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相关试卷

1、如图，在竖直平面内，固定有半径 $R_{1} = 1 m$ 和半径 $R_{2} = 0.3 m$ 的光滑圆形轨道，他们轨道弧长分别占圆周的 $\frac{1}{4}$ 和 $\frac{3}{4}$ ，圆轨道与水平轨道分别相切于B点和D点，且平滑连接。某时刻，让质量为 $m_{1} = 0.1 kg$ ，不带电的绝缘小滑块P从A点静止释放，经圆轨道滑至B点，从B点进入水平轨道，与静止在C点的小滑块Q发生弹性碰撞，滑块Q的质量为 $m_{2} = 0.1 kg$ ，电量为 $q = + 1 C$ 。整个过程中滑块Q的电荷量始终保持不变，滑块P、Q均可视为质点，与水平轨道间的动摩擦因数均为 $μ = 0.1$ ， BC间距 $x_{1} = 2 m$ ， CD间距 $x_{2} = 1 m$ 。滑块Q从C点到D运动的过程中，存在垂直轨道平面向里磁感应强度 $B = 0.25 T$ 的匀强磁场；滑块Q从D点进入光滑轨道时，磁场消失，同时加入水平向右范围足够大的匀强电场，场强大小 $E = \sqrt{3} N/C$ 。已知重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：
（1）小滑块P刚到 $\frac{1}{4}$ 光滑圆轨道最低点B时对圆轨道的压力；
（2）小滑块P与小滑块Q碰撞后Q的速度大小为多少？
（3）判断当Q进入光滑绝缘半圆轨道后是否会脱离轨道。若不会，则求经过N点的速度；若会，试求Q离开半圆轨道时的速度大小为多少？（计算结果可用根式表示）

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2、由于三大常规能源的短缺，新能源汽车成为当下各国研发的主方向。理论上汽车刹车车轮抱死的情况下，刹车距离与速度的平方成正比，与动摩擦因数成反比，当摩擦因数一定时，刹车距离取决于车速。现实生活中，车速一样的情况下，往往车载重越重，刹车距离就越长。为探究这个问题，研究小组对某新能源汽车进行研究，该车质量为 $m = 2 t$ ，额定功率为 $P_{0} = 60 kW$ ，以额定功率在水平路面上启动，受到的阻力恒为 $F_{阻} = 2000 N$ 。保持额定功率行驶时间 $t = 25 s$ 时，速度达到最大，随即刹车（防抱死制动装置ABS启动，不考虑反应时间），测得制动距离等于启动到最大速度距离的 $\frac{1}{3}$ 倍。查得抱死时动摩擦因数为 $μ = 0.71$ ，计算发现防抱死时刹车系统的制动力 $F_{制}$ 小于车轮抱死时与地面的滑动摩擦力 $F_{f}$ 。由此可知，这就是车载重越重刹车距离越长的原因。求：
（1）该车从启动到最大速度的过程中，汽车行驶的位移大小；
（2）上述刹车过程中刹车系统的制动力 $F_{制}$ 。

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3、甲图所示电路是2019年新教材中的一幅图，某同学发现将一块满偏电流为50μA小量程电流表，改装成0 ~ 1mA、0 ~ 10mA两个量程的安培表，需用R₁= 4.22Ω和R₂= 37.89Ω的电阻。
（1）由上述数据，计算小量程电流表的内阻Ω（计算结果保留3位有效数字）

（2）该同学为验证计算结果，设计了如图乙所示的电路，则量小量程电流表的内阻。A是标准电流表，R和R₀分别是滑动变阻器和电阻箱，S是单刀开关，S₁是单刀双掷开关，E是电源。完成下列填空：
①将S₁拨向接点1，接通S，调节滑动变阻器R，使小量程电流表指针偏转到适当位置，记下此时的读数I；
②然后将S₂拨向接点2，保持①步骤中滑动变阻器R的位置不变，调节电阻箱R₀ ，使标准电流表的读数，记下此时R₀的读数；
③多次重复上述过程，计算R₀读数的，即为待测小量程电流表的内阻，在误差允许的范围内，发现小量程电流表的内阻无误。

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4、某同学受太空中测量质量方法的启示，设计了如图甲的实验装置，利用动力学方法测量砂桶中砂的质量。

主要实验步骤如下：
（1）平衡好摩擦力后，在砂桶中加入质量为 $m_{0}$ 的砂；
（2）接通传感器电源，释放小车，利用传感器测出对应的位移与时间（ $x - t$ ）图像：
（3）在砂桶和砂质量不变的情况下，改变小车的质量，测量出不同的加速度。
①图乙是当小车质量为 $M = 0.2 kg$ 时，运动过程中传感器记录下的 $x - t$ 图像，由图可知，小车的加速度 $a =$ $m / s^{2}$ 。
②图丙为加速度a的倒数和小车质量M的（ $\frac{1}{a} - M$ ）图像，利用题中信息求出砂的质量 $m_{0} =$ $kg$ （已知砂桶的质量 $m = 0.01 kg$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ）。

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5、某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示，在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角为 $θ$ ，磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长 $a b = c d = L$ 、 $b c = a d = 2 L$ ，线圈以角速度 $ω$ 绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B，方向始终与两边的运动方向垂直，线圈的总电阻为r，外接电阻为R，下列说法正确的是（　　）

A、该发电机产生的是正弦交流电 B、线圈切割磁感线时，产生的电动势为 $E = 2 N B L^{2} ω$ C、该发电机产生的产生电动势的最大值与有效值相等 D、线圈切割磁感线时，bc边受到的安培力大小为 $F = \frac{4 N^{2} B^{2} L^{3} ω}{R + r}$

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6、地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。在天文学中，天文单位有严格的定义，用符号AU表示，即地球到太阳的距离为1AU。科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，绘出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1000AU的椭圆，其轨道可近似为圆轨道，在银河系中心可能存在质量很大的黑洞。地球绕太阳公转周期为1年，根据题中给出的数据，可以估算的是（　　）

A、S2的周期 B、太阳的质量 C、太阳与黑洞的质量比 D、黑洞的质量

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7、如图，水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动。物体运动 $t_{0}$ 秒后，速度大小增为 $v_{m}$ ，此时撤去F，物体继续滑行 $2 t_{0}$ 秒后停止运动。则（　　）

A、在此过程中F所做的功为 $\frac{1}{2} m v_{m}^{2}$ B、在此过程中F的冲量大小等于 $\frac{3}{2} m v_{m}$ C、F的大小等于滑动摩擦力大小的3倍 D、物体与桌面间的动摩擦因数等于 $\frac{v_{m}}{3 g t_{0}}$

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8、圆形区域内有垂直圆面的匀强磁场，质量为m、电荷量为q的带电粒子从圆周上的某点以不同速度沿直径方向射入磁场。第一次离开磁场时速度方向偏转 $90 °$ ，第二次离开磁场时速度方向偏转 $60 °$ ，不计重力。则第一次与第二次的入射速度大小之比为（　　）

A、 $\frac{1}{2}$ B、 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ D、 $\sqrt{3}$

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9、如图，一个原子核X经图中所示的14次衰变，其中有m次 $α$ 衰变、n次 $β$ 衰变，生成稳定的原子核Y，则（　　）

A、 $m = 8 ， n = 6$ B、 $m = 6 ， n = 8$ C、 $m = 4 ， n = 10$ D、 $m = 2 ， n = 12$

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10、如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷 $q^{'}$ 后，恰好D的电场强度等于0。则放在B点的电荷电性和电荷量为（　　）

A、负电荷电荷量为 $\sqrt{2} q$ B、负电荷电荷量为 $2 \sqrt{2} q$ C、正电荷电荷量为 $2 \sqrt{2} q$ D、正电荷电荷量为 $\sqrt{2} q$

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11、如图，在斜面顶端P点处，沿竖直面内将一小球以初动能 $E_{k 0}$ 水平向右抛出，经一段时间后落在斜面上的A点，若在P点处以初动能 $2 E_{k 0}$ 水平向右抛出同一小球，经一段时间后落在斜面上的B点。下列物理量的关系正确的是（　　）

A、时间为 $t_{P B} = 2 t_{P A}$ B、速度为 $v_{B} = 2 v_{A}$ C、动能为 $E_{k B} = 2 E_{k A}$ D、动量为 $p_{B} = 2 p_{A}$

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12、拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具。某同学用该拖把在水平地板上拖地，当沿拖杆方向施加大小为F的水平推力时，拖把头在地板上做匀速直线运动；当沿拖杆方向施加大小仍为F，方向与竖直方向成θ = 60°角的拉力时，拖把头也恰好做匀速直线运动。拖把头与水平地板间的动摩擦因数为（　　）

A、 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ B、 $2 - \sqrt{3}$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{6}$ D、 $\frac{\sqrt{3}}{3}$

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13、在学习安培力后，某学习小组利用安培力与磁感应强度的关系测定磁极间的磁感应强度，实验装置如图所示，步骤如下：
①在弹簧测力计下端挂一n匝矩形线圈，将矩形线圈的短边完全置于U形磁铁N、S极之间的磁场中，则应使矩形线圈所在的平面与N、S极的连线；
②在电路未接通时，记录线圈静止时弹簧测力计的读数 $F_{1}$ ；
③接通电路开关，调节滑动变阻器使电流表读数为I，记录线圈静止时弹簧测力计的读数 $F_{2} (F_{2} < F_{1})$ ，则线圈所受安培力为。
④用刻度尺测出矩形线圈短边的长度L；利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度 $B =$ 。

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14、如图所示，带正电荷的橡胶环绕轴OO'以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（　　）

A、N极竖直向上 B、N极竖直向下 C、N极沿轴线向左 D、N极沿轴线向右

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15、北京时间2023年10月 16日10时40 分广西公路自行车世界巡回赛柳州段正式开赛，车队市内途经高速柳州东出口一静兰大桥一桂柳路等路段，绕城一周，下列说法正确的是（　　）

A、题中“10时40分”指的是时间 B、车队绕柳州城区一周的位移大小小于路程 C、研究车轮的转动时，可以将自行车当作质点 D、某选手通过静兰大桥的速度为 15m/s，该速度是指瞬时速度

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16、如图所示，水平轨道左端与长 $L = 1.25 m$ 的水平传送带相接，传送带逆时针匀速运动的速度 $v_{0} = 1m/s$ 。轻弹簧右端固定在光滑水平轨道上，弹簧处于自然状态。现用质量 $m = 0.1 kg$ 的小物体（视为质点）将弹簧压缩后由静止释放，到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入竖直固定的光滑半圆轨道最高点并恰好做圆周运动，经圆周最低点C后滑上质量为 $M = 0.9 kg$ 的长木板上，竖直半圆轨道的半径 $R = 0.4 m$ ，物块与传送带间动摩擦因数 $μ_{1} = 0.8$ ，物块与木板间摩擦因数 $μ_{2} = 0.25$ 。取 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：
（1）物块到达B点时速度 $v_{B}$ 的大小；
（2）弹簧被压缩时的弹性势能 $E_{p}$ ；
（3）要使小物块恰好不会从长木板上掉下，木板长度 $s$ 与木板和地面之间摩擦因数 $μ_{3}$ 的关系（设最大静动摩擦力等于滑动摩擦力）。

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17、用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落：

(1)、关于本实验，下列说法正确的是___________（填字母代号）。

A、应选择质量大、体积小的重物进行实验 B、释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态 C、先释放纸带，后接通电源

(2)、实验中，得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为h_A、h_B、h_C_。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m，从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE_p= ，动能变化量ΔE_k=（用已知字母表示）。

(3)、在误差允许范围内，当满足关系式时，可验证机械能守恒。

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18、如图甲，套圈是一种喜闻乐见的街头游戏，某次游戏中一位小朋友将套圈沿水平方向抛出，结果套中玩具A（如图乙），若他第二次将套圈沿相同方向水平抛出后恰好套中玩具B，忽略空气阻力和套圈转动的影响，套圈和玩具A、B均视为质点。对于两次游戏过程，下列说法正确的是（　　）

A、套中玩具B的套圈在空中运动时间更长 B、套中玩具B的套圈抛出时初速度更大 C、套中玩具A的套圈抛出时初速度更大 D、套中玩具B套圈的落地速度大于套中玩具A套圈的落地速度

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19、关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（　　）

A、做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B、做变速运动的物体机械能可能守恒 C、外力对物体做功为零时，机械能一定守恒 D、若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒

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20、如图所示，某车间利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量 $m = 20 kg$ ，斜面倾角 $θ = 37 °$ ，斜面的长度 $L = 0.5 m$ ，货物与斜面间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ， $\sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $\cos 37^{\circ} = 0.8$ ， g取 $10 m / s^{2}$ 。试求：
（1）货物从斜面顶端滑到底端的过程中合力做的功；
（2）若货物下滑到斜面中点时，速度恰好变为刚进入斜面时的2倍，求货物刚进入斜面时的速度大小。

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