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1、研究小组设计了一种通过观察粒子在荧光屏上打出的亮点位置来测量粒子速度大小的装置,如题图所示,水平放置的荧光屏上方有沿竖直方向强度大小为B,方向垂直于纸面向外的匀强磁场。0、N、M均为荧光屏上的点,且在纸面内的同一直线上,发射管K(不计长度)位于O点正上方,仅可沿管的方向发射粒子,一端发射带正电粒子,另一端发射带负电粒子,同时发射的正、负粒子速度大小相同,方向相反,比荷均为别:.已知OK=3h,: , 不计粒子所受重力及粒子间相互作用。(1)、若K水平发射的粒子在0点产生光点,求粒子的速度大小。(2)、若K从水平方向逆时针旋转60°,其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点,求粒子的速度大小。(3)、要使(2)问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点,可在粒子发射时间后关闭磁场,忽略磁场变化的影响,求t。
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2、如图为小明设计的电容式压力传感器原理示意图,平行板电容器与绝缘侧壁构成密闭气腔。电容器上下极板水平,上极板固定,下极板质量为m、面积为S,可无摩擦上下滑动。初始时腔内气体(视为理想气体)压强为p,极板间距为d。当上下极板均不带电时,外界气体压强改变后,极板间距变为2d,腔内气体温度与初始时相同,重力加速度为g,不计相对介电常数的变化,求此时(1)、腔内气体的压强;(2)、外界气体的压强;(3)、电容器的电容变为初始时的多少倍。
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3、熄火保护装置主要由弹簧、热电偶和电磁铁等组成,其示意图如图1所示,A、B为导线上两个接线端。小组设计了如图2所的电路(部分连线未完成)进行探究,图中数字毫安表内阻约为1Ω,数字毫伏表内阻约为10MΩ。(1)、将图1中的A、B端分别与图2中的A、B端连接,测量热电偶和电磁铁线圈构成的组合体电阻。已知组合体电阻不超过0.05Ω,则未完成的连接中,Q端应和(填“b”或“c")处相连,理由是。正确连线后,开始时滑动变阻器的滑片应置于(填“d”或“e")端(2)、闭合开关S1、S2 , 实验测得组合体电阻为0.020Ω,当电磁铁线圈中的电流小于142mA时,电磁铁无法继续吸合衔铁,衔铁被释放。断开开关S1、S2 , 从室温加热热电偶感温端到某一温度后,停止加热,使其自然冷却至室温,测得整个过程中热电偶受热产生的电动势E随时间的变化关系如图3所示。在相同的加热和冷却过程中,如果将A、B端直接连接,不计温度变化对组合体电阻的影响,从停止加热到吸合的衔铁被释放,所用的时间约为 s(保留3位有效数字)。
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4、弹簧是熄火保护装置中的一个元件,其劲度系数会影响装置的性能。小组设计了如图1所示的实验装置测量弹簧的劲度系数,其中压力传感器水平放置,弹簧竖直放在传感器上,螺旋测微器竖直安装,测微螺杆正对弹簧。(1)、某次测量时,螺旋测微器的示数如图2所示,此时读数为mm。(2)、对测得的数据进行处理后得到弹簧弹力F与弹簧长度l的关系如图3所示,由图可得弹簧的劲度系数为N/m,弹簧原长为mm(均保留3位有效数字)。
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5、如图1所示,小明设计的一种玩具小车由边长为d的正方形金属框efgh做成,小车沿平直绝缘轨道向右运动,轨道内交替分布有边长均为d的正方形匀强磁场和无磁场区域,磁场区域的磁感应强度大小为B,方向竖直向上。gh段在磁场区域运动时,受到水平向右的拉力 , 且gh两端的电压随时间均匀增加;当gh在无磁场区域运动时,。gh段速度大小v与运动路程S的关系如图2所示,图中为gh每次经过磁场区域左边界时速度大小,忽略摩擦力。则( )A、gh在任一磁场区域的运动时间为 B、金属框的总电阻为 C、小车质量为 D、小车的最大速率为
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6、2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通,助力重庆形成特高压输电新格局,该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆,多次转换后变为的交流电,再经配电房中的变压器(视为理想变压器)降为的家用交流电,若输电线路输送功率为 , 且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%,则( )A、直流输电导线中的电流为250A B、直流输电导线总阻值不超过16Ω C、家用交流电的电压最大值为220V,频率为50Hz D、配电房中变压器原、副线圈中电流比为
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7、一浮筒(视为质点)在池塘水面以频率f上下振动,水面泛起圆形的涟漪(视为简谐波)。用实线表示波峰位置,某时刻第1圈实线的半径为r,第3圈实线的半径为9r,如图所示,则( )A、该波的波长为4r B、该波的波速为2fr C、此时浮筒在最低点 D、再经过 , 浮筒将在最低点
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8、“金星凌日”时,从地球上看,金星就像镶嵌在太阳表面的小黑点。在地球上间距为d的两点同时观测,测得金星在太阳表面的小黑点相距为L,如图所示。地球和金星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动,太阳直径远小于金星的轨道半径,则地球和金星绕太阳运动的( )A、轨道半径之比为 B、周期之比为 C、线速度大小之比为 D、向心加速度大小之比为
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9、在科学实验中可利用激光使原子减速,若一个处于基态的原子朝某方向运动,吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态,原子速度减小,动量变为p。普朗克常量为h,光速为c,则( )A、光子的波长为 B、该原子吸收光子后质量减少了 C、该原子吸收光子后德布罗意波长为 D、一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态
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10、某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动,如图所示的矩形区域OMPQ内分布有平行于OQ的匀强电场,N为QP的中点。模拟动画显示,带电粒子a、b分别从Q点和O点垂直于OQ同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达M、N点,K为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用,则可推断a、b( )A、具有不同比荷 B、电势能均随时间逐渐增大 C、到达M、N的速度大小相等 D、到达K所用时间之比为
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11、杨氏双缝干涉实验中,双缝与光屏距离为l,波长为的激光垂直入射到双缝上,在屏上出现如图所示的干涉图样。某同学在光屏上标记两条亮纹中心位置并测其间距为a,则( )A、相邻两亮条纹间距为 B、相邻两暗条纹间距为 C、双缝之间的距离为 D、双缝之间的距离为
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12、“魔幻”重庆的立体交通屋叠交错,小明选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示,轻轨列车与汽车以速度分别从M和N向左同时出发,列车做匀速直线运动,汽车在长为S的NO段做匀减速直线运动并以速度进入半经为R的OP圆孤段做匀速图周运动。两车均视为质点,则( )A、汽车到O点时,列车行驶践离为S B、汽车到O点时,列车行驶距离为 C、汽车在OP段向心加速度大小为 D、汽车在OP段向心加速度大小为
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13、易碎物品运输中常采用缓冲气袋减小运输中冲击。若某次撞击过程中,气袋被压缩(无破损),不计袋内气体与外界的热交换,则该过程中袋内气体(视为理想气体)( )A、分子热运动的平均动能增加 B、内能减小 C、压强减小 D、对外界做正功
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14、现代生产生活中常用无人机运送物品,如图所示,无人机携带质量为m的匀质钢管在无风的空中悬停,轻绳M端和N端系住钢管,轻绳中点O通过缆绳与无人机连接。MO、NO与竖直方向的夹角均为60°,钢管水平。则MO的弹力大小为( )(重力加速度为g)A、2mg B、mg C、 D、
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15、阻拦索系统是舰载机安全降落在航空母舰上的关键技术,学习小组参照早期阻拦索原理,搭建了如图甲所示的模型。着陆区两侧各有一方形槽,对称放置质量m=1kg的方形物块各一个,槽宽略大于物块宽度。物块与槽底及侧壁间的动摩擦因数均为μ1=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块间连接弹性绳,弹性绳弹力满足胡克定律,劲度系数k=125N/m。弹性绳原长L0=0.8m,恰等于两物块上结点间距。航模质量M=2kg,滑行时与地面间的动摩擦因数μ2=0.25,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。航模降落后沿着陆区中线水平滑行,以v0=6m/s的初速度钩住弹性绳,速度减为零后脱钩,弹性绳始终处于水平面内。(1)、航模钩住弹性绳后滑行x=0.3m时,速度减为 , 物块尚未滑动。求此时绳内的弹性势能;(2)、当弹性绳长度达到L=1.2m时,求物块的加速度大小(结果可用根式和分数式表达)。(3)、如图乙所示为单个物块受到的总摩擦力随时间t的变化图像,t1=0.051s时开始滑动,t2=0.133s时总摩擦力达到最大值,两段图线下方围成的面积分别为S1=0.2N·s,S2=1.9N·s,求t2时刻航模的速度大小(保留2位有效数字)。
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16、如图所示,倾角为30°的斜面内固定有平行轨道ab、cd,与固定在水平面上的平行轨道be、df在b、d两点平滑连接,ab、be均与bd垂直,平行轨道间距均为L。ef间连接一定值电阻,阻值为R。水平面内有等腰直角三角形hok区域,h、k均在轨道上,hk//bd,∠hok=90°,该区域内有方向竖直向下的均匀磁场Ⅰ,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。轨道abdc区域有方向垂直斜面向上的匀强磁场Ⅱ。将质量为m的导体棒NQ垂直放在倾斜轨道上,导体棒距水平面高为H,在0<t<t0时间内棒刚好静止。t0时刻撤去磁场Ⅱ,导体棒沿轨道滑动,通过bd处无能量损失。重力加速度为g,忽略导体棒及轨道电阻,轨道均光滑。(1)、试计算时刻导体棒所在回路中的电动势大小;(2)、求Ⅱ区磁感应强度大小;(3)、为使导体棒匀速通过磁场Ⅰ区,对导体棒施加沿运动方向的水平外力,从导体棒进入Ⅰ区开始计时,请推导水平外力的功率随时间变化关系。
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17、2025年第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨举行,开幕式上的“冰灯启梦”表演蔚为壮观。现设计了一款用某种材料制作的正方体“冰灯”,俯视如图甲所示,是一个边长为L=20cm的正方形,中心O处有一点光源。对该正方形所在平面内的光线进行研究,发现每条边上只有长度d=15cm范围内有光线射出。sin37°=0.6,sin8°= , 不计二次反射、折射。求:(1)、该材料的折射率是多少?(2)、如图乙所示,将点光源换成圆形线光源,置于正方形几何中心,线光源上每一点都可以看作点光源。要让四条边上各处均有光线射出,线光源的最小半径r是多少?
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18、学习小组组装一台体重测量仪,进行如下操作。(1)、应变片为体重测量仪的核心元件,当对台秤施加压力时,应变片形状改变,其阻值增大。为测量应变片在无形变时的阻值,实验室提供了如下实验器材:
A.电源(恒压输出12V)
B.电流表(量程0~60mA,内阻为10Ω)
C.电压表(量程0~3V/15V,内阻约3kΩ/15kΩ)
D.滑动变阻器(最大阻值为10Ω)
E.待测应变片Rx(阻值约几百欧)
H.开关S、导线若干
请完善实验步骤:
①为得到多组数据并使测量结果尽量精准,请在图1中用笔画线代替导线连接成完整电路:
②闭合开关S,调节滑动变阻器,记下电压表和电流表的示数。某次测量中电压表指针如图2所示,读数为V;
③正确操作后,对多组数据进行处理,得到应变片的阻值为300Ω
(2)、查阅相关资料得知体重测量仪的原理如图3所示,现进行组装和校准。其中R1为滑动变阻器,R4为上述应变片,定值电阻R2、R3阻值分别为1000Ω、500Ω。当台秤受到压力时,测量电路将电阻增加量转化为电压UCD信息,再转换成体重输出。已知压力与应变片电阻增加量的关系为F=k△R,k=300N/Ω。①适当调节R1 , 使UcD=0,这时输出体重值为零,则滑动变阻器接入电路的阻值为Ω:
②该应变片阻值增加量ΔR的变化范围为0~6Ω,该体重仪的最大测量值为N;
③使用中,由于故障导致R2阻值增大,此时体重的测量结果与真实值比较(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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19、(1)、用单摆测量重力加速度,图甲所示的各项实验操作中合理的是_______A、采用如图a所示的悬挂方式 B、如图b,在小球摆到最高点时开始计时 C、如图c,用竖直放置的直尺和三角板测量球心到悬点间距离,作为摆长(2)、采用如图乙所示的实验装置继续探究,取一根棉线从金属戒指中穿过,两端悬于细杆上。实验步骤如下:
①用刻度尺测得两个悬点距离为x,两悬点间棉线总长为s
②轻敲戒指使之在垂直于纸面的竖直平面内摆动,摆角小于5°
③记录摆动30个周期的总时间,计算周期数值。多次测量,得到周期的平均值T
④如图丙所示,选用游标卡尺的测量爪(选填“A”或“B”)测量戒指为径。十分度游标卡尺上的示数如图丁所示,那么该戒指的内径d=mm
⑤等效摆长L为
A. B. C.
⑥改变棉线长度,多次重复上述实验步骤
⑦将数据绘制成T2—L图像,如图戊所示,请将图中数据点进行拟合(画在答题纸上)
⑧经计算得到重力加速度的测量值为m/s2(π2取9.87,保留3位有效数字)
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20、如图所示,在三维坐标系Oxyz中,的空间同时存在沿z轴负方向的匀强电场和沿x轴负方向的匀强磁场I,磁感应强度大小为 , 在的空间存在沿y轴正方向的匀强磁场II,磁感应强度大小为。带正电的粒子从M(a,0,)点以速度沿y轴正方向射出,恰好做直线运动。现撤去电场,继续发射该带电粒子,恰好垂直xOy平面进入空间。不计粒子重力,正确的说法是( )A、电场强度大小为 B、带电粒子的比荷为 C、第二次经过xOy平面的位置坐标为(a,0,) D、粒子第三次经过xOy平面的位置与O点距离为