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1、如图甲所示,2025年8月26日,国际上首个运行的超大规模和超高精度“幽灵粒子”探测器在我国建成并投入使用。为研究高能粒子控制与探测,研究小组设计了如图乙所示的粒子控制与探测一体化模型。在xOy平面存在沿x轴正方向的匀强电场E,以O点为圆心的圆形区域内存在垂直xOy平面向里的匀强磁场B。在坐标原点固定一小块含的物质,衰变成 , 继续衰变成 , 设衰变后产生的、粒子向xOy平面各个方向均匀发射。磁场圆边界处有可移动的粒子探测器,可探测到从不同区域离开边界的粒子。已知粒子的比荷为k,电子的比荷为3672k,、粒子沿各个方向的最大速度分别为v与10v,圆形磁场的半径为R,不计空气阻力、粒子的重力及粒子间的相互作用,不考虑相对论效应。
(1)、请写出的衰变方程;(2)、将E调到0,为使所有粒子均不离开磁场,求磁感应强度B的最小值;(3)、将B调到0,若探测器在x≥0的圆边界处均能探测到粒子,求电场强度E的范围;(4)、将B调到B0 , 若存在一些初速度为0的粒子,探测器探测到这些粒子离开圆弧边界时的速度与y轴平行,求电场强度E的最大值。 -
2、如图所示,半径为R、内壁光滑的细圆管固定在水平面内,两小球A、B静止在圆管内,A、B初始位置与圆心连线的夹角为。现给A球一沿管切线向左的初速度 , A、B间的碰撞为弹性碰撞(碰撞时间忽略不计)。已知A球质量为m,B球质量为2m,重力加速度为g。求:
(1)、A刚开始运动时管对A球的支持力大小;(2)、A、B第一次碰撞后瞬间各自的速度大小、;(3)、从A开始运动到A、B即将发生第三次碰撞的过程中,A球所受重力的冲量大小。 -
3、用如图所示的电路测量金属丝的电阻率。器材如下:待测金属丝电阻约为、滑动变阻器、电阻箱、电流表量程 , 内阻可忽略、直流电源内阻约、开关、导线若干。
(1)、将滑动变阻器的滑片移到选填“左”或“右”端,闭合开关 S,调节电阻箱阻值为 , 移动R滑片使电流表示数为。保持R的滑片位置不变,调节电阻箱阻值为 , 此时电流表示数为 , 则若金属丝粗细均匀,横截面积为 , 长度为1m,则金属丝的电阻率结果均保留两位有效数字。若电流表内阻不能忽略,则的测量值选填“偏大”、“偏小”。(2)、图所示电路测定电池的电动势 , 将中金属丝接入电路中,先闭合开关 , 待电流表稳定后闭合开关。移动滑动触头P直到电流计G的示数变为零,测得 , 电流表示数为;改变滑动变阻器阻值重复实验,测得多组数据画出图像如图所示。已知该图像斜率为k,金属丝的电阻为 , 长为 , 则电池的电动势用题中所给的字母表示。
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4、Tracker软件是一种广泛使用的视频分析软件。某学习小组在观看了第四次天宫课堂中的小球碰大球实验视频后,利用Tracker软件对该一维碰撞的实验视频进行分析,已知视频中m1= 100g的小球碰撞原来静止的m2= 500g的大球,由视频分析可得它们在碰撞前后的x-t图像如图所示。
(1)、选取小球碰前速度方向为正方向,则两球碰撞前,大球、小球的总动量为(计算结果保留2位有效数字),根据实验数据可知,两球碰撞过程中动量(选填“守恒”或“不守恒”)。(2)、碰撞恢复系数的定义式为 , 其中和分别为小球和大球碰撞前后的速度,利用x-t图像数据可计算出该实验中碰撞恢复系数e=。 -
5、为探究包装袋易撕口的物理原理,小明进行了以下研究:
①模拟实验。如图1所示,用一端固定的竖直纸带模拟包装袋,在纸带边缘切开一个字型的小缺口模拟易撕口。在纸带的另一端施加拉力,纸带总是从字型缺口处撕开。

②查阅资料。物理学中用“应力”来分析材料的变形和断裂。如图2所示,在物体内部某一截面上,取极小面积包围点,因外力引起该处相互作用力的改变量为 , 则称为点处的应力。类比电场线,用“力线”来描述应力在施力点和支撑点间强弱及方向的分布。图3是有两个对称支撑点的水平横梁中点受向下压力时的力线分布。
根据上述信息并结合所学知识,下列推断正确的是( )
A、应力的单位与压强的单位相同 B、图1中垂直纸带任取两个水平横截面,穿过两截面的力线条数相等 C、图1中小缺口处点与点相比,点处力线密集,应力大 D、图3中点与点相比,横梁更容易在点处断裂 -
6、如图所示,AB、CD和EI、GH为固定的平行且足够长的光滑金属导轨,AB、CD相距2L且与水平面的夹角为 , EI、GH相距L水平放置,导轨之间都有大小为B、垂直向下的匀强磁场。质量均为m,长度分别为2L、L的金属棒MN和PQ垂直放置在导轨上。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持接触良好,MN和PQ的电阻分别为2R、R,导轨的电阻不计,重力加速度大小为g。现MN从静止释放,在稳定之前还没到底部,则( )
A、若PQ固定,MN的最大速度为 B、若PQ固定,则最终PQ两端的电压为 C、若PQ不固定,则最终PQ的速度是MN的两倍 D、若PQ不固定,则最终PQ的加速度是MN的两倍 -
7、一定质量的理想气体经历了a→b→c→a循环,已知该气体在状态a时的压强为、体积为、温度为 , 其压强p与的比值随热力学温度T的关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A、从c到a的过程中,气体单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数减少 B、从c到a的过程中,气体单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数增加 C、从b到c的过程中,气体对外做功大于气体从外界吸收的热量 D、从b到c的过程中,气体对外做功小于气体从外界吸收的热量 -
8、如图所示,质量为m的小滑块P套在竖直光滑杆上,质量为2m的小滑块Q置于水平面上,Q与水平面间的动摩擦因数μ=0.6,P、Q通过铰链与长为L的轻杆两端连接,轻杆与水平面的夹角为53°,整个装置处于静止状态。重力加速度大小为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6。现用水平力F缓慢向右拉动Q至轻杆与水平面的夹角变为37°,该过程力F做的功为( )
A、 B、 C、 D、 -
9、如图甲所示为乐清湾农光互补、渔光互补光伏电力项目。该项目以U0=220kV高压输出,通过本地的变电站网络逐级降压配送。图乙是首次降压的变压器示意图,通往居民区的输出电压为U1=110kV,通往工业区的输出电压为U2=55kV。已知工业区耗电功率是居民区的10倍,变压器可视为理想变压器,初级线圈匝数为n0 , 电流为I0;居民区次级线圈匝数为n1 , 电流为I1;工业区次级线圈匝数为n2 , 电流为I2。则( )
A、 B、I0:I1=11:2 C、I1:I2=1:2 D、I1:I2=11:40 -
10、镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中用来选择波长。如图,一束复色光以一定的入射角()从点进入棱镜后,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。某一含红、绿、蓝光的复色光入射到三棱镜时,激光器输出的是绿光,则( )
A、绿光在棱镜中的折射角大于红光的折射角 B、有可能通过调节入射角 , 使激光器同时输出红、绿、蓝光 C、若要调为红光输出,需将棱镜绕点逆时针转动一小角度 D、不管怎么调节,激光器都不可能输出红光 -
11、水平直线上有A、B、C三点,在B、C两点各固定一点电荷,电荷量分别为和 , 周围的等势面分布示意图如图所示。在A点固定一根竖直光滑绝缘细杆,一带正电的小环(重力不可忽略)套在细杆上从D点无初速度释放到达A点。下列说法正确的是( )
A、小环在D点与在A点所受电场力的方向相同 B、小环运动到A点时的加速度大于重力加速度 C、小环在D点的电势能小于在A点的电势能 D、小环最终以A点为中心做往复运动 -
12、2025年9月9日,我国用捷龙三号运载火箭,成功将吉利星座05组卫星发射升空。如图所示,卫星先进入椭圆轨道Ⅰ,然后在远地点点火加速,进入圆形轨道Ⅱ。下列说法正确的是( )
A、卫星在近地点的速率小于远地点的速率 B、卫星从近地点到远地点的过程中引力做负功 C、卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等 D、卫星在轨道Ⅰ上经过点时的加速度小于在轨道Ⅱ上经过点时的加速度 -
13、如图所示,两列仅起振方向不同的波沿一直线相向传播。当它们相遇时,完整波形可能是( )
A、
B、
C、
D、
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14、利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞离子使其从基态激发到可能的激发态,若所用电子的能量为 , 则离子辐射的光谱中,波长最长的谱线对应的跃迁为( )
A、能级 B、能级 C、能级 D、能级 -
15、如图所示,有一个位于x轴上方带电的平行板电容器,极板长度为2L、极板间距为L,电容器的右极板与y轴重合且下端在原点O。y轴右侧有一与y轴平行的虚线y',在y轴和虚线y'之间存在垂直于xOy平面的匀强磁场,x轴上方磁场方向垂直纸面向外,x轴下方磁场方向垂直纸面向里。某时刻一质量为m、电荷量为q、不计重力的带正电粒子沿y轴正方向以大小为的初速度紧挨电容器左极板下端射入电容器内,经电场偏转后,粒子刚好从电容器的右极板最上端P射入磁场中。求:
(1)、电容器内的电场强度大小以及粒子进入磁场时的速度大小和方向;(2)、若粒子从P进入磁场后,经x轴上方磁场偏转(未到达虚线y')后不会打到电容器的右极板上,x轴上方磁场的磁感应强度应满足怎样的条件;(3)、若x轴上、下磁场的磁感应强度大小之比为1:2,粒子在x轴上方轨道半径为。虚线y'与y轴之间距离满足怎样关系时,粒子垂直于y'离开磁场。 -
16、如图(a)所示,质量的绝缘木板A静止在水平地面上,质量可视为质点的带正电的小物块B放在木板A上某一位置,其电荷量为。空间存在足够大的水平向右的匀强电场,电场强度大小为。质量的滑块C放在A板左侧的地面上,滑块C与地面间无摩擦力,其受到水平向右的变力F作用,力F与时刻t的关系为(如图b)。从时刻开始,滑块C在变力F作用下由静止开始向右运动,在时撤去变力F。此时滑块C刚好与木板A发生弹性正碰,且碰撞时间极短,此后整个过程物块B都未从木板A上滑落。已知小物块B与木板A及木板A与地面间的动摩擦因数均为 , 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。求:
(1)、撤去变力F瞬间滑块C的速度大小;(2)、小物块B与木板A刚好共速时的速度大小;(3)、若小物块B与木板A达到共同速度时立即将电场强度大小变为 , 方向不变,小物块B始终未从木板A上滑落,则①木板A至少多长?②整个过程中物块B的电势能如何变化? -
17、如图,两条平行光滑金属导轨水平放置,间距为L,中间有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场;导轨右侧接有一个阻值为R的定值电阻。一个边长为L的正方形导线框abcd置于导轨左侧,其ab、cd边始终与导轨接触良好。导线框总电阻为4R,现给导线框一个初速度v,当它完全进入磁场区域时,速度变为 , 求:
(1)、线框进入磁场区域左边界瞬间bd两点间的电压U;(2)、线框的质量m;(3)、上述过程中通过导轨右侧定值电阻R的电荷量q以及其上产生的焦耳热Q。 -
18、如图所示,竖直放置在水平面上的两汽缸底部由容积可忽略的细管连接,左、右两汽缸粗细均匀,内壁光滑,横截面积分别为S、2S,左、右两汽缸内各有一个活塞将缸内封闭一定质量的理想气体,左、右活塞质量分别为0.5m、2m,轻质细弹簧上端与天花板连接、下端与左侧汽缸内活塞相连。初始时,两缸内活塞离缸底的距离均为h,两活塞相平,大气压强为 , 重力加速度大小为g,汽缸导热性能良好,环境温度为 , 封闭气体质量保持不变,弹簧的劲度系数为k,弹簧始终在弹性限度内,汽缸足够长,求:
(1)、开始时弹簧的形变量;(2)、使环境温度缓慢升高为2 , 则右侧汽缸中活塞移动的距离为多少?(3)、若(2)过程中系统内能增加了 , 则系统吸收的热量为多少? -
19、某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前,细线与弹簧和物块的拴接点A、B在同一水平线上,且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计,细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为m,弹簧的劲度系数为k,弹性势能(x为弹簧形变量),重力加速度为g,遮光条的宽度为d,物块释放点与光电门之间的距离为l(d远远小于l)现将物块由静止释放,记录物块通过光电门的时间t。
(1)、改变光电门的位置,重复实验,每次物块均从B点静止释放,记录多组l和对应的时间t,作出图像如图2所示,若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒,则在误差允许的范围内,需要验证正确的关系式是( )A、 B、 C、 D、(2)、在(1)中的条件下,和时,物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为和 , 则(用l1 , l3 , m,g表示)。(3)、在(1)中的条件下,l取某个值时,可以使物块通过光电门时的速度最大,速度最大值为(用m,g,k表示)。 -
20、如图甲所示为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验装置。橡皮条AO的一端A固定,另一端O点拴有细绳套。
(1)、关于本实验,以下操作正确的是( )A、实验过程中拉动弹簧测力计时,弹簧测力计可以不与木板平行 B、用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,两测力计的读数越大越好 C、用两个弹簧测力计互成角度拉细绳套时,夹角越小越好 D、每次实验时,要记录弹簧测力计的示数以及拉力的方向(2)、本实验采用的科学方法是______。A、理想实验法 B、等效替代法 C、控制变量法 D、放大微小形变法(3)、某次实验中,弹簧测力计指针位置如图甲所示,其读数为N;(4)、图乙是在白纸上根据实验数据作出的示意图,图中F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是。