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相关试卷

1、中国第一台高能同步辐射光源（HEPS）将在2024年辐射出第一束最强“中国光”，HEPS工作原理可简化为先后用直线加速器与电子感应加速器对电子加速，如图甲所示，直线加速器由多个金属圆筒（分别标有奇偶序号）依次排列，圆筒分别和电压为 $U_{0}$ 的交变电源两极相连，电子在金属圆筒内做匀速直线运动。一个质量为m、电荷量为e的电子在直线加速器0极处静止释放，经n次加速后注入图乙所示的电子感应加速器的真空室中（n已知），图乙中磁极在半径为R的圆形区域内产生磁感应强度大小为 $B_{1} = k t (k > 0)$ 的变化磁场，该变化磁场在环形的真空室中激发环形感生电场，使电子再次加速，真空室内存在另一个变化的磁场 $B_{2}$ “约束”电子在真空室内做半径近似为R的圆周运动，已知感生电场大小为 $E = \frac{1}{2 π R} \cdot \frac{Δ Φ}{Δ t}$ （不考虑电子的重力和相对论效应，忽略电子通过金属圆筒间狭缝的时间），求：
（1）电子经直线加速器加速n次后的速率；
（2）电子在感应加速器中加速第1周的切向加速度大小和加速第10周后的速度大小；
（3）真空室内磁场的磁感应强度 $B_{2}$ 随时间t的变化表达式（从电子刚射入感应加速器时开始计时）。

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2、中国宇航员计划在2030年之前登上月球，其中宇航服的研制与开发需要达到更高的要求。研究团队在地面对宇航服进行实验研究的过程中，宇航服内的气体可视为理想气体，初始时其体积为V，温度为T，压强为 $0.7 p_{0}$ ，其中 $p_{0}$ 为大气压强，求：
（1）若将宇航服内气体的温度升高到 $1.4 T$ ，且气体的压强不变，则气体对外做多少功；
（2）若在初始状态将宇航服的阀门打开，外界气体缓慢进入宇航服内，直至内、外气体压强相等，均为 $p_{0}$ 后不再进气，此时宇航服内理想气体的体积为 $1.4 V$ ，且此过程中，气体的温度保持为T不变，则进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为多少。

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3、某实验小组用型号如图（a）所示的甲、乙两个多用电表，测量多用电表中直流电流“10mA”挡与“1mA”挡的内阻差值。已知欧姆调零旋钮顺时针旋转时，连入内部电路中的阻值减小。完成下列相关的实验内容：
（1）选挡、欧姆调零：将甲表的选择开关拨至欧姆挡“×10”挡，将两表笔短接，发现指针指在刻度盘的2Ω附近，此时应（选填“顺时针”或“逆时针”）旋转欧姆调零旋钮，使得指针指到“0Ω”处；
（2）测乙表的“1mA”挡电阻：正确完成甲表的调节后，将乙表的选择开关拨至直流电流“1mA”挡，把甲表的红表笔与乙表的（选填“红表笔”或“黑表笔”）连接，然后再将另两表笔连接；闭合开关后，甲表的指针指示如图（b），则乙表的“1mA”挡的内阻为Ω。
（3）将乙表的选择开关拨至直流电流“10mA”挡，再次用同一倍率的甲表与乙表连接，发现甲表的指针较（2）中更靠右侧，再次读数。
（4）为了更准确地测量出乙表的两个直流电流档位内阻的差值，该实验小组设计如图（c）的电路，主要步骤如下：
①将甲表的选择开关拨至欧姆挡，乙表的选择开关拨至直流电流“1mA”挡，闭合开关S，调节电阻箱阻值为 $R_{1}$ ，使得甲表指针指在适当位置，断开开关S；
②仅将乙表的选择开关拨至直流电流“10mA”挡，闭合开关S，调节电阻箱阻值为 $R_{2}$ ，使得甲表指针仍指在同一位置，断开开关S。
根据①②，可知直流电流“1mA”挡与“10mA”挡的内阻差值 $Δ R =$ （用字母 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 表示）
（5）若甲表中的电池由于用久了，导致电动势变小，但是实验小组未更换电池，此时，内阻差值的测量值 $Δ R$ （填“小于”“大于”或“等于”）真实值。

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4、某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹（时间间隔为T）。如图（b），在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为h_A、h_B、h_C、h_D、h_E。已知当地重力加速度为g。

(1)、实验操作时，应该__________。（填正确答案标号）

A、先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落 B、先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动

(2)、画出痕迹D时，钢柱下落的速度 $v_{D} =$ 。（用题中所给物理量的字母表示）

(3)、设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出 $v^{2} - h$ 图像，发现图线接近一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。

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5、如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．导体棒的质量分别为m_a=m，m_b=2m，电阻值分别为R_a＝R，R_b＝2R．b棒静止放置在水平导轨上足够远处，与导轨接触良好且与导轨垂直；a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放，运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g，则（）

A、a棒刚进入磁场时回路中的感应电流为 $\frac{B L \sqrt{2 g h}}{R}$ B、a棒刚进入磁场时，b棒受到的安培力大小为 $\frac{B^{2} L^{2} \sqrt{2 g h}}{3 R}$ C、a棒和b棒最终稳定时的速度大小为 $\frac{\sqrt{2 g h}}{3}$ D、从a棒开始下落到最终稳定的过程中，a棒上产生的焦耳热为 $\frac{2}{9} m g h$

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6、如图（a），一束光沿半圆形玻璃砖半径射到平直界面MN上，折射后分为两束单色光A和B；如图（b）所示，让A光、B光分别照射同一光电管的阴极，A光照射时恰好有光电流产生，则（）

A、若用B光照射光电管的阴极，一定有光电子逸出 B、若增大入射角 $θ$ ， A光比B光先发生全反射 C、若A光、B光分别射向同一双缝干涉装置，B光在屏上形成的相邻两条明纹间距较宽 D、若A光、B光均是氢原子跃迁产生，则B光对应的氢原子跃迁前后两个能级的能量差较大

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7、拱桥结构是我国古代人们解决建筑跨度的有效方法，赵州桥就是拱桥结构的典型建筑。拱桥结构的特点是利用石块的楔形结构，将受到的重力和压力分解为向两边的压力，最后由拱桥两端的基石来承受（如图甲）。现有六个大小、形状、质量都相同的楔形石块组成一个半圆形拱桥（如图乙）。1、6两楔形石块放置在拱圈两端的水平地面上。设每块楔形石块质量为m。假设在中间两楔形石块正上方静置一个质量为2m的方形石块，已知重力加速度大小为g，则（　　）

A、水平地面承受的压力大小为8mg B、楔形石块2对楔形石块3的弹力大小为mg C、楔形石块2对楔形石块3的摩擦力大小一定小于 $\sqrt{3} m g$ D、楔形石块5对楔形石块4的摩擦力大小为2mg

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8、如图所示，空间中存在正方体 $A B C D - A^{'} B^{'} C^{'} D^{'}$ ， E、F、G、H分别是 $A D 、 B^{'} C^{'} 、 C D 、 A^{'} B^{'}$ 的中点，A点和 $C^{'}$ 点分别放置带电荷量为 $+ q$ 和 $- q$ 的点电荷，正方体不会对电场造成影响，取无穷远处电势为零，关于该电场，下列说法正确的是（　　）

A、 $A^{'}$ 、C点电势相同 B、 $B^{'}$ 、D点电场强度相同 C、带正电的试探电荷从G点沿直线到H点电势能增大 D、带正电的试探电荷从E点沿直线到F点电势能先减小后增大

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9、如图甲所示为多路导线输电时经常用到的一个六分导线间隔棒，用于固定和分隔导线，图乙为其截面图．间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心．已知通电直导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，假设a、c、e三条输电直导线中电流方向垂直纸面向外，b、d、f三条输电直导线中电流方向垂直纸面向里，所有直导线电流大小相等，其中导线a对导线b的安培力为F，下列说法正确的是（）．

A、O点的磁感应强度方向垂直于 $c f$ 向下 B、b、c、d、e、f5根导线在a导线处产生磁场的磁感应强度方向沿 $a O$ 指向O C、a导线所受安培力方向沿 $a O$ 指向O D、a导线所受安培力的合力为 $0.5 F$

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10、如图 $a$ 所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图 $b$ 为质点 $P$ 以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（）

A、该波正在向 $x$ 轴负方向传播，波速为 $20 m/s$ B、经过 $0 .35s$ 后，质点 $Q$ 经过的路程为 $1.4 m$ ，且速度最大，加速度最小 C、若该波在传播过程中遇到一个尺寸为3m的障碍物，不能发生衍射现象 D、若波源向 $x$ 轴负方向运动，在 $x = 10 m$ 处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为 $6 Hz$

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11、无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　）

A、t=0.01s时受电线圈中感应电流最大 B、t=0.01s时两线圈之间的相互作用力为零 C、受电线圈中电流的有效值一定为20A D、受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次

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12、2024年5月3日嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，之后准确进入地月转移轨道，由此开启世界首次月背“挖宝”之旅。如图所示为嫦娥六号探测器登月的简化示意图，首先从地球表面发射探测器至地月转移轨道，探测器在P点被月球捕获后沿椭圆轨道①绕月球运动，然后在P点变轨后沿圆形轨道②运动，下列说法正确的是（　　）

A、飞船在轨道①上经过P点时应该加速才能进入轨道② B、飞船在轨道②上的环绕速度大于月球的第一宇宙速度 C、飞船在轨道①上经过P点时的加速度与在轨道②上经过P点时的加速度相同 D、飞船在轨道①上的周期小于轨道②上的周期

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13、为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施投弹爆破。飞机在河道上空高处以速度v₀水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标。投出的炸弹在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，设下落高度为h，时间为t，动能为E_k ，机械能为E，加速度为a，速度与水平方向的夹角为θ，则下列能表示炸弹在空中运动过程中各物理量的变化图像是（　　）

A、 B、 C、 D、

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14、医学影像诊断设备 $PET - CT$ 堪称“现代医学高科技之冠”。它在医疗诊断中，常用半衰期为 $20 min$ 的 $_{6}^{11} C$ 作为示踪原子。获得 $_{6}^{11} C$ 的核反应方程为： $_{7}^{14} N +_{1}^{1} H \to_{6}^{11} C + X$ ，诊断设备工作时， $_{6}^{11} C$ 放射粒子的核反应方程为： $_{6}^{11} C \to_{5}^{11} B + Y$ ，下列说法中正确的是（）

A、 $_{6}^{11} C$ 放射出 $β$ 射线 B、 $X$ 的电荷数与 $Y$ 的电荷数相等 C、经 $40 min$ ， $_{6}^{11} C$ 会全部发生衰变 D、 $X$ 的电离作用较强，通过气体时很容易使气体电离

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15、按要求回答。
工业生产中0.3μm~3μm的油雾颗粒会进入人体的内循环，对健康构成危害，因此油污净化在工业生产中必不可少。某种静电油雾净化器原理如图所示，由空气和带负电的油雾颗粒组成的混合气流以平行于金属板方向的速度v₀进入由一对平行金属板构成的油雾收集器中，在电场力的作用下，颗粒打到金属板上被收集。已知金属板的长度为L，间距为d，不考虑油雾颗粒的重力和颗粒间的相互作用。

(1)、若不计空气阻力，质量为m、电荷量为-q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U₁；

(2)、若颗粒所受空气阻力的方向与其相对于气流的速度v方向相反，大小为f=krv（其中r为颗粒的半径，k为常量），且颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。
①半径为R、电荷量为-q的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压U₂；
②已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为3μm和0.3μm的两种颗粒，若3μm的颗粒恰好100%被收集，求0.3μm的颗粒被收集的百分比。

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16、如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环竖直置于场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中，质量为m、带电荷量为 $+ q$ 的空心小球穿在环上，当小球从顶点A由静止开始下滑到与圆心O等高的位置B时，求：（重力加速度为g）
（1）小球的速率；
（2）小球对环的作用力。

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17、如图电路，电动机M与电阻R串联，电动机的电阻r=2Ω，电阻R=10Ω。当外加电压U=200V时，理想电压表示数为U_V=150V。试求：

(1)、通过R的电流；

(2)、电动机输出的机械功率。

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18、实验器材的使用是进行物理实验探究的基础，请完成以下读数或操作。

(1)、某实验小组做“测定某金属丝的电阻率”的实验过程中，正确操作用游标卡尺测得金属丝的长度 $L$ 为 $cm$ ，用螺旋测微器测得金属丝的直径 $d$ 为 $mm$ 。

(2)、如图所示，请读出电流表：（量程0.6A）示数，电压表（量程3V）示数。

(3)、用欧姆表测电阻时，如发现指针偏转角度太小，为了使读数的精度提高，应使选择开关拨到较（选填“大”或“小”）的倍率挡，重新测量。如图所示，若选择开关旋钮在“ $\times 100$ ”位置，则所测量的电阻值为 $Ω$ 。若选择旋钮在“ $50 mA$ ”位置，则所测量电流的值为 $mA$ 。

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19、近日，街头有一种新型游戏，参与者借助游戏工具给一带电小球瞬时冲量，使其获得某一初速度进入暗盒，暗盒中加以电场，小球最后从暗盒顶部水平抛出，然后落地，落地小球越近者获胜。现将上述情景，简化成如图模型，一半径为R的光滑绝缘半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑绝缘水平面相切于B点，整个空间存在水平向右的匀强电场。一质量为m的带电小球从A点以某一初速度向左运动，恰好能经过P点且此时对圆弧轨道没有压力。已知轨道上的M点与圆心O等高， $O P$ 与竖直方向夹角为 $37 °$ ，取 $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，重力加速度大小为g，则小球（）

A、带电小球经过P点的速度大小为 $\sqrt{g R}$ B、带电小球所受电场力大小为 $\frac{3 m g}{4}$ C、带电小球经过C点的速度为 $\frac{\sqrt{7 g R}}{2}$ D、带电小球经过M点时对圆弧轨道的压力大小为 $\frac{3 m g}{2}$

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20、如图，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，小灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 的电阻分别为 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 。不考虑灯丝电阻随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由右端向左滑动时，下列说法正确的是（）

A、电流表 $A_{1}$ 示数变小，电流表A示数变大，小灯泡 $L_{1}$ 变亮 B、电流表A示数变大，电压表V示数变小，小灯泡 $L_{2}$ 变暗 C、电压表示数变化 $Δ U$ ，电流表A示数变化 $Δ I$ ， $\frac{Δ U}{Δ I} = r$ D、电压表示数变化 $Δ U$ ，电流表A示数变化 $Δ I$ ， $\frac{Δ U}{Δ I} = R$

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