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相关试卷

1、一种水下遇感探测器由带传感器和阀门的正方体金属壳及重物构成，正方体边长 $a = 0.5 m$ 。除重物外，其余部分的总质量为M=2.5kg。金属壳与重物通过轻绳相，如图所示。某次测量前，在金属壳内装满压强为p₀（p₀为大气压强）的空气（视为理想气体，其质量远小于M）后关闭两个阀门，然后将探测器沉入海底，稳定后细绳存在拉力，测得图中H=400.49m。现同时打开上下阀门，水从上、下阀门缓慢流入壳内空间，经一段时间空气从上阀门缓慢跑出当轻绳拉力刚减小到零时，关闭两个阀门，不计金属壳金属部分。阀门和传感器的体积，水温均匀且不变，取水的密度ρ=1×10³kg/m³ ，大气压强p₀=1×10⁵Pa，重力加速度g=10m/s² ，不计金属壳的形变。求：
（1）关闭阀门后壳内空气的体积V和压强p₂；
（2）跑出的气体占原有气体质量的比例β。

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2、某同学利用智能手机研究木块在水平木板上的运动，进而计算木块与木板间的动摩擦因数。实验装置如图甲所示，带滑轮的长木板水平放置，轻绳跨过固定在长木板末端的滑轮，一端连接重物，另一端连接木块，具有加速度测量功能的手机固定在木块上，调节滑轮的位置使轻绳与长木板平行，重物离地面足够远。实验时，先用天平测出木块和手机的总质量M。按图甲安装好实验装置，先打开手机的“加速度传感器”小程序，再释放重物，轻绳带动木块运动，直至木块碰到缓冲器后结束测量（已知当地重力加速度g）。

（1）在智能手机上显示的加速度 $a -$ t图像如图乙所示。由图像知，在误差允许的范围内，木块在 $1.20 s \sim 1.90 s$ 内可认为做运动（选填“匀速直线”“匀加速直线”或“匀减速直线”），根据图像可求得木块与缓冲器碰撞前瞬间的速度大小约为 $m/s$ ；（计算结果保留两位有效数字）
（2）根据手机记录的木块运动加速度a，要计算出木块与木板间的动摩擦因数，还需要测量的物理量是（填物理量及相应的符号），计算动摩擦因数的表达式为 $μ =$ （用所测物理量的字母表示）。

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3、电磁阻拦是新一代航母舰载机着舰阻拦技术，它可以显著提高舰载机着舰的安全性和可靠性。阻拦原理如图所示，模拟机着舰时钩住轻质绝缘绳索并关闭动力系统，然后与金属棒在匀强磁场中共同沿水平轨道滑行减速，直至停止运动。已知模拟机的质量为 $m$ ，着舰时初速度大小为 $v_{0}$ ，金属棒 $a b$ 的质量为 $\frac{m}{4}$ ，轨道宽度为 $d$ ， $M P$ 间定值电阻与金属棒 $a b$ 的总电阻为 $r$ ，其他电阻忽略不计，匀强磁场的磁感应强度大小为 $B$ 。金属棒运动过程中始终与轨道垂直且接触良好，不计模拟机滑行过程中的摩擦力和空气阻力，则（）

A、模拟机钩住轻质绝缘绳索瞬间与金属棒的共同速度大小为 $v_{0}$ B、模拟机将做加速度逐渐减小的减速运动 C、模拟机减速滑行的最大距离为 $\frac{m v_{0} r}{B^{2} d^{2}}$ D、模拟机减速的整个过程中，回路中产生的焦耳热为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2}$

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4、如图所示，空间中有八个点分别位于同一正方体的八个顶点，a点和f点固定有正点电荷，c点和h点固定有负点电荷．已知四个点电荷带电荷量的绝对值相等，下列说法正确的是（　　）

A、正方体中心处的合场强为0 B、e、d两点的电势相等 C、将一带正电的试探电荷从d点移动到g点，电场力做的功为0 D、b、e两点场强大小相等、方向不同

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5、导光管采光系统由采光装置、光导管和漫射系统组成，如图甲所示。某地铁站导光管采光系统中的半球形采光装置和圆柱形光导管过球心的截面如图乙所示，其中半球的直径 $d = 45 cm$ ，光导管长度 $L = 12.6 m$ ，一束平行单色光在该竖直平面内从采光装置上方以与方向成45°角的方向射入，已知采光装置对该单色光的折射率为 $\sqrt{2}$ ，导光管底面到地铁站地面的距离为3m，则AB界面有光照射到的区域长度与无采光装置和漫射装置（如图丙所示）时地面上左、右两侧光斑的最远距离分别为（　　）

A、 $45 cm$ $6.45 m$ B、 $\frac{90 + 45 \sqrt{2}}{4} cm$ $6 m$ C、 $\frac{90 + 45 \sqrt{2}}{4} cm$ $6.45 m$ D、 $45 cm$ $5.75 m$

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6、科学家通过研究双中子星合并的引力波，发现：两颗中子星在合并前相距为 $L$ 时，两者绕连线上的某点每秒转 $n$ 圈；经过缓慢演化一段时间后，两者的距离变为 $k L$ ，每秒转 $p n$ 圈，则演化前后（　　）

A、两中子星运动周期为之前 $k p$ 倍 B、两中子星运动的角速度为之前 $\frac{k}{p}$ 倍 C、两中子星质量之和为之前 $k^{3} p^{2}$ 倍 D、两中子星运动的线速度平方之和为之前 $\frac{1}{k}$ 倍

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7、所示为一乒乓球台的纵截面，AB是台面的两个端点位置，PC是球网位置，D、E两点满足 $A D = B E = \frac{1}{5} A B$ ，且E、M、N在同一竖直线上。第一次在M点将球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点P，同时落到A点；第二次在N点将同一乒乓球水平击出，轨迹同样恰好过球网最高点P，同时落到D点。乒乓球可看做质点，不计空气阻力作用，则两次击球位置到桌面的高度 $h_{M} : h_{N}$ 为（　　）

A、 $\frac{9}{16}$ B、 $\frac{3}{5}$ C、 $\frac{12}{25}$ D、 $\frac{9}{25}$

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8、如图所示，将一粗细均匀且由同种材料制成的线圈放入匀强磁场中（磁场的方向垂直线圈所在平面向里），线圈的上部分为半圆，下部分为等边三角形的两边，线圈的A、B两端接一电源，线圈下部分所受安培力的大小为 $F_{0}$ ，则整个线圈所受安培力的大小为（）

A、 $\frac{π + 4}{π} F_{0}$ B、 $\frac{2 π + 4}{π} F_{0}$ C、 $\frac{π + 4}{π + 2} F_{0}$ D、 $\frac{π + 4}{π - 2} F_{0}$

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9、某种物质中含有 $a$ 、 $b$ 两种放射性元素，其中 $b$ 元素的半衰期是 $a$ 元素半衰期的2倍。若某时刻 $a$ 元素的原子核数量是 $b$ 元素原子核数量的4倍，则再经过2个 $a$ 元素的半衰期后， $a$ 元素的原子核数量与 $b$ 元素原子核数量的比值为（）

A、2 B、1 C、0.5 D、0.25

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10、为测量带电粒子在电磁场中的运动情况，在某实验装置中建立如图所示三维坐标系 $O - x y z$ ，并沿y轴负方向施加磁感应强度为B的匀强磁场。此装置中还可以添加任意方向、大小可调的匀强电场。一质量为m、电量为 $+ q (q > 0)$ 的粒子从坐标原点O以初速度v沿x轴正方向射入该装置，不计粒子重力的影响。

(1)、若该粒子恰好能做匀速直线运动，求所加电场强度E的大小和方向；

(2)、若不加电场，保持磁场方向不变，改变磁感应强度的大小，使该粒子恰好能够经过坐标为 $(\sqrt{3} a, 0, - a)$ 的点，求改变后的磁感应强度 $B^{'}$ 的大小：

(3)、若保持磁感应强度B的大小和方向不变，将电场强度大小调整为 $E^{'}$ ，方向平行于yOz平面，使该粒子能够在xOy平面内做匀变速曲线运动，并经过坐标为 $(\sqrt{3} a, a, 0)$ 的点，求调整后电场强度 $E^{'}$ 的大小和方向。

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11、如图所示，用气体压强传感器“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”，下列说法正确的是（　　）

A、注射器必须水平放置 B、推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 C、活塞移至某位置时，应等状态稳定后再记录数据 D、实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得

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12、如图所示，导体AB的长为2R，绕O点以角速度ω匀速转动，OB长为R，且OBA三点在一条直线上，有一磁感应强度为B的匀强磁场充满转动平面，且与转动平面垂直，那么A、B两端的电势差为（　　）

A、 $\frac{1}{2}$ BωR² B、2BωR² C、4BωR² D、6BωR²

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13、如图所示，质量为1kg的小球用一轻绳悬挂，在恒力 F 作用下处于静止状态，此时悬线与竖直方向的夹角为60°。若把小球换成一质量为2kg的另一小球，仍在该恒力F的作用下处于静止状态，悬线与竖直方向的夹角变为30°。重力加速度为g=10m/s² ，则恒力F的大小为（）

A、10N B、20N C、 $10 \sqrt{3} N$ D、 $20 \sqrt{3} N$

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14、如图所示为一定质量的理想气体状态变化时的 $p - T$ 图像，由图像可知，此气体的体积（　　）

A、先不变后变大 B、先不变后变小 C、先变大后不变 D、先变小后不变

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15、医院X光检测设备的核心器件为X射线管。如图所示，在X射线管中，电子（质量为m，电荷量为 $- e$ ，初速度可以忽略）经电压为U的电场加速后，从P点垂直磁场边界水平射入匀强磁场中。磁场宽为2L，磁感应强度大小可以调节。电子经过磁场偏转后撞击目标靶，撞在不同位置就会辐射出不同能量的X射线。已知水平放置的目标靶MN长为2L，PM长为L，不计电子重力，电子间相互作用力及电子高速运行中辐射的能量。

(1)、求电子进入磁场的速度大小；

(2)、调节磁感应强度大小使电子垂直撞击在目标靶的中点Q上，求电子在磁场中运动的时间；

(3)、为使电子能够撞击在目标靶MN上，求磁感应强度的范围。

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16、如图所示，光滑的水平面AB与光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切，轨道半径R=0.4m，D为轨道最高点。用轻质细线连接甲、乙两小球，中间夹一轻质弹簧，弹簧与甲、乙两球均不拴接。甲球的质量为m₁=0.1kg，乙球的质量为m₂=0.2kg，甲、乙两球静止。现固定甲球，烧断细线，乙球离开弹簧后进入半圆轨道恰好能通过D点。重力加速度g=10m/s² ，甲、乙两球可看作质点。

(1)、求细线烧断前弹簧的弹性势能E_p；

(2)、若甲球不固定，烧断细线，求从烧断细线开始到乙球脱离弹簧的过程中，弹簧对乙球的冲量I的大小。（答案允许含根号）

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17、如图所示，火星与地球可视为在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。已知地球的公转周期为T，火星轨道半径是地球轨道半径的k倍。当火星、地球、太阳三者在同一直线上且地球位于太阳和火星之间时，称为火星冲日。不考虑火星与地球之间的引力，下列说法正确的是（）

A、火星与地球做圆周运动的向心力大小之比为 $1 : k^{2}$ B、火星与地球做圆周运动的向心加速度大小之比为 $1 : k^{2}$ C、火星与地球做圆周运动的角速度之比为 $1 : \sqrt{k^{3}}$ D、相邻两次火星冲日的时间间隔为 $\frac{T}{\sqrt{k^{3}} - 1}$

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18、从足够高处由静止释放的小球，在竖直下落过程中所受的阻力与其速度的大小成正比。取竖直向下为正方向，则下列关于小球下落过程中的加速度 a、下落高度h、速度v随着时间t变化的图像，以及速度的平方 $v^{2}$ 与下落高度h的关系图像，正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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19、如图，是游乐场的翻滚过山车装置。过山车沿直径为20m的圆环轨道做匀速圆周运动，向心加速度大小为4g（重力加速度g=10m/s²）。则下列错误的是（　　）

A、过山车的线速度大小约为20m/s B、过山车通过最低点时，乘客处于超重状态 C、过山车通过最高点时，乘客处于失重状态 D、过山车通过最高点时，乘客处于超重状态

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20、一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 $t_{1} = 0$ 时刻的波形如图中实线所示，在 $t_{2} = 0.4 s$ 时的波形如图中虚线所示。则下列说法正确的是（　　）

A、在 $t_{2} = 0.4 s$ 时，平衡位置在 x =1m处的 M 质点向上振动 B、这列波的波长为 2m C、这列波的周期可能为 0.8s D、这列波的传播速度可能为 2.5m/s

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