相关试卷

1、在2024年的珠海航展上，太空电梯的概念模型引起了观众的浓厚兴趣。太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备，它的主体是一个连接太空站和地球表面的超级缆绳，可以用来将人和货物从地面运送到太空站。为了平衡缆绳对同步空间站的拉力，需要在比地球同步空间站更高的地方连接一个配重空间站，如图所示。已知地球质量为 $M_{0}$ ，同步空间站的质量为 $M_{1}$ ，轨道半径为 $r_{1}$ ，配重空间站的质量为 $M_{2}$ ，轨道半径为 $r_{2}$ ，地球的自转周期为 $T$ ，则缆绳对配重空间站的拉力 $F$ （不计同步空间站与配重空间站间的引力）（　　）

A、 $M_{2} \frac{4 π^{2}}{T^{2}} r_{2} - \frac{G M_{0} M_{2}}{r_{2}^{2}}$ B、 $M_{1} \frac{4 π^{2}}{T^{2}} r_{2} - \frac{G M_{0} M_{1}}{r_{1}^{2}}$ C、 $\frac{G M_{0} M_{2}}{r_{2}^{2}} - M_{2} \frac{4 π^{2}}{T^{2}} r_{2}$ D、 $\frac{G M_{0} M_{1}}{r_{1}^{2}} - M_{1} \frac{4 π^{2}}{T^{2}} r_{2}$

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2、2025年春节联欢晚会上最大的亮点莫过于机器人和真人一起跳舞，也标志中国的人形机器人处于国际领先水平。如图为机器人在竖直平面上转动手帕的情景，已知手帕直径约为40cm。要想把该手帕在竖直平面内以帕中心为转轴转动起来，重力加速度g取10m/s² ，则需提供的最小转速约为（　　）

A、0.61r/s B、0.79r/s C、1.12r/s D、2.50r/s

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3、如图所示，水平天花板下方固定一光滑小定滑轮O，一轻质弹簧一端固定在定滑轮的正下方N处，另一端与小球P连接，同时一轻绳跨过定滑轮与小球P相连。开始时在外力F作用下系统在图示位置静止。改变F大小使小球P缓慢移动，在小球P到达N点正上方前，下列说法正确的是（　　）

A、外力F大小不变 B、外力F逐渐变大 C、弹簧弹力逐渐变小 D、小球运动轨迹是圆弧

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4、极光的形成是高能带电粒子进入地球的高层大气（通常在80至500公里的高度）时，与大气中的原子和分子发生碰撞。这些碰撞导致大气分子被激发到高能态，随后它们会回落到更稳定的低能态，释放出能量并产生可见光。如图为氢原子的能级示意图，现有大量氢原子处于n=3的激发态，当原子向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，若氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时所辐射出的光正好使某种金属A发生光电效应。则下列说法正确的是（　　）

A、频率最小的光是由n=3能级跃迁到n=1能级产生的 B、最容易发生衍射现象的光是由n=3能级跃迁到n=2能级产生的 C、这些氢原子总共可辐射出2种不同频率的光 D、这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A发生光电效应

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5、如图所示是粒子发射接收装置，粒子源 $O$ （大小不计）能均匀释放初速度可视为0的电子，单位时间内释放的电子数为n。在以 $O$ 为圆心、半径为 $R$ 的水平区域内存在辐向电场，能为电子提供可在 $\frac{e B^{2} R^{2}}{6 m} ~ \frac{e B^{2} R^{2}}{2 m}$ 范围内调节的加速电压 $U$ 。电子经辐向电场加速后沿各个径向均匀射出，后进入同时存在磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场和电场强度为 $E$ 的匀强电场的区域，两场方向均竖直向上。 $O^{'}$ 为粒子源 $O$ 正下方的一点，且位于足够大的水平收集板上， $O^{'}$ 与 $O$ 的距离 $h$ 可调。已知电子电量为 $e$ ，质量为 $m$ ，电子到达收集板后立刻被吸收且电中和，不计电子受到的重力及相互间作用力。

(1)、求电子刚从辐向电场射出时速度 $v$ 的大小范围；

(2)、上下移动收集板，求收集板上能收集到电子的区域的最大面积 $S$ ；

(3)、若无论怎样调节辐向电场的加速电压U，电子在收集板上的落点与收集板中心 $O^{'}$ 的距离都相同，求
①距离 $h$ 需满足的条件；
②收集板所受冲击力大小F。

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6、如图所示是研究电磁感应的装置，由Ⅰ和Ⅱ两部分组成。装置I由两个半径分别为 $r_{1}$ 和 $r_{2}$ ，圆心分别为 $O_{1}$ 和 $O_{2}$ 的水平金属圆环与金属棒固定连接而成。装置Ⅰ处于磁感应强度大小为 $B$ 、方向竖直向上的匀强磁场中，可绕 $O_{1} O_{2}$ 轴线转动。装置Ⅱ中有两水平的光滑平行金属导轨，通过开关和导线与装置Ⅰ的两圆环边缘相接，导轨右侧接有电容为 $C$ 的电容器，左侧接有阻值为 $R$ 的定值电阻。质量为 $m$ ，匝数为 $n$ ，每匝周长为 $l$ 的线轨通过电刷与导轨接通，该线圈与两根劲度系数均为 $k$ 的水平弹定连接，并静置于辐向磁场区域的左边界内侧，线圈所在处磁感应强度大小也为 $B$ ，现断开 $S_{2}$ ，将 $S_{1}$ 拨到 $a$ ，让装置Ⅰ以角速度 $ω$ 逆时针（俯视）匀速转动；待电容器充电完毕，将 $S_{1}$ 从 $a$ 拨到 $b$ 瞬间，线圈即被以速度 $v$ 弹离磁场，随即断开 $S_{1}$ 的同时闭合 $S_{2}$ 。已知当弹簧形变量为 $Δ x$ 时，其弹性势能为 $\frac{1}{2} k Δ x^{2}$ ，除定值电阻外，其余电阻均不计。

(1)、判断电容器上极板 $P$ 带哪种电荷，并求转动过程中金属棒两端的电压 $U$ ；

(2)、求线圈被弹离后，电容器 $C$ 所带的电量 $q$ ；

(3)、若已知从线圈被弹离到向右运动达最远处过程中，电阻 $R$ 上产生的焦耳热为 $Q$ 。求：
①线圈进入辐向磁场的最大距离 $x$ ；
②此过程中，弹簧弹力对线圈的冲量大小I。

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7、某游戏装置如图所示，由弹射装置、圆心为 $O_{1}$ 和 $O_{2}$ 的两个 $\frac{1}{4}$ 圆弧构成的竖直轨道ABC、水平轨道CD和逆时针转动的倾斜传送带DE平滑连接而成。水平接收平台FJ的位置可自由调节，其上方静置 $n$ 个相同的小球。现弹射装置将质量 $m = 0.2 kg$ 的滑块（视为质点）以初动能 $E_{k}$ 水平射入A点，通过轨道ABCD和传送带DE后，恰好沿水平进入接收平台并与其上的小球发生碰撞，则游戏成功。已知轨道ABC中 $R_{1} = 0.2 m$ ， $R_{2} = 0.15 m$ ，传送带DE的长度 $L = 0.8 m$ 、倾斜角度 $θ = 37 °$ 、运行速度 $v = 1 m / s$ ，接收平台上的小球质量 $M = 0.1 kg$ ，滑块与传送带之间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，其余各段光滑，不计空气阻力。取 $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。

(1)、若滑块恰好不脱离圆弧轨道ABC，求滑块通过 $C$ 点时的速度 $v_{C}$ 及轨道对滑块的支持力 $F_{N}$ ；

(2)、某次调试中，当接收平台左端与 $E$ 点的水平距离 $x = 0.432 m$ 时，游戏恰好成功，求滑块在本次运行过程中与传送带之间因摩擦产生的热量 $Q$ ；

(3)、若所有碰撞均为弹性正碰，则在游戏成功的条件下，接收平台上第 $n$ 个小球获得的动量 $p_{n}$ 与滑块的初动能 $E_{k}$ 之间的关系。

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8、如图为一高 $h = 30 cm$ 的直立绝热圆筒汽缸，其顶盖中央有小孔与大气相通，质量 $m = 2 kg$ 、面积 $S = 200 {cm}^{2}$ 的能无摩擦滑动的绝热薄活塞下方封闭了一定量的理想气体。开始时，活塞离顶盖距离 $d = 6 cm$ ，气体处于温度 $T_{1} = 306 K$ 的状态1，电热丝加热，活塞缓慢上移，刚到达顶盖时，气体达到状态2。电热丝继续加热，气体达到状态3，其压强 $p_{3} = 1.20 \times 10^{5} Pa$ 。整个过程中气体内能增加了 $Δ U = 327.6 J$ ，已知大气压 $p_{0} = 1.01 \times 10^{5} Pa$ 。求气体

(1)、从状态1到状态2，分子热运动的平均速率（填“增大”，“不变”或“减小”），单位体积内的分子数（填“增大”，“不变”或“减小”）。

(2)、在状态3的温度 $T_{3}$ ；

(3)、从状态1到状态3吸收的热量 $Q$ 。

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9、在“电池电动势和内阻的测量”实验中，备用器材有：滑动变阻器 $R_{1}$ （最大阻值 $10 Ω$ ），电阻箱 $R_{2} (0 ~ 9999 Ω)$ ，定值电阻 $R_{3} (2 Ω)$ ，电流表A（量程有0~0.6A和 $0 ~ 3 A$ ，内阻分别为 $0.1 Ω$ 和 $0.03 Ω$ ），多用电表，干电池 $E$ ，开关 $S$ ，导线若干。

(1)、小张选用多用电表“直流电压2.5V量程”测量，示数如图1所示，测得电动势 $E =$ ________V

(2)、小金选择了其中一些器材，设计了如图2所示电路，当 $c$ 端分别接 $a$ 、 $b$ 两点测得两组数据，在坐标系上描点、连线如图3所示，接 $b$ 点对应图3中的（填“甲”或“乙”），由图线可得干电池的内阻 $r =$ $Ω$ （保留2位有效数字）。

(3)、若上述器材中多用电表因故障而不能使用，请重新设计实验电路，并画在答题纸相应方框中。

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10、在“探究变压器原、副线作电压与匝数的关系”实验中，小张用400匝的线圈 $N_{1}$ 和800匝的线作 $N_{2}$ 组合而成的变压器进行实验，然后选择填“稳压2A”或“交流3A”）作为输入端电源，如图所示。经正确连线和规范读数，实验中记录的数据 $U_{1}$ 、 $U_{2}$ 分别表示线圈 $N_{1}$ 、 $N_{2}$ 两端的电压测量数据。
$U_{1} / V$
1.80
2.81
3.80
4.78
5.80
$U_{2} / V$
4.00
6.01
8.02
9.98
12.04
根据表中数据，下列推断正确的是（多选）
A. $N_{1}$ 一定是副线圈 B. $N_{2}$ 中的电流较 $N_{1}$ 小
C. $N_{2}$ 中的电流频率较 $N_{1}$ 高 D.实验中变压器顶部铁芯一定有松动

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11、验证“机械能守恒定律”实验装置如图所示。

(1)、除图1所示器材外，还需选用______（多选）

A、刻度尺 B、秒表 C、学生电源

(2)、如图2为截取实验所获一条纸带的部分，已知 $O$ 为测量起点， $A$ 、 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 为4个连续打下的点，打点频率为50Hz，则打点“ $C$ ”时，重锤的速度为________ $m / s$ （保留2位有效数字）。

(3)、实验中发现，各标记点的动能大于从 $O$ 至该点过程中重力势能减少量，其原因可能是______（单选）

A、工作电压偏低 B、存在空气阻力和纸带的摩擦力 C、接通电源前释放了纸带

(4)、改用如图3所示的气势导轨进行实验，将气垫导轨调至水平，将滑块移至图示位置，静止释放滑块，读出挡光片通过光电门的挡光时间 $t$ ，测出挡光片的宽度 $d$ 和挡光片到光电门的距离 $l$ ，用天平称出托盘和砝码的总质量 $m$ 以及滑块和挡光片的总质量 $M$ 。若要验证机械能守恒定律的结论，以上物理量应满足的关系式是________。

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12、如图甲为研究光电效应的实验电路，图乙纵坐标为实验中AK间的电压U（A电势高于K为正），横坐标为入射光的频率ν，图乙中BC为平行于U轴的直线，CD是一条斜率绝对值为k的直线，C点的坐标为（b，0），图中阴影部分表示能产生光电流的区域。现有大量氢原子处于某激发态，在向低能级跃迁时只能放出1种可见光，且该可见光恰好能使实验所用的金属材料发生光电效应，已知氢原子各能级关系为 $E_{n} = \frac{E_{1}}{n^{2}}$ ，其中E₁为基态能级值，量子数n=1，2，3……，电子电量为e，光速为c，则（　　）

A、直线CD是滑片P在aO之间滑动所收集的数据绘制而成 B、斜率绝对值k等于普朗克常量数值 C、能使实验所用金属材料发生光电效应的可见光光子动量至少为 $\frac{k b e}{c}$ D、根据实验结果，氢原子基态的能级值为 $- \frac{36}{5} k b e$

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13、同一个介质内相距12m的两个波源，在t=0时刻同时相向发出两列简谐波。在两个波源间连线上有P、Q两个质点，其0~6s内的振动图像分别如图甲、乙所示，则（　　）

A、两波源的起振方向均沿+y方向 B、两列波的波速都为2m/s C、P、Q两点的距离可能为1m D、P、Q两点之间一定还有2个振动加强点

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14、某自行车所装车灯发电机如图甲所示，其结构见图乙。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁，车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动，摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端 $c$ 、 $d$ 作为发电机输出端，通过导线与灯泡 $L_{1}$ 相连。假设车轮转动时，摩擦轮与轮胎间不打滑，则（　　）

A、磁铁从图示位置匀速转过 $90 °$ 的过程中，通过 $L_{1}$ 的电流方向为 $d \to L_{1} \to c$ B、磁铁从图示位置匀速转过 $90 °$ 的过程中， $L_{1}$ 中的电流逐渐变小 C、车轮转速加倍时 $L_{1}$ 中的电流也加倍 D、自行车匀加速行驶时发电机输出电压 $u$ 随时间 $t$ 变化关系大致如图丙所示

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15、光学仪器“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。其由发光图片、棱镜和光屏构成，发光图片的中心、棱镜左右侧面的中心以及毛玻璃光屏的中心都处于 $O O^{'}$ 轴上，如图所示。其中棱镜的横截面为底角 $θ = 45 °$ 的等腰梯形，棱镜材料对绿光的折射率 $n = \sqrt{2}$ 。已知平行于 $O O^{'}$ 轴入射到左侧界面的绿光穿过棱镜时，只与下底面发生一次反射，下列说法正确的是（　　）

A、平行于 $O O^{'}$ 轴入射到左侧界面的绿光折射时偏折了 $30 °$ B、平行于 $O O^{'}$ 轴入射到左侧界面不同位置的绿光在棱镜内通过的路程不同 C、若从图示视角观察，图片以 $O O^{'}$ 轴旋转，则光屏上的像与图片旋转方向相同 D、若棱镜以 $O O^{'}$ 轴旋转的角速度为 $ω$ ，则光屏上的像旋转周期为 $\frac{π}{ω}$

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16、如图甲所示，每只冰壶直径 $d = 30 cm$ 、质量 $m = 19 kg$ 。某次试投过程中，冰壶A在 $t = 0$ 时刻以 $v_{0} = 1 m / s$ 的初速度投出，与静止的冰壶B发生弹性正碰，此后冰壶B在水平面上运动0.9m后停止，冰壶B的 $v - t$ 图像如图乙所示，不计空气阻力，则（　　）

A、两只冰壶在 $t = 3 s$ 时发生碰撞 B、碰撞前摩擦力对冰壶A做功为-3.42J C、碰撞后冰壶B受到摩擦力的冲量大小为 $11.4 N \cdot s$ D、 $t = 0$ 和 $t = 5 s$ 两时刻冰壶重心间的距离之比为 $16 : 9$

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17、如图所示，某兴趣小组用长为 $L$ 的细线将小球悬挂于 $O$ 点，A为最低点， $B$ 与 $O$ 点等高，用沿OA方向的平行光照射该装置。实验方案一是将装置置于地面实验室中，拉直细线让小球从 $B$ 点静止释放；实验方案二是将装置置于我国空间站中，在A点给小球一个 $v = \sqrt{2 g L}$ 的垂直 $O A$ 方向的初速度。不计空气阻力，则两种实验方案中小球（　　）

A、运动的轨迹相同 B、在最低点受到的拉力相同 C、方案二中投影的运动是简谐运动 D、方案一中投影的运动周期较方案二小

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18、钍基熔盐反应堆主要采用钍232（ $_{90}^{232} Th$ ）和铀238（ $_{92}^{238} U$ ）作为燃料。反应堆工作时， $_{92}^{238} U$ 吸收中子转化为钚239（ $_{94}^{239} Pu$ ），核反应方程为 $_{92}^{238} U +_{0}^{1} n \to_{94}^{239} Pu + 2 X$ ，则（　　）

A、核反应方程式中的X为 $_{1}^{1} H$ B、铀238的比结合能较钚239小 C、钚239的中子数比铀238多一个 D、核反应前后原子的质量数守恒，不存在质量亏损

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19、如图所示，正六棱柱金属壳上下底面的中心为O₁ ， O₂ ， A为棱角顶点，在O₁正上方置一正点电荷Q，则达到静电平衡后（　　）

A、O₁点电势高于O₂点电势 B、相比于A点，O₁点的电荷密集程度更高 C、在正六棱柱金属壳内部电场强度处处为零 D、在上表面O₁点上方附近的电场方向与上表面平行

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20、下列说法正确的是（　　）

A、热量不能从低温物体传到高温物体 B、弱相互作用使多个核子形成稳定的原子核 C、泊淞亮斑是光的衍射现象，支持了光的粒子说 D、黑体辐射的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

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$U_{1} / V$	1.80	2.81	3.80	4.78	5.80
$U_{2} / V$	4.00	6.01	8.02	9.98	12.04