相关试卷

1、电容储能已经在电动汽车、风力发电等方面得到广泛应用。某同学设计了图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程和测定电容器的电容。器材如下：
电容器 $C$ （额定电压 $10 V$ ，电容标识不清）；
电源 $E$ （电动势 $12 V$ ，内阻不计）；滑动变阻器 $R_{1}$ （最大阻值 $20 Ω$ ）；
电阻箱 $R_{2}$ （阻值 $0 \sim 9999.9 Ω$ ）；电压表 $V$ （量程 $15V$ ，内阻较大）；
开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ ，电流传感器，计算机，导线若干。

(1)、按照图甲连接电路，闭合开关 $S_{1}$ 、断开开关 $S_{2}$ ，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器 $R_{1}$ 的滑片应向端滑动 $（$ 选填“ $a$ ”或“ $b$ ” $）$ ．

(2)、当电压表的示数为 $U_{1} = 3 V$ 时，调节 $R_{2}$ 的阻值，闭合开关 $S_{2}$ ，通过计算机得到电容器充电过程电流随时间变化的图像；保持 $R_{2}$ 的阻值不变，断开开关 $S_{1}$ ，得到电容器放电过程电流随时间变化的图像，图像如图乙所示。测得 $I_{1} = 6 mA$ ，则 $R_{2} =$ $Ω$ 。

(3)、重复上述实验，得到不同电压下电容器的充、放电过程的电流和时间的图像，利用面积法可以得到电容器电荷量的大小，测出不同电压下电容器所带的电荷量如下表：
实验次数
$1$
$2$
$3$
$4$
$5$
$6$
$U / V$
$3$
$4$
$5$
$6$
$7$
$8$
$Q / \times 10^{- 3} C$
$0.14$
$0.19$
$0.24$
$0.30$
$0.33$
$0.38$
请在图丙中画出 $U - Q$ 图像，并利用图像求出电容器的电容为F。（结果保留两位有效数字）

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2、图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙所示情形，图丙为某时刻两列超声波的波形图，P、Q为波源，点 $M (- 1.5, 0)$ 、点 $N (0.5, 0)$ 分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为340m/s，LC振荡回路的振荡周期为 $T = 2 π \sqrt{L C}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为340Hz B、两列波稳定叠加后，波源P、Q之间小水珠共有9个悬浮点 C、两列波稳定叠加后，波源P、Q之间振幅为2A的点共有10个 D、拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数

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3、下列说法正确的是(　　)

A、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变 B、X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的 C、在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长 D、速度相等的电子和质子，电子的波长大

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4、如图半径为L的细圆管轨道竖直放置，管内壁光滑，管内有一个质量为m的小球做完整的圆周运动，圆管内径远小于轨道半径，小球直径略小于圆管内径，下列说法不正确的是（　　）

A、经过最低点时小球可能处于失重状态 B、经过最高点Z时小球可能处于完全失重状态 C、若小球能在圆管轨道做完整圆周运动，最高点Z的速度v最小值为0 D、若经过最高点Z的速度v增大，小球在Z点对管壁压力可能减小

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5、小海同学制作的游戏装置如图所示，安装在竖直轨道 $A B$ 上的弹射器可上下移动，能射出速度大小可调节的小球。圆心为 $O$ 的圆弧槽 $B C D$ 上开有小孔 $P$ ，小球落到小孔时，速度只有沿 $O P$ 方向才能通过小孔，游戏成功。已知当弹射器在轨道上E位置，使小球以速度 $v_{0}$ 水平射出时，游戏成功，则进行下列操作后，仍能使游戏成功的是（　　）

A、弹射器在E位置，将小球以大于 $v_{0}$ 的速度斜向右上射出 B、弹射器在E位置，将小球以小于 $v_{0}$ 的速度斜向右下射出 C、升高弹射器至Q点，小球以大于 $v_{0}$ 的速度斜向右下射出 D、升高弹射器至Q点，小球以小于 $v_{0}$ 的速度斜向右上射出

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6、烟雾自动报警器中装有放射性元素镅241，其衰变方程为 $_{95}^{241} Am \to_{93}^{237} Np+X+ γ$ ， $_{95}^{241} Am$ 的半衰期为432年。下列说法正确的是（　　）

A、方程中的X为β粒子 B、 ${}_{93}^{237}$ Np的比结合能小于 ${}_{95}^{241}$ Am C、核反应的三种射线中，γ射线的电离能力最弱 D、若有1 000个 ${}_{95}^{241}$ Am原子核，经过432年后将剩下500个 ${}_{95}^{241}$ Am原子核未衰变

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7、某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈绕垂直磁场方向的轴 $O O^{'}$ 匀速转动，图乙是线圈转动过程中穿过线圈的磁通量Ф随时间t变化的图像，则（　　）

A、 $t = 0$ 时刻线圈处于中性面位置 B、 $t_{1}$ 时刻，穿过线圈的磁通变化率为零，感应电动势为零 C、 $t_{2}$ 时刻电流表示数为0， $t_{3}$ 时刻电流表的示数最大 D、 $t_{4}$ 时刻电流方向发生改变，线圈转动一周，电流方向改变两次

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8、物理学家在科研时经常利用电磁场加速和约束高能粒子。在如图所示的空间直角坐标系 $O x y z$ 中， $x \geq 0$ 的空间内充满匀强磁场，大小为 $B$ ，方向可调，初始时沿 $x$ 轴负方向。坐标为（0，0，L）的 $M$ 点有一粒子源，可沿 $y O z$ 平面内的第一象限与 $z$ 轴负方向成 $θ = 30^{°}$ 角发射粒子。粒子第一次运动到 $x O y$ 平面时轨迹恰好与 $y$ 轴相切。已知粒子质量为 $m$ ，电荷量为 $+ q$ ，不计粒子重力和粒子间的相互作用。

(1)、求粒子初速度 $v_{0}$ 的大小。

(2)、将磁场方向调整为沿 $z$ 轴正方向，求
①粒子运动到 $x O y$ 平面的时间；
②粒子经过 $x O y$ 平面时的 $x$ 坐标与 $y$ 坐标的表达式。（可用三角函数表示）

(3)、保持 $x \geq 0$ 空间的初始磁场和粒子发射方向不变，在此空间再充满沿 $z$ 轴负方向的匀强电场，电场强度大小满足 $E_{0} = \frac{v_{0} B}{2}$ ，求粒子运动过程中距 $x O y$ 平面的最大距离 $d$ 。

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9、某物理兴趣小组设计了一个电流天平，如图所示，“”形磁铁的两侧为 $N$ 极，中心为 $S$ 极，两极间的磁感应强度大小均为 $B$ ，磁极宽度均为 $L$ ，忽略边缘效应。绕在骨架上的正方形线圈套于中心磁极，骨架与秤盘连为一体，线圈两端 $C 、 D$ 与外电路连接。当一待测重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流可确定重物的质量。已知线圈匝数为 $n$ ，电阻为 $R$ ，弹簧劲度系数为 $k$ ，秤盘和线圈（含骨架）的总质量为 $M$ ，空气阻力忽略不计，求：

(1)、线圈向下运动过程中，线圈 $C$ 端的电势高还是 $D$ 端的高？

(2)、若供电的电流为 $I$ ，则待测重物的质量 $m$ 是多大？

(3)、如果把供电电源撤去、重物取走，将线圈 $C 、 D$ 两端短接，待秤盘静止后，再将质量也为 $M$ 的重物轻轻置丁秤盘上，秤盘会做阻尼振动，
①从把质量为 $M$ 的重物轻轻放置到秤盘上到最终秤盘停止运动，该过程中线圈产生的焦耳热；（已知弹簧的弹性势能 $E_{P} = \frac{1}{2} k x^{2}, k$ 为弹簧的劲度系数， $x$ 为弹簧的形变量）
②从把质量为 $M$ 的重物轻轻放置到秤盘上到秤盘第一次运动到最低点时弹簧的形变量为 $x_{0}$ ，求该过程中线圈受到的安培力的冲量大小。

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10、如图所示，某固定装置由长度 $L = 3 m$ 、倾角 $β = 37^{°}$ 的倾斜传送带 $A B$ ，圆心角 $α = 23^{°}$ 和 $θ = 60^{°}$ 、半径均为 $R = 1 m$ 的两圆弧管道 $B C 、 C D$ 组成，轨道问平滑连接。在轨道末端 $D$ 的右侧的光滑水平面上紧靠着轻质小车，小车上表面与 $D$ 所在的水平面平齐，右端放置质量 $m_{2} = 3 kg$ 的物块 $b$ 。质量 $m_{1} = 1 kg$ 的物块 $a$ 从传送带 $A$ 点由静止释放，经过 $B C D$ 滑出圆弧管道。已知传送带由电动机带动，以速度 $v = 8 m / s$ 顺时针转动， $a$ 与传送带及小车间的动摩擦因数均为 $μ_{1} = 1.5, b$ 与小车间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.2$ ，其它轨道均光滑，物块均可视为质点，不计空气阻力， $\sin 37^{°} = 0.6, \cos 37^{°} = 0.8$ 。

(1)、求物块 $a$ 在传送带上运动的时间 $t$ ；

(2)、为维持传送带能匀速运送物块 $a$ 从 $A$ 点到 $B$ 点，求电动机多做的功 $W$ ；

(3)、求物块 $a$ 到达 $D$ 点时对管道的作用力 $F_{N}$ ；

(4)、要使物块 $a$ 恰好不与物块 $b$ 发生碰撞，求小车长度的最小值 $d$ 。

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11、如图所示为一超重报警装置示意图，长度为 $L$ 、横截面积为 $S$ 、导热性能良好的薄壁容器水平放置，开口向右。一厚度不计的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在容器内，活塞通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连。不挂重物时封闭气体的长度为 $\frac{1}{4} L$ ，挂上某一质量的重物时活塞右移至位于离容器底部 $\frac{3}{4} L$ 位置的预警传感器处恰好平衡，此时系统将发出超重预警。已知环境温度为 $T_{0}$ ，大气压强为 $p_{0}$ ，重力加速度为 $g$ ，不计摩擦阻力。

(1)、在挂上重物达到平衡后，气体分子的数密度（选填“变大”、“变小”或“不变”），器壁单位面积所受气体分子的平均作用力（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

(2)、求刚好触发超重预警时所挂重物的质量 $m$ ；

(3)、从刚发出预警开始，若环境温度从 $T_{0}$ 缓慢降至 $0.99 T_{0}$ ，该过程中气体内能减少了 $Δ U$ ，求气体向外界放出的热量 $Q$ 。

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12、要测量一节干电池的电动势 $E$ 和内阻 $r$ ，现有下列器材：电压表 $V (0 \sim 3 V)$ ，电阻箱 $R (0 - 9999.9 Ω)$ ，定值电阻 $R_{0}$ ，开关和导线若干。某实验小组根据所给器材设计了如图1所示的实验电路。由于 $R_{0}$ 的阻值无法辨认，实验时先用一欧姆表测量其阻值。该欧姆表的内部结构如图2所示，该表有“ $\times 1$ ”、“ $\times 10$ ”两个倍率。现用该表测量阻值小于 $10 Ω$ 的电阻 $R_{0}$ 。

(1)、图2中 $a$ 表笔为（选填“红”或“黑”）表笔。要测量 $R_{0}, c$ 应与（选填“ $d$ ”或“ $e$ ”）相连。测量时指针位置如图3所示，欧姆表的读数为 $Ω$ 。

(2)、实验小组同学利用图1电路多次调节电阻箱阻值 $R$ ，读出电压表对应的数据，建立 $\frac{1}{R} - \frac{1}{U}$ 坐标系，描点连线得到如图4所示的图线，则该电源的电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ $Ω$ 。（结果均保留三位有效数字）

(3)、经核实，电阻 $R_{0}$ 的测量值与真实值一致，实验小组利用图1电路得到的内阻的测量值 $r_{测}$ （选填“小于”、“等于”或“大于”）真实值 $r$

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13、

(1)、在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列器材需要用到的有___（多选）。

A、 B、 C、 D、

(2)、在上述实验时，每 $10^{3} mL$ 油酸酒精溶液中有纯油酸 $1 mL$ ，用注射器测得80滴这样的溶液为 $1 mL$ 。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，测得油膜面积约为 $150 {cm}^{2}$ ，可估算油酸分子的直径大小约为m。（结果保留一位有效数字）

(3)、如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积 $V$ ，由压强传感器测得的压强值 $p$ 在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实验得到的图像可能是。

A、 B、 C、 D、

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14、如图所示是“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置。

(1)、该实验中，下列操作步骤必要的是_______。

A、需将导轨远离滑轮的一端适当调高 B、槽码质量应远小于小车质量 C、小车运动结束后，先关闭打点计时器再取下纸带

(2)、如图是某次正确操作后得到的纸带，在纸带上每隔4个点取一个计数点。已知打点计时器所用交流电源的频率为 $50 Hz$ ，由此测得纸带上打下计数点3时小车的速度大小为 $m/s$ ，小车的加速度大小为 ${m/s}^{2}$ 。（结果均保留两位数）

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15、如图所示的 $x O y$ 坐标系中， $x$ 正半轴和 $y$ 正半轴上存在两列相干线性平面波波源 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ ，传播方向如图。已知直线 $y = x$ 上的所有点均为振动减弱点，直线 $y = \frac{3}{4} x$ 上距离坐标原点 $O$ 最近的加强点 $P$ 与 $O$ 点的距离为 $1 m$ ，两平面波的振动周期均为 $T = 0.5 s$ 。下列说法正确的是（　　）

A、两列波的起振方向相同 B、两列波的波速 $v = 0.8 m / s$ C、直线 $y = \frac{3}{4} x$ 上的减弱点距离 $O$ 点越远分布越稀疏 D、以 $O$ 点为圆心、 $5 λ$ 为半径的圆周上有10个加强点

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16、下列说法正确的是（　　）

A、荷叶上的露珠呈椭球形是因为露珠浸润荷叶的缘故 B、电阻应变片的电阻值随其机械形变的变化而变化 C、当观察者与波源一起运动时，观察者接收到的波的频率变大 D、 $L C$ 振荡电路中，当电容器的电势差达到最大时线圈的自感电动势也最大

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17、如图甲所示，圆心为O、半径为R的光滑绝缘圆管道固定放置在水平面上，PM为圆的一条直径，在P点静止放置一质量为m、电荷量为+q的带电小球。t = 0时刻开始，在垂直于圆管道平面的虚线同心圆形区域内加一随时间均匀变化的磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间的变化如图乙所示，t = t₀时刻小球第一次运动到M点。下列说法正确的是（　　）

A、顺着磁感线方向看，小球沿顺时针方向运动 B、t₀时刻磁感应强度的大小为 $\frac{2 π m}{q t_{0}}$ C、管道内产生的感生电场强度大小为 $\frac{2 π m R}{q t_{0}^{2}}$ D、t₀时刻小球对轨道的压力大小为 $\frac{4 π^{2} m R}{t_{0}^{2}}$

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18、一群处于 $n = 4$ 能级的氢原子向低能级跃迁时能发出不同频率的光，其中只有3种频率的光 $a 、 b 、 c$ 照射到图甲电路阴极 $K$ 的金属上能发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示。已知氢原子的能级图如图丙所示，下列推断正确的是（　　）

A、氢原子从 $n = 4$ 能级跃迁到 $n = 3$ 能级时释放出 $a$ 光 B、阴极金属的逸出功可能为 $W_{0} = 2.50 eV$ C、若图乙中的 $U_{a} = 6.00 V$ ，则 $U_{c} = 3.45 V$ D、若图甲中电源右端为正极，随着滑片向右滑动，光电流逐渐增大

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19、如图所示， $O B C D$ 为半圆柱体玻璃的横截面， $O D$ 为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿 $A O$ 方向从真空射入玻璃，两束光分别从 $B 、 C$ 两点射出。下列说法正确的是（　　）

A、 $C$ 点比 $B$ 点先有光射出 B、从 $B$ 点射出的光子比从 $C$ 点射出的光子的动量小 C、通过相同的单缝，从 $B$ 点射出的光比从 $C$ 点射出的光衍射现象更明显 D、调节 $A O$ 的入射方向，从曲面射出的光有可能与 $A O$ 方向平行

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20、如图所示，A为置于地球赤道上待发射的卫星，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C为地球同步卫星。已知C的线速度大小为v，运行周期为T，轨道半径为地球半径的X倍，B的轨道半长轴为地球半径的Y倍。下列说法正确的是（　　）

A、A的线速度大小为Xv B、B的运行周期为 ${(\frac{X}{Y})}^{\frac{3}{2}} T$ C、B经过轨道上Q点时的加速度大小为 $\frac{2 π v}{T}$ D、欲使A进入地球同步轨道，其发射速度至少为11.2 km/s

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实验次数	$1$	$2$	$3$	$4$	$5$	$6$
$U / V$	$3$	$4$	$5$	$6$	$7$	$8$
$Q / \times 10^{- 3} C$	$0.14$	$0.19$	$0.24$	$0.30$	$0.33$	$0.38$