選擇題(本題共8小題，每小題6分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14～17題只有一項(xiàng)符合題目要求，第18～21題有多項(xiàng)符合題目要求。6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。)
14.核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少，我國(guó)在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)規(guī)模。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24 100年，其衰變方程為Pu→X+He+γ，下列說(shuō)法中正確的是( )
A.X原子核中含有92個(gè)中子
B.100個(gè)Pu經(jīng)過(guò)24 100年后一定還剩余50個(gè)
C.由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)E=mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量增加
D.衰變發(fā)出的γ射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力
解析 根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，X原子核中含有92個(gè)質(zhì)子，235個(gè)核子，則中子數(shù)為235-92=143(個(gè))，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，100個(gè)Pu經(jīng)過(guò)24 100年后不一定還剩余50個(gè)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于衰變時(shí)釋放巨大能量，衰變過(guò)程總質(zhì)量減少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;衰變發(fā)出的γ射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力，D正確。
答案 D
15.如圖1甲所示，小物塊從足夠長(zhǎng)的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，下滑位移x時(shí)的速度為v，其x-v2圖象如圖乙所示，取g=10 m/s2，則斜面傾角為( )
圖1
A.30° B.45° C.60° D.75°
解析 由x=得，x-v2圖象的斜率k==，解得物塊的加速度大小a=5 m/s2，由a=gsin θ得斜面傾角θ=30°，選項(xiàng)A正確。
答案 A
16.如圖2所示，Q為α粒子放射源，放射源釋放出的α粒子初速度近似為零，經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后垂直磁場(chǎng)邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后粒子從P點(diǎn)射出磁場(chǎng)，設(shè)OP=x，能正確反映x與U之間函數(shù)關(guān)系的x-U圖象是( )
圖2
解析 設(shè)α粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后的速度為v，根據(jù)動(dòng)能qU=mv2，由牛頓第二定律得qvB=，解得x=，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。
答案 B
17.某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系如圖3所示，下列說(shuō)法正確的是( )
圖3
A.t=0時(shí)刻發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)線圈位于中性面位置
B.在1 s內(nèi)發(fā)電機(jī)的線圈繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)50圈
C.將此交流電接到匝數(shù)比是1∶10的升壓變壓器上，副線圈的電壓為2 200 V
D.將此交流電與耐壓值是220 V的電容器相連，電容器不會(huì)擊穿
解析 由題圖知t=0時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈位于與中性面垂直的位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;交流電的周期是0.02 s，一個(gè)周期內(nèi)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，1 s內(nèi)有50個(gè)周期，所以50圈，選項(xiàng)B正確;原線圈電壓的有效值U1==220 V，由=可得，副線圈電壓的有效值為2 200 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;此交流電電壓的最大值為220 V，大于220 V，所以耐壓值為220 V的電容器會(huì)被擊穿，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案 B
18.北5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。關(guān)于這些衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是( )
A.5顆同步衛(wèi)星的軌道半徑都相同
B.5顆同步衛(wèi)星的運(yùn)行軌道必定在同一平面內(nèi)
C.導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定大于第一宇宙速度
D.導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星中，運(yùn)行軌道半徑越大的衛(wèi)星，周期越小
解析 所有同步衛(wèi)星的軌道都位于赤道平面內(nèi)，軌道半徑和運(yùn)行周期都相同，選項(xiàng)A、B正確;衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有G=m，v=，故隨著衛(wèi)星運(yùn)行軌道半徑的增大，運(yùn)行速度減小，在地球表面附近運(yùn)行的衛(wèi)星的速度最大，等于第一宇宙速度，導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星運(yùn)行的速度都小于第一宇宙速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由G=mr得T2=，則軌道半徑越大，周期越D錯(cuò)誤。
答案 AB
19.如圖4所示，A、B、C、D為勻強(qiáng)電場(chǎng)中相鄰的四個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面間距離為5 cm。一個(gè)電子僅受電場(chǎng)力作用，垂直經(jīng)過(guò)電勢(shì)為零的等勢(shì)面D時(shí)動(dòng)能為15 eV(電子伏特)，到達(dá)等勢(shì)面A時(shí)速度恰好為零。下列說(shuō)法正確的是( )
圖4
A.場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)閺腁指向D
B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為100 V/m
C.電子經(jīng)過(guò)等勢(shì)面C時(shí)，電勢(shì)能大小為5 eV
D.電子在上述等勢(shì)面間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1∶2∶3
解析 對(duì)電子由D等勢(shì)面到A等勢(shì)面的過(guò)程由動(dòng)能定理有-eUDA=0-15 eV，解得UDA=15 V，則φD>φA，場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)閺腄指向A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E== V/m=100 V/m，選項(xiàng)BE=可知UDC=5 V，由D到C，電場(chǎng)力做負(fù)功，電子的電勢(shì)能增加ΔEp=eUDC=5 eV，則電子經(jīng)過(guò)等勢(shì)面C時(shí)，電勢(shì)能大小為5 eV，選項(xiàng)C正確;通過(guò)電子的逆運(yùn)動(dòng)可知，電子在上述等勢(shì)面間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為tDC∶tCB∶tBA=(-)∶(-1)∶1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案 BC
20.如圖5所示，AB、AC兩光滑細(xì)桿組成的直角支架固定在豎直平面內(nèi)，桿AB與水平地面的夾角為30°，兩細(xì)桿上分別套有帶孔的小球a、b，在細(xì)線作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線恰好水平。某時(shí)刻剪斷細(xì)線，在兩球下滑到細(xì)桿底端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )
圖5
A.小球a、b下滑到細(xì)桿底端時(shí)速度相同
B.小球a、b的重力做功相同
C.小球a下滑的時(shí)間大于小球b下滑的時(shí)間
D.小球a受到的彈力大b受到的彈力
解析 兩球到達(dá)細(xì)桿底部時(shí)速度的大小相同，但是方向不同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，mag=，同理可得mbg=，故ma∶mb=3∶1，所以小球a、b滑到桿底部時(shí)重力做功mgh不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;a球的加速度小，位移大，下滑時(shí)間大于b球下滑時(shí)間，選項(xiàng)C正確;設(shè)a的質(zhì)量為3m，b的質(zhì)量為m，小球a受到的彈FN=magcos 30°=mg，小球b受到的彈力為FN′=mbgcos 60°=，故球a受到的彈力大于球b受到的彈力，選項(xiàng)D正確。
答案 CD
21.如圖6所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌與水平面之間的夾角為θ，兩導(dǎo)L，底端接有一阻值為R的電阻。一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)、阻值為r的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，其中點(diǎn)處與一個(gè)上端固定、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)處由靜止釋放，若金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直，則( )
圖6
A.釋放瞬間，金屬棒的加速度大小為gsin θ
B.金屬棒向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)镸→N
C.金屬棒的速度為v時(shí)，其受到的安培力大小為
D.電阻R上產(chǎn)生的總熱量為
解析 在金屬棒釋放瞬間，金屬棒的速度為零，故此時(shí)金屬棒不受安培力的作用，此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，所以由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得mgsin θ=ma，即a=gsin θ，選項(xiàng)A正確;當(dāng)金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可知，流經(jīng)電阻R的電流方向應(yīng)為M→N，選項(xiàng)B正確;當(dāng)金屬棒的速度為v時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知E=BLv，I=，安培力F=BIL=，選項(xiàng)C正確;當(dāng)金屬棒最終靜止時(shí)，設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為x，則有mgsin θ=kx，由能量守恒可知，金屬棒減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能和電阻R、r上產(chǎn)生的熱量Q，金屬棒減少的重力勢(shì)能為Ep=mgxsin θ，x=，所以Ep=，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案 ABC
