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1、如图所示,倾角( 的足够长的斜面固定在水平面上,斜面下端固定一挡板,劲度系数的轻弹簧一端与挡板连接,另一端与质量为的滑块连接。绕过光滑轻质定滑轮的轻绳一端与滑块相连,另一端与质量为的石块相连。已知滑块与斜面间的动摩擦因数轻弹簧的弹性势能与形变量的关系为;开始时用手托住石块,轻绳恰好伸直、且与斜面平行但无弹力,滑块恰好不上滑(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力);现由静止释放石块,运动过程中弹簧都在弹性限度内,重力加速度 , , 。求:
(1)释放石块瞬间轻弹簧的弹性势能;
(2)滑块上滑过程中的最大速度。
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2、某同学设计一装置来探究容器内气体状态受外界环境变化的影响。如图所示,在容器上插入一根两端开口足够长的玻璃管,接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积 , 管内一长h=11cm的静止水银柱封闭着长度 的空气柱,此时外界环境的温度 。现把容器浸没在水中,水银柱静止时下方的空气柱长度变为10cm,已知容器的容积。求∶
(1)水的温度 T;
(2)若容器未浸入水中,向玻璃管加注水银,使水银柱的长度增加 , 仍使水银柱静止时下方的空气柱长度为10cm,求外界大气压。
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3、某实验小组想用伏安法测量在光照一定的情况下某太阳能电池的电动势 E(约3V),并探究其内阻的变化特性。设计的电路如图甲所示,电路中 , 电流表的内阻忽略不计。(1)、实验小组调节滑动变阻器测得多组电压和电流数据,并在坐标纸上描绘出光照一定情况下,电池的路端电压U与输出电流I的关系如图乙所示,由图像可知,当输出电流时,U与I成线性关系。则该电池的电动势= V,在满足U与I成线性关系的条件下,该电池的内阻r= (均保留两位有效数字)。(2)、当电流大于150mA 时,随着电流增大,电池的电阻(选填“增大”、“减小”或“不变”);当电压表(可视为理想电压表)的示数为0.5V时,电池的输出功率为W(保留两位有效数字)。
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4、学校某科研小组的同学想要测量本地的重力加速度。某同学在家做了单摆实验,他将一端固定在房顶的细线垂到自家窗沿下,在线的下端系了一个小球,发现当小球静止时,细线保持竖直且恰好与窗子上沿接触。打开窗子,让小球在垂直于窗口的竖直平面内摆动,如右图所示。已测得窗上沿到房顶的高度为h=3m,摆动中小球球心到窗上沿的距离为L=1m,并测得小球摆动的周期为T=3s,π取3.14,则(1)、小球摆动的周期为T=(用题中字母h、L、g、π表示),测得重力加速度大小为m/s2(保留三位有效数字)。(2)、科研小组的同学查到当地重力加速度的值,发现该测量值偏大,可能的原因是A、实验中误将 n次全振动次数记为n+1次 B、开始计时时,秒表过早按下 C、测L的长度时,摆线拉的过紧
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5、如图所示,绝缘中空轨道竖直固定,圆弧段COD 光滑,对应圆心角为120°,C、D 两端等高,O为最低点,圆弧圆心为 , 半径为R(R远大于轨道内径),直线段轨道AC、HD 粗糙,与圆弧段分别在C、D端相切,整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,在竖直虚线 MC左侧和ND 右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为 m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球,与直线段轨道间的动摩擦因数为μ,从轨道内距C点足够远的P点由静止释放,若 , 小球所受电场力等于其重力的倍。重力加速度为g。则( )A、小球在轨道AC上下滑的最大速度 B、小球第一次沿轨道AC下滑的过程中做加速度减小的加速运动 C、经足够长时间,小球克服摩擦力做的总功 D、经足够长时间,小球经过O点时,对轨道的弹力一定为
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6、某同学通过传感器测得的甲、乙两物体的运动图像如图所示,横轴为时间,纵轴忘记标记。已知甲曲线两部分均为抛物线,且t=0s与t=1s分别为开口向上和开口向下的抛物线的顶点。下列说法正确的是( )A、若图像为位移—时间图像,甲物体0~1s和1~2s加速度大小相等 B、若图像为位移—时间图像,0~1s乙物体平均速度大于甲物体平均速度 C、若图像为速度—时间图像,0~2s乙物体平均速度为甲物体平均速度的两倍 D、若图像为速度—时间图像,且两物体在同一直线上运动,可能在t=1s时刻相遇
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7、关于下列四幅图的说法正确的是( )A、图甲中,使摆球A先摆动,摆球B、C接着摆动起来,B摆的振幅最大 B、图乙为某金属在光的照射下,光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像。若用频率分别为和的两种单色光同时照射该金属,都能使该金属发生光电效应 C、图丙是一束复色光进入水珠后传播的示意图,在水珠中a光束的传播速度一定大于b光束的传播速度 D、图丁所示为双缝干涉示意图,挡板到屏的间距越小,相邻亮条纹间距越大
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8、如图甲所示,MN是一段倾角为的传送带,一个可以看作质点,质量为 的物块,以沿传动带向下的速度从M点开始沿传送带运动。物块运动过程的部分图像如图乙所示,取 , 则( )A、物块最终从传送带N点离开 B、物块将在4.8s时回到原处 C、物块与传送带之间的摩擦因数为 D、传送带的速度 , 方向沿斜面向下
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9、图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为和 , 图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像,下列说法正确的是( )A、时,质点a的位移沿y轴正向 B、时,质点a 的加速度方向与速度方向相同 C、该波沿x轴的负方向传播,波速为0.5m/s D、质点a经过4s振动的路程为1m
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10、运动员用同一足球罚点球,两次射门,足球斜向上踢出,分别水平打在水平横梁上的a、b两点,a为横梁中点,如图所示,不计空气阻力。下列说法正确的是( )A、两次的初速度大小可能相等 B、击中a点用的时间长 C、击中a的过程中,动能变化量小 D、两过程中动量变化量相等
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11、物理学中有很多关于“通量”的概念,如磁通量,辐射通量等,其中辐射通量表示单位时间内通过某一截面的辐射能,其单位为J/s,波长为的平行光垂直照射在面积为S的纸板上,已知该束光单位体积内的光子数为n,光速为c,普朗克常量为h,则该束光的辐射通量为( )A、 B、 C、 D、
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12、反卫星技术(ASAT)是目前在军事航天领域一项非常敏感且先进的技术,其中一项技术是从正在正常运行的某卫星发射激光束,直接击毁敌方的人造天体或航天系统。现假设有一个质量为m的地球卫星P在半径为 R的轨道上运行,可以对质量为 M、轨道半径为2R的地球卫星Q实施“激光打击”,已知M=2m,下列说法正确的是( )A、卫星Q受到地球的万有引力比卫星 P的大 B、卫星Q的周期是卫星P的 倍 C、卫星P 的加速度大小是卫星Q的4倍 D、卫星P 的线速度大小是卫星Q的2 倍
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13、硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术,其原理是进入癌细胞内的硼核()吸收慢中子(动能可忽略不计),转变成锂核(Li)和α粒子,释放出γ光子。已知核反应过程中质量亏损为 , γ光子的波长为λ,硼核的比结合能为 , 氦核的比结合能为 , 普朗克常量为h,真空中光速为c。则关于上述核反应,说法正确的是( )A、核反应方程为 B、上述核反应属于α衰变 C、γ光子的能量 D、锂核的比结合能
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14、利用电场与磁场控制带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示,一粒子源不断释放质量为m,带电量为的带电粒子,其初速度视为零,经过加速电压U后,以一定速度进入辐射状电场,恰好沿着半径为R的圆弧轨迹通过电场区域后垂直平面 , 射入棱长为2L的正方体区域。现调整射入位置,使带电粒子在边长为L的正方形MHLJ区域内入射,不计粒子重力及其相互作用。
(1)求辐射状电场中离子运动轨迹处电场强度的大小;
(2)若仅在正方体区域中加上沿MN方向的匀强电场,要让所有粒子都到达平面求所加电场强度的最小值;
(3)若仅在正方体区域中加上沿MN方向的匀强磁场,要让所有粒子都到达平面 , 求所加磁感应强度B的范围;
(4)以为原点建立如图所示直角坐标系 , 若在正方体区域中同时加上沿MN方向大小为的匀强电场和第(3)问中磁感应强度范围内最小值的匀强磁场,让粒子对准I点并垂直平面入射,求粒子离开正方体区域时的坐标位置(结果可用根号和圆周率π表示)。
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15、如图甲所示,水平面上固定着间距为的两条平行光滑直轨道(除DE、CF是绝缘的连接段外,其它轨道均为不计电阻的导体),AB之间有一个的定值电阻,DC的左侧轨道内分布着垂直导轨平面向下的匀强磁场 , 该磁场随时间的变化情况如图乙所示,EF的右侧轨道内分布着垂直导轨平面向上,磁感应强度的匀强磁场。时刻,质量电阻的a金属棒静止在距离导轨左侧处,并被特定的装置锁定。一个电阻的b金属棒在距离EF右侧处也被特定的装置锁定,两棒均长 , 且与轨道接触良好,不考虑连接处的能量损失。时,解除对a棒的锁定并施加水平向右的恒力,a棒离开磁场区域时已达到稳定的速度,过DC后撤去恒力,求
(1)时,通过a棒的电流大小及方向(图中向上或向下);
(2)a棒刚进入磁场时a棒两端的电势差;
(3)a棒进入磁场到接触b棒的过程中b棒产生的焦耳热;
(4)移去b棒,在磁场区域两导轨之间连接一个电容的电容器(距离a棒无限远),a棒最终速度。
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16、小黄设计的某游戏装置如图所示。水平台面上固定一半径为R的光滑竖直圆轨道,在圆轨道右侧C处放置质量为0.5m的小滑块B,CD间相距为l。在平台右侧有质量为m的“
”形载物盘E,用轻质细线通过定滑轮与静止在地面上质量也为m的物块F相连,载物盘距离地面高为h,与水平台面处于同一水平面并且静止。游戏开始时,选择合适的压缩量让一质量为0.5m的小滑块A从弹射器1处弹射出去,恰好能经过圆轨道最高点,与静止在C点的滑块B发生碰撞,碰撞后A、B粘在一起运动到载物盘上时恰好静止,然后物块F上升碰到小平台,触动弹射器2(压缩量可调)将小平台H上的小球水平抛出,落在倾角为θ的斜面上。小平台H的右端恰好位于斜面底端G的正上方。已知滑块只与平台CD段有摩擦,不计空气阻力、细绳与滑轮的摩擦力。“
”型载物盘的宽度不计,且着地时立即静止,滑块、小球均可视为质点。
(1)求CD段动摩擦系数μ;
(2)求小平台H距离地面的最大高度;
(3)若小平台H在第(2)问的最大高度上,斜面的倾角范围为 , 要使小球在斜面上的着落点离抛出点距离最近,试求抛出初速度与斜面倾角θ的关系。
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17、某大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘飞艇参加了“微重力飞行计划”,飞行员将飞艇开到6000m的高空后,让其由静止开始下落,以模拟一种微重力的环境,下落过程中飞艇所受空气阻力仅为其重力的0.04倍,大学生们就可以进行微重力影响的实验。在距离地面3000m时飞艇向下做匀减速直线运动,若要求飞艇以大小为的加速度做匀减速运动,重力加速度g取 , 试计算:
(1)微重力环境持续的时间;
(2)飞艇距离地面多高的地方速度减为零。
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18、在“导体电阻率的测量”实验中,某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。(1)、该同学先用欧姆表“×1”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图所示,金属丝电阻。(2)、该同学再次设计电路开展测量,并多次测量金属丝直径,要使测量结果准确到0.01mm,应选用的仪器是。(填写器材的名称)(3)、该同学选取的电压表和电流表,内阻分别约为6kΩ和0.1Ω。则下列图中符合实验要求且连线正确的是( )A、
B、
C、
D、
(4)、设计的电路中电流表的接法,主要是为了减小电表内阻对测量结果引起的误差(填“系统”或“偶然”)。(5)、将金属丝替换为小灯泡,改用电流传感器测得小灯泡的电流随时间变化的图线,会是哪个图(填“甲”、“乙”或“丙”)。 -
19、(1)在做“测定玻璃的折射率”的实验中。如图(a)所示,选用的玻璃砖前后两个光学面相互平行,和分别是玻璃砖与空气的两个界面,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和 , 然后在另一侧透过玻璃砖观察,用“•”表示大头针的位置,这样确定了射入玻璃砖的光线,确定了射出玻璃砖的光线。(1)、根据以上信息,请你在答题纸中画出光路图。(2)、若在实验过程中画出界面和后,某同学不小心将玻璃砖向上平移了一些,导致如图(b)所示的情景,则所测得的折射率与真实值相比将(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
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20、某同学在实验室研究“单摆测量重力加速度”的实验中,(1)、下列三张图片是三次操作中摆角最大的情景,其中操作合理的是_________(单选)A、
B、
C、
(2)、该同学用停表记录了单摆全振动50次所用的时间如图所示为s。(3)、选择正确实验图,利用测得的一组数据,计算得到的g值偏小,可能的原因是_________(单选)A、测摆长时摆线拉的过紧 B、开始计时时,停表过迟按下 C、摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了 D、某同学通过测量30次全振动的时间来测定单摆的周期T,他在单摆经过平衡位置时按下秒表记为“1”,若同方向再次经过平衡位置时记为“2”,在数到“30”时停止秒表,读出这段时间t,算出周期。