相关试卷

1、某种离子诊断测量简化装置如图所示，竖直平面内存在边界为矩形MNPQ、方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为 $B$ 的水平匀强磁场，探测板 $E F$ 平行于 $P Q$ 竖直放置，能沿水平方向左右缓慢移动且接地。a、b、c为三束宽度不计、间距均为 $0.6 R$ 的离子束，离子均以相同速度持续从边界 $M Q$ 竖直向上射入磁场， $b$ 束中的离子在磁场中沿半径为 $R$ 的四分之一圆弧运动后从右边界 $P Q$ 水平射出，并打在探测板的上边缘 $F$ 点。已知每束每秒射入磁场的离子数均为 $N$ ，探测板 $E F$ 的长度为 $0.6 R$ ，离子质量均为 $m$ 、电荷量均为 $- q$ ，不计重力及离子间的相互作用， $sin 37^{\circ} = 0.6$ 。

(1)、求离子速度 $v$ 的大小；

(2)、a、c两束中同时进入磁场的两个离子，求它们打在探测板上的时间差 $Δ t$ ；

(3)、若打到探测板上的离子被全部吸收，求离子束对探测板的平均作用力的水平分量 $F$ 与板到 $P Q$ 距离 $d$ 的关系。

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2、某游戏装置简化图如下，游戏规则是玩家挑选出两个完全相同的光滑小球a、b，将 $a$ 球向左压缩弹簧至锁扣位置松手，弹簧恢复原长后， $a$ 球运动至右侧与静止的 $b$ 球发生碰撞后，结合为 $c$ 。若碰后 $c$ 能完全通过竖直放置的四分之一细圆管道 $C D$ 和四分之一圆弧轨道DE，并成功投入右侧固定的接球桶中，则视为游戏挑战成功。已知被压缩至锁扣位置时弹簧弹性势能 $E_{p} = 0.5 J$ ，圆心 $O_{1} 、 O_{2}$ 及 $D$ 三点等高， $E$ 点为轨道的最高点，安装有微型压力传感器（未画出）。细圆管道、圆弧轨道半径均为 $R = 0.4 m$ ，接球桶的高度 $h = 0.35 m$ ，半径 $r = 0.2 m$ ，中心线离 $E F$ 的距离 $x = 0.7 m$ 。 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 均可视为质点，不计空气阻力和一切摩擦， $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ 。

(1)、若小球 $a$ 、 $b$ 的质量为 $0.01 kg$ ，求 $a$ 球离开弹簧时的速度大小；

(2)、若小球 $a$ 、 $b$ 的质量为 $0.01 kg$ ，求 $c$ 经过 $E$ 点时对传感器的压力；

(3)、若想要挑战成功，求玩家挑选小球的质量范围。

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3、如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一个金属罐体。在大气压强为 $p_{0}$ 的干燥环境下打开阀门向罐内放入干燥的谷物，谷物占罐内体积的 $\frac{1}{8}$ ，关闭阀门，将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，当罐内气体温度为 $\frac{T}{3}$ 时，压强为 $2 p_{0}$ ，当温度达到 $T$ 时打开阀门，因为压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果。

(1)、求打开阀门前瞬间罐内气体的压强；

(2)、打开阀门后，罐内气体迅速膨胀，谷物全部喷出。当罐内气体温度降为 $\frac{T}{4}$ 时，求罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比。

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4、新春佳节期间，市民聚会活动增加，“喝酒不开车”应成为基本行为准则。如图甲所示为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻 $R$ 与酒精气体浓度 $c$ 的关系如图乙所示。某同学利用该酒精气体传感器及以下器材设计一款酒精检测仪。
A.干电池组（电动势 $E$ 为 $3.0 V$ ，内阻 $r$ 为 $1.33 Ω$ ）
B.电压表V（满偏电压为 $0.6 V$ ，内阻为 $800 Ω$ ）
C.电阻箱 $R_{1} (最大阻值 9999.9 Ω)$
D.电阻箱 $R_{2}$ （最大阻值 $9999.9 Ω$ ）
E.开关及导线若干

(1)、该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将电压表V与电阻箱 $R_{1}$ 串联改装成量程为 $3 V$ 的电压表，则应将电阻箱 $R_{1}$ 的阻值调为 $Ω$ 。

(2)、该同学将酒精气体浓度为零的位置标注在原电压表表盘上 $0.4 V$ 处，则应将电阻箱 $R_{2}$ 的阻值调为 $Ω$ 。

(3)、已知酒精气体浓度在 $0.2 \sim 0.8 mg/mL$ 之间属于饮酒驾驶，酒精气体浓度达到或超过 $0.8 mg/mL$ 属于醉酒驾驶。在完成步骤（2）后，某次模拟测试酒精浓度时，电压表指针如图丁所示，则该次测试酒精气体浓度在（选填“酒驾”或“醉驾”）范围内。

(4)、使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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5、“祖冲之”研究小组做用单摆测重力加速度的实验。装置如图甲所示：
（1）测量小铁球的直径及摆线长。
（2）使摆球在同一竖直平面内做小角度摆动，摆球到达（选填“最低点”或“最高点”）启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过计时起点的次数 $n （ n = 1$ ， $2 ， 3 ， \dots ）$ 。当 $n = 100$ 时停止计时，此时停表的示数如图乙所示，此单摆的周期为s（保留两位有效数字）。
（3）某同学测出不同摆长时对应的周期 $T$ ，作出 $T^{2} - L$ 图线，如图丙所示，再利用图线上任意两点 $A$ 、 $B$ 的坐标分别为 $(x_{1} ， y_{1})$ 、 $(x_{2} ， y_{2})$ ，可求得 $g =$ 。若该同学测摆长时漏加了小铁球半径，其它测量、计算均无误，则用上述方法算得的 $g$ 值和真实值相比（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

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6、某电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距为 $l$ ，倾角为 $θ$ ，导轨上端串接一个阻值为 $k B^{2} l^{2}$ 的电阻，下端接有电容为 $C$ 的电容器。在导轨间长为 $d$ 的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为 $B$ ，质量为 $m$ 的金属棒 $a$ 水平置于导轨上，用绝缘绳索（平行导轨）通过定滑轮与拉杆 $b$ 相连，金属棒向上运动时， $K_{1}$ 闭合， $K_{2}$ 断开，向下运动时， $K_{1}$ 断开， $K_{2}$ 闭合。棒 $a$ 的初始位置在磁场下方某位置处，一位健身者用大小为 $3 m g \sin θ$ 的恒力竖直向下拉动 $b$ 杆，棒 $a$ 运动过程中始终保持与导轨垂直，进入磁场时恰好匀速上升，棒 $a$ 到达磁场 $\frac{d}{2}$ 处时，撤去拉力 $F$ ，恰好能减速运动到磁场上边界，紧接着棒a从磁场上边界由静止开始下滑，此时电容器电量为零，下滑过程中，拉力始终为零。不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量，金属棒 $a$ 与导轨接触良好，重力加速度为 $g$ 。下列说法正确的是（　　）

A、棒a向上进入磁场时的速度大小为 $2 k m g \sin θ$ B、棒a减速向上运动的时间为 $\frac{4 k^{2} m^{2} g sin θ - d}{2 k m g sin θ}$ C、棒a在磁场中下滑时做加速度减小的加速运动 D、棒a向下离开磁场时的速度大小为 $\sqrt{\frac{2 d m g sin θ}{m + B^{2} l^{2} C}}$

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7、如图所示为一电动玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，变压器原线圈中接入瞬时值 $u = 30 \sqrt{2} sin 100 π t (V)$ 的正弦交变电流，电动机的内阻为 $5 Ω$ ，装置正常工作时，质量为 $1 kg$ 的物体恰好以 $0.5 m / s$ 的速度匀速上升，灯泡正常发光（阻值保持不变），电表均为理想电表，电流表的示数为 $3 A$ ，设电动机的输出功率全部用来提升物体，不计空气阻力，取重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、电压表的示数为 $10 \sqrt{2} V$ B、小灯泡的额定功率为 $20 W$ C、电动机正常工作时的发热功率为 $10 W$ D、若电动机被卡住但未损坏的情况下，原线圈输入的功率为 $40 W$

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8、“地震预警”是指在地震发生后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。地震监测站监测到一列地震横波，某时刻的波形图如图甲所示，已知P点是平衡位置在 $x = 0$ 处的质点，Q点的平衡位置坐标为 $x = 15 m$ ，以此时刻做为计时起点，质点Q振动的a-t图像如图乙所示。则下列说法正确的是（）

A、质点P沿y轴正方向运动 B、地震横波的传播波速为9m/s C、 $t = 5 s$ 时，质点Q振动到波谷 D、0~5s的时间内，质点P所走的路程小于50cm

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9、每年夏季随着温度升高，天山和昆仑山上的冰川开始融化，塔里木河里的水便会溢出河道流向河边低洼处，同时河水带来了大量的鱼、虾等生物。当地村民掌握了这样的自然规律，世代居住在这里以捕鱼为生。现有一村民在距离水面高为2m的观察点，看到与水面成 $45^{\circ}$ 角的方向有一条鱼，鱼的实际位置在水面下方 $20 \sqrt{3} cm$ 处。已知水的折射率为 $\sqrt{2}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、光射入水中后波长变长 B、鱼与村民的实际水平距离为2m C、鱼的实际深度比村民观察到的要深 D、鱼在水中看到岸上所有的景物都会出现在一个顶角为 $90^{\circ}$ 的倒立圆锥里

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10、如图所示质量为 $m$ 的某型号双响爆竹的结构简化图，其内部结构分上、下两层，分别装载火药。某次在一水平地面上燃放测试中，点燃引线，下层火药被瞬间引燃后，爆竹获得了竖直升空的初始速度。当爆竹上升到最大高度 $h$ 处时，上层火药恰好被引燃，爆竹瞬间分裂成质量之比为 $1 ： 2$ 的P、Q两部分。若P、Q均沿水平方向飞出，落地点间的水平距离为 $L$ ，不计空气阻力及爆竹爆炸前后的质量变化，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A、下层火药被引燃后爆竹获得的动量为 $m \sqrt{g h}$ B、爆竹分裂后Q获得的速度大小为 $\frac{L}{3} \sqrt{\frac{g}{h}}$ C、P、Q着地前瞬间的速度大小之比 $2 ： 1$ D、上、下两层火药分别被引燃时，爆竹增加的机械能之比为 $\frac{L^{2}}{18 h^{2}}$

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11、依托我国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜，我国科学家发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞LB—1。这个黑洞与一颗恒星形成了一个双星系统，黑洞和恒星都绕两者连线的某点做圆周运动，黑洞的质量约为 $76 M_{0}$ ，恒星距黑洞的距离约为 $1.5 R$ ，恒星做圆周运动的周期约为 $0.2 T$ ， $M_{0}$ 为太阳的质量、 $R$ 为日地距离， $T$ 为地球绕太阳的运动周期。由此估算该恒星的质量约为（　　）

A、 $4 M_{0}$ B、 $6 M_{0}$ C、 $8 M_{0}$ D、 $10 M_{0}$

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12、在工程领域起重机等机械的运用十分广泛。如图甲所示，用起重机吊起正方形混凝土板ABCD，已知混凝土板边长为 $a$ ，质量为 $m$ ，且始终呈水平状态，四根钢索 $O A 、 O B$ 、OC、OD的长度均为 $a$ ，某次施工，起重机司机将正方形混凝土板ABCD从地面开始竖直提升，其运动的 $v - t$ 图像如图乙所示，不计钢索所受重力。已知重力加速度为 $g$ ，下列说法正确的是（　　）

A、 $36 s$ 末建筑材料离地面的距离为 $56 m$ B、 $10 s \sim 30 s$ 每根钢索所受的拉力大小均为 $\frac{1}{4} m g$ C、 $0 \sim 10 s$ 钢索的拉力小于 $30 s \sim 36 s$ 钢索的拉力 D、若将4根钢索都替换成长度为 $\sqrt{2} a$ ，则 $10 s \sim 30 s$ 每根钢索所受的拉力大小均为 $\frac{\sqrt{3}}{6} m g$

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13、“弹簧公仔”以其呆萌的表情和摇摇晃晃的可爱姿态赢得人们的喜爱，如图所示，已知“弹簧公仔”头部A的质量为 $2 m$ ，脚部B的质量为 $m$ ，连接A、B的弹簧质量忽略不计。现对其头部A施加竖直向下的压力 $F$ 使其静止，突然撤去力 $F$ 后，A向上运动，一段时间后B也离开了地面。已知从撤去力 $F$ 到A上升到最高点的过程中，弹簧的形变量始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（　　）

A、撤去力 $F$ 后的瞬间，A的加速度大小为 $\frac{F}{3 m}$ B、在B离开地面前的过程中地面对“弹簧公仔”做正功 C、从B离开地面到A、B相距最远的过程中，A、B的加速度均不断增大 D、从撤去力 $F$ 到B刚要离开地面的过程中，A一直处于超重状态

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14、电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色。透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素。如图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒。当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色。下列说法正确的有（　　）

A、像素由黑变白的过程中，白色微粒的电势能变小 B、像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功 C、像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势 D、像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势

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15、在物理学发展历程中，众多物理学家的研究推动了科学的进步，以下关于物理学家和他们主要贡献的叙述中正确的是（　　）

A、汤姆孙发现了电子并测出了电子的电荷量 B、玻尔的原子理论成功解释了氢原子的光谱现象 C、爱因斯坦的光子假说认为光的能量是可以连续变化的 D、卢瑟福通过 $α$ 粒子散射实验发现了质子，并预言了中子的存在

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16、柴油打桩机由重锤汽缸、活塞桩帽等若干部件组成。重锤汽缸的质量为m，钢筋混凝土桩固定在活塞桩帽下端，桩帽和桩总质量为 $M$ 。汽缸从桩帽正上方一定高度自由下落，汽缸下落过程中，桩体始终静止。当汽缸到最低点时，向缸内喷射柴油，柴油燃烧，产生猛烈推力，汽缸和桩体瞬间分离，汽缸上升的最大高度为h，重力加速度为 $g$ 。
（1）求柴油燃烧产生的推力对汽缸的冲量；
（2）设桩体向下运动过程中所受阻力恒为f，求该次燃烧后桩体在泥土中向下移动的距离。

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17、某同学想测量某容器的深度，发现没有足够长的测量工具，他灵机一动，想到利用单摆实验进行测量，步骤如下：

(1)、该同学找到一把游标卡尺，游标卡尺可用来测物体的深度，应使用图甲中的（选填“位置1” “位置2”或“位置3”）测量物体深度。但游标卡尺量程并不够测量该容器的深度，他先测量了小球的直径，图乙所示的游标卡尺读数为 $mm$ 。

(2)、将做好的单摆竖直悬挂于容器底部且开口向下（单摆的下部分露于容器外），如图（a）所示。将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，单摆摆动的过程中悬线不会碰到器壁，测出容器的下端口到摆球球心的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期 T，再以 $T^{2}$ 为纵轴、L为横轴作出图像，那么就可以通过此图像得出当地的重力加速度g和该容器的深度 h，取 $π^{2} = 9.86$ ，回答下列问题：
① 如果实验中所得到的 $T^{2} - L$ 图像如图（b）所示，那么实验图像应该是线（选填“a”、“b”或“c”）。
② 由图像可知，当地的重力加速度 $g =$ ${m/s}^{2}$ （结果保留三位有效数字），容器的深度 $h =$ m。（结果保留两位小数）

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18、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：

(1)、如图（a）所示为某同学的实验装置，实验中打出如图（b）的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02 s，每隔一个点选取一个计数点，计数点间的距离如图所示（单位cm），求出小车运动的加速度的大小为m/s²（计算结果保留2位有效数字）。



(2)、另一实验小组设计了如图（c）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜（通过在远离滑轮的一端加垫片实现）的两种情况下分别做了实验，得到了两条a − F图线，如图（d）所示。

①图线是在轨道倾斜的情况下得到的（选填“甲”或“乙”）；
②滑块和位移传感器发射部分的总质量m = kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ = 。

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19、如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从半径为R的圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，下列说法不正确的是（　　）

A、则固定于圆心处的点电荷在弧AB中点处的电场强度大小为 $\frac{2 m g}{q}$ B、小球滑到最低点的速度大小为 $v = \sqrt{2 g R}$ C、O处的点电荷一定带负电 D、电场力对小球不做功

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20、如图所示，倾角为37°的传送带以恒定4m/s的速度沿顺时针方向转动。一煤块以 $v_{0} = 12$ m/s从底部冲上传送带向上运动，煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25，煤块到达传送带顶端时速度恰好为零，取g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　）

A、煤块经2s速度减为4m/s B、传送带底端到顶端的距离为14m C、煤块相对传送带的位移为2m D、煤块所受摩擦力方向一直与其运动方向相反

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