物理情景设计题库及答案

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一、单项选择题（每题2分，共10题）1.一个物体做匀加速直线运动，初速度为\(v_0=2m/s\)，加速度\(a=1m/s^{2}\)，则3s末的速度为（）A.5m/sB.6m/sC.7m/sD.8m/s答案：A解析：根据\(v=v_0+at\)，\(v=2+1×3=5m/s\)。2.质量为\(m\)的物体放在水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为\(\mu\)，现用水平力\(F\)拉物体，使它做匀速直线运动，则\(F\)的大小为（）A.\(\mumg\)B.\(mg\)C.\(\frac{mg}{\mu}\)D.\(\frac{\mu}{mg}\)答案：A解析：物体匀速直线运动，水平方向受力平衡，拉力\(F=f=\muN=\mumg\)（\(N=mg\)为支持力）。3.真空中两个点电荷\(Q_1\)和\(Q_2\)，它们之间的库仑力为\(F\)，若\(Q_1\)增大为原来的2倍，\(Q_2\)增大为原来的3倍，它们之间的距离不变，则库仑力变为（）A.5FB.6FC.\(\frac{1}{6}F\)D.\(\frac{1}{5}F\)答案：B解析：根据库仑定律\(F=k\frac{Q_1Q_2}{r^{2}}\)，\(Q_1\)变为\(2Q_1\)，\(Q_2\)变为\(3Q_2\)，则\(F'=k\frac{(2Q_1)(3Q_2)}{r^{2}}=6k\frac{Q_1Q_2}{r^{2}}=6F\)。4.一理想变压器，原线圈匝数\(n_1=1000\)匝，副线圈匝数\(n_2=200\)匝，当原线圈接在\(220V\)交流电源上时，副线圈两端的电压为（）A.44VB.110VC.220VD.55V答案：A解析：根据变压器电压比公式\(\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}\)，\(U_2=\frac{n_2}{n_1}U_1=\frac{200}{1000}×220=44V\)。5.一个小球从高度\(h=5m\)处自由落下，不计空气阻力，取\(g=10m/s^{2}\)，则小球落地时的速度大小为（）A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s答案：B解析：根据\(v^{2}=2gh\)，\(v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2×10×5}=10m/s\)。6.一束光从空气射向折射率\(n=\sqrt{2}\)的某种玻璃的表面，如图所示。\(i\)代表入射角，则（）A.当\(i>45^{\circ}\)时会发生全反射现象B.无论入射角\(i\)是多大，折射角\(r\)都不会超过\(45^{\circ}\)C.当\(i>60^{\circ}\)时会发生全反射现象D.当\(i<30^{\circ}\)时，折射角\(r\)小于入射角\(i\)答案：B解析：光从光疏介质射向光密介质，不会发生全反射。根据\(n=\frac{\sini}{\sinr}\)，当\(i=90^{\circ}\)时，\(\sinr=\frac{\sini}{n}=\frac{1}{\sqrt{2}}\)，\(r=45^{\circ}\)。7.关于电场线的说法正确的是（）A.电场线是真实存在的曲线B.电场线越密的地方电场强度越小C.电场线起始于正电荷，终止于负电荷D.沿着电场线方向电势升高答案：C解析：电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线；电场线越密电场强度越大；电场线从正电荷出发到负电荷终止；沿电场线方向电势降低。8.一个质子和一个\(\alpha\)粒子（氦核）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场，则它们在磁场中的运动半径之比为（）A.1:2B.2:1C.1:1D.1:4答案：A解析：根据\(r=\frac{mv}{qB}\)，质子\(q_1=e\)，\(m_1=m\)；\(\alpha\)粒子\(q_2=2e\)，\(m_2=4m\)，\(\frac{r_1}{r_2}=\frac{q_2}{q_1}\frac{m_1}{m_2}=\frac{2e}{e}\frac{m}{4m}=\frac{1}{2}\)。9.一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度从\(T_1=300K\)升高到\(T_2=400K\)，则其体积变为原来的（）A.\(\frac{3}{4}\)B.\(\frac{4}{3}\)C.\(\frac{1}{3}\)D.\(\frac{1}{4}\)答案：B解析：根据盖-吕萨克定律\(\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}\)，\(V_2=\frac{T_2}{T_1}V_1=\frac{400}{300}V_1=\frac{4}{3}V_1\)。10.下列关于机械能守恒的说法正确的是（）A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.做变速运动的物体机械能不可能守恒C.只有重力做功时，物体的机械能守恒D.合外力做功为零时，机械能一定守恒答案：C解析：做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，如匀速下降的物体；做变速运动的物体机械能可能守恒，如自由落体运动；只有重力做功时，机械能守恒；合外力做功为零，动能不变，但机械能不一定守恒。二、多项选择题（每题2分，共10题）1.下列关于牛顿第二定律的说法正确的是（）A.公式\(F=ma\)中的\(F\)指的是物体所受的合外力B.加速度\(a\)的方向与合外力\(F\)的方向相同C.同一物体的加速度\(a\)与合外力\(F\)成正比D.物体的质量\(m\)与合外力\(F\)、加速度\(a\)无关答案：ABCD解析：牛顿第二定律\(F=ma\)中\(F\)是合外力，加速度方向与合外力方向相同，\(a=\frac{F}{m}\)表明同一物体\(a\)与\(F\)成正比，质量是物体的固有属性，与\(F\)、\(a\)无关。2.关于功和能，下列说法正确的是（）A.功是能量转化的量度B.重力做正功，重力势能减少C.合外力做正功，物体动能增加D.弹力做负功，弹性势能减少答案：ABC解析：功是能量转化的量度；重力做正功，重力势能减小；根据动能定理，合外力做正功，动能增加；弹力做负功，弹性势能增加。3.关于静电场中的等势面，下列说法正确的是（）A.等势面一定与电场线垂直B.同一等势面上各点的电场强度大小一定相等C.沿等势面移动电荷，电场力不做功D.两个不同等势面有可能相交答案：AC解析：等势面一定与电场线垂直；同一等势面上电场强度大小不一定相等；沿等势面移动电荷，\(W=qU\)，\(U=0\)，电场力不做功；两个不同等势面不可能相交。4.下列关于安培力的说法正确的是（）A.安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所确定的平面B.安培力的大小与磁场强度\(B\)、电流\(I\)、导线长度\(L\)以及电流与磁场的夹角\(\theta\)有关C.当电流与磁场方向平行时，安培力最大D.当电流与磁场方向垂直时，安培力最大答案：ABD解析：安培力的方向根据左手定则，总是垂直于磁场方向和电流方向所确定的平面；安培力大小\(F=BIL\sin\theta\)，与\(B\)、\(I\)、\(L\)和\(\theta\)有关；当\(\theta=90^{\circ}\)（电流与磁场垂直）时，安培力最大，当\(\theta=0^{\circ}\)（电流与磁场平行）时，安培力为\(0\)。5.关于电磁感应现象，下列说法正确的是（）A.只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流产生B.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化C.楞次定律是用来判断感应电流方向的定律D.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大答案：ABC解析：根据法拉第电磁感应定律，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流；感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律，用来判断感应电流方向；感应电动势\(E=n\frac{\Delta\Phi}{\Deltat}\)，不是磁通量越大，感应电动势越大。6.关于分子动理论，下列说法正确的是（）A.物质是由大量分子组成的B.分子在永不停息地做无规则运动C.分子间存在着引力和斥力D.分子的热运动与温度无关答案：ABC解析：物质由大量分子组成；分子在做永不停息的无规则运动（布朗运动、扩散现象证明）；分子间同时存在引力和斥力；分子的热运动与温度有关，温度越高，热运动越剧烈。7.一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，压强增大，则（）A.分子的平均动能不变B.分子的密集程度增大C.气体的体积减小D.气体一定从外界吸收热量答案：ABC解析：温度不变，分子平均动能不变；根据\(pV=nRT\)（\(n\)、\(R\)、\(T\)不变），\(p\)增大时\(V\)减小，分子密集程度增大；温度不变，内能不变，压强增大体积减小，外界对气体做功，根据\(\DeltaU=Q+W\)（\(\DeltaU=0\)），\(W>0\)，则\(Q<0\)，气体放出热量。8.关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是（）A.光的干涉和衍射都是波特有的现象B.双缝干涉条纹是等间距的，单缝衍射条纹是不等间距的C.只有频率相同的两列光波才能产生干涉现象D.光的干涉和衍射都说明光具有粒子性答案：ABC解析：干涉和衍射是波特有的现象；双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹不等间距；产生干涉的条件是两列光频率相同；干涉和衍射说明光具有波动性。9.下列关于相对论的说法正确的是（）A.狭义相对论的基本假设之一是在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B.狭义相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关C.广义相对论认为，物质的引力使光线弯曲D.广义相对论认为，在强引力场中，时间进程会变慢答案：ABCD解析：狭义相对论的基本假设包括在不同惯性系中物理规律相同；狭义相对论指出时间和空间与物质运动状态有关；广义相对论认为物质引力使光线弯曲，在强引力场中时间进程变慢。10.下列关于核能的说法正确的是（）A.核能是指原子核发生变化时释放的能量B.获得核能的途径有重核裂变和轻核聚变C.原子弹是利用核聚变制成的D.核电站是利用核裂变来发电的答案：ABD解析：核能是原子核发生变化时释放的能量；获得核能途径有重核裂变和轻核聚变；原子弹利用重核裂变制成；核电站利用核裂变发电。三、判断题（每题2分，共10题）1.物体的加速度为零，其速度一定为零。（×）解析：加速度为零，物体做匀速直线运动，速度不为零。2.摩擦力总是阻碍物体的运动。（×）解析：摩擦力可以是动力，如人走路时，地面给人的摩擦力是向前的，是动力。3.电场强度为零的地方，电势一定为零。（×）解析：电场强度为零的地方，电势不一定为零，如等量同种电荷连线的中点电场强度为零，但电势不为零。4.洛伦兹力对带电粒子不做功。（√）解析：因为洛伦兹力的方向始终与粒子的速度方向垂直。5.理想气体的内能只与温度有关。（√）解析：理想气体内能\(U=\frac{3}{2}nRT\)（单原子气体），只与温度有关。6.光在真空中的传播速度在任何惯性参考系中都是相同的。（√）解析：这是相对论的基本假设之一。7.由\(E=mc^{2}\)可知，质量与能量可以相互转化。（×）解析：质量和能量是物质的两种属性，不能相互转化，\(E=mc^{2}\)表明质量和能量存在对应关系。8.单摆的周期与摆球的质量有关。（×）解析：根据\(T=2\pi\sqrt{\frac{l}{g}}\)，单摆周期与摆长\(l\)和重力加速度\(g\)有关，与摆球质量无关。9.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小。（√）解析：分子间引力和斥力都随距离增大而减小。10.磁通量的单位是特斯拉。（×）解析：磁通量单位是韦伯，特斯拉是磁场强度单位。四、简答题（每题5分，共4题）1.简述动能定理的内容，并写出表达式。答案：动能定理的内容为