相关试卷

1、如图所示，电阻不计的金属导轨 $a b c$ 和 $a^{'} b^{'} c^{'}$ 平行等高正对放置，导轨左右两侧相互垂直，左侧两导轨粗糙，右侧两导轨光滑且与水平面的夹角 $θ = 37 °$ ，两组导轨均足够长。整个空间存在平行于左侧导轨的匀强磁场。导体棒Q在外力作用下静置于左侧导轨上并保持水平，其与导轨间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ 。导体棒P水平放置于右侧导轨上，两导体棒的质量均为m，电阻相等。 $t = 0$ 时起，对导体棒P施加沿斜面向下的随时间变化的拉力 $F = k t$ （k已知），使其由静止开始做匀加速直线运动，同时撤去对Q的外力，导体棒Q开始沿轨道下滑。已知两导体棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（ $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ）

(1)、求导体棒P的加速度；

(2)、求 $t = \frac{m g}{k}$ 时导体棒Q加速度的大小；

(3)、求导体棒Q最大速度的大小。

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2、图甲为我国某电动轿车的空气减震器（由活塞、足够长汽缸组成，活塞底部固定在车轴上）。该电动轿车共有4个完全相同的空气减震器，图乙是空气减震器的简化模型结构图，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积 $S = 20 {cm}^{2}$ 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接。封闭气体初始温度 $T_{1} = 300 K$ 、长度 $L_{1} = 17 cm$ 、压强 $p_{1} = 3.0 \times 10^{6} Pa$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、为升高汽车底盘离地间隙，通过气泵向汽缸内充气，让汽缸缓慢上升 $Δ L = 10 cm$ ，此过程中气体温度保持不变，求需向一个汽缸内充入与缸内气体温度相同、压强 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ 的气体的体积；

(2)、在（1）问情况下，当车辆载重时，相当于在汽缸顶部加一物体A，汽缸下降，稳定时汽缸内气体长度变为 $L_{2} = 24 cm$ ，气体温度变为 $T_{2} = 320 K$ ，若该过程中气体放出热量 $Q = 18 J$ ，气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示，求该过程中一个汽缸气体内能的变化量。

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3、兴趣小组利用如下装置验证“加速度与力和质量的关系”的实验。
第一小组：验证加速度与力的关系器材包含：导轨上有刻度尺的气垫导轨（含气泵）、光电门B、数字计时器、带挡光片的滑块A、钩码若干、力的传感器（质量不计）和天平。
实验步骤：固定好光电门B，调整导轨水平，用刻度尺测出遮光条与光电门之间的距离L及挡光片的宽度d，并记录滑块的位置，测出滑块和挡光片的总质量为M。滑块用平行于导轨的细线跨过动滑轮连接在传感器上。在传感器上悬挂一个钩码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的时间为，读出传感器的示数F，保持小车的质量不变，改变钩码的个数且从同一位置释放，进行多次实验，并作出图像。
根据实验步骤回答下列问题：

(1)、不挂钩码和细线，接通气泵，在任意位置轻放滑块，观察到滑块，兴趣小组判断调整后的导轨已经水平。

(2)、为了直观的由图像看出物体的加速度与合力F的正比关系，小组应该绘制图像（选填“ $F - \frac{1}{Δ t}$ ”“ $F - \frac{1}{{(Δ t)}^{2}}$ ”“ $F - Δ t$ ”或“ $F - {(Δ t)}^{2}$ ”）。
第二小组：验证加速度与质量的关系
兴趣小组与邻桌的同学一起做验证“加速度与质量关系”的实验。他们将两个气垫导轨对称地放置在一条水平直线上，保持两个导轨上的光电门固定在相同刻度处（即保持滑块的位移相同），测出A和B两个滑块的质量为M₁与M₂ ，滑块上连接一条平行于桌面的细线，细线中间放置用一个悬挂钩码的滑轮，并使细线与导轨平行且跨过气垫导轨上的滑轮。现同时从各自的气垫导轨上同一位置由静止释放，记录A和B两个滑块上遮光片（两遮光片宽度相同）分别通过光电门的时间为t₁和t₂。

(3)、若测量结果满足 $\frac{M_{1}}{M_{2}} =$ （用上述字母表示），即可得出物体加速度与质量的关系。

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4、2024年1月，国务院国资委启动实施未来产业启航行动，明确可控核聚变领域为未来能源的唯一方向。可控核聚变当中，有一重要技术难题，就是如何将运动电荷束缚在某一固定区域。有一种利用电场和磁场组合的方案，其简化原理如下。如图，已知直线l上方存在方向竖直向下的匀强电场，直线l下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。一个带正电的、不计重力的粒子从电磁场边界l上方一点，以一定速度水平向右发射，经过一段时间又回到该发射点。则改变下列条件能使粒子发射后回到原来位置的是（　　）。

A、仅带电粒子比荷发生变化（但仍为带正电的粒子） B、仅带电粒子初速度发生变化 C、电场强度变成原来3倍且磁感应强度变成原来2倍 D、仅发射点到电场边界l的距离发生变化

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5、如图所示，竖直平面内存在无限大、均匀带电的空间离子层，左侧为正电荷离子层，右侧为负电荷离子层，两离子层内单位体积的电荷量均为 $ρ$ ，厚度均为d。以正离子层左边缘上某点O为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标轴 $O x$ 。已知正离子层中各点的电场强度方向均沿x轴正方向，其大小E随x的变化关系如图所示；在 $x < 0$ 与 $x > 2 d$ 空间内电场强度均为零。某放射性粒子源S位于 $x = - d$ 的位置，入射电子速度方向与x轴正方向的夹角为 $θ$ 时，电子刚好可以到达离子层分界面处，没有射入负电荷离子层。已知电子质量为m，所带电荷量为e，其中 $e = 1.6 \times 10^{- 19} C$ ，不计电子重力及电子间相互作用力，假设电子与离子不发生碰撞。下列说法正确的是（　　）。

A、电子在离子层中做匀变速曲线运动 B、电子将从正离子层左侧边界离开 C、电子从进入离子层到离子层分界面过程电势能增加 $\frac{ρ e d^{2}}{ε_{0}}$ D、刚好可以到达离子层分界面处的电子入射时 $θ$ 满足 $\cos θ = \frac{d}{v} \sqrt{\frac{ρ e}{m ε_{0}}}$

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6、如图甲所示，在理想变压器a、b端输入电压为 $U_{0}$ 的正弦交流电，原副线圈匝数比 $\frac{n_{1}}{n_{2}} = 4$ 。定值电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 、 $R_{3}$ 的阻值分别为 $R_{1} = 32 Ω$ ， $R_{2} = 2 Ω$ ， $R_{3} = 1 Ω$ ，滑动变阻器R的最大阻值为 $5 Ω$ 。初始时滑动变阻器滑片位于最左端，向右缓慢移动滑片至最右端过程中，记录理想电压表V的示数U与理想电流表A的示数I，描绘出如图乙所示的 $U - I$ 图像。下列说法正确的是（　　）。

A、通过 $R_{3}$ 的电流先增大后减小 B、电压表示数先增大后减小 C、 $U - I$ 图像中纵截距 $U_{1} = \frac{U_{0}}{4}$ ，斜率绝对值为 $2 Ω$ D、 $R_{1}$ 消耗功率变大

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7、乒乓球是一种世界流行的球类体育项目，如图所示，装满乒乓球的纸箱沿着倾角为 $θ$ 的粗糙斜面下滑，在箱子正中央夹有一个质量为m的乒乓球，下列说法正确的是（　　）。

A、若纸箱向下做匀速直线运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力不可能为 $F_{3}$ B、若纸箱向下做匀速直线运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为 $F_{4}$ C、若纸箱向下做加速运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为 $F_{1}$ D、若纸箱向下做加速运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为 $F_{2}$

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8、在水平光滑绝缘桌面上，放置一个半径为R的超导导线环，其中通过的电流为I。穿过导线环垂直桌面向下有一个匀强磁场，导线环全部位于磁场中，磁感应强度为B，则导线环各截面间的张力为（　　）。

A、 $B I R$ B、 $0.5 B I R$ C、0 D、 $π B I R$

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9、光屏竖直放置，直线 $O O_{1}$ 与光屏垂直，用激光笔沿与 $O O_{1}$ 方向成 $45 °$ 角的 $A B$ 方向照射光屏，光屏上C处有激光亮点。此时在光屏前竖直放置厚度为d折射率为 $\frac{\sqrt{10}}{2}$ 的平板玻璃，激光亮点从光屏上的C点移动到D点（未画出），则 $C D$ 间距为（　　）。

A、 $\frac{\sqrt{5}}{5} d$ B、 $\frac{1}{2} d$ C、 $\frac{\sqrt{10}}{2} d$ D、 $\frac{1}{4} d$

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10、一列机械横波向右传播，在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点在平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，则该波的波速可能为（　　）。

A、2m/s B、3m/s C、5m/s D、4m/s

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11、一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极K，只有频率为ν_a和ν_b的光能使它发生光电效应。分别用频率为ν_a、ν_b的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　）。

A、图乙中，用频率ν_b的光照射时，将滑片P向右滑动，电流表示数一定增大 B、图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出4种不同频率的光 C、图丙中，图线a所表示的光的光子能量为12.09eV D、a光光子动量大于b光光子动量

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12、气体分子的平均平动动能 $E_{k}$ 与热力学温度 $T$ 之间的关系为 $E_{k} = \frac{3}{2} k T$ ，式中 $k$ 是玻尔兹曼常数，是一个关于温度及能量的常数。用国际单位制中的基本单位表示 $k$ 的单位是（　　）

A、 $kg \cdot m^{2} / (K \cdot s^{2})$ B、 $kg \cdot m^{2} / (K \cdot s)$ C、 $J$ /℃ D、 $N \cdot m / K$

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13、如图，木板A放置在光滑水平桌面上，通过两根相同的水平轻弹簧M、N与桌面上的两个固定挡板相连。小物块B放在A的最左端，通过一条跨过轻质定滑轮的轻绳与带正电的小球C相连，轻绳绝缘且不可伸长，B与滑轮间的绳子与桌面平行。桌面右侧存在一竖直向上的匀强电场，A、B、C均静止，M、N处于原长状态，轻绳处于自然伸直状态。 $t = 0$ 时撤去电场，C向下加速运动，下降 $0.2 m$ 后开始匀速运动，C开始做匀速运动瞬间弹簧N的弹性势能为 $0.1 J$ 。已知A、B、C的质量分别为 $0.3 kg$ 、 $0.4 kg$ 、 $0.2 kg$ ，小球C的带电量为 $1 \times 10^{- 6} C$ ，重力加速度大小取 $10 {m/s}^{2}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终处在弹性限度内，轻绳与滑轮间的摩擦力不计。

(1)、求匀强电场的场强大小；

(2)、求A与B间的滑动摩擦因数及C做匀速运动时的速度大小；

(3)、若 $t = 0$ 时电场方向改为竖直向下，当B与A即将发生相对滑动瞬间撤去电场，A、B继续向右运动，一段时间后，A从右向左运动。求A第一次从右向左运动过程中最大速度的大小。（整个过程B未与A脱离，C未与地面相碰）

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14、如图，直角坐标系 $x O y$ 中，第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第Ⅱ、Ⅲ象限中有两平行板电容器 $C_{1}$ 、 $C_{2}$ ，其中 $C_{1}$ 垂直 $x$ 轴放置，极板与 $x$ 轴相交处存在小孔 $M$ 、 $N$ ； $C_{2}$ 垂直 $y$ 轴放置，上、下极板右端分别紧贴 $y$ 轴上的 $P$ 、 $O$ 点。一带电粒子从 $M$ 静止释放，经电场直线加速后从 $N$ 射出，紧贴 $C_{2}$ 下极板进入 $C_{2}$ ，而后从 $P$ 进入第Ⅰ象限；经磁场偏转后恰好垂直 $x$ 轴离开，运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子质量为 $m$ 、带电量为 $q$ ， $O$ 、 $P$ 间距离为 $d$ ， $C_{1}$ 、 $C_{2}$ 的板间电压大小均为 $U$ ，板间电场视为匀强电场，不计重力，忽略边缘效应。求：

(1)、粒子经过 $N$ 时的速度大小；

(2)、粒子经过 $P$ 时速度方向与 $y$ 轴正向的夹角；

(3)、磁场的磁感应强度大小。

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15、某实验小组探究不同电压下红光和蓝光发光元件的电阻变化规律，并设计一款彩光电路。所用器材有：红光和蓝光发光元件各一个、电流表（量程30mA）、电压表（量程3V）、滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）、5号电池（电动势1.5V）两节、开关、导线若干。
（1）图（a）为发光元件的电阻测量电路图，按图接好电路；
（2）滑动变阻器滑片先置于（填“a”或“b”）端，再接通开关S，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录对应的电流表示数I和电压表示数U；
（3）某次电流表示数为10.0mA时，电压表示数如图（b）所示，示数为V，此时发光元件的电阻为Ω（结果保留3位有效数字）；
（4）测得红光和蓝光发光元件的伏安特性曲线如图（c）中的Ⅰ和Ⅱ所示。从曲线可知，电流在1.0~18.0mA范围内，两个发光元件的电阻随电压变化的关系均是：；
（5）根据所测伏安特性曲线，实验小组设计一款电路，可使红光和蓝光发光元件同时在10.0mA的电流下工作。在图（d）中补充两条导线完成电路设计。

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16、某小组基于动量守恒定律测量玩具枪子弹离开枪口的速度大小，实验装置如图（a）所示。所用器材有：玩具枪、玩具子弹、装有挡光片的小车、轨道、光电门、光电计时器、十分度游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下：
（1）用电子秤分别测量小车的质量M和子弹的质量m；
（2）用游标卡尺测量挡光片宽度d，示数如图（b）所示，宽度d= cm；
（3）平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门A和B，让装有挡光片的小车以一定初速度由右向左运动，若测得挡光片经过A、B的挡光时间分别为13.56ms、17.90ms，则应适当调高轨道的（填“左”或“右”）端。经过多次调整，直至挡光时间相等；
（4）让小车处于A的右侧，枪口靠近小车，发射子弹，使子弹沿轨道方向射出并粘在小车上，小车向左运动经过光电门A，测得挡光片经过A的挡光时间 $Δ t$ ；
（5）根据上述测量数据，利用公式v=（用d、m、M、 $Δ t$ 表示）即可得到子弹离开枪口的速度大小v；
（6）重复步骤（4）五次，并计算出每次的v值，填入下表；
次数
1
2
3
4
5
速度v（ $m/s$ ）
59.1
60.9
60.3
58.7
59.5
（7）根据表中数据，可得子弹速度大小v的平均值为m/s。（结果保留3位有效数字）

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17、如图，圆心为 $O$ 点、半径为 $R$ 的圆周上有 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 、 $E$ 、 $F$ 、 $G$ 、 $H$ 八个等分点， $G$ 点固定有一带电量为 $- Q$ （ $Q > 0$ ）的点电荷，其余各点均固定有带电量为 $+ Q$ 的点电荷。已知静电力常量为 $k$ ，则 $O$ 点的电场强度大小为。 $M$ 、 $N$ 分别为 $O C$ 、 $O G$ 的中点，则 $M$ 点的电势（填“大于”“等于”或“小于”） $N$ 点的电势；将一带电量为 $+ q$ （ $q > 0$ ）的点电荷从 $M$ 点沿图中 $\overset{⌢}{M N}$ 弧线移动到 $N$ 点，电场力对该点电荷所做的总功（填“大于零”“等于零”或“小于零”）。

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18、镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角 $i$ （ $i \neq 0$ ）进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。若复色光含蓝、绿光，已知棱镜对蓝光的折射率大于绿光，则蓝光在棱镜中的折射角（填“大于”“等于”或“小于”）绿光的折射角；若激光器输出的是蓝光，当要调为绿光输出时，需将棱镜以过入射点 $O$ 且垂直纸面的轴（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。

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19、夜间环境温度为 $17 ℃$ 时，某汽车轮胎的胎压为 $2.9$ 个标准大气压，胎内气体视为理想气体，温度与环境温度相同，体积和质量都保持不变。次日中午，环境温度升至 $27 {}_{°}C$ ，此时胎压为个标准大气压，胎内气体的内能（填“大于”“等于”或“小于”） $17 ℃$ 时的内能。（计算时 $0 {}_{°}C$ 取 $273 K$ ）

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20、拓扑结构在现代物理学中具有广泛的应用。现有一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转180°，与另一端连接，形成拓扑结构的莫比乌斯环，如图所示。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半径为R的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为r的圆（r < R）。若磁感应强度大小B随时间t的变化关系为B = kt（k为常量），则回路中产生的感应电动势大小为（　　）

A、0 B、kπR² C、2kπr² D、2kπR²

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次数	1	2	3	4	5
速度v（ $m/s$ ）	59.1	60.9	60.3	58.7	59.5