返回到出发点时，根据动能定理有，得，D正确。
4、答案：D
解析：由得，所以，由开普勒第三定律得，解得。D正确。
5、答案：B
解析：根据点电荷电势分布可知，两处的点电荷在连线上各点产生的电势相等，两处的点电荷在连线上上方产生的电场强度方向向上，则沿直线从到电势逐渐升高，A错误，B正确；负电荷在电势低的位置电势能大，则电子从沿直线运动到，电势能逐渐减小，D错误；根据电场强度的叠加原理可知，O点电场强度为两处点电荷产生场强的叠加，方向沿方向，两处点电荷在点产生的场强沿方向，两处点电荷在点产生的场强向上，根据点电荷到点的距离可知两处点电荷在点产生的场强大于两处点电荷在O点产生的场强，C错误。
6、答案：C
解析：将理想变压器和看成一个等效电阻，则，当P位于副线圈的正中间时，，由闭合电路欧姆定律得，AB错误，P位于副线圈的正中间时，的功率为，C正确；将看成交流电源的内阻，则的功率为电源的输出功率，当，即时，的功率最大，的功率等于的功率，所以P从副线圈的最上端滑到最下端的过程中，的功率先增大后减小，D错误。
7、答案：D
解析：A中声音通过空气传播到江中的船上，不能说明声波能在水中传播，选项A错误；B中云和诗人一起向东运动，说明不是以云为参考系，选项B错误；C中说明物体具有惯性，选项C错误；D中选取的参考系改变时，在赤道上的人和地球一起转动，即参考系选取不同，运动状态可能不同，D正确。
8、答案：B
解析：镁20撞击铍靶得到镁18的过程不属于核裂变，A错误；因为镁18的核子数比镁20的核子数少，所以结合能较小，B正确；镁18衰变为氖16的核反应方程为，不属于α衰变，C错误；半衰期是大量原子的统计规律，对少量原子核不适用，D错误。
9、答案：C
解析：分析可知粒子可能是从A点运动到C点，也可能是从C点运动到A点，A错误；电子只在电场力作用下运动，则电子的电势能和动能之和不变，为32 eV，又题图中为等差等势线，B点的电势为15 V，A点的电势为零，则等势线c的电势为10 V，则电子在经过等势线c时的动能为42 eV，B错误；根据等差等势线的密疏表示电场强度的大小可知B点的电场强度大于A点的，C正确；电子在关于等势线d对称的两点所受电场力大小一定相同，但方向不一定相同，D错误。
10、答案：C
解析：设夹角为夹角为α，由场强与电势差的关系可知，得，C正确；，A错误；，B错误；场强在方向的分量大小之比为，D错误。
11、答案：B
解析：水流出平台后的运动可视为平抛运动，设水流出平台时的速度为，下落时间为t时，下落高度为h，水平射程为x，竖直方向有，水平方向有，得，设瀑布宽为L，过水平台水深为d，经过时间，流出水的体积，代入数据得，B正确。
12、答案：C
解析：根据匀变速直线运动规律有，可知，由图象中与x成线性关系可知汽车做匀变速直线运动，A错误；有可知斜率，根据图象解得，B错误；由图象可知，结合加速度解得汽车2 s末的速度为2.5m/s，C正确；，即汽车运动4 s后停止，汽车6 s时的位移为10 m，D错误。
13、答案：B
解析：静止时，对小球受力分析，如图所示，由力的平衡条件得与的合力与小球的重力等大反向，由力的平行四边形定则和几何关系可知，A错误；从O点剪断后，小球将以A点为圆心、为半径做圆周运动，则从O点剪断的瞬间小球沿轻绳方向的合力为零，合力沿的切线方向，则由平衡条件得，由牛顿第二定律得，解得，B正确，C错误；剪断的瞬间，橡皮筋的拉力不变，小球所受的合力与原来的大小相等、方向相反，即合力大小为，由牛顿第二定律得小球的加速度大小为g，D错误。
14、答案：B
解析：设倾斜雪坡的倾角为θ，两名运动员在空中运动的时间分别为，初速度分别为和，在空中下降的高度为，则，水平位移为，有，可得，即，AC错误；将运动员在空中的运动分解为沿坡面和垂直坡面两个方向，在沿坡面方向上做匀加速直线运动，垂直坡面方向上做匀变速直线运动，运动员在空中到坡面的最远距离为，可得，B正确；运动员在空中运动过程中受到的合外力为重力，方向不变，根据动量定理可知，D错误。
15、答案：D
解析：本题考查力的动态平衡问题。对小球受力分析，设弹性轻绳的劲度系数为k，形变量为x，与竖直方向夹角为，则弹性轻绳对小球的弹力沿水平方向向左的分力，故的大小不变，由平衡条件得，杆对小球的弹力，则的大小不变，C错误；小球与杆之间的摩擦力，则f的大小不变，D正确；弹性轻绳对小球的弹力沿竖直方向向上的分力，小球缓慢下降，θ减小，逐渐增大，而，所以F一直减小，A、B错误。
16、答案：A
解析：本题考查人造卫星的变轨问题。人造卫星从低轨道进入高轨道，必须加速，所以，A正确，C错误；人造卫星的质量一定，从低轨道进入高轨道，需要点火加速，外力对其做正功，则在低轨道的机械能小于在高轨道的机械能，B错误；轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅲ的轨道半径，由开普勒第三定律可知，人造卫星在轨道Ⅱ的周期小于在轨道Ⅲ的周期，D错误。
17、答案：AC
解析：闭合回路中的磁通量增加，由楞次定律可知，通过小灯泡的电流由a流向b，A正确；矩形线图产生的感应电动势为，小圆线圈产生的感应电动势为，由楞次定律可知，两线圈产生感应电动势的方向相同，所以总电动势为，B错误；通过小灯泡的电流大小为，C正确；通过小灯泡的电流是恒定电流，小灯泡两端的电压为，D错误。
18、答案：AC
解析：N处的电势高于M处的电势，在间，离M点越近的地方，场强越大，电势越低，A正确；离M点越近，场强越大，由可知同一正离子的加速度越大，B错误；负离子由N到M，电场力做负功，电势能增大，C正确；因为N点接地，电势为零，连线上各点的电势都小于N点的，所以连线上各点的电势都小于零，D错误。
19、答案：AC
解析：将圆弧面看成是倾斜角不同的斜面组合而成，如图，对B物体进行受力分析，由平衡条件得，解得，当两物体的接触点恰为圆弧的中点时，，此时，A选项正确，B选项错误；若将A物体稍稍右移，θ增大，所以均增大，C选项正确，D选项错误。
20、答案：AC
解析：若开始时电梯静止或在向上做匀速运动，向上加速时弹簧会伸长，若开始时电梯在向下做匀速运动，向下减速时弹簧会伸长，A正确，B错误；设弹簧劲度系数为k，由胡克定律和牛顿第二定律，对重物，开始时有时刻有，得，C正确；时刻重物相对电梯的速度为0，但相对加速度不一定为0，时刻电梯相对地面的加速度大小不一定为，D错误。
21、答案：（1）；
（2）
解析：（1）电子的运动轨迹如图所示，设电子在磁场中运动的速度大小为，在电场中的加速度大小为a。电子在电场中的运动可看成类平抛运动的逆运动，则有
根据牛第二定律有
解得
（2）电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心为O，由几何知识可知电子的轨迹半径为
由（1）中分析知
根据牛顿第二定律有
解得
由几何关系可知为等边三角形，则
电子从B点运动到D点所用的时间
从D点运动到P点所用的时间
从A点运动到P点的时间
解得
22、答案：（1）见解析
（2）
解析：（1）质子在匀强磁场中做匀速圆周运动时有
周期
解得
质子从F点运动到B点时，轨迹圆的圆心恰为A点，
如图甲所示，由几何关系得
质子的运动时间为
六边形的边长为
联立各式得
（2）质子从G点运动到H点时，设其轨迹半径为，速率为，质子的运动轨迹如图乙所示，由几何关系得
又
联立各式得
23、答案：（1）见解析
（2）
解析：（1）0~1 s内线框完全在磁场中，只有感生电动势产生，没有因切割磁感线运动而产生的动生电动势
电动势
回路中产生的焦耳热
可得
0~1 s内外力F做的功
（2）时线框的速度
设线框完全穿出磁场时的速度大小为v，则根据动量定理有
可得
解得
24、答案：见解析
解析：方案1用水平恒力向后拉甲时，设甲的加速度大小为，由牛顿第二定律有
甲、乙恰好不发生碰撞，说明甲从M运动到N点时速度刚好减为0，设用时为，位移为
由运动学公式有
方案2用水平恒力向前拉乙时，设甲向前做减速运动的加速度大小为，乙向前做加速运动的加速度大小为，甲、乙恰好不发生碰撞，说明甲、乙间距离为0时二者速度相等，设为v，
再设甲、乙的位移分别为，用时为，由牛顿第二定律，对甲有
对乙有
由运动学公式，对甲有
对乙有
对甲有
对乙有
其中
综上可得
25、答案：见解析
解析：（1）已知环境温度、大气压强、充气后胎内气体压强、原轮胎内气体压强为。设轮胎容积为V
根据玻意耳定律有
解得
解得
有
解得
（2）汽车在时胎压最低，设为时胎压最高，设为
根据查理定律有的
解得
解得