相关试卷

1、量子隧穿效应在扫描隧道显微镜（STM）中有着关键应用，STM的核心是让极细的探针与被测样品表面接近，当二者距离很小时，电子会通过隧穿效应从样品表面跃迁到探针，形成隧穿电流。已知电子的电荷量 $e = 1.6 \times 10^{- 19} C$ ，隧穿电流的平均值约为 $10^{- 10}$ A，则单位时间内通过隧穿效应跃迁到探针的电子数约为（　　）

A、 $6.25 \times 10^{7}$ 个 B、 $6.25 \times 10^{8}$ 个 C、 $6.25 \times 10^{9}$ 个 D、 $6.25 \times 10^{10}$ 个

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2、某物理实验室利用回旋加速器加速氘核（ ${}_{1}^{2}H$ ）轰击静止的硅-28靶（ ${}_{14}^{28}S i$ ），研究核反应。回旋加速器的D形盒半径为 $R$ ，加速电压为U，磁感应强度大小为B。氘核被加速至最大动能后引出轰击靶核，发生核反应： ${}_{14}^{28}S i +_{1}^{2} H \to_{14}^{29} Si +_{1}^{1} H$ ，已知相关核质量：氘核 $m_{H} = 2.014 u$ ，硅-28 $m_{Si}^{28} = 27.977 u$ ，硅-29 $m_{Si}^{29} = 28.976 u$ ，质子 $m_{p} = 1.007 u$ ，其中 $1 u = 931.5 MeV / c^{2}$ ，电子电荷量 $e = 1.60 \times 10^{- 19} C$ ，真空光速 $c = 3.0 \times 10^{8} m/s$ 。忽略相对论效应和核反应的辐射能量损失，相关数值计算均保留二位有效数字。

(1)、求氘核在磁场中回旋的时间（用题给字母表示）；

(2)、若氘核经加速后获得动能为 $9.0 MeV$ ，求反应后子核（硅-29）和质子的动能之和（以 $MeV$ 为单位）

(3)、实际核反应中，质子射出方向与氘核入射方向的夹角 $θ$ 可在 $0 °$ 到 $180 °$ 之间变化，因而质子速率 $v$ 在一定范围内连续分布，试给出 $v$ 取最大值和最小值的条件；

(4)、若氘核经加速后获得动能为 $9.0 MeV$ ，反应后质子以垂直于氘核入射方向的速度射出（氘核入射方向为x轴正方向，质子沿y轴正方向射出），求质子的动量大小（以 $MeV / c$ 为单位）。

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3、如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为 $m$ 、边长为 $d$ 的正方形超导线框，其右侧有一长度大于 $d$ 、宽度为 $s (s > \frac{d}{2})$ 的长方形区间存在方向垂直桌面向下、大小为 $B$ 的匀强磁场。建立坐标原点 $O$ 位于磁场左边界中点、水平向右为正方向坐标轴 $O x$ ，超导线框在水平桌面上的位置坐标用其右边界的中点来描述。当超导线框的位置坐标 $x = 0$ 时，表示超导线框恰好开始进入磁场，此时 $t = 0$ 。已知超导线框开始进磁场时的初速度 $v_{0} = \frac{B d^{2}}{\sqrt{m L}}$ ，在运动过程中超导线框边长始终保持平行磁场边界。由于超导电阻为零，当超导线框进入磁场时会产生感应电流，该感应电流产生的磁场会阻止超导线框的磁通量变化，以保持超导线框的磁通量不变。已知超导线框的电感为 $L$ ，若超导线框中有电流 $i$ ，则由此电流产生的磁通量为 $ϕ = L i$ 。

(1)、当超导线框运动至 $x = \frac{d}{2}$ 处时，求其中的电流 $I$ ；

(2)、超导线框运动至 $x = \frac{d}{2}$ 的过程中，求安培力所做的功与安培力的冲量；

(3)、求超导线框最终的速度和超导线框具有的磁能。

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4、如图所示，一装置由以 $O$ 为圆心、半径为 $R = 0.2 m$ 的 $\frac{1}{4}$ 竖直圆弧轨道 $A B$ 、水平传送带 $B C$ 、水平轨道 $C D$ 构成，各部分之间平滑连接， $B C$ 和 $C D$ 的长度均为 $L = 0.6 m$ 。质量为 $m_{1} = 0.1 kg$ 的滑块1从 $A$ 点静止自由释放，当其下滑到 $B$ 点时，质量为 $m_{2} = 0.7 kg$ 的滑块2以初速度 $v_{0} = 1 m / s$ 从 $D$ 处向左运动。传送带以恒定速度 $v = 3 m / s$ 顺时针转动，滑块与 $B C$ 的动摩擦因数均为 $μ = 0.5$ ，其他表面均光滑，滑块1和2之间的碰撞为弹性碰撞。求滑块1：

(1)、第一次经过圆弧最低点 $B$ 时轨道所受的压力 $F_{N}'$ ；

(2)、第一次碰撞后滑块1的速度大小 $v_{1}$ ；

(3)、碰后能上升的最大高度 $h$ 。

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5、氦气球是小孩喜欢的玩具。在地面附近时，气温为300K，大气压强为 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ ，一充气铝膜气球内氦气的压强与外界大气压相等，体积为 $1.8 \times 10^{4} {cm}^{3}$ 。小孩不小心气球脱手，气球缓慢上升，由于外界气压降低，球内气体压强大于外界大气压，气体体积增大，当气球上升到离地1km高度时，球内气体体积膨胀为原来的1.05倍，周围气温降至294K，气球刚好悬浮，铝膜导热良好。则：

(1)、气球在上升过程中，球内气体分子的平均动能（填“增大”、“减小”或“不变”），球内气体的压强（填“增大”、“减小”或“不变”）。

(2)、气球悬浮时，球内气体的压强多大？（保留2位有效数字）

(3)、已知氦气的内能与温度成正比，球内气体在300K时的内能为 $U_{0} = 2730 J$ ，上升过程中，球内气体从外界吸热31.4J，则球内气体对外做多少功？

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6、实验小组测量某一棒材的电阻率，测得其直径 $d = 2.000 mm$ 、长 $l = 40.00 cm$ 。实验室提供了如下器材：电流表（量程 $3 mA$ ，电阻 $R_{A}$ 约为 $3 Ω$ ），电压表（量程 $6 V$ ，电阻 $R_{V}$ 约为 $10 kΩ$ ），滑动变阻器（ $0 \sim 20 Ω$ ，额定电流 $1 A$ ），电源（ $6 V$ ，内阻约 $1 Ω$ ），多用电表，开关一只，导线若干。

(1)、测量直径所用仪器是________

A、50分度的游标卡尺 B、螺旋测微器 C、毫米刻度尺

(2)、用多用电表的“ $\times 100$ ”欧姆挡粗测该棒的电阻值时，表盘上指针如图1所示，则该棒的电阻约为 $Ω$ 。

(3)、为更精确测量这根棒的电阻，实验小组用如图2所示的电路进行测量，导线①、②最优的连线方式应选________

A、①连 $a$ ， ②连 $c$ B、①连 $a$ ， ②连 $d$ C、①连 $b$ ， ②连 $c$ D、①连 $b$ ， ②连 $d$

(4)、正确连接电路后，闭合开关，测得一组 $U$ 、 $I$ 值；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得到多组 $U$ 、 $I$ 值，并在坐标纸中作出 $U - I$ 关系图线，如图3所示。则：
①棒的电阻 $R =$ $Ω$ （结果保留三位有效数字）；
②棒电阻率 $ρ =$ $Ω \cdot m$ （结果保留三位有效数字）。

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7、在“探究平抛运动的特点”实验中

(1)、用图1装置研究“平抛运动在竖直方向的运动规律”
①下列说法正确的是
A.A与B应选用大小相同的小球
B.A与B应选用质量相同的小球
C.托板离地面的高度越大，两小球落地时间差也越大
D.减小铁锤打击金属片的力度，A球落地的时间会变短
②实验时总是发现两小球不是同步落地，可能的原因是（多选）
A.托板未调水平
B.托板长度偏大
C.小铁锤打击金属片的力度偏大
D.小球与金属片之间的存在摩擦力

(2)、用图2装置重复实验，记录钢球经过的多个位置，拟合所得到的点迹，就可以得到平抛运动的轨迹。
①某同学实验后发现在白纸上留下的点迹如图3所示，原因可能是
A.斜槽有摩擦
B.实验小球的密度太小，受到空气阻力的影响较大
C.小球没有每次都从斜槽上同一个位置释放
②经规范操作得到相应点迹后，某同学以槽口上边缘为原点 $O$ 建立坐标系，得到轨迹曲线如图4。
在曲线上取 $A$ 、 $B$ 两点，其坐标值分别为 $A (x_{A}, y_{A})$ 和 $B (x_{B}, y_{B})$ 。
（i）若测得 $x_{B} = 2 x_{A}$ ，则 $y_{B}$ $4 y_{A}$ （填“ $>$ ”、“ $=$ ”或“ $<$ ”）；
（ii）用图中 $A$ 、 $B$ 两点的坐标值计算水平抛出的初速度，其结果实际值（填“大于”、“等于”或“小于”）。

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8、如图所示的电路中，L₁、L₂是两个完全相同的小灯泡，分别与线圈L和电容器C串联后并接在P、Q两点间。两个小灯泡的额定电压都是1.5V，电阻随温度的变化可忽略不计，线圈L有较大的自感系数，其直流电阻可忽略不计，电容器C有较大的电容。电源E的电动势为1.5V，内阻可忽略不计，则（　　）

A、开关S闭合时，L₁、L₂同时亮 B、开关S闭合时，L₁逐渐变亮，L₂立即变亮后逐渐熄灭 C、电路稳定后断开S，L₁闪亮后逐渐熄灭 D、电路稳定后断开S瞬间，PQ间的电压为0

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9、氢光谱中有 $4$ 条可见光光谱，如图甲所示，对其发出的 $H_{γ}$ 和 $H_{β}$ 两种光，下列说法正确的是（　　）

A、 $H_{γ}$ 光子的能量比 $H_{β}$ 的小 B、 $H_{γ}$ 和 $H_{β}$ 两种光射向三棱镜后光线如乙图，则 $a$ 光是 $H_{γ}$ C、在图丙实验中，把 $H_{γ}$ 换成 $H_{β}$ 后条纹间距将变大 D、用同一装置做圆孔衍射实验， $H_{γ}$ 的中央亮斑直径比 $H_{β}$ 的小

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10、下列判断正确的是（　　）

A、比结合能越大的原子核越稳定 B、放射性元素经过 $4$ 个半衰期还剩 $\frac{1}{4}$ 的元素没有发生衰变 C、红外线和 $X$ 射线都是电磁波，在真空中传播的速度相等 D、一个系统把所吸收的热量全部用来对外做功是不可能的

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11、如图甲所示，实验中水波从深水区 $A$ 传向浅水区 $B$ ，沿垂直波面（振动相同的点构成的面）方向画出波线（波的传播方向）得水波在深浅水分界线上的入射角为 $53 °$ ，折射角为 $37 °$ ，已知水波的折射原理与光的折射原理相同（在光的折射中，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度 $c$ 与光在这种介质中的传播速度 $v$ 之比）。 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 是 $x$ 轴上的两个完全相同的波源，它们到原点 $O$ 的距离相等，质点 $P$ 在 $y$ 轴上， $Q$ 点位于第一象限，如图乙所示。 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $P$ 、 $Q$ 都在 $A$ 区时， $Q$ 是振动极弱点，且 $P Q$ 连线上还有 $3$ 个振动极弱点。则（　　）

A、水波在浅水区 $B$ 中的波速比深水区 $A$ 中的大 B、浅水区 $B$ 中水波的波长是深水区 $A$ 中水波波长的 $\frac{4}{3}$ 倍 C、若 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $P$ 、 $Q$ 都在 $B$ 区， $P Q$ 连线上（不包括 $Q$ 点）有 $3$ 个振动极弱点 D、若 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $P$ 、 $Q$ 都在 $B$ 区， $P Q$ 连线上（不包括 $Q$ 点）有 $5$ 个振动极弱点

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12、光控继电器是一种利用光信号控制电路通断的半导体器件，其工作原理如图所示。它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。当光照强度达到一定值时，形成的光电流被放大器放大后，电磁铁产生足够强的磁场吸引衔铁，从而达到控制电路通断的目的。已知“硬磁材料”一经磁化即能保持恒定磁性，而“软磁材料”则易于磁化，也易于退磁。对于这一控制电路，下列说法正确的是（　　）

A、放大器左边的电路电流方向沿顺时针 B、光控继电器的电磁铁的铁芯应采用“硬磁材料” C、如果蓝光能使该继电器工作，那么黄光也一定能使其工作 D、用该光控继电器控制路灯工作时，白天电磁铁吸住衔铁接通电路

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13、某同学在对竖直墙练习网球时，球竖直落到地面弹起到最高点时把球击出，两次击球点的位置与球飞出的方向均相同，第一次球恰好水平击中墙面，第二次击中墙面的位置与击球点高度相同，如图所示。设第一次击出球的速度大小为v₁ ，球的运动时间为t₁ ，第二次击出球的速度大小为v₂ ，球的运动时间为t₂ ，空气阻力忽略不计。则（　　）

A、v₁=2v₂ ， t₂=2t₁ B、v₂=2v₁ ， t₁=2t₂ C、两次击球时对球做功之比为2∶1 D、两次击球后，球在空中飞行过程中动量变化量为1∶2

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14、如图所示，在一场人形机器人跑步大赛中，某型号机器人在平直路面上以速度v匀速跑步，此时电池工作电压为U，输出电流为I，已知输出功率的80%用于电机驱动，驱动电机的输出能量转化为机器人跑步的机械能的效率为η，机器人跑步时受到的阻力为f，则（　　）

A、驱动电机的输出功率为0.8UI B、驱动电机线圈的电阻为 $\frac{0.8 η U I - f v}{0.64 η I^{2}}$ C、驱动电机的效率为 $\frac{f v}{0.8 U I}$ D、机器人克服阻力做功的功率为0.8ηUI

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15、如图所示，航天器在绕月飞行时，月球位于O点，航天器甲沿半径为r的圆轨道Ⅰ飞行；航天器乙沿焦点为O的椭圆轨道Ⅱ飞行，其中P为近月点，Q为远月点，且 $O P = \frac{1}{2} r$ ， $O Q = \frac{3}{2} r$ ，则（　　）

A、航天器乙在Q点时的加速度大小是甲的 $\frac{4}{9}$ 倍 B、航天器乙在P点时的加速度大小与在Q点时相等 C、航天器乙在Q点时的速度大小是在P点时的3倍 D、航天器乙和甲与月球的连线在相同的时间内扫过的面积相等

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16、如图所示，一个匝数N=100、横截面积S₁=0.02m²、电阻不计的圆形导体线圈，线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场区域，面积S₂=0.01m²^。电路中灯L₁、L₂的电阻均为R=6Ω，L₂与直流电阻为6Ω的自感线圈L串联。线圈内的磁感应强度B随时间t变化的规律为 $B = \frac{3 \sqrt{2}}{50 π} cos (100 π t) T$ ，则（　　）

A、所产生的感应电流的频率为100Hz B、线圈产生的感应电动势的有效值为6V C、线圈中的感应电流的有效值为3A D、灯L₂的功率为灯L₁的 $\frac{1}{4}$ 倍

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17、一质量为 $m$ 的物体 $C$ 用轻弹簧悬挂，悬点为 $O$ ，此时轻弹簧的长度为 $L$ ；现对 $A$ 点施加一始终垂直弹簧轴线方向的作用力 $F$ ，缓慢拉至 $O A$ 与竖直方向的夹角为 $θ$ 时（　　）

A、弹簧长度保持不变 B、作用力 $F$ 不断增大 C、弹簧的弹性势能先增大后减小 D、拉力做的功等于物体 $C$ 增加的机械能

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18、在 $α$ 粒子散射实验中，假设所有 $α$ 粒子初速度都相同，当 $α$ 粒子靠近静止的金原子核时，它们发生了不同角度的偏转，如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆，轨迹2中的 $P$ 点离金原子核最近，不考虑 $α$ 粒子间的相互作用。则在与金原子核相互作用过程中，沿轨迹2运动的 $α$ 粒子（　　）

A、与沿轨迹1运动的 $α$ 粒子相比，动量变化大 B、与沿轨迹1运动的 $α$ 粒子相比，散射后获得的动能大 C、与图中其它的 $α$ 粒子相比，经过虚线位置时动能较大 D、经过 $P$ 点时电势能最小，且速度方向与库仑力方向垂直

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19、2025年9月25日，歼-35在福建舰完成起降训练的画面被公开。如图所示为歼-35舰载战斗机在福建舰电磁弹射起飞。关于歼-35（　　）

A、研究电磁弹射起飞推力的作用点时，可将歼-35视为质点 B、加速飞行时，空气对歼-35的作用力大于歼-35对空气的作用力 C、匀速爬升时，歼-35的机械能增大 D、在航母甲板上减速时，歼-35对飞行员的作用力小于飞行员的重力

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20、磁感应强度 $B$ 也叫磁通密度，其大小可以用磁感线的疏密表示，下列 $B$ 的单位正确的是（　　）

A、 $T \cdot m^{2}$ B、 $T / m^{2}$ C、 $Wb \cdot m^{2}$ D、 $Wb / m^{2}$

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