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相关试卷

1、2023 年9月21日，“天宫课堂”第四课开讲。神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮将面向全国青少年进行太空科普授课，展示介绍中国空间站梦天实验舱工作生活场景，演示了各种奇妙的在失重状态下的实验，例如蜡烛火焰、动量守恒定律等实验，并与地面课堂进行互动交流。下面四幅蜡烛火焰图是在太空实验室中演示的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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2、如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一个质量为m，电荷量为e的电子，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达距O点为h处的A点，然后返回。则此电子在O点射出时的速度大小是（　　）

A、eU B、 $\sqrt{\frac{2 e U h}{m d}}$ C、 $\sqrt{\frac{2 e U d}{m h}}$ D、 $\frac{e U h}{d}$

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3、如图所示为某款质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源S、加速电场PQ，静电分析器、偏转磁场、记录板，静电分析器通道中心线的半径为R，通道内有均匀辐向的电场，中心线处的电场强度大小为E，记录板MN紧靠静电分析器水平放置，静电分析器和记录板下方分布着范围足够大的匀强磁场，离子源S可以发射初速度不计的正离子，已知该离子源发射的质子 $_{1}^{1} H$ 经过加速电场加速后进入静电分析器，恰能沿静电分析器中心线做匀速圆周运动，之后竖直向下飞入匀强磁场，最终水平偏转距离d后打在记录板上，设质子的质量为m，电荷量为q，求：
（1）加速电场的电压U；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）若匀强磁场区域磁感应强度大小的波动范围为 $B \pm Δ B$ ，为使质子 $_{1}^{1} H$ 与氘核 $_{1}^{2} H$ 打在记录板上的位置不重合，ΔB的取值范围。

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4、用欧姆表粗测得某圆柱复合材料的电阻约为3千欧，某实验小组通过以下实验测量其电阻率 $ρ$ 。

(1)、该实验小组分别用20分度的游标卡尺、螺旋测微器测量其长度L和直径D，某次测量结果如图甲、乙所示：长度 $L =$ cm，直径 $D =$ mm；

(2)、某次实验时，图丙所示量程为0~0.6A的电流表读数为A。电压表的示数为U，电流表的示数为I，用实验测量的物理量L、D、U、I表示电阻率，则表达式为 $ρ =$ 。

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5、用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：
A.待测电阻R_x（大约100Ω）
B.直流毫安表A₁（量程0~10mA，内阻约为100Ω）
C.直流毫安表A₂（量程0~40mA，内阻约为40Ω）
D.直流电压表V₁（量程0~3V，内阻约为5kΩ）
E.直流电压表V₂（量程0~15V，内阻约为15kΩ）
F.直流电源（输出电压4V，内阻计）
G.滑动变阻器R（阻值范围0~50Ω，允许最大电流1A）
H.开关一个、导线若干
（1）根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选，直流电压表应选。（填序号A、B、C、D）
（2）在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大。

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6、如图所示，一个半径为R的圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，磁感应强度方向垂直纸面向里。一个粒子源从圆上的A点向各个方向不停地发射出相同速率的带正电的粒子（忽略粒子间的相互作用和粒子的重力），带电粒子的质量均为m，所带电荷量均为q，运动的半径均为r。下列说法正确的是（　　）

A、若 $r = 2 R$ ，则粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是整个圆周 B、若 $r = 2 R$ ，则粒子在磁场中运动的最长时间为 $\frac{π m}{2 q B}$ C、若 $r = \frac{1}{2} R$ ，则粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是六分之一个圆周 D、若 $r = \frac{1}{2} R$ ，则粒子在磁场中运动的最长时间为 $\frac{π m}{2 q B}$

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7、真空中一半径为r₀的带电金属球，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示，图中x₁、x₂、x₃分别是该直线上A、B、C三点离球心的距离，根据φ-x电势图像，判断下列说法中正确的是（　　）

A、该金属球可能带负电 B、B点的电场强度大于C点的电场强度 C、A点的电场强度方向由A指向B D、电荷量为q的正电荷沿直线从B移到C的过程中，电场力做功W=q（φ₂-φ₃）

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8、将一倾斜的平行金属导轨固定在地面上，导轨的顶端接一电源和一滑动变阻器，在垂直导轨平面向下的方向上加一匀强磁场，在倾斜导轨上放一导体棒，导体棒与导轨接触良好且处于静止状态．现调节滑动变阻器使其接入电路的阻值减小，而整个过程中导体棒始终静止在导轨上，则( )

A、导体棒所受摩擦力可能一直增大 B、导体棒所受摩擦力可能先减小后增大 C、导体棒所受摩擦力可能先增大后减小 D、导体棒所受摩擦力可能始终为零

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9、闪电是云与云之间、云与大地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。看某次闪电是在云与大地之间发生的，大量电子从地面流向云层。放电过程的平均电流为I，持续时间为t，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（　　）

A、放电过程中，云层的电势比地面的电势低 B、放电电流的方向由地指向云层 C、此次放电过程中流过地面的电荷量为It D、此次放电过程中从地面流向云层的电子的数量为 $\frac{I t}{e}$

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10、如图所示为六根与水平面平行的导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六个角，导线所通电流方向已在图中标出。已知每条导线在O点磁感应强度大小为 $B_{0}^{}$ ，则正六边形中心O处磁感应强度的大小和方向（　　）

A、大小为零 B、大小 $2 B_{0}^{}$ ，方向沿 $x$ 轴负方向 C、大小 $4 B_{0}^{}$ ，方向沿 $x$ 轴正方向 D、大小 $4 B_{0}^{}$ ，方向沿y轴正方向

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11、如图所示，平行板电容器在充电稳定后，板间有一带电尘粒恰能在电场中静止。若将正对的平行板左右错开一些，则以下说法中正确的是（　　）

A、带电尘粒将向上加速运动 B、带电尘粒将向下加速运动 C、错开过程中，通过电阻R的电流方向为A到B D、错开过程中，通过电阻R的电流方向为B到A

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12、真空中A、B两个异种点电荷带电荷量分别为2Q、−Q，两点电荷固定在光滑水平桌面相距为L的两处（静电力常量为k）。下列说法正确的是（　　）

A、A、B两个点电荷之间的库仑力大小为 $\frac{2 k Q^{2}}{L}$ B、A、B两个点电荷连线之间的电场方向为由B指向A C、A、B两个点电荷连线的垂直平分线OO₁上各位置的电场强度方向均为与AB平行指向B侧 D、在B、A两个点电荷连线的延长线上，在点电荷A的左侧由静止释放一负点电荷，它一定加速向A靠近

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13、利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信，目前地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为多少小时?（）

A、 $2 h$ B、 $3 h$ C、 $4 h$ D、 $6 h$

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14、空腔圆柱的截面圆如图所示，其圆心为O，半径为R，圆面上开有A、B、C、D四个小孔， $∠ A O B = 90 °$ ， $∠ B O C = 120 °$ ， $∠ C O D = 90 °$ ，圆内存在垂直纸面向外的匀强磁场 $B_{1}$ （未知），圆外OB和OC射线范围内存在垂直纸面向内的匀强磁场 $B_{2}$ （未知）。紧靠A孔有两金属板M，N，两板间加上交变电压 $U_{MN} = U_{0} \sin (\frac{2 π}{T} t)$ ，其中 $U_{0}$ 已知，质量为m，电荷量为q的正电粒子持续由M板静止释放，经电场加速的粒子从A孔沿半径方向进入空腔内部，发现在 $t = \frac{T}{12}$ 时刻释放的粒子恰好能从B孔射出磁场，并能经过D孔。已知粒子在电场中加速的时间忽略不计，粒子撞击圆面即被吸收，圆面始终不带电。
（1）求从B孔飞出的粒子的速度 $v_{0}$ 及截面圆内磁感应强度 $B_{1}$ 的大小；
（2）求粒子从A孔运动到D孔的时间 $T^{'}$ 及比值 $B_{1} : B_{2}$ ；
（3）紧靠D孔有两金属板 $M^{'}$ ， $N^{'}$ ，两板间加上沿半径方向的交变电压 $U_{M^{'} N^{'}} = \frac{U_{0}}{2} \sin [\frac{2 π}{T} (t - T^{'}) - \frac{π}{3}]$ ，以 $N^{'}$ 板出口处 $O^{'}$ 点为原点建立直角坐标系 $x O^{'} y$ ，在y轴右侧 $0 \leq x \leq x_{0}$ 区域内存在垂直纸面向内的匀强磁场 $B_{3}$ ，当 $x_{0} = 2 cm$ 时，从 $O^{'}$ 点进入磁场的速度最大的粒子恰好从点 $P (2 cm, 2 cm)$ 离开磁场。若要让从 $O^{'}$ 点进入磁场的速度最小的粒子也恰好击中点P，则 $x_{0}$ 的取值应为多少？

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15、水平放置的金属细圆环P的半径为l，其内部充满方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r，长度恰为l的细导体棒a一端搭接在细圆环上，可绕圆心处的金属细圆柱O在水平面内转动。两平行竖直金属导轨的间距为d，其中M导轨与小圆柱O相连，N导轨与圆环P相连，两导轨上方通过电键K连接能提供恒定电流大小为I，方向水平向右的恒流源S。质量为m，电阻为R的均匀导体棒b水平搁置在固定支架上并与两导轨紧密接触，棒b处在方向垂直于导轨平面向内的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。除了导体棒a和导体棒b外其余电阻不计，一切摩擦不计。
（1）若电键K断开，外力使导体棒a以某一角速度 $ω$ 匀速转动时导体棒b对支架的作用力恰好为0。求此时导体棒a的旋转方向（俯视图）和 $ω$ 的大小。
（2）若电键K闭合，导体棒a作为“电动机”在水平内旋转。
①“电动机”空载时导体棒a所受安培力为零，其匀速转动的角速度记为 $ω_{0}$ ，求 $ω_{0}$ 的大小。
②求“电动机”机械效率为50%时导体棒a的角速度 $ω_{2}$ 。

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16、如图所示，倾角 $θ = 37 °$ 的斜面AB与长度为 $L = 0.6 m$ 的水平面BC在B点衔接，衔接点平滑，质量为 $m = 1 kg$ 的可视为质点的滑块Q静置在水平面的右端C。可视为质点的滑块P自斜面上高 $h = 0.3 m$ 处静止释放，与滑块Q发生弹性碰撞后，滑块Q在C点立即进入光滑竖直半圆轨道DE的内侧（CD间隙不计），D为圆的最高点，圆半径记为R。滑块Q经圆弧后在E点水平抛出，最终落于水平地面FG上，水平面FG与BC的高度差为 $H = 1.2 m$ 。已知滑块P与AB面和BC面的动摩擦因数都为 $μ = 0.1$ 。
（1）若滑块P的质量为 $m = 1 kg$ ，半圆轨道DE的半径R可调，半圆轨道能承受的滑块的压力不能超过70N，要保证滑块Q能经圆周运动顺利经过E点。
①求滑块Q进入D点时的速度大小 $v_{D}$ 。
②求半圆轨道的半径R的取值范围。
③求滑块Q离开E后落在FG面上的最大射程。
（2）若半圆轨道DE的半径为 $R = 0.4 m$ ，滑块P的质量可调，求滑块Q进入D点时对D的压力大小的范围。

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17、如图所示，圆柱形汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为 $S = 0.04 m^{2}$ 的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为 $m = 80 kg$ 的重物，此时活塞处在距离汽缸上底面为 $h_{1} = 0.2 m$ 的A处，气体的温度为 $T_{1} = 300 K$ 。汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面为 $h_{2} = 0.24 m$ 的B处。已知大气压为 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ 。
（1）求活塞在B处时的气体温度 $T_{2}$ ；
（2）求活塞从A处到B处的过程中气体对外界做功的大小，并分析气体的内能是增大还是减小。
（3）保持温度 $T_{2}$ 不变，当悬挂重物为 $m^{'} = 160 kg$ 时，打开汽缸阀门放出一部分的气体使得活塞仍处于B处，求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。

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18、某学习小组采用图所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。
（1）用天平测得滑块A、B（均包括挡光片）的质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ ；
（2）两挡光片的宽度相同；
（3）接通充气泵电源后，导轨左侧放一滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.07s、0.06s，则应将导轨右端（选填“调高”或“调低”），直至气垫导轨水平；
（4）滑块B放在两个光电门之间，向右轻推滑块A与滑块B碰撞，碰后滑块A返回导轨左侧，与光电门1相连的计时器计时2次，先后为 $t_{1}$ 和 $t_{2}$ ；滑块B运动至导轨右侧，与光电门2相连的计时器计时为 $t_{3}$ ；
（5）在实验误差允许范围内，若表达式满足等式 $\frac{m_{1}}{t_{1}} =$ （用测得的物理量表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒。

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19、某物理兴趣小组自制了图（a）所示的水果电池组，为测量该电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：

A.待测水果电池组（E约为2.0V，r约为1000Ω）
B.电流表A₁（0~2mA，内阻约为20Ω）
C.电流表A₂（0~0.6A，内阻约为1Ω）
D.电压表V₁（0~3V，内阻约为1000Ω）
E.电压表V₂（0~15V，内阻约为5000Ω）
F.滑动变阻器R₁（0~10Ω）
G.滑动变阻器R₂（0~1500Ω）
H.开关、导线各若干
他们选用图（b）的实验电路进行实验：

(1)、实验中电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用（上述三空均填器材前代号）。

(2)、根据实验电路连接实物，调节滑动变阻器滑片位置，记下多组电压表示数U与电流表示数I的数据，作出U-I图像如图（c）所示。根据图像和题中所给信息，该水果电池组的电动势E=V，内电阻r=Ω。（结果均保留3位有效数字）。

(3)、实验过程中存在电表系统误差。在下面四幅图像中，虚线代表没有电表误差情况下的电压、电流真实值关系的图像，实线是根据测量数据绘出的图像，则下列选项中图像及文字描述都正确的是___________（填选项下面的字母）。

A、 $I_{2} - I_{1}$ 表示电压为U₁时通过电压表的电流 B、 $U_{2} - U_{1}$ 表示电流为I₁时电流表两端电压 C、 $I_{2} - I_{1}$ 表示电压为U₁时通过电压表的电流 D、 $U_{2} - U_{1}$ 表示电流为I₁时电流表两端电压

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20、在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中。
步骤一：如图甲（a），轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。
步骤二：在图甲（b）中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。
步骤三：撤去 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ ，改用一个力 $F^{'}$ 单独拉住小圆环，如图甲（c）仍使它处于O点。 $x_{0} = 0.8 cm$

(1)、如下图所示，实验中需要的器材有；

(2)、关于此实验的操作，下列说法正确的是；
A. 测力计可以直接钩住小圆环进行实验
B. 实验过程中，测力计外壳不能与木板有接触
C. 完成步骤三后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同
D. 为了减小误差，两个测力计的夹角越大越好

(3)、弹簧测力计的示数如图乙所示，读数为N。

(4)、做实验时，根据测量结果在白纸上画出，如图丙所示， $F_{1}$ 和 $F_{2}$ 为两个分力，请在答题纸上通过作平行四边形的方法求出合力为N。

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