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1、如图所示,一足够长的导电轨道,由两根平行光滑金属导轨组成,虚线MN左侧是竖直面内半径为R的圆弧轨道,无磁场;虚线MN右侧轨道水平且置于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,导轨间宽度为L。导体棒cd、ef由绝缘轻杆连接组成“工”字型器件,静置于水平轨道上,cd距MN最初的距离也为L。将导体棒ab从圆弧轨道上距水平轨道高为处静止释放,三根导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好且保持垂直,ab与“工”字型器件不会发生碰撞,三根导体棒的质量均为m,其中ab棒和cd棒在导轨间的电阻均为 , ef棒在导轨间的电阻为r,导轨电阻忽略不计,重力加速度为g。
(1)、求ab棒通过圆弧轨道最低点时对轨道总压力F的大小;(2)、从ab棒进入磁场到ab棒和“工”字型器件稳定运动的过程中,求cd棒所产生的焦耳热;(3)、求cd棒与ab的最小距离d。 -
2、血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压的数值。充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V,每次挤压气囊都能将体积为的外界空气充入臂带中,整个过程导热良好。已知大气压强为 , 忽略细管和压强计内的气体体积。
(1)、若充气前后臂带体积不变,求充一次气后臂带内气体压强;(2)、若充气前后臂带体积改变,经10次充气后,臂带内气体压强计示数为 , 求此时臂带内气体体积。 -
3、(1)、某同学利用欧姆表“×100”挡粗测某一待测元件的电阻,示数如图甲所示,对应的读数是Ω。(2)、该同学测完电阻后对欧姆表原理产生浓厚的兴趣,想利用图乙所示的电路组装一只多倍率(“×1”、“×10”、“×100”、“×1k”)的欧姆表,实验室提供以下器材:
A.毫安表(量程0~0.1mA,内阻为99Ω);
B.直流电源(电动势为1.5V,内阻为2Ω);
C.直流电源(电动势为15V,内阻为6Ω);
D.滑动变阻器(最大阻值为2kΩ);
E.滑动变阻器(最大阻值为1kΩ);
F.滑动变阻器(最大阻值为20kΩ);
G.单刀双掷开关两个、导线若干。

①开关S接b对应电流表量程为0~1mA,开关S接c对应电流表量程为0~100mA;开关K接(填“1”或“2”)且开关S接(填“b”或“c”)时,欧姆表的倍率为“×100”。
②若用此欧姆表比较精确地测量一只阻值约为230Ω的电阻,发现指针指在满偏电流的五分之二处,则此电阻的阻值为Ω。
③如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势减小,且仍然能正常欧姆调零,这将导致测量的结果(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
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4、如图甲所示装置为探究碰撞时动量守恒的“碰撞实验器”,即研究两个小球在轨道水平部分发生碰撞前后的动量关系。(设两个小球为弹性材料,发生弹性碰撞),某小组同学在探究时,先用天平测出小球1、2的质量分别为、 , 然后完成以下实验步骤:

步骤1:让小球1自斜槽上的A点由静止滚下,落在墙面上,重复多次,记录下落点平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽末端边缘位置B,让小球1自A点由静止滚下,小球1和小球2发生碰撞后落在墙面上,重复多次,记录下两个落点平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落点的平均位置M、P、N到与B点等高的O点的距离,得到线段OM、OP、ON的长度分别为、、。
(1)、对于上述实验操作,小球1质量应小球2的质量(填“大于”或“小于”),小球1的半径应(填“等于”“大于”或“小于”)小球2的半径。(2)、当所测物理量满足表达式(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。(3)、完成上述实验后,实验小组对上述装置进行了改造,如图乙所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使用同样的小球,小球1仍从斜槽上A点静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到斜面上三个落点、、。用刻度尺测量斜面顶点到、、三点的距离分别为 , 、。若 , , 则cm。 -
5、如图所示为扇形聚焦回旋加速器的部分原理图。将半径为R的圆形区域分成个扇形区域,相互间隔的n个圆心角相同的区域内存在垂直纸面向外,磁感应强度大小为B的匀强磁场,另外n个圆心角相同的区域内没有磁场,其中有磁场区域的圆心角等于无磁场区域圆心角的一半。一群速度大小不同,质量为m,电荷量为q的同种带电粒子,依次经过2n个扇形区域在闭合轨道上做周期性运动。不考虑粒子之间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A、粒子在n个磁场区域运动的时间为 B、粒子在n个无磁场区域运动的时间为 C、粒子的运动周期与n无关 D、粒子运动最大半径为 -
6、一带电小球A,固定在绝缘竖直墙壁上,一段不可伸长的绝缘轻绳跨过光滑的定滑轮O一端与带电小球B相连,另一端用外力F拉住,滑轮在小球A的正上方,静止时OA与OB距离相等,重力加速度为g,如图所示,则下列说法正确的是( )
A、若此时将OB绳剪断,则剪断瞬间B球的加速度大小为g B、若调节力F,使OB绳缓慢变长,则OB绳拉力变小 C、若调节力F,使OB绳缓慢变短,则A、B两小球间的电场力变小 D、若调节力F,使OB绳缓慢变化一小段长度,则B球的运动轨迹为圆弧 -
7、位于处的波源P从时刻开始振动,形成的简谐横波在同一介质中沿x轴正、负方向传播,一个周期后停止振动,时向x轴负方向传播的波形如图所示,下列说法正确的是( )
A、该波波速为0.6m/s B、波源P振动的周期为1s C、时,处的质点位移为 D、时,处的质点向y轴负方向运动 -
8、一轻质弹簧一端固定于竖直墙上,另一端与一质量为2kg的物块相连,弹簧劲度系数为100N/m,初始时物块静止于粗糙水平面上,且弹簧位于原长,物块与水平面间动摩擦因数为0.5,现物块在一水平向左的外力F作用下缓慢向左移动0.5m,然后撤去外力,不计空气阻力,已知简谐振动的周期 , 弹簧弹性势能表达式 , 重力加速度 , 则下列说法正确的是( )
A、外力F做的功为12.5J B、撤去外力F后,物块向右运动的最大距离为1m C、从释放物块到最终静止经历的时间为 D、从释放物块到最终静止产生的热量为10J -
9、在以加速度a匀加速向上运动的电梯里,用弹簧测力计竖直悬挂一个质量为m的小球,弹簧测力计示数为F,若以地面为参考系,小球的运动满足牛顿第二定律即 , g为重力加速度;若以电梯为参考系,小球相对电梯静止而其所受合外力不为零,牛顿第二定律不再成立,为了让牛顿第二定律在这种情况下仍然成立,我们需要引入一个“惯性力”。则在上述情形中,小球所受的大小和方向分别为( )A、ma,竖直向上 B、ma,竖直向下 C、F-ma,竖直向上 D、F-ma,竖直向下
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10、质量为m,电荷量大小为q的带电小球在光滑绝缘的水平面上以初速度做匀速直线运动。现平行水平面施加一匀强电场,经时间t后小球速度大小仍为 , 其速度方向与初速度方向的夹角为60°。则匀强电场场强的大小E和场强方向与初速度方向的夹角分别为( )A、 B、 C、 D、
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11、编号为2020FD2的小行星是中国科学院紫金山天文台发现的一颗近地小行星。科学家们观测到它的轨道如图所示,轨道的半长轴大于地球轨道半径,小于木星轨道半径,近日点在水星轨道内,远日点在木星轨道外。已知木星绕太阳公转的周期为11.86年,关于该小行星(只考虑太阳对小行星的引力),下列说法正确的是( )
A、在近日点加速度比远日点大 B、在近日点运行速度比水星速度小 C、公转周期一定大于11.86年 D、在近日点的动能比远日点小 -
12、如图所示,半径的轻质圆形薄木板漂浮在液体表面,一单色光点光源从薄木板圆心下方液面处竖直向下做匀速直线运动。速度大小 , 人在液面正上方任意位置均看不见点光源的最长时间为0.5s,则液体对该单色光的折射率为( )
A、 B、 C、 D、 -
13、如图是发电厂通过升压变压器进行高压输电,接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图(图中变压器均可视为理想变压器,图中电表均为理想交流电表)。设发电厂输出的电压恒定,输电线总电阻为 , 变阻器R相当于用户用电器的总电阻。当用电器减少时,相当于R变大,当用电进入低谷时,下列说法正确的是( )
A、电压表、的读数均不变,电流表的读数减小,电流表的读数减小 B、电压表、的读数均减小,电流表的读数增大,电流表的读数增大 C、电压表、的读数之差与电流表的读数的比值减小 D、线路损耗功率增大 -
14、世界唯一建成并运行的熔盐堆第四代核能系统—2兆瓦热功率液态燃料钍基熔盐实验堆,已在甘肃武威加钍运行。钍基熔盐堆先将转化为 , 再转化为核燃料 , 其核反应方程为 , 。已知极易裂变,下列说法正确的是( )A、X是质子 B、是衰变 C、100g的经过一个半衰期,还剩余50g的 D、若把钍基熔盐堆建在月球上可以改变的半衰期
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15、如图所示,两平行的光滑金属导轨竖直放置,导轨间距为、足够长且电阻忽略不计,条形匀强磁场的宽度为 , 磁感应强度大小为、方向与导轨平面垂直。长度为的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“
”型装置,总质量为 , 置于导轨上。导体棒中通以大小恒为的电流(由外接恒流源产生,图中未画出),线框的边长为 , 电阻为 , 下边与磁场区域上边界重合。现将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。重力加速度为。求:
(1)、装置从释放到开始返回的过程中,线框中产生的焦耳热;(2)、线框第一次穿越磁场区域所需的时间;(3)、经过足够长时间,装置做稳定的往复运动,其往返一次所需的时间。 -
16、在如图所示的平面直角坐标系中,第一、四象限区域存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的匀强磁场,第二象限存在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面的圆形有界匀强磁场(磁场均没有画出)。从点发射一质量为、电荷量为的粒子,粒子依次经过两点后进入第二象限。粒子经过第二象限圆形有界磁场偏转后恰好回到点,且回到点时速度方向与在点发射时相同。不计粒子重力,已知 , 求:
(1)、粒子从点发射时的速度大小;(2)、第二象限圆形磁场区域的最小面积;(3)、粒子从点第一次运动到点的时间。 -
17、如图所示,在坐标系平面内,位于处的波源开始振动(记为计时起点),产生的机械波沿轴负方向传播,经该波恰好传到处的点。已知轴两侧介质不同,该波在介质2中的传播速度为介质1中速度的2倍,该波穿过轴后振幅变为原来的 , 求:
(1)、该波在介质2中的传播速度大小;(2)、处的质点在内运动的路程。 -
18、某实验小组利用如图甲所示的装置探究两球碰撞过程的规律。(1)、实验的主要步骤如下:

①用游标卡尺测量小球A、B的直径,其示数均如图乙所示,则直径为mm,用天平测得球A、B的质量分别为、。
②用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度,且自然下垂时两球恰好相切,球心位于同一水平线上。
③将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时由静止释放,与球B碰撞后,测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为 , 球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。
④若两球碰撞前后的动量守恒,则其表达式为(用、、、、表示)。
⑤该小组多次改变进行实验,测得、 , 以为纵轴,为横轴,做出随变化的图像。若两球碰撞为弹性碰撞,则图像应为一条倾斜直线,其斜率的理论值为(用、表示)。
(2)、若实验时发现两球碰撞时,两球球心不在同一水平线上,其原因可能是球A运动过程中,球A的摆长发生变化,导致碰撞点相对于球B的球心(选填“偏高”或“偏低”)。 -
19、为使校园智慧农场里的蔬菜长得更好,某小组设计了自动补光系统。(1)、该系统核心元件为光敏电阻 , 其阻值随光照强度增大而减小。小组成员首先对光敏电阻进行研究。

①在自然光照下利用多用电表粗测的阻值,图甲为多用电表示意图,下列操作正确的是。
A.测量前调节 , 使指针指在左端的“0”刻度位置
B.欧姆调零时,将红黑表笔短接,调节 , 使指针指在右端的“0”刻度位置
C.测量过程中,若指针偏角过小,应换用更大倍率挡并重新欧姆调零
D.测量结束后,应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡
②在自然光照下测得光敏电阻阻值约为 , 为精确研究的阻值,该小组设计了如图乙所示的实验电路。提供的器材有:待测光敏电阻、直流电源(电动势3.0V,内阻不计)、电压表V(量程、内阻约)、电流表A(量程、内阻约)、滑动变阻器、开关S、导线若干。
ⅰ.请根据实验目的,用笔画线代替导线完成图乙中的实物电路连接。
ⅱ.实验测得两不同光照强度下的伏安特性曲线如图丙中所示,图示中光照强度较小条件下,的电阻值为。
(2)、基于上述研究,小组设计了如图丁所示的自动补光电路。控制电路由电源、光敏电阻、滑动变阻器和电磁继电器组成;工作电路由电源和补光灯组成。继电器线圈有一定电阻,当光照强度低于设定值时,电磁继电器吸合衔铁,触点接通,补光灯L自动点亮。在某次调试过程中,发现当光照强度已低于设定值时,补光灯L仍未点亮。为使系统正常工作,应将滑动变阻器的滑片P向(选填“左”或“右”)端适当移动。 -
20、如图甲所示,在水平实验台上固定一个周长为的超导圆环 , 一块质量为的永磁铁沿圆环中心轴线从正上方缓慢向下运动,永磁铁最终悬浮在圆环正上方高度处,由于超导体存在极小的电阻导致电流衰减,永磁铁的悬浮位置会随时间缓慢下移,经过时间 , 悬浮高度变为。已知永磁铁在高度处时,圆环所在位置的磁感应强度大小分别为 , 磁场方向与水平方向的夹角分别为 , 圆环中的感应电流大小分别为。图乙为实验测得的圆环中电流大小的平方随时间变化的图像,重力加速度为 , 忽略磁场能的变化。下列说法正确的是( )
A、从上向下看,超导圆环中感应电流的方向为逆时针方向 B、永磁铁在高度处时,超导圆环所受安培力的大小为 C、永磁铁在高度处时,超导圆环所受安培力的方向竖直向上 D、该超导圆环的电阻值为