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相关试卷

1、如图所示，在单板大跳台项目中滑雪运动员从A点静止下滑，到B点后水平飞出，最后降落在着陆坡。已知A、B高度差为45m，着陆坡可看作一个倾角为37°的斜面，运动员可视为质点，不计一切摩擦。 $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，重力加速度取 $10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、运动员到达B点时速度的大小；

(2)、离开B点后运动员在空中飞行的时间。

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2、某同学打算利用一个已无法欧姆调零的欧姆表制作简易土壤湿度计，拆开该欧姆表后发现其内部结构如图1所示，电流表A（量程200 μA，内阻未知），电源E（电动势4.5 V，内阻可忽略），发现变阻器 $R_{0}$ 阻值保持20 kΩ不变。
（1）想要先测量电流表 A 的精确电阻，实验室提供器材如下：
①待测电流表A（0～200 μA，内阻约500 Ω）；
②电流表G（0～400 μA，内阻约300 Ω）；
③定值电阻 $R_{1}$ ，阻值为500 Ω；
④定值电阻 $R_{2}$ ，阻值为10 Ω；
⑤滑动变阻器 $R_{3}$ ，最大阻值为1000 Ω；
⑥滑动变阻器 $R_{4}$ ，最大阻值为20 Ω；
⑦保护电阻R；
⑧干电池 $E^{'}$ （电动势为1.5 V，内阻较小）；
⑨开关S及导线若干。
实验要求可以多测几组数据，并方便操作，请你选择恰当的实验仪器，将图2方框内的电路图补充完整。定值电阻应选，滑动变阻器应选（在空格内填写序号）。若电流表A的示数为 $I_{1}$ ，电流表G的示数为 $I_{2}$ ，则测出电流表A内阻表达式为（用题目所给字母符号表示）。
（2）测得电流表A内阻的准确值为500 Ω后，将欧姆表两表笔以合适的间距和深度插入待测土壤，如图3所示，测得不同湿度下电极间的电阻数据如下：
土壤干湿状态
浸水
偏湿
湿度适中
偏干
干燥
R/kΩ
<5
5～15
15～50
50～200
>200
（3）在欧姆表表盘上对应位置划分出“浸水”、“偏湿”、“湿度适中”、“偏干”、“干燥”。
（4）与土壤“浸水”对应的电流表A示数范围为μA～200 μA（保留三位有效数字）。

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3、
动摩擦因数不仅是物理公式里的符号，更是关联生活与科技的基础物理量，因此某学习小组开展了“测量滑块与木板之间动摩擦因数”的项目式学习。
【任务一】查阅资料，设计实验装置
小组同学通过翻阅资料，从2021年全国甲卷中选出了一个可用的物理模型，如图1（a）所示，进一步结合教材和现有实验器材，对该模型进行设计，形成了如图1（b）所示的装置。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度，读数如图2所示，则遮光条的宽度d=mm。
【任务二】组装器材，进行实验操作
①将光电门固定在长木板的右端，长木板右端下表面通过水平转轴O固定在铁架台上；
②将铁架台放在水平桌面上，保持铁架台的横杆到转轴O的水平距离x不变；
③将木板左端抬起，架在铁架台横杆上，在横杆正上方放上小滑块，测出遮光条到光电门的竖直高度h；
④让小滑块由静止释放，记下光电门的挡光时间t；
⑤调节横杆位置，改变木板倾斜程度，重复③④操作，获取多组数据。
【任务三】整理数据，进行数据处理
（2）小组同学讨论后决定选用“合外力做功与动能变化的关系”来处理实验数据，故描绘出如图3所示的图像。若已知该图像的斜率为k、纵截距为b，则滑块与斜面之间的动摩擦因数μ=；小组同学还发现，本实验还可以得出当地的重力加速度，则g=。（本小题均用题干所给物理量的符号表示）
【任务四】反思交流，进行误差分析
（3）小组同学反思，如果释放滑块时存在微小初速度，那么会使动摩擦因数的测量结果（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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4、如图1所示，质量为2m的A环套在足够长的光滑水平杆上，通过长为L的轻绳与质量为m的B球相连，现给B球一水平向左大小为 $\sqrt{g L}$ 的初速度，B球从O点开始运动，在竖直面内部分运动轨迹如图2所示，其中O、M、N为轨迹最低点，P、Q为轨迹最高点，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的有（）

A、O、P两点的竖直高度差为 $\frac{1}{3} L$ B、O、P两点的竖直高度差为 $\frac{2}{3} L$ C、B 球运动到M点时绳子的拉力大小为2mg D、B球运动到M点时的动能大小为 $\frac{1}{2} m g L$

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5、如图所示，是斯特林发电机的结构简图，矩形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线框以角速度ω绕垂直磁场方向的轴 $O O^{'}$ 匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为 $1 : 4$ ，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点， $R_{1}$ 为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电压表 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的有（）

A、导线框从图示位置开始转动的过程中，电动势的峰值为NBSω B、当导线框从图示位置转过90°时，电压表 $V_{2}$ 的示数为 $\frac{\sqrt{2} N B S ω}{2}$ C、滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，电压表 $V_{2}$ 的示数减小 D、滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中， $R_{1}$ 的发热功率在增大

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6、我国惠州强流重离子加速器（HIAF）为核物理研究提供重要平台。在加速器中，加速“弹”核 ${}_{20}^{48}C a$ 轰击“靶”核 ${}_{71}^{159}L u$ ，合成新核素 ${}_{90}^{207}T h$ ， ${}_{90}^{207}T h$ 发生衰变生成 ${}_{88}^{203}R a$ 。已知新核素 ${}_{90}^{207}T h$ 的半衰期约为9.7 ms，则下列说法中正确的有（）

A、新核素 ${}_{90}^{207}T h$ 发生的β衰变 B、新核素 ${}_{90}^{207}T h$ 发生的α衰变 C、高温可以改变新核素 ${}_{90}^{207}T h$ 的半衰期 D、新核素 ${}_{90}^{207}T h$ 的比结合能小于 ${}_{88}^{203}R a$

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7、在粒子探测中，常用半导体制成的“魔环”结构约束带电粒子。如图所示，为某约束装置的简化模型，在整个真空区域内存在平行于x轴的匀强磁场B，方向沿x轴正向。一带正电粒子从原点O进入磁场，初速度方向在xOy平面内与x轴成θ角。经过一段时间，粒子运动到坐标为 $(L, 0, 0)$ 的Q点，其中L未知。已知粒子电荷量为q，质量为m，不计粒子重力。则（）

A、粒子在空间内做匀速圆周运动 B、粒子在垂直磁场的平面内做圆周运动的半径为 $\frac{m v_{0}}{q B}$ C、粒子从O点到Q点沿x轴前进的距离为 $L = \frac{2 N π m v_{0} \cos θ}{q B} (N = 1 、 2 、 3 \dots)$ D、经过 $t_{1} = \frac{3 π m}{q B}$ 的时间，粒子的位移为 $\sqrt{{(\frac{m v_{0} \sin θ}{q B})}^{2} + {(\frac{3 π m v_{0} \cos θ}{q B})}^{2}}$

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8、如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，在弹性限度范围内，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长。已知重力加速度为g，则在振动过程中有（）

A、物体在最低点时受到的弹力大小为mg B、弹簧的最大弹性势能等于2mgA C、物体的最大动能等于mgA D、弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变

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9、如图所示，将两个全反射棱镜组合使用，是潜望镜内部结构之一。已知全反射棱镜的截面是等腰直角三角形，材料的折射率为1.5。真空中，一束单色光沿着水平方向入射，经过两块棱镜后沿着水平方向射出，光在棱镜中传播的总时间为t，真空中的光速为c。则（）

A、光在棱镜中传播的路程为ct B、光从真空进入棱镜，波长不变 C、若棱镜截面是顶角为 $30^{\circ}$ 的直角三角形，其他条件不变，在第一个棱镜斜边不发生全反射 D、若棱镜材料的折射率减小为1.3，其他条件不变，在第一个棱镜斜边仍能发生全反射

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10、有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（）

A、a的线速度小于b的线速度 B、a的向心加速度等于该点重力加速度 C、b的向心加速度小于c的向心加速度 D、c的周期大于d的周期

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11、场离子显微镜（FIM）是最早能看到原子尺度的显微镜，其结构简图如图所示。样品制成针尖形状，针尖O与荧光膜之间加高压，形成辐射状的电场。极强的电场使吸附在样品表面的氦原子电离成带正电的氦离子，并向荧光膜运动。a、b、c、O为同一平面上的点，且a、c到O点的距离相等，则下列判断正确的是（）

A、荧光膜接高压正极 B、a、c两点场强相同 C、氦离子在a点的加速度大于在b点的加速度 D、氦离子在a点的电势能小于在b点的电势能

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12、如图所示，是中国核动力研究设计院建成的全球首个兆瓦级超临界 ${CO}_{2}$ 发电系统。一次循环中，一定质量的超临界 ${CO}_{2}$ 气体在封闭容器内经历绝热压缩过程，体积减小，则此压缩过程中（）

A、该气体的内能减小 B、该气体的内能不变 C、外界对气体做正功，压强减小 D、外界对气体做正功，压强增大

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13、在武汉东湖实验室的一公里高速磁悬浮测试线，测试车在电磁力的推动下从静止开始加速至800 km/h，仅用5.3 s，再创短距离磁悬浮加速全球纪录。已知测试线为直线型轨道，这段时间内，测试车的平均加速度约为（）

A、 $38.9 {m/s}^{2}$ B、 $41.9 {m/s}^{2}$ C、 $45.9 {m/s}^{2}$ D、 $51.9 {m/s}^{2}$

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14、如图所示，粗糙斜面固定在水平台面边缘，底端恰好与水平传送带左端平滑连接，传送带右端与光滑的竖直四分之一圆弧轨道在N点平滑相切，并且传送带上表面恰好是切线。斜面的高度为 $h = 2.4 m$ ，与水平地面的夹角大小为 $θ_{1} = 37^{\circ}$ ，圆弧半径 $R = 0.1 m$ ， OM是水平半径，ON为竖直半径；传送带始终以速度 $v = 0.5 m / s$ 顺时针运动。现将质量为 $m_{2} = 1 kg$ 的物体B静止于斜面的底端，质量为 $m_{1} = 3 kg$ 的物体A从斜面顶端由静止开始下滑，到达斜面底端时与物体B发生正碰并粘在一起组成物体C，然后冲上传送带，最后刚好到达圆弧上的P点，且OP与竖直方向的夹角大小为 $θ_{2} = 60^{\circ}$ 。已知物体A与斜面的动摩擦因数为 $μ_{1} = 0.5$ ，物体C与传送带的动摩擦因数为 $μ_{2} = 0.15$ ，物体A、B、C均可视为质点，重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，计算中取 $sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $\sqrt{10} = 3.16$ ， $\sqrt{33} = 5.74.$ 求：

(1)、物体A到达斜面底端时的速度大小 $v_{0}$ ；

(2)、传送带的长度l；

(3)、设物体A、B质量之比为 $\frac{m_{1}}{m_{2}} = k$ 。要使物体C在传送带上做减速运动，而且不脱离圆弧轨道，求k的取值范围（计算结果保留3位有效数字）。

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15、如图甲所示，“旋转秋千”是游乐场里常见的游乐项目，它有数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上，每一个座椅可坐一人，启动时，座椅在旋转圆盘的带动下围绕竖直的中心轴旋转。如图乙是小明在某次坐“旋转秋千”时的简化图，当秋千稳定旋转时，小明用手机测得缆绳偏离竖直方向的夹角为 $θ = 45^{\circ}$ 。某一时刻，小明身上一颗纽扣掉落，经过一段时间落在水平地面上，纽扣落在水平地面时不弹起，小明测得纽扣落地点到转轴的水平距离为 $s = 10 m$ 。已知“旋转秋千”旋转圆盘的半径 $R = 3.5 m$ ，缆绳长为 $L = \frac{9 \sqrt{2}}{2} m$ ，重力加速度大小取 $g = 10 m / s^{2}$ 。不计一切阻力，计算中小明（包括座椅）和纽扣都视为质点。求：

(1)、“旋转秋千”稳定旋转时的角速度 $ω$ ；

(2)、小明乘坐“旋转秋千”稳定旋转时离地面的高度h。

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16、如图所示为两列简谐横波在同种介质中分别沿x轴正方向和负方向传播的部分波形图，振幅分别为 $A_{1} = 8 cm$ 和 $A_{2} = 6 cm$ ，周期均为 $T = 2 s$ 。 $t = 0$ 时刻两列波刚好分别传到P、Q两点，M点位于横坐标 $x = 9 m$ 处。求：

(1)、简谐横波的传播速度v；

(2)、当 $t = 5 s$ 时，质点M的位移和所通过的路程。

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17、某同学利用“落体法”做“验证机械能守恒定律”实验，装置如图甲所示。电火花计时器频率为 $f = 50 Hz$ ，重物的质量为 $m = 1 kg$ ， g取 $9.8 m / s^{2}$ ，请回答下列问题：

(1)、该同学在实验前进行检查时，发现实验装置存在一处错误，该处错误是。

(2)、改正装置错误后，该同学按正确操作打出一条纸带，如图乙所示，点O为电火花打点计时器打下的第一个点，点A、B、C是打出的连续三点，它们到O的距离分别为 $h_{1} = 21.72 cm$ 、 $h_{2} = 26.00 cm$ 、 $h_{3} = 30.66 cm$ 。从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为 $Δ E_{p} =$ J，动能的增加量为 $Δ E_{k} =$ J（结果保留3位有效数字）。

(3)、该同学分析数据时发现，重物重力势能的减少量 $Δ E_{p}$ 大于动能的增加量 $Δ E_{k}$ ，你认为造成这一结果的可能原因是（　　）

A、电源电压偏小 B、先释放重物，后接通电源打出纸带 C、重物下落过程中受到空气阻力

(4)、该同学查阅资料得知，当重物满足一定条件时，所受阻力只与重物的形状有关。于是他选用两形状相同、质量不同的重物a和b进行实验，测得几组数据，画出 $\frac{v^{2}}{2} - h$ 图像，如图丙所示，则a的质量 $m_{a}$ 与b的质量 $m_{b}$ 的大小关系为 $m_{a}$ $m_{b}$ （选填“>”“<”或“=”）。

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18、一物理实验小组同学利用实验室的数字传感器做“探究物体做圆周运动时向心力大小与角速度、半径的关系”实验。实验装置如图所示，水平转台随竖直转轴一起转动，用细线将固定在物块上的角速度传感器与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当物块随转台一起匀速转动时，拉力大小可以通过力传感器测得，转动的角速度可以通过角速度传感器测得。

(1)、第一次小组同学选择细线长度为5cm，多次实验得到向心力F和对应的角速度 $ω$ 如下表所示。请根据表中的数据在图乙上作出 $F - ω^{2}$ 的关系图像。
实验次数
1
2
3
4
5
6
$F / N$
2.30
1.80
1.43
0.91
0.50
0.20
$ω / rad \cdot s^{- 1}$
5.47
4.84
4.31
3.42
2.57
1.61
$ω^{2} / （ {rad}^{2} \cdot s^{- 2} ）$
29.90
23.40
18.57
11.68
6.49
2.59

(2)、通过对图像的观察和分析，小组同学得出向心力与角速度的平方成正比的结论。接着，小组同学将细线长度再分别调整为10cm、15cm，又得到两条 $F - ω^{2}$ 图像，将三次实验得到的图像放在同一个坐标系中，如图丙所示。通过对三条图线的比较、分析和计算得出：当角速度一定时，向心力之比等于；当时，向心力与半径成正比。

(3)、最后，小组同学得出：做圆周运动的物体受到的向心力大小F与角速度 $ω$ 、半径r的数学关系是 $F = k ω^{2} r$ ，其中比例系数k的大小为（各物理量取国际单位，结果保留两位小数）。

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19、如图为一长为L，质量为m的长木板静止于水平地面上，第一次长木板固定，某时刻一滑块（可视为质点）以某初速度从长木板的左端滑上木板，刚好运动到长木板右端；第二次长木板不固定，滑块仍以相同的初速度从长木板左端滑上木板，一直运动到停止。已知滑块的质量 $M = 2 m$ ，滑块与长木板上表面的动摩擦因数为 $2 μ$ ，长木板下表面与水平地面的动摩擦因数为 $μ$ 。重力加速度大小为g，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等。则下列说法正确的是（　　）

A、滑块滑上长木板的初速度大小为 $2 \sqrt{μ g L}$ B、滑块滑上长木板的初速度大小为 $\sqrt{2 μ g L}$ C、前后两次长木板对滑块的滑动摩擦力的冲量大小之比为2∶3 D、前后两次长木板对滑块的滑动摩擦力的冲量大小之比为3∶2

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20、在天花板上固定一条不可伸长的细线，细线下端挂一个金属小球，这样就制成了一个单摆。现把小球拉起一个角度（小于5°）由静止释放（保持细线伸直），小球在竖直面内做简谐运动，其振动图像如图所示。计算中取g=10m/s² ， $π = 3$ ， $π^{2} = 10.$ 下列说法正确的是（　　）

A、单摆的摆长为100cm B、单摆的摆长为400cm C、小球释放时细线与竖直方向的夹角为2.4° D、小球释放时细线与竖直方向的夹角为4.8°

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