【知识点详解】
1. **核衰变**:铀239()经过衰变产生钚239(),这是核物理学中的一个基本概念。核衰变是原子核自发转变成另一种核的过程,通常伴随着能量的释放,如α衰变、β衰变或γ衰变。在这个例子中,题目提到铀239经历β衰变。β衰变是原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子,电子被释放出来,因此选项B错误,选项C正确,因为β衰变发生两次,一个中子转化为两个质子和两个电子,形成钚239。选项A和D涉及到核的结构,铀239和钚239的核子数不同,中子数也不同。
2. **理想气体状态方程**:第二题涉及热力学和理想气体。理想气体状态方程是PV=nRT,其中P是压强,V是体积,n是摩尔数,R是气体常数,T是温度。如果温度升高而压强减小,根据状态方程,气体体积V会增加。状态II的温度高于状态I,所以状态II的分子平均动能更大,排除选项B。由于体积增加,气体对外做功,选项D正确。由于没有提及体积变化,无法确定密度关系,选项A无法确定。选项C错误,因为理想气体的内能变化仅取决于温度变化,温度升高,内能增加,不可能放热。
3. **动力学问题**:第三题考察的是物体在重力作用下的运动。甲球做自由落体,乙球沿弦轨道运动,丙球沿圆弧轨道运动。忽略摩擦力,所有球的加速度都是重力加速度。甲球从圆心出发,没有其他路径阻碍,因此最先到达D点。丙球因为从C点靠近D点出发,其路径最短,所以丙球可能是最后到达D点的,但题目未提供足够的信息来确定乙球和丙球谁先到达,所以选项B正确,无法判断哪个球最后到达。
4. **电路分析**:第四题是电路问题,涉及欧姆定律和并联电路。当只接通S1时,电流I1=10A,电压U1=12V,可计算电阻R=U1/I1=1.2Ω。当S2接通,启动电动机,电流I2=8A,电池内阻不变,电动机电流I3=I1-I2=2A。电动机的电压U2=I3 * R=2A * 1.2Ω=2.4V,所以通过启动电动机的电流是2A,答案是A。
5. **能量守恒和动量守恒**:第五题中,小车和沙桶系统在无摩擦的情况下,机械能守恒。当M远大于m时,可以近似认为绳对车的拉力等于沙桶和沙的重力mg。小车获得的动能等于系统势能的减少,即mgh。因此,选项B和C正确,A和D错误。
6. **电磁感应**:第六题考察电磁感应定律。当导体棒在磁场中切割磁感线运动时,会产生电动势,导致电流。当导体棒以恒定速度运动时,感应电动势和电流是恒定的,因此电路中的电流I随时间t线性变化,而消耗的电功率P与电流的平方成正比,也是随时间线性变化。所以,正确答案是AD。
7. **卫星轨道与运动**:第七题涉及天体运动和开普勒定律。卫星的周期与轨道半径的3/2次方成反比,所以GPS卫星的周期比"北斗一号"的短。加速度a与轨道半径的平方成反比,"北斗二号"的中轨道卫星加速度大于高轨道卫星,但不一定大于"北斗一号"的所有卫星,因为这还取决于卫星的具体高度。轨道高度低的卫星线速度大,所以"北斗二号"中轨道卫星的线速度大于高轨道卫星的线速度。所以,正确答案是B。
8. **动态摩擦力**:第八题考察摩擦力和牛顿第二定律。当小车加速时,物体A受到静摩擦力的作用以保持相对静止,根据牛顿第二定律,摩擦力等于物体A的惯性力,即ma。当小车加速度增大,物体A受到的摩擦力也增大,以抵消更大的惯性力。弹簧的拉力与弹簧的形变量成正比,因此弹簧拉力不会因小车的加速度改变而改变。所以,答案是D。
9. **平抛运动与自由落体**:第九题中,甲物体做平抛运动,乙物体自由下落,两轨迹相交于C点说明两物体在C点同时到达,速度相同。因此,选项A和B正确。两物体质量相等,初始高度相同,因此在C点的速率相等,选项B正确,但不能判断它们在C点之前的相对位置。
这些题目涵盖了核物理、热力学、动力学、电磁学、天体运动以及牛顿力学等多个物理学分支的知识点,是高考物理备考的重要内容。