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相关试卷

1、某学习小组利用图示装置探究加速度与力、质量的关系，主要操作步骤如下：
a.按图甲所示完成装置安装，木板左端用铰链连接在桌面上，将1个钩码通过跨过定滑轮的细绳连接到小车上；
b.调整木块位置，使小车获得一定初速度后，遮光片通过两光电门的遮光时间相等；
c.取下钩码，由静止释放小车，记录小车通过上、下两个光电门时遮光片的遮光时间，分别记为 $t_{1}$ 和 $t_{2}$ ；
d.依次增加悬挂的钩码（完全相同）个数n，重复步骤b、c、d。
请完成以下问题：

(1)、两光电门中心间的距离为s，遮光片的宽度d用螺旋测微器测量如图乙，读得 $d =$ mm。由 $a = \frac{d^{2}}{2 s} (\frac{1}{t_{2}^{2}} - \frac{1}{t_{1}^{2}})$ 计算出小车加速度。

(2)、要探究小车加速度与所受合外力的关系，以加速度a为纵轴，以（选填“n”“ $\frac{1}{n}$ ”“ $n^{2}$ ”或“ $\frac{1}{n^{2}}$ ”）为横轴描点作图，当所作图像是一条过坐标原点的倾斜直线时，则说明：在小车质量不变的情况下，小车的加速度与所受合外力成正比。

(3)、下列做法能减小本实验误差的是______。

A、减小两光电门之间的距离 B、要确保小车的质量远大于钩码的质量 C、挑选遮光片时，选宽度比较小的 D、挑选表面比较光滑的木板进行实验

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2、间距为 $L = 1 m$ 的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定放置在同一水平面内，两导轨间存在大小为 $B = 1 T$ ，方向垂直导轨平面向外的匀强磁场，导轨左端串接一阻值为 $R = 4 Ω$ 的定值电阻，导体棒垂直放在导轨上，如图所示。当水平圆盘匀速转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动，T形支架进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动，以水平向右为正方向，其位移x与运动时间t的关系为 $x = - 0.5 \cos (4 t) m$ 。已知导体棒质量为 $m = 1 kg$ ，总是保持与导轨接触良好，除定值电阻外其余电阻均忽略不计，空气阻力忽略不计，不考虑电路中感应电流的磁场，则下列说法正确的是（　　）

A、导体棒在运动过程中，产生感应电流的最大值为 $I_{m} = 0. 5A$ B、在 $0 ~ \frac{π}{8} s$ 时间内，通过导体棒的电荷量为0.25C C、在 $0 ~ \frac{π}{8} s$ 时间内，T形支架对导体棒做功 $W_{T} = (2 + \frac{π}{16}) J$ D、当T形支架对导体棒的作用力为0时，导体棒的速度大小为 $\frac{32}{\sqrt{257}} m / s$

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3、“辘轳”是中国古代取水的重要设施，通过转动手柄将轻绳缠绕到半径为R的转筒上，就可以把水桶从井中提起。若某次转动手柄的角速度 $ω$ 随时间t变化的图像如图乙所示，经 $3 t_{0}$ 时间把水桶从井底提升到井口，水桶和桶中水的总质量为m，重力加速度大小为g，水桶可看成质点，下列说法正确的是（　　）

A、水井的深度为 $2 ω_{0} R t_{0}$ B、 $0 ~ 3 t_{0}$ ，水桶做初速度为零的匀加速直线运动 C、把水桶从井底提升到井口的过程中合力对水桶和桶中水做功为 $\frac{m ω_{0}^{2} R^{2}}{2}$ D、把水桶从井底提升到井口的过程中克服重力做功的平均功率为 $\frac{m g ω_{0} R}{2}$

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4、如图所示，在平面直角坐标系xOy的 $(- 8, 0)$ 、 $(8, 0)$ 两点处固定着电荷量分别为+q、 $- 9 q$ 的两个点电荷，A、B为y轴上两点，坐标分别为 $(0, 2)$ 、 $(0, - 6)$ ， M、N、P、Q四个点是以 $- 9 q$ 为中心的正方形的四个顶点，在上述两个点电荷所形成的电场中，下列说法正确的是（　　）

A、N点与Q点电势相等 B、x轴上 $x = - 4 cm$ 处电场强度为零 C、B点的电势高于A点的电势，A点的电场强度大于B点的电场强度 D、将某一负电荷从P点移动到Q点电场力做的功大于将其从N点移动到M点电场力做的功

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5、如图甲所示，均匀介质中三个相同的波源分别位于xOy平面直角坐标系中的A、B、C点，波源振动方向均垂直纸面，振动图像均如图乙所示，波速均为2cm/s。则（　　）

A、质点D比质点O晚起振4s B、 $t = 7.2 s$ 时，质点O的速度方向与加速度方向相同 C、若取走波源B，稳定后质点O、D的相位差始终为 $π$ D、若取走波源C，稳定后质点O与质点D的振幅相等

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6、为了研究多层钢板在不同模式下的防弹效果，建立如下简化模型。如图所示，两个完全相同的钢板A、B厚度均为d，质量均为m。第一次把A、B焊接在一起静置在光滑水平面上，质量也为m的子弹水平射向钢板A，恰好将两钢板击穿。第二次把A、B间隔一段距离水平放置，子弹以同样的速度水平射向A，穿出后再射向B，且两块钢板不会发生碰撞。设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，不计子弹的重力，子弹可视为质点。下列说法正确的是（　　）

A、第一次子弹射出B时，A的位移为d B、第一次子弹穿过A、B所用时间之比为 $1 : \sqrt{2}$ C、第二次子弹不能击穿钢板B，进入钢板B的深度为 $\frac{2 + \sqrt{3}}{3} d$ D、第一次、第二次整个系统损失的机械能之比为 $8 : (6 + \sqrt{3})$

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7、如图甲所示，取一电阻率为 $ρ$ 的均质金属材料，将它做成横截面为圆形的金属导线，每段导线体积均恒为V。如图乙所示，将一段导线接在电动势为E，内阻为r的电源两端，并置于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，如图丙所示，将另一段导线接在恒流源两端，下列说法不正确的是（　　）

A、乙图中，拉长该段导线使直径减小，导线电阻随之增大 B、丙图中，拉长该段导线使直径减半，导线两端电压变为原来的8倍 C、丙图中，改变导线直径，该段导线发热功率与直径的四次方成反比 D、乙图中，通过改变导线直径可改变导线所受的安培力，且最大安培力为 $\frac{1}{2} B E \sqrt{\frac{V}{ρ r}}$

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8、开普勒用二十年的时间研究第谷的行星观测记录，发现了行星运动规律。通常认为，太阳保持静止不动，行星绕太阳做匀速圆周运动，则开普勒第三定律中常量 $k_{1} = \frac{R^{3}}{T^{2}}$ （R为行星轨道半径，T为运行周期）。如图所示，三个质量均为m的天体相距为L成一直线排列，在万有引力作用下构成一稳定的星系。该星系中有类似于开普勒第三定律中常量 $k_{2} = \frac{L^{3}}{T^{2}}$ 。已知引力常量为G，则 $k_{2}$ 的值为（　　）

A、 $\frac{5 G m}{16 π^{2}}$ B、 $\frac{G m}{4 π^{2}}$ C、 $\frac{3 G m}{4 π^{2}}$ D、 $\frac{(2 + \sqrt{2}) G m}{4 π^{2}}$

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9、学校组织趣味运动会，某运动员手持乒乓球拍托着球沿水平直赛道向前跑，运动员速度越大，乒乓球受到的水平风力越大。已知球拍面与水平面的夹角为53°，乒乓球的质量为2.7g，乒乓球与球拍面之间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 $g = 10 m / s^{2}$ ， $\sin 53 ° = 0.8$ ，不考虑乒乓球的滚动，当运动员以某一速度匀速向前跑时，乒乓球恰好不下滑，关于此时的乒乓球下列说法正确的是（　　）

A、乒乓球受到的摩擦力方向沿球拍向下 B、乒乓球受三个力的作用 C、乒乓球受到的风力大小为 $1.35 \times 10^{- 2} N$ D、如果球拍面竖直，则乒乓球不会下滑

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10、测糖仪的原理是溶液的折射率与含糖率成正比，通过测量溶液相对标准透明介质的折射率，即可得到待测溶液的含糖率。如图所示为某种测糖仪内部核心结构的原理图，截面为半圆形的透明容器中装有待测溶液，容器右侧有一截面为长方形的标准透明介质，介质右侧面贴有一屏幕，可用来记录光线出射的位置。一束光沿半径方向射向半圆形圆心，射出后分为 $a$ 、 $b$ 两束光，光路图如图所示，其中 $α > β$ ，忽略容器壁的厚度，下列说法正确的是（）

A、 $a$ 、 $b$ 光在溶液中的传播速度比在透明介质中的小 B、若稍微提高溶液的含糖率，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 C、若逐渐提高溶液的含糖率， $a$ 光先不能射出容器 D、稍水平向左移动透明介质，光线打在屏幕上的位置均将向下移动

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11、2024年10月8日消息，本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿，“以表彰他们为利用人工神经网络进行机器学习作出的基础性发现和发明”。在物理学的探索和发现过程中，物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是（　　）

A、惯性定律即牛顿第一定律，伽利略通过理想斜面实验直接验证了惯性定律 B、美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，并通过油滴实验测得元电荷的数值 C、自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系，丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应 D、根据速度定义式 $v = \frac{Δ x}{Δ t}$ ，当 $Δ t$ 足够小时， $\frac{Δ x}{Δ t}$ 就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了微元法思想方法

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12、如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，大量比荷为 $\frac{q}{m}$ 、速度大小范围为 $0 \sim \sqrt{3} v_{0}$ 的粒子从PM和QK间平行于PM射入圆形磁场区域，PM与圆心O在同一直线上，PM和QK间距离为0.5R，已知从M点射入的速度为 $v_{0}$ 的粒子刚好从N点射出圆形磁场区域，N点在O点正下方，不计粒子重力以及粒子间的相互作用。求：
（1）圆形区域磁场的磁感应强度B及带电粒子电性；
（2）圆形区域内有粒子经过的面积；
（3）挡板CN、ND下方有磁感应强度为2B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，ND=R，直线CD与圆形区域相切于N点，到达N点的粒子均能从板上小孔进入下方磁场，挡板ND绕N点在纸面内顺时针旋转，ND板下表面上有粒子打到的区域长度l与板旋转角度α（0°≤α<90°）之间的函数关系式。

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13、如图(a)所示，两条平行导轨固定在同一水平面内，相距为L，在导轨之间右侧的长方形区域内（如图阴影部分）存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。导轨右端固定连接一根光滑的圆柱形金属MN，另一根金属棒PQ则垂直放置在导轨上，用一根轻绳连接棒PQ的中点后跨过棒MN的中点悬挂一物体，两金属棒之间的绳子保持水平，静止释放物体后棒PQ沿粗糙导轨运动的v-t图象如图（b）所示。已知棒PQ和所挂物体的质量均为m，导轨电阻可忽略不计。求：
（1）金属棒PQ进入磁场后所受安培力的大小；
（2）两金属棒在回路中的总电阻R。

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14、如图所示为某型号家用喷水壶的外形图和原理图，壶中气筒内壁的横截面积 $S = 3.0 \times 10^{- 4} m^{2}$ ，活塞的最大行程为 $l = 0.16 m$ ，正常喷水时壶内气体压强需达到 $p = 1.5 \times 10^{5} Pa$ 以上。壶内装水后，将压柄连接的活塞压到气筒的最底部，此时壶内气体体积为 $V_{0} = 1.2 \times 10^{- 3} m^{3}$ ，压强为 $p_{1} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ ，温度为27℃．已知大气压强 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ 。
（1）将喷水壶放到室外，室外温度为12℃，求稳定后壶内气体的压强；
（2）在（1）问情况下且温度保持不变，为了使喷水壶达到工作状态，至少需要通过压柄充气多少次？

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15、某同学设计了如图所示的装置来探究机械能守恒。轻质细线的上端固定在O点，下端连接摆球，在摆球摆动的路径上可以用光电门测其瞬时速度。

(1)、利用光电门测量摆球通过某点速度时，测得摆球直径为d，通过光电门时间为t，则过该点的瞬时速度大小 $v =$ 。

(2)、如果摆球每次从A位置静止释放，测得距最低点E的竖直高度h处的速度为v，以h为横坐标， $v^{2}$ 为纵坐标，建立直角坐标系，作出的图线是否过坐标原点（选填“是”或“否”）

(3)、另一同学分别在A、B、C、D、E点安装光电门，得到摆球经过每个光电门的速度，并且相邻两点竖直高度差相等。通过计算发现相邻两点速度的平方差近似相等，则摆球在摆动过程中机械能（选填“守恒”或“不守恒”）。

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16、如图所示，两条电阻不计的光滑平行导轨AED和BFC与水平面成 $θ$ 角，平行导轨间距为L，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在O点，弹簧中心轴线与轨道平行，另一端与质量为m、电阻为r的导体棒相连，导轨一端连接定值电阻R，匀强磁场垂直穿过导轨平面ABCD，AB到CD的距离足够大，磁感应强度大小为 $B_{0}$ ， O点到CD的距离等于弹簧的原长，导体棒从CD位置静止释放，到达EF位置时速度达到最大，CD到EF的距离为d，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A、导体棒从CD到EF过程中，流过定值电阻R的电流方向为A到B B、导体棒从CD到EF过程中，流过定值电阻R的电荷量为 $\frac{B_{0} L d}{R}$ C、导体棒到达EF时的最大速度为 $\frac{m g (r + R) \sin θ}{B_{0}^{2} L^{2}}$ D、导体棒从CD到下滑到最低点的过程中导体棒与弹簧组成的系统机械能一直减小

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17、如图所示，足够长的光滑水平杆上套有一质量为m的圆环P，圆环右侧被一竖直挡板挡住，一根长为L且不可伸长的轻质细线一端固定在圆环P上，另一端与质量为2m的小球Q（视为质点）相连，把小球拉到水平等高处，细线刚好拉直，静止释放小球。已知重力加速度为g，忽略空气的阻力。则（　　）

A、当小球Q第一次到达左端最高点时，细线对P做功为 $\frac{4}{9} m g L$ B、当小球Q第二次到最低点时，细线对Q做功为 $\frac{16}{9} m g L$ C、当小球Q第二次到最低点时，小球Q的加速度大小为2g D、当小球Q第二次到最低点时，细线对Q的拉力大小为 $\frac{20}{9} m g$

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18、如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上。甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，两个粒子经过a点时具有相同的动能，由此可以判断（　　）

A、甲粒子c点时与乙粒子d点时具有相同的动能 B、甲乙两粒子带异号电荷 C、若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能 D、两粒子经过b点时具有相同的动能

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19、如图所示ABC为等边三角形，电荷量为+q的点电荷Q₁固定在A点。先将一电荷量也为+q的点电荷Q₂从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为－W。再将Q₂从C点沿CB移到B点。下列说法正确的是（　　）

A、+q从无穷远处移到C点的过程中，电势能减少了W B、+q在移到B点后的电势能为W C、Q₂在C点的电势为 $- \frac{W}{q}$ D、+q从C点移到B点的过程中，所受电场力做负功

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20、如图所示，在平面直角坐标系中，第三象限里有一加速电场，一个电荷量为q、质量为m的带正电粒子(不计重力)，从静止开始经加速电场加速后，垂直x轴从A（-4L，0）点进入第二象限，在第二象限的区域内，存在着指向O点的均匀辐射状电场，距O点4L处的电场强度大小均为 $E = \frac{q L B_{0}^{2}}{16 m}$ ，粒子恰好能垂直y轴从C（0，4L）点进入第一象限，如图所示，在第一象限中有两个全等的直角三角形区域I和Ⅱ，充满了方向均垂直纸面向外的匀强磁场，区域I的磁感应强度大小为B₀ ，区域Ⅱ的磁感应强度大小可调，D点坐标为（3L，4L），M点为CP的中点。粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场。从磁场区域I进入第二象限的粒子可以被吸收掉。求
（1）加速电场的电压U；
（2）若粒子恰好不能从OC边射出，求区域Ⅱ磁感应强度大小；
（3）若粒子能到达M点，求区域Ⅱ磁场的磁感应强度大小的所有可能值。

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