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相关试卷

1、医用防病毒口罩的熔喷布经过驻极处理可增加静电吸附作用，某驻极处理后的口罩可以简化为下图均匀带正电竖直绝缘板。一颗有一定质量的飞行带电颗粒在重力和静电力作用下由a点运动到b点，轨迹如图所示。忽略空气阻力，关于该颗粒的电势能与机械能的变化情况，下列说法正确的是（）

A、电势能先减小后增大，机械能先减小后增大 B、电势能先增大后减小，机械能先减小后增大 C、电势能先减小后增大，机械能先增大后减小 D、电势能先增大后减小，机械能先增大后减小

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2、为防止人类太空航行长期处于失重环境中引起的健康问题，科学家们设想将太空飞船建造成轴对称环形结构，通过圆环绕中心轴匀速转动使航天员产生模拟重力效果。若圆环的直径为 $40 m$ ，航天员（可视为质点）站立于圆环内壁时，为产生与宇航员在地球表面相同的重力效果，则圆环转动的角速度 $ω$ 约为（）

A、 $0.7 rad / s$ B、 $1.4 rad / s$ C、 $7 rad / s$ D、 $14 rad / s$

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3、如图所示变压器为理想变压器，原副线圈匝数比为 $n_{1} : n_{2} = 2 : 1$ ， $L_{1}$ 和 $L_{2}$ 是两个完全相同的灯泡，每个灯泡的额定功率为 $10 W$ ，额定电压为 $5 V$ ， a、b两端接入正弦交流电，两灯泡恰好正常发光，此时图中交流电流表的示数为（）

A、 $1.0 A$ B、 $2.0 A$ C、 $3.0 A$ D、 $4.0 A$

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4、在处理核电站的废水中，一个关键步骤是对水中的放射性同位素进行监测与净化。若某核废水中含有放射性同位素铯137，其半衰期约为30年。假设当前废水池中铯137含量占有一定比例，则该废水中的铯137含量减为当前含量的1/8需要的时间大约为（　　）

A、30年 B、60年 C、90年 D、120年

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5、智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。如图所示，智能机器人携带包裹从供包台静止开始运动，抵达分拣口时，速度恰好减为零，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣口中。某次分拣时，携带包裹的机器人沿倾角为α=8°的轨道从供包台静止开始运动到相距44m的分拣口处。在运行过程中包裹与托盘保持相对静止。已知机器人加速过程的加速度为2m/s² ，运行的最大速度为4m/s，机器人以最大速度匀速运动8s后，做匀减速运动，并刚好停在分拣口。机器人运送包裹过程中可视为质点。
（1）若包裹与托盘的动摩擦因数为 $μ = \frac{\sqrt{3}}{3} ，$ 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在机器人到达分拣口处，要使得包裹能下滑，托盘与车上表面的夹角最小是多少？
（2）机器人匀减速过程的加速度为多少？

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6、两根相互平行、足够长的光滑金属导轨ACD-A₁C₁D₁固定于水平桌面上，左侧AC-A₁C₁轨道间距为L，右侧CD-C₁D₁轨道间距为2L，导轨所在区域存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。如图所示，两横截面积相同、由同种金属材料制成的导体棒a、b分别置于导轨的左右两侧，已知导体棒a的质量为m。某时刻导体棒a获得一个初速度v₀开始向右运动，导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。关于导体棒之后的运动，下列说法正确的是（　　）

A、运动过程中导体棒a、b组成的系统动量守恒 B、导体棒a、b运动稳定后的速度之比为2：1 C、从开始到运动稳定的过程中，通过导体棒a的电荷量为 $\frac{m v_{0}}{5 B L}$ D、从开始到运动稳定的过程中，导体棒b产生的热量为 $\frac{1}{9} m v_{0}^{2}$

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7、如图所示，悬挂于O点的轻质弹簧，劲度系数k＝100 N/m，其下端拴一质量m＝1 kg的小物体A，紧挨物体A有一质量M＝2 kg的物体B，现对B施加一个竖直向上、大小为38 N的力F，系统处于静止状态，现突然改变力F的大小，使物体A、B以加速度a＝2 m/s²匀加速下降，直到A、B两物体分离，取g＝10 m/s² ，则（）

A、两物体刚开始匀加速下降时，力F大小为8 N B、两物体分离时，弹簧刚好恢复原长 C、改变力F的大小后经0.4 s ，A、B两物体分离 D、从改变力F到两物体分离的过程中，系统克服力F做的功为3.84 J

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8、如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电量为+q，电场强度为E、磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为µ，重力加速度为g，小球由静止开始下滑直到稳定的过程中（　　）

A、小球的加速度一直减小 B、小球的机械能和电势能的总和保持不变 C、下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是 $v = \frac{2 μ q E - m g}{2 μ q B}$ D、下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是 $v = \frac{2 μ q E + m g}{2 μ q B}$

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9、某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆，每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示，该行星与地球的公转半径比为（　　）

A、 ${(\frac{N}{N - 1})}^{\frac{2}{3}}$ B、 ${(\frac{N + 1}{N})}^{\frac{3}{2}}$ C、 ${(\frac{N}{N - 1})}^{\frac{3}{2}}$ D、 ${(\frac{N + 1}{N})}^{\frac{2}{3}}$

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10、如图，一水平圆盘绕竖直中心轴以角速度ω做匀速圆周运动，紧贴在一起的M、N两物体（可视为质点）随圆盘做圆周运动，N恰好不下滑，M恰好不滑动，两物体与转轴距离为r，已知M与N间的动摩擦因数为µ₁ ， M与圆盘面间的动摩擦因数为µ₂ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。µ₁与µ₂应满足的关系式为（　　）

A、 $μ_{1} + μ_{2} = 1$ B、 $\frac{μ_{1}}{μ_{2}} = 1$ C、 $μ_{1} μ_{2} = 1$ D、 $\frac{μ_{1} + μ_{2}}{μ_{1} μ_{2}} = 1$

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11、一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持两股绳之间的夹角θ不变，如图所示，当用力拉绳使木块前进s时，力F对木块做的功（不计绳重和摩擦）是（）

A、Fscosθ B、Fs（1＋cosθ） C、2Fscosθ D、2Fs

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12、小明利用压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小的特点，设计了一个判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图所示，虚线框内是连接压敏电阻的电路，压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置着一个物块，在升降机运动过程中的某一段时间内，发现电流表的示数I恒定不变，且I小于升降机静止时电流表的示数I₀ ，则这段时间内（　　）

A、升降机可能匀速下降 B、升降机可能匀减速下降 C、升降机可能匀加速下降 D、升降机可能变加速上升

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13、物理思想和方法是研究物理问题重要手段，以下说法错误的是（　　）

A、如图所示，伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论 B、如图所示，研究弹力时，书本放在桌面上对桌面有压力，这种形变非常微小，我们可以通过观察反射的激光的变化来判断，这种方法被称之为微小量放大法。 C、把一个物体当作“质点”进行研究，使用了控制变量法。 D、在研究重力的作用点重心过程中，利用了等效的思想。

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14、半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，某公司开发的第一代晶圆掺杂机主要由三部分组成：离子发生器，控制器和标靶。简化模型如图所示，离子发生器产生电量为＋q，质量为m的离子，以足够大速度 $v_{0}$ 沿电场的中央轴线飞入电场；控制器由靠得很近的平行金属板A、B和相互靠近的两个电磁线圈构成（忽略边缘效应），极板A、B长为 $L_{1}$ ，间距为d，加上电压时两板间的电场可当作匀强电场，两电磁线圈间的圆柱形磁场可以当作匀强磁场，磁感应强度与电流的关系B=kI，k为常数，匀强电场与（柱形）匀强磁场的中轴线互相垂直相交，磁场横截面的半径为 $r_{0}$ ；标靶是半径为R的单晶硅晶圆，并以晶圆圆心为坐标原点，建立Oxy正交坐标系。晶圆与匀强电场的中轴线垂直，与匀强磁场的中轴线平行，且与匀强电场中心和柱形匀强磁场中轴线的距离分别为 $L_{2}$ 和 $L_{3}$ ，其中 $R = \sqrt{3} L_{3}$ 。 $U_{AB} = 0$ ， I=0时，离子恰好打到晶圆的（0，0）点。
（1）当 $I = 0$ ， $U_{AB} = U_{1}$ 时，离子恰好能打到（0，-R）点，求 $U_{1}$ 的值。
（2）当 $U_{AB} = 0$ ， $I = I_{1}$ 时，离子能打到点（R，0），求 $I_{1}$ 的值。
（3）试导出离子打到晶圆上位置（x，y）与 $U_{AB}$ 和I的关系式。（提示：磁场中运动时间很短，可以不考虑x方向的影响 $\tan θ = \frac{2 \tan \frac{θ}{2}}{1 - \tan^{2} \frac{θ}{2}}$ ）

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15、某同学利用如图所示的实验装置验证两小球在斜槽末端碰撞过程中动量守恒。实验时，将斜槽固定在桌面上，斜槽末端距地面高度h=1.25m。安装光电门于斜槽末端附近，调整光电门的高度，使激光发射点与球心高。已知：两小球的质量m₁=40g，m₂=80g，取当地重力加速度g=10m/s²。
①用游标卡尺测量小球1的直径为1cm；
②小球2静止于斜槽末端，令小球1从斜槽上某一位置由静止滑下。小球1通过光电门后，与小球2对心正碰。碰后小球1反弹，再次经过光电门，小球2水平抛出；
③某次实验，光电门测得小球1与小球2碰撞前后两次遮光的时间分别为Δt₁=2.0ms、Δt₂=10.0ms，随即取走小球1：
④测得小球2抛出的水平位移为s=1.4m。

(1)、下列关于实验的要求正确的是______；

A、小球1的质量必须大于小球2的质量 B、斜槽轨道末端必须是水平的 C、小球1、2的大小必须相同

(2)、规定向右为正方向，通过测量数据计算系统碰前的动量为kg·m/s，碰后的总动量为kg·m/s。（结果均保留两位有效数字）在误差允许的范围内，两小球碰撞过程遵循动量守恒定律。

(3)、多次改变小球1释放的高度，将每次小球1先后遮光的时间Δt₁、Δt₂及小球2抛出的水平位移s记录下来，以s为横坐标，以（填“ $\frac{1}{Δ t_{1}} + \frac{1}{Δ t_{2}}$ ”或“ $\frac{1}{Δ t_{1}} - \frac{1}{Δ t_{2}}$ ”）为纵坐标，将绘制出一条正比例关系图线。若图线的斜率约为m^-1·s^-1（结果保留三位有效数字），也可以得出碰撞过程动量守恒的结论。

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16、如图所示，间距L=0.5m的两平行光滑金属导轨由倾斜部分与水平部分用绝缘材料在M、N两处平滑连接而成，倾斜部分与水平面夹角37°，倾斜面虚线范围内存在B₁=2T的匀强磁场，磁场方向垂直倾斜面向上。金属导轨水平部分虚线区域存在宽度为0.5m，方向竖直向上， $B_{2} = \frac{4 \sqrt{30}}{15} T$ 的匀强磁场，正方形金属线框efgh静止在磁场B₂左侧。开始时单刀双掷开关S与1接通，金属棒ab处于静止状态，现快速把单刀双掷开关S切换到2，与电容C相连，金属棒ab沿倾斜轨道下滑，金属棒经过MN后与静止在水平轨道上的正方形金属线框efgh碰撞后粘合在一起沿水平轨道进入B₂ ，已知金属棒质量为m=0.1kg，电源电动势3V，电容器电容C=0.2F，金属棒和金属线框每边电阻均为R₀=4Ω，水平轨道右端连接的电阻R=4Ω，其余电阻不计，正方形金属线框质量M=0.4kg，静止时金属棒ab与MN的间距d=1m，金属框在运动过程中，上下边框处与导轨始终接触良好，不计一切摩擦和空气阻力，求解下列问题。
（1）电源内阻r；
（2）金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度；
（3）金属框刚全部进入磁场B₂时，金属框的速度；
（4）从金属框进入磁场B₂到全部离开磁场B₂过程中，电阻R上产生的热量。

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17、利用电场、磁场对带电粒子的偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图1所示，平面坐标系中，第二象限圆形区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，已知圆形区域半径为R₀ ， P点为一粒子源，能向x轴上方各方向均匀发射质量为m，电量为q，速度大小为v₀的带电粒子，所有带电粒子经圆形磁场偏转后均能平行x轴射入第一象限；第一象限直角三角形区域内存在方向竖直向上的匀强电场，已知OM = 2R₀ ，粒子重力可忽略不计，求解下列问题。
（1）P点出射粒子带正电还是带负电，圆形区域匀强磁场磁感应强度大小B₀；
（2）假设三角形区域匀强电场 $E = \frac{2 m v_{0}^{2}}{q R_{0}}$ ，所有进入电场的粒子中，求能从MN边界射出的粒子在经过y轴时的y轴坐标区间；
（3）假设第一象限直角三角形区域内电场改为方向垂直纸面向里，磁感应强度大小 $B = \frac{2 m v_{0}}{q R_{0}}$ 的匀强磁场，如图2，求从ON边界和从MN边界射出的粒子分别占从P点发出的总粒子数的比例。

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18、如图所示，整个装置竖直放置，光滑半圆轨道ABC的半径R₁=0.2m，A处竖直放置弹性挡板（碰撞时不损失机械能），光滑半圆轨道CDE的半径R₂=0.4m，CA、CE分别是它们的直径，EF水平台阶长为l=0.5m，紧靠F点右边放有一长木板，长木板上表面与EF水平部分在同一水平面上，开始时小物块（可视为质点）停在F点，已知小物块质量为m=0.5kg，长木板质量为M=1kg，小物块与EF水平部分和长木板的滑动摩擦因数µ₁=0.5，长木板与地面的滑动摩擦因数µ₂=0.1，现给小物块一个水平向左的速度v₀ ， g=10m/s² ，求解下列问题。
（1）要使小物块与挡板发生碰撞并确保小物块返回过程中均不脱离轨道，求v₀的最小值；
（2）若 $v_{0} = \sqrt{46} m/s$ ，要使小物块返回F点并滑上长木板后，不滑出长木板，求长木板长度的最小值；
（3）若去掉A处的挡板，给小物块一个向左的速度v₀ ，小物块经过两半圆后从A点水平抛出，并将落在半圆CDE上P点，求P点与E点的竖直高度差h与v₀的函数关系。

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19、野外露营的重要道具为充气床垫（如图），可用手工充气设备往里面充气。充气时，环境温度为7℃并保持不变，大气压强为 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ 。床垫充至正常体积V₀后，关闭充气阀门，床垫内部的气体压强 $p_{1}$ 为 $2 p_{0}$ 。已知床垫正常体积 $V_{0} = 0.60 m^{3}$ ，气体可视为理想气体。
（1）为使一个身高160cm、体重50kg、与床垫接触面积约为0.50m²的成年人平躺在床垫上时，床垫能够恢复到V₀ ，需要继续用手动充气泵向内充气，每次充气的体积 $Δ V$ 为200mL，打气过程可认为气体温度不变。求人躺上去之后床垫内的压强和恢复至V₀需要充气的次数；
（2）由于热胀冷缩，如果床垫内体积变化超过约5%，会引起人的明显感觉，影响睡眠效果。户外爱好者半夜醒来，发现床垫恰好有明显变化，若半夜的温度为 $- 13 ° C$ ，分析气体的分子平均动能如何变化，并求出半夜床垫内的压强（结果保留3位有效数字）；
（3）在（2）情况下，如何应对可以不影响人的睡眠质量，请提出一条应对措施。

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20、

(1)、小宇同学为测量一个电容标识不清的电解电容器的电容，设计了图甲所示电路。
①图乙实物连线已完成一部分，请你根据电路图用笔画线代替导线在图乙把实物连线补充完整（注：电源电压小于电容器的额定电压，电压表选用15V量程）。
②某次实验小宇同学先断开S₂ ，闭合S₁ ，调整滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图丙所示，电压表示数为V；接着闭合S₂ ，通过电流传感器得到电容器充电过程的 $I - t$ 图像如图丁所示。试估算该电容器的电容约为F（计算结果保留2位有效数字）。

(2)、如图a所示为某品牌方块电池，小宇同学分别用电路图b和电路图c测量此方块电池的电源电动势和内阻。他选用的电压表量程15V、内阻未知，电流表量程0.6A、内阻0.5Ω，滑动变阻器R（ $0 \sim 100 Ω$ ）。规范实验并根据测量数据描绘的 $U - I$ 图线分别得到如图d中I、II所示。完成下列几个问题。
①根据电路图b测量数据描绘的 $U - I$ 图线应为图d中（填“I”或“II”）
②根据题中条件，本次实验应选择实验电路图中（填“电路图b”或“电路图c”）。
③综合分析可得该电源电动势和内阻分别是V、Ω。（保留3位有效数字）。

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