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相关试卷

1、如图所示，BC是光滑绝缘的 $\frac{1}{4}$ 圆弧轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，已知滑块受到的静电力大小为 $\frac{3}{4} m g$ ，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，将滑块从水平轨道上与B点距离为 $x = 4 R$ 的A点由静止释放，滑动过程中滑块电荷量不变，重力加速度用g表示，求：
（1）滑块到达B点时的速度 $v_{B}$ ；
（2）滑块在圆弧轨道上运动时，重力和电场力合力的大小和方向；
（3）滑块到达与圆心O等高的C点时，轨道对滑块的作用力大小 $F_{C}$ 。

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2、科学家发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，用 $^{4} n$ 表示。“四中子”是通过向液态氢靶上发射 $^{8} He$ 原子核而产生的，与H碰撞可将一个 $^{8} He$ 核分裂成一个 $α$ 粒子和一个“四中子”。由于 $^{4} He$ 核由四个核子组成，与“四中子”体系很相近，所以早在上个世纪50年代就有人根据 $^{4} He$ 核的结合能，估算“四中子”的结合能最大约为 $14 MeV$ ，其后有很多实验对四中子体系进行探测，但多数结论是否定的。2022年，由数十个国家的科学家组成的团队发现了“四中子态”存在的明确证据。下列有关“四中子”粒子的说法正确的是（　　）

A、可以通过电磁场使 $^{4} n$ 形成高速粒子束 B、产生“四中子”的核反应为 $H +^{8} He \to^{4} He +^{4} n$ C、从核子间相互作用来看，“四中子”与 $^{4} He$ 核的区别在于是否存在电磁力 D、按上世纪50年代的估算，4个中子结合成“四中子”至多需要吸收 $14 MeV$ 的能量

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3、嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后，进入绕地运行的周期约为16小时的椭圆轨道，称为16小时轨道（如图中曲线1所示）。随后，为了使卫星离地越来越远，星载发动机先在远地点点火，使卫星进入图中曲线2所示新轨道，以抬高近地点。后来又连续三次在抬高以后的近地点点火，使卫星加速和变轨，抬高远地点，相继进入24小时轨道、48小时轨道和地月转移轨道（分别如图中曲线3、4、5所示）。卫星最后进入绕月圆形轨道，距月面高度为h，周期为 $T_{0}$ 。已知月球半径为r，万有引力常量为G，则以下正确的是（　　）

A、卫星在16小时轨道上运行时，在近地点的机械能比在远地点的机械能小 B、24小时轨道与48小时轨道的半长轴之比为 $1 : \sqrt[3]{4}$ C、卫星在地月转移轨道上运行时速度大于第二宇宙速度 D、月球的质量为 $\frac{4 π^{2} r^{3}}{G T_{0}^{2}}$

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4、一个质量为m的网球从距地面高 $H_{1}$ 处自由下落，反弹的最大高度为 $H_{2}$ 。不考虑所受的空气阻力，重力加速度用g表示，对网球与地面接触的运动过程，下列判断正确的是（　　）

A、网球的加速度先向上后向下 B、网球速度为0时受地面的弹力最大 C、地面对网球所做的功等于 $m g (H_{1} - H_{2})$ D、网球受地面的平均冲击力等于 $\frac{m (\sqrt{2 g H_{1}} + \sqrt{2 g H_{2}})}{\sqrt{\frac{2 H_{1}}{g}} - \sqrt{\frac{2 H_{2}}{g}}}$

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5、如图所示，在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。 $R_{t}$ 为热敏电阻（已知其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A、变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为 $u = 51 \sin 50 π t (V)$ B、图甲中 $t = 1 \times 10^{- 2} s$ 时，穿过线圈的磁通量为0 C、 $R_{t}$ 温度升高后，电压表 $V_{1}$ 与 $V_{2}$ 示数的比值不变 D、 $R_{t}$ 温度降低后，变压器的输入功率减小

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6、一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光 $a$ 、 $b$ 。已知 $a$ 光的频率小于 $b$ 光的频率，下列光路图中可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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7、下列说法正确的是（　　）

A、 $β$ 衰变中释放的电子是核内中子转化为质子过程中产生的 B、阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动 C、由于原子核衰变时释放能量，根据 $E = m c^{2}$ ，衰变过程质量增加 D、发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

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8、如图（a）所示，某学生小组设计了一个测量重力加速度的实验。实验器材主要有光电门、下端悬挂砝码的栅栏、安装杆、夹子等。栅栏由不透明带和透明带交替组成，每组宽度（不透明带和透明带宽度之和）为5cm，栅栏底部边缘位于光电门的正上方。开始实验时，单击计时按钮，计时器开始工作，使砝码带动栅栏从静止开始自由下落，每当不透明带下边缘刚好通过光电门时，连接的计算机记下每个开始遮光的时刻 $t_{n}$ ，第n组栅栏通过光电门的平均速度记为 ${\bar{v}}_{n}$ ，所得实验数据记录在下表中。（答题结果均保留3位有效数字）
n
$t_{n} /s$
$t = t_{n} - t_{n - 1}$
${\bar{v}}_{n} / (m \cdot s^{- 1})$
$t = \frac{t_{n} + t_{n - 1}}{2}$
1
6.4280

2
6.4689
0.0409
1.22
6.4485
3
6.5007

6.4848
4
6.5275
0.0268
1.87
6.5141
5
6.5513
0.0238
2.10
6.5394
6
6.5730
0.0217
2.30
6.5622
7
6.5929
0.0199
2.51
6.5830

(1)、完善表中第3、4列缺失的数据，分别为和；

(2)、图（b）是根据表中数据所作的 ${\bar{v}}_{n} - t$ 图线，则当地重力加速度为 ${m/s}^{2}$ 。

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9、如图，容积为 $V_{0}$ 的汽缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。汽缸内有一活塞，初始时位于汽缸底部 $\frac{1}{6}$ 高度处，下方密封有一定质量、温度为 $T_{0}$ 的理想气体。现将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门，然后缓慢加热活塞下方气体。已知大气压强为 $p_{0}$ ，活塞产生的压强为 $\frac{1}{2} p_{0}$ ，活塞体积不计，忽略活塞与汽缸之间摩擦。则在加热过程中（　　）

A、开始时，活塞下方体积为 $\frac{1}{2} V_{0}$ B、温度从 $T_{0}$ 升至 $1.5 T_{0}$ ，气体对外做功为 $\frac{1}{6} p_{0} V_{0}$ C、温度升至 $2 T_{0}$ 时，气体压强为 $\frac{3}{2} p_{0}$ D、温度升至 $3 T_{0}$ 时，气体压强为 $\frac{3}{4} p_{0}$

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10、如图所示，坐标系xOy平面在纸面内，在 $x \geq 0$ 的区域存在垂直纸面向外的匀强磁场， $0 \leq x < d$ 的区域Ⅰ和 $x > d$ 的区域Ⅱ的磁感应强度大小分别为 $B_{1}$ 和 $B_{2}$ 。大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从原点O在坐标平面内向与x正方向成 $θ (- 90 ° \leq θ \leq 90 °)$ 角射入，粒子的速度大小相等，方向随角度均匀分布。沿y轴正方向射入的粒子在 $P (d, d)$ 点垂直两磁场的边界射入区域Ⅱ。不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
（1）求粒子从原点O射入磁场时的速度大小v；
（2）若在两磁场分界处有一垂直于xOy平面的足够大竖直挡板，求打到挡板上的粒子数占总粒子数的百分比 $η$ ；
（3）若粒子在区域Ⅱ中受到与速度大小成正比、方向相反的阻力，比例系数为k，观察发现沿y轴正方向射入的粒子，射入区域Ⅱ后粒子轨迹呈螺旋状并与两磁场的边界相切于Q点（未画出），求该粒子由P点运动到Q点的时间t及该粒子在区域Ⅱ中运动轨迹的长度l。

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11、如图，在空间中建立固定的直角坐标系xOy，并施加垂直平面xOy的匀强磁场和平行y轴的匀强电场，磁感应强度大小为B。将质量为m，带电量为q（q>0）的粒子从坐标原点O沿x轴正方向以速度v抛出，粒子将做匀速度直线运动。不计粒子的重力。
（1）求电场强度的大小；
（2）若将粒子从坐标原点O静止释放，求粒子此后运动过程中达到最大速度时的位置坐标；
（3）若将粒子从坐标原点O静止释放，当粒子速度第一次达到最大值时撤去电场，求粒子此后运动的轨迹方程。

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12、光刻机是现代半导体工业的皇冠，其最核心的两大部件为光源与光学镜头。我国研制的某型号光刻机的光源辐射出某一频率的紫外光，光刻机光学镜头投影原理简化图如图所示，等腰直角三角形ABC为三棱镜的横截面，半球形玻璃砖的半径为R，O为球心，O'O为半球形玻璃砖的对称轴。间距为 $\sqrt{2} R$ 的a、b两束平行紫外光从棱镜左侧垂直AB边射入，经AC边反射后进入半球形玻璃砖，最后会聚于硅片上表面的M点，M点位于O'O的延长线上。半球形玻璃砖的折射率为 $\sqrt{2}$ ，来自棱镜的反射光关于轴线O'O对称，光在真空中的传播速度为c。
（1）要使射向半球形玻璃砖的光线最强（光不能从三棱镜的AC边射出），求三棱镜折射率的最小值；
（2）求紫外光从进入半球形玻璃砖到第一次折射出玻璃砖的时间。（可能用到 $\sin 75 ° = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}$ ）

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13、某实验小组采用如图甲所示装置探究做功与动能变化的关系，并测量斜面与滑块间的动摩擦因数μ。主要步骤如下：
（1）把平板竖直放置，并画上一条竖直线AB和水平线AC，将斜面装有光电门的一端始终保持在C点不动，抬高斜面另一端，每次都让质量为m的小滑块（含挡光片）从斜面与竖直线AB的交界处由静止下滑。光电门可以测得挡光片经过光电门时的挡光时间t，要间接测量滑块通过光电门的动能，还需要测量的物理量为（填写该物理量名称和符号），小滑块通过光电门的动能表达式为 $E_{k} =$ 。
（2）测得水平线AC长度为L。将小滑块放置在斜面上与竖直线对应位置，并测量出该位置与A点的竖直距离h，小滑块由静止释放后沿斜面下滑通过光电门，斜面的动摩擦因数μ和当地重力加速度g视为不变。则小滑块从某一高度h滑下，其合外力做功的表达式为 $W =$ 。
（3）以斜面C点为支点保持该位置不动，不断抬高斜面倾角，重复步骤（2），测得多组h、t数据，该实验小组利用实验数据描绘得到了如图乙所示的图像（ $h - \frac{1}{t^{2}}$ 图像），该图像可以反映合外力做功与动能变化的关系。若已知该图像的斜率为k、截距为b，则可以算出斜面的动摩擦因数 $μ =$ （用所测量的物理量表示）。

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14、如图甲所示，劲度系数k=500N/m的轻弹簧，一端固定在倾角为θ=37°的带有挡板的光滑斜面体的底端，另一端和质量为m_A的小物块A相连，质量为m_B的物块B紧靠A一起静止，现用水平推力使斜面体以加速度a向左匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为x。在不同推力作用下、稳定时形变量大小x随加速度a的变化如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（）

A、a₀=7.5m/s² B、m_A=3kg C、若a=a₀ ，稳定时A、B间弹力大小为0 D、若a=a₀ ，稳定时A对斜面的压力大小为12.5N

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15、如图甲，在汽缸内轻质活塞封闭着一定量的理想气体，压强与大气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内理想气体升高一定的温度，理想气体吸收的热量为Q₁ ，理想气体在定容下的比热容记为C₁。如果让活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内理想气体升高相同的温度，其吸收的热量为Q₂ ，理想气体在定压下的比热容记为C₂。则下列判断正确的是（）

A、Q₁>Q₂ B、Q₁<Q₂ C、C₁>C₂ D、C₁<C₂

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16、如图所示，水平面上有足够长且电阻不计的水平光滑导轨，导轨左端间距为L₁=4L，右端间距为L₂=L。整个导轨平面固定放置于竖直向下的匀强磁场中，左端宽导轨处的磁感应强度大小为B，右端窄导轨处的磁感应强度大小为4B。现在导轨上垂直放置ab和cd两金属棒，质量分别为m₁、m₂ ，电阻分别为R₁、R₂。开始时，两棒均静止，现给cd棒施加一个方向水平向右、大小为F的恒力，当恒力作用时间t时，ab棒的速度大小为v₁ ，该过程中cd棒发热量为Q。整个过程中ab棒始终处在左端宽导轨处，cd棒始终处在右端窄导轨处。则（）

A、t时刻cd棒的速度大小 $v_{2} = \frac{F t + m_{1} v_{1}}{m_{2}}$ B、ab棒、cd棒组成的系统稳定时加速度大小 $a = \frac{F}{m_{2}}$ C、最终cd棒与ab棒的速度差 $Δ v = \frac{F (R_{1} + R_{2}) m_{2}}{16 B^{2} L^{2} (m_{1} + m_{2})}$ D、t时间内cd棒发生的位移大小 $x = \frac{m_{1} v_{1}^{2}}{2 F} + \frac{{(F t - m_{1} v_{1})}^{2}}{2 F m_{2}} + \frac{R_{1} + R_{2}}{F R_{2}} Q$

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17、如图所示，边长为a的等边 $△ A B C$ 的A、B、C三点处各放置一个点电荷，三个点电荷所带电荷量数值均为Q，其中A、B处为正电荷，C处为负电荷；边长为a的等边 $△ E F G$ 的E、F、G三点处均有一垂直纸面的电流大小为I的导线，其中E、F处电流垂直纸面向内，G处电流垂直纸面向外，O、H是三角形的中心，D为AB中点，这两个三角形均竖直放置，且AB、EF相互平行，下列说法正确的是（）

A、正电荷在O点处受电场力方向由O指向C，电流方向垂直纸面向外的通电导线在H点处受安培力方向由H指向G B、O点处的电势高于D点处的电势，D点处场强大于O点处场强 C、A点电荷所受电场力方向与E点处通电直导线所受安培力方向相同 D、带负电的试探电荷沿直线从D点运动到O点的过程中电势能减小

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18、如图所示，abcd为N匝矩形线框，可以围绕ad边匀速旋转，角速度为ω，每匝面积为S。在ad连线两侧、且在dc连线左侧的区域，存在方向垂直于纸面如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，线框的总电阻为r。供电电路中，电容器电容为C，电路中各元件无故障，电流表为理想交流电流表，不计一切摩擦，则（）

A、当S₁闭合时电灯L不发光 B、当S₁断开时电流表的示数大小为 $\frac{N B S ω}{r + R}$ C、交流电变化周期 $T = \frac{2 π}{ω}$ D、当S₁断开时，调节R的大小，当R=r时，R的功率最大

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19、在近代物理发展的进程中，实验和理论相互推动，促进了人类对世界认识的不断深入。对下列四幅图描述正确的是（）

A、图甲对应的两条曲线中体现的物理量关系是： $λ_{1} < λ_{2}$ ， $T_{1} < T_{2}$ B、图乙说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定小 C、图丙中1个处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可以辐射6种不同频率的光子 D、由图丁可以推断出，氧原子核（ $_{8}^{16} O$ ）比锂原子核（ $_{3}^{6} Li$ ）更稳定

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20、如图所示，两条足够长的平行导电导轨MN、PQ水平放置，导轨间距L=1.0m，在轨道区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。导体棒a、b质量均为m=1kg，电阻均为R=0.5Ω，与导轨间的动摩擦因数均为 $μ$ =0.3，运动过程中导体棒与导轨始终垂直且接触良好。重力加速度g=10m/s² ，导轨电阻可忽略，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）若开始时导体棒a初速度为零，导体棒b获得 $v_{0}$ =2m/s的水平向右的初速度，求此时导体棒a和b的加速度大小；
（2）若同时分别给两导体棒不同的冲量，使导体棒a获得平行于导轨向左的初速度 $v_{1}$ =2m/s的同时，导体棒b获得向右的平行于导轨的初速度 $v_{2}$ =4m/s，求流经导体棒a的最大电流；
（3）在（2）的条件下，从导体棒a速度为零到两棒相距最远的过程中，已知导体棒b产生的焦耳热为0.25J，求此过程中导体棒b的位移。

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