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相关试卷

1、如图是一个化工厂的生产桶，正中间是一个轻质绝热、可自由移动的活塞。整个桶除右侧桶盖之外的其它部分均为绝热材料；右侧桶盖导热性能良好，且有一个气阀门，处于开启状态（与外界大气连通）。左侧装有加热用的电阻丝，整个装置密封良好，不计摩擦。初始时左右两个空间气体温度均为室温 $T_{0}$ ，压强均为大气压强 $p_{0}$ ，且密封的气体均为空气。现开始缓慢加热左侧气体（加热时间足够长）。

(1)、当左侧气体的温度达到 $3 T_{0}$ 时，求左侧气体的压强。

(2)、若加热前关闭右侧阀门，再进行加热，当左右两侧空间的体积比为 $3 : 1$ 时，求左侧气体的温度。

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2、超导材料在超导转变温度附近，电阻率会陡然下降为0，利用这一电学特性，某同学在电学实验室做了“测定高温超导材料转变温度”的实验。实验中用到的器材如下：
待测超导样品。 $R_{s u p}$ （室温下约300μΩ）
铂电阻温度计 $R_{1}$ （ $20 - 100 Ω$ ，与温度有关；5mA）
1A恒流电源 $S_{1}$
10V恒压电源 $S_{2}$
电阻板R，装有20个串联的1kΩ电阻
长引线，短引线若干（电阻mΩ量级）
高精度数字万用表两只（内阻约10000MΩ）
铜质均温块·液氮3L

(1)、该同学设计了如图甲所示的样品电阻测量电路和测温电路（ $V_{1} 、 V_{2}$ 对应两个万用表）。电阻测量电路的电源选择，测温电路的电源选择。（均选填“ $S_{1}$ ”或“ $S_{2}$ ”）

(2)、测温电路的原理为：已知铂电阻温度计在约1mA工作电流下的电阻 $R_{t} (Ω)$ 与温度 $t (℃)$ 的大致关系，通过测量铂电阻两端电压即可间接测出此时铂电阻的工作温度。则测温电路中电阻板应将个1kΩ电阻串联接入电路。

(3)、为更精确地测量接近转变温度时的样品电阻，实际接线时，超导样品部分采用了“四引线法”，如图乙所示，其正确接法应为（选填“A”或“B”），原因为。

(4)、连接好测量电路后，该同学将与长引线连接的超导样品 $R_{\sup}$ 和铂电阻温度计 $R_{t}$ 捆绑安装在铜质均温块上，制成“测试探头”；接着他将探头放入液氮桶中，降温至转变温度以下后拿出，在室温中回温，回温过程记录得到数据如下（ $U_{1}$ 为电表V的示数，t为此时测试探头温度）：
$U_{1} (mV)$
0.001
0.001
0.002
0.003
0.006
0.011
0.026
$t (℃)$
$- 167.9$
$- 166.9$
$- 165.8$
$- 165.0$
$- 164.0$
$- 163.4$
$- 162.5$
$U_{1} (mV)$
0.040
0.087
0.097
0.101
0.102
0.106
0.108
$t (℃)$
$- 162.0$
$- 161.1$
$- 160.6$
$- 159.6$
$- 159.0$
$- 156.1$
$- 153.6$
在答题卡相应位置的网格中描点（5~6个）画出 $R_{\sup} - t$ 曲线的大致趋势。该超导材料的转变温度约为℃。

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3、小贤同学回到老家，乘坐了新开通的地铁6号线，出行十分方便。为测量地铁启动和停车时的加速度，他在保证不影响其他乘客和地铁列车正常行驶的条件下设计了如图所示的简易装置。他将细线一端系在竖直把手的顶端，一端系在钢笔顶端的笔帽上。初始时绳与笔自然下垂。

(1)、在地铁列车刹车时拍摄的是（选填“甲”或“乙”）。

(2)、为了测得地铁列车的加速度，小逸同学认为需要量角器，而小贤同学却认为只需要卷尺即可。对于二人测量方式评价，正确的是_______。

A、由于实际情况下绳子偏转较小，用量角器测出的结果可能不准确 B、小贤同学的方法需要将角度的正切值转换为角度 C、小贤同学需要测量绳子长度和笔帽系绳处到把手的水平距离 D、两人的实验均需要测量钢笔的质量

(3)、某次地铁列车沿水平直线加速时，测得笔帽到把手的水平距离为28cm，已知绳长为1.0m，当地重力加速度为 $9.76 m / s^{2}$ ，则此时列车加速度大小为m/s²。

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4、猫猫同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是（　　）

A、光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件 B、透镜的作用是使光更集中，单缝的作用是获得线光源 C、减小单缝和双缝之间的距离，条纹间距变窄 D、双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目内越多 E、用红光进行实验观测到条纹的间距比用蓝光观测的间距小

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5、两个金属微粒间的电子转移，可以等效为电子以隧穿过介质的方式从平行板电容器中的一个极板进入到另一个极板的过程，因而中间的介质可以等效为一隧穿电阻 $R_{T}$ ，等效后的电容为C，如图所示。如果隧穿过程会导致体系的静电能量上升，那么该过程将无法发生，这就是库仑阻塞。当没有库仑阻塞现象时，单位时间内发生电子隧穿的概率 $α = - \frac{Δ E}{e^{2} R_{T}}$ ，其中△E是发生隧穿后体系静电能量的变化量，e为电子的电荷量。已知平行板电容器的能量 $E = \frac{1}{2} C U^{2}$ ，其中C为电容，U为两极板的电压。下列说法正确的是（　　）

A、电子隧穿的方式是从负极板进入正极板 B、为避免库仑阻塞的发生，该系统电压的最小值是 $\frac{e}{C}$ C、当该系统的电压为V时，电子在单位时间内发生隧穿的概率是 $\frac{2 C V - e}{2 e C R_{T}}$ D、在该系统两端加以恒压源V，流过该系统的平均电流是 $\frac{2 C V - e}{C R_{T}}$

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6、如图为一半径为2R的空心球形玻璃砖（仅画出四分之一），正中心半径为R的球形空腔中装有与外界相同的空气。一束光射向玻璃砖，其延长线恰好与空腔的边界相切。已知该光第一次发生折射时，折射角为入射角的一半，下列说法正确的是（参考数据： $\sqrt{6} - \sqrt{2} \approx 1$ ）（　　）

A、玻璃砖相对空气的折射率为 $\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{2}$ B、该光在空腔边界入射角的正弦值为 $\frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{2}$ C、该光可以进入空腔内部 D、该光射出玻璃砖后，相较原光束偏转了约90°

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7、如图所示，距离为L的光滑水平平行长导轨上放置两相同导杆a、b，导轨左侧为一电阻为R的电阻，导杆a、b接入回路的电阻也均为R，不计其它电阻。整个装置置于垂直导轨向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现给导杆a一向右的初速度v，a、b杆开始运动，下列说法正确的是（　　）

A、a杆刚开始运动时，b杆的电流为 $\frac{B L v}{2 R}$ B、a杆刚开始运动时，b杆受到的安培力为 $\frac{B^{2} L^{2} v}{3 R}$ C、b杆在运动过程中，速率先增大，再减小 D、最终a、b两杆会以相同的速度匀速运动

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8、1917年斯泰瓦和托尔曼发现，一个不带电的圆形闭合导线圈绕通过其圆心且垂直于线圈平面的轴匀速转动时，线圈中无电流通过。而当线圈做加速运动时，线圈中会有电流产生。这是因为当线圈在加速转动时，自由电子会因为惯性和带正电的金属离子产生相对运动。在线圈参考系中，金属离子可视作静止，而自由电子则会受到一个大小不变、方向沿着圆环切线方向的力（可视作非静电力）。若线圈的半径远大于横截面直径，电阻率为ρ，横截面积为S，电子带电量为e，且在某次加速转动中上述非静电力的大小为F，则线圈中的电流大小为（　　）

A、 $\frac{F S}{e ρ}$ B、 $\frac{\sqrt{2} F S}{e ρ}$ C、 $\frac{\sqrt{3} F S}{e ρ}$ D、 $\frac{2 F S}{e ρ}$

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9、如图所示，现有一质量为 $M$ 的单摆用轻绳竖直悬挂并保持静止，摆长为 $L$ 。又有一质量为 $m$ 的小球以 $v_{0}$ 的速度向右水平运动与单摆相撞，碰撞前两物体的重心位于同一高度， $g$ 为重力加速度。已知碰撞的恢复系数 $\frac{v_{2} - v_{1}}{v_{10} - v_{20}} = \frac{1}{2}$ ，其中 $v_{10}$ 和 $v_{20}$ 分别是碰撞前两物体的速度， $v_{1}$ 和 $v_{2}$ 分别是碰撞后两物体的速度。若要求碰撞后的单摆能够做完整的圆周运动，则 $v_{0}$ 的最小值为（　　）

A、 $\frac{M + m}{m} \sqrt{\frac{10}{9} g L}$ B、 $\frac{m}{M + m} \sqrt{\frac{20}{9} g L}$ C、 $\frac{M}{M + m} \sqrt{\frac{10}{9} g L}$ D、 $\frac{M + m}{m} \sqrt{\frac{20}{9} g L}$

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10、如图为某滑雪大跳台的滑道示意图。运动员从助滑道某高度滑下，从跳台最高点O沿某一固定角度飞出。着落坡可以看作是以O点为起点的直道，不计空气阻力且运动员可视作质点。对于运动员（含滑雪器械）在空中的运动，下列说法正确的是（　　）

A、运动员离着落坡最远时，重力功率为0 B、以不同速度飞出跳台的运动员滞空时间相同 C、运动员着落时的速度方向和滑下的高度无关 D、相等时间内，运动员动量变化量先减小后增大

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11、现有一颗卫星绕着一个恒星公转（均视为质量均匀的球体）。由于大气的存在，该卫星在做公转时会受到一定的阻力而损失掉一部分机械能。但是，由于该阻力很小，卫星在一个周期内的轨道又接近于正圆。已知球形天体间引力势能 $E_{p} = - \frac{G M m}{r}$ ，其中M和m分别是两个天体的质量，r是两个天体球心的距离。当卫星的机械能损失了1J时，该卫星的动能将（　　）

A、减少1J B、减少2J C、增大1J D、增大2J

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12、如图为两个平行的条状磁场，从上到下的边界均水平，依次记作a、b、c、d，垂直纸面向里的匀强磁场填充在ab和cd区域内，其它区域无磁场。ab和cd的宽度均为d，bc的宽度为L，一带负电的粒子以速度 $v_{0}$ 垂直边界d射入磁场，一段时间后恰好未从边界a射出。粒子带电量为q，不计重力，则（　　）

A、磁场的磁感应强度为 $\frac{\sqrt{2} m v_{0}}{2 q d}$ B、粒子自射入磁场到到达边界a用时 $\frac{π d}{v_{0}} + \frac{2 L}{\sqrt{3} v_{0}}$ C、若bc的宽度减小，粒子会从边界a射出 D、若ab宽度变为0.5d，cd宽度变为1.5d，则粒子无法到达边界a

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13、某流体力学实验的一个环节为凝胶电泳实验。初始时，数个含有同种物质、质量各异的球形微粒处于凝胶一端。电泳过程中，微粒因外加电压而移动。设外加电压为U，两电极距离为d，且每一个微粒带电量均为Q。已知一个微粒在凝胶中受到的阻力为 $k r^{2} v^{2}$ ，其中r为微粒半径，v为微粒相对凝胶的运动速率。下列说法错误的是（　　）

A、实验开始一段时间内，微粒做加速度减小的加速运动 B、理论上，微粒可以达到的最大速度 $\frac{1}{r} \sqrt{\frac{Q U}{k d}}$ C、k的大小可能和凝胶的密度和粘度有关 D、质量不同的微粒在实验开始相同时间内走过的位移与其质量成反比

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14、gs有一天在公园中的一大块平地上扔沙包（出手高度可忽略不计）。gs某次出手后发现沙包落地时到他的距离为L，且沙包出射角度为θ。若gs每次出手时沙包的初速率相同，调整出射角度，则下列说法正确的是（　　）

A、若增大出射角度，则沙包一定会飞的更远 B、若减小出射角度，则沙包一定会飞的更远 C、沙包的最远射程为 $\frac{L}{sin 2 θ}$ D、沙包的最远射程为 $L \tan 2 θ$

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15、如图，一根带阀门的细管联通两用同一材质做成的气球a、b，此时阀门关闭， $R_{a} < R_{b}$ 。两气球与外界热交换足够充分，且外界温度一定。已知球形弹性容器内外压强差 $Δ p = \frac{k}{R}$ ， R为容器半径，k为与容器材质有关的常数。现打开阀门，则（　　）

A、a中气体全部进入b B、b中气体全部进入a C、a略变大，b略变小 D、b略变大，a略变小

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16、以下说法正确的是（　　）

A、胡克认为，弹簧的弹力与其形变量成正比 B、牛顿通过实验测出万有引力常量 C、爱因斯坦因提出光电效应理论获得诺贝尔奖 D、电流强度既有大小也有方向，所以是矢量

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17、单位 $V \cdot s / m^{2}$ 可对应以下哪个物理量（　　）

A、电场强度 B、磁感应强度 C、速度 D、电荷量

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18、图甲是某光电管的立体图和俯视图， $M N$ 为光电管的阴极， $O$ 为光电管的阳极，某单色光照射阴极 $M N$ 。逸出的光电子到达阳极 $O$ 形成光电流，已知阴极材料的逸出功为 $W$ ，入射光的波长为 $λ$ ，电子电荷量绝对值为 $e$ 、质量为 $m$ ，朗克常量为 $h$ 。真空中光速为 $c$ 。

(1)、求光电子的最大初速度 $v_{m}$ 和入射光的遏止电压 $U_{C}$ ；

(2)、图乙是该光电管横截面示意图，在半径为 $R$ 的四分之一圆平面内加垂直纸面向外、磁感应强度为 $B = \frac{m}{e R} \sqrt{\frac{2 (h c - W λ)}{m λ}}$ 的匀强磁场，只研究在该截面内运动的光电子，仅考虑洛伦兹力作用。
①若要使从阴极上 $N$ 点逸出的光电子运动到阳极，求从阴极 $N$ 点逸出的光电子速度的最小值；
②若该单色光照射下阴极 $M N$ 表面各处均有光电子逸出，设面积为 $S_{1}$ 的 $M N$ 表面逸出的光电子能到达阳极，面积为 $S_{2}$ 的 $M N$ 表面逸出的光电子不能到达阳极，求比值 $\frac{S_{1}}{S_{2}} = η = ?$ 。

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19、如图所示，间距为l=0.5m的两平行等长金属直导轨ab、a^'b^'固定在同一水平绝缘桌面上，导轨 $a a^{'}$ 端接有R=0.25Ω的定值电阻，bb^'端与两条位于竖直面内半径均为r=0.02m的半圆形金属导轨平滑连接；一根电阻为R=0.25Ω、长度为 $l$ =0.5的细金属棒M质量为m=0.5kg，与导轨垂直静止于 $a a^{'}$ 处， $a b b^{'} a^{'}$ （含边界）所在区域有磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场垂直于金属棒并与水平面成夹角θ=30°。现给细金属棒提供瞬时水平向右的初速度 $v_{0}$ =3m/s，金属棒恰好能经过半圆形金属导轨的最高点，整个运动过程中M与导轨始终接触良好，且始终垂直于导轨。不计全部金属导轨的电阻以及摩擦阻力和空气阻力，重力加速度取g=10m/s²。求：

(1)、金属棒M经过 $b b^{'}$ 位置时的速度大小；

(2)、金属棒M获得初速度 $v_{0}$ 瞬间所受安培力的大小；

(3)、金属棒M向右经过 $a b b^{'} a^{'}$ 区域通过电阻R的电荷量。

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20、如图所示为某实验小组设计的测量不规则矿石体积的气压体积测量仪的原理图，上端开口的直筒导热气缸A和放入待测矿石后上端封闭的直筒导热气缸B高均为 $h = 30 cm$ ，横截面积 $S = 20 {cm}^{2}$ ，两气缸连接处的细管体积不计。将质量 $m = 2 kg$ 的活塞C置A上方开口处放下，在两气缸内封闭一定质量的理想气体（不计活塞厚度和摩擦力），活塞稳定后，活塞距气缸A顶端 $h_{1} = 3 cm$ 。已知环境温度保持不变，大气压强 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、活塞稳定后，封闭气体的压强 $p$ ；

(2)、矿石的体积 $V$ 。

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