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相关试卷

1、下列说法正确的是（　　）

A、自由落体过程中任意连续相等时间通过的位移之比可能为2：3 B、电场线一定是不闭合的 C、光电效应实验中光的频率越高，逸出光电子的动能就越大 D、根据玻尔的氢原子理论，氢原子由低能级向高能级跃迁时动能变小、电势能增大

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2、如图1所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，并不落向漏斗下方。我们用如下模型对此进行分析：如图2所示，一圆锥体（圆锥的顶点为O，底面圆心为O^'）绕垂直于水平面的轴线以恒定的角速度ω转动，一质量为m小物体（可看作质点）随圆锥体一起转动且相对于圆锥体静止。以圆锥体为参考系，圆锥体中的小物体还多受到一个“力”，同时小物体还将具有一个与这个“力”对应的“势能”。为便于研究，在过轴线的平面上，以顶点O为坐标原点、以竖直向上为y轴正方向建立xOy直角坐标系，小物体在这个坐标系中具有的“势能”可表示为 $E_{P x} = - \frac{1}{2} m ω^{2} x^{2}$ 。该“势能”与小物体的重力势能之和为其总势能。当小物体处在圆锥壁上总势能最小的某一位置时，小物体既没有沿圆锥面上滑的趋势，也没有沿圆锥面下滑的趋势，此时小物体受到的摩擦力就会恰好为0，即使圆锥壁光滑，小物体也不会滑向下方。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（　　）

A、小物体多受到的那个“力”的方向指向O^'点 B、小物体多受到的那个“力”的大小随x的增加而减小 C、该“势能”的表达式 $E_{P x} = - \frac{1}{2} m ω^{2} x^{2}$ 是选取了x轴处“势能”为零 D、当圆锥体以恒定的角速度ω^'转动时（ $ω' > ω$ ），小物体沿圆锥壁向下移至某一位置时受到的摩擦力才可能恰好为0

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3、在量子引力理论中，普朗克长度被视为可探测的最小空间尺度。一种估算方法是考虑如下思想实验：为了探测更小的空间结构，需要更高能量的光子。但当光子能量极高时，其自身引力效应显著，可能形成一个微观黑洞，（理论分析表明，逃逸速度是环绕速度的 $\sqrt{2}$ 倍，即 $v^{'} = \sqrt{\frac{2 G m}{R}}$ ）从而无法提供更小的尺度信息。高中阶段为了简化运算，我们可以令光子的波长等于 $4 π$ 乘以黑洞的半径（设黑洞的半径等于普朗克长度 $L_{p}$ ），我们就可以得到最小的长度 $L_{p}$ 。已知光子的能量为 $E = \frac{h c}{λ}$ ，有效质量为 $m = \frac{E}{c^{2}}$ 。普朗克常数 $h = 6.63 \times 10^{- 34} J \cdot s$ ，真空光速 $c = 3 \times 10^{8} m/s$ ，引力常数 $G = 6.67 \times 10^{- 11} {Nm}^{2} {kg}^{- 2}$ ，则普朗克长度约为（　　）

A、 $1.6 \times 10^{- 35} m$ B、 $1.6 \times 10^{- 33} m$ C、 $1.1 \times 10^{- 37} m$ D、 $1.1 \times 10^{- 40} m$

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4、角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。其简化结构如图所示，质量为 $m$ 的元件 $A$ 与轻质弹簧连接，可在杆上自由滑动，弹簧的自然长度为 $L$ 、劲度系数为 $k$ ，电源电动势为 $E$ 、内阻不计，滑动变阻器总长也为 $L$ ，电阻分布均匀，系统静止时 $P$ 在 $B$ 点，不计一切阻力，当系统绕轴 $O O'$ 以角速度 $ω$ 转动时，元件 $A$ 发生位移并输出相应的电压信号，则（　　）

A、电路中电流随角速度的增大而增大 B、输出电压随角速度的增大而减小 C、弹簧的伸长量为 $x = \frac{m ω L}{k - m ω^{2}}$ D、输出电压 $U$ 与 $ω$ 的函数式为 $U = \frac{E m ω^{2}}{k - m ω^{2}}$

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5、光镊技术可以用来捕获、操控微小粒子（目前已达微米级），其原理是光在接触物体后，会对其产生力的作用，虽然这个作用力很微小，但对于微小的物体如细胞，这种作用力足够使它发生移动。如图所示是某次激光操控微粒的光路示意图， $a$ 、 $b$ 为完全相同的激光束，则（　　）

A、光镊技术利用光的直线传播特性 B、激光进入该微粒后传播速度不变 C、此次操控对微粒产生向上的作用力 D、只减少激光束 $b$ 的强度，对微粒有向左的分力作用

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6、磁阱常用来约束带电粒子的运动。如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过 $x o y$ 平面，1、2、3、4直导线与 $x o y$ 平面的交点成边长为 $2 a$ 的正方形且关于 $x$ 轴和 $y$ 轴对称，各导线中电流方向已标出，已知无限长通电直导线产生的磁感应强度大小与到直导线距离成反比，题中带电粒子重力不计，下列说法正确的是（　　）

A、导线2、4连线上各点的磁感应强度均为0 B、从 $O$ 点处平行导线入射的带电粒子做匀速直线运动 C、 $x$ 轴上虚线框内各点磁感应强度相同 D、沿着 $y$ 轴正方向入射的粒子在坐标平面内做匀速圆周运动

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7、乌贼被称为“海中火箭”，其“外套膜”能够迅速收缩，将海水高速喷出进而向另一方向加速冲刺，可轻易加速到 $15 m / s$ 。一质量为0.5kg（不含体内水）的乌贼初始时静止，某时刻开始以相对于地面恒为 $40 m / s$ 的速度水平喷水，不计水的阻力且不考虑竖直方向的运动和受力变化，则（　　）

A、乌贼喷水过程中乌贼和喷出的水组成的系统水平方向动量不守恒 B、乌贼向后喷水，喷出的水对周围的水产生一个作用力，周围的水对喷出的水的反作用力使乌贼向前运动 C、若乌贼要极短时间内达到 $15 m / s$ 的速度，则要一次性喷出约0.19kg的水 D、若乌贼要极短时间内达到 $15 m / s$ 的速度，此过程中乌贼受到它喷出的水的作用力的冲量为 $20 N \cdot s$

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8、引力波是时空弯曲中的涟漪，由宇宙中质量巨大的天体发生加速运动、碰撞合并等剧烈事件引发，会以光速 $c$ 在宇宙中传播。若已知某双星系统辐射引力波的功率为 $P = \frac{2}{5 c^{5}} G^{4} M^{m} R^{n}$ 。其中 $G$ 为引力常量、 $M$ 为星球的质量、 $R$ 为双星之间的距离，则 $m$ 、 $n$ 分别为（　　）

A、 $m = 5$ 、 $n = - 5$ B、 $m = 5$ 、 $n = - 3$ C、 $m = 3$ 、 $n = - 2$ D、 $m = 5$ 、 $n = 2$

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9、国际拔河比赛规定，每个队按8名运动员体重的总和分成若干重量级别，同等级别的两个队进行比赛。如图所示，运动员必须穿“拔河鞋”或没有鞋跟等突出物的平底鞋，不能戴手套。不计拔河绳的质量，认为拔河过程中绳始终保持水平，下列说法正确的是（　　）

A、地面对运动员的作用力方向竖直向上 B、获胜队伍对绳的拉力大小等于失败队伍对绳的拉力大小 C、拔河绳对两支队伍的拉力是一对相互作用力 D、比赛过程中两队队员受到的地面摩擦力总是等大反向

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10、比值定义法是物理学中常用的研究方法，它用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量。定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用物理量的大小而改变，下面式子属于比值定义法的是（　　）

A、 $a = \frac{F}{m}$ B、 $I = \frac{U}{R}$ C、 $C = \frac{ε_{r} s}{4 π k d}$ D、 $φ = \frac{E_{p}}{q}$

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11、图1为X射线光谱与光电子能谱实验仪器结构示意图。图中X射线管由电子枪阴极和金属钼阳极构成，电子被电压加速后与金属钼阳极碰撞产生X射线。X射线与材料靶相互作用会产生散射X射线和光电子并被分别探测。如图2所示，若产生的X射线为L壳层电子向K壳层跃迁，则称为 $K_{α}$ 线。已知：普朗克常量 $h = 6.6 \times 10^{- 34} J \cdot s$ ，真空中光速 $c = 3 \times 10^{8} m/s$ ，电子电荷量大小 $e = 1.6 \times 10^{- 19} C$ 。

(1)、阴极处无初速的电子经 $U = 30 kV$ 的加速电压加速后，撞击金属阳极产生X射线，若电子全部动能转化为X射线光子的能量，求该光子的波长（结果保留一位有效数字）：

(2)、用钼的 $K_{α}$ 特征X射线（光子能量 $E_{kα} = 17.5 keV$ ）照射某材料靶，测得靶材某内层电子吸收光子后逸出的最大初动能 $E_{kmax} = 1.25 keV$ ，求该内层电子的电离能 $E_{0}$ ；若仅增加照射强度，判断最大初动能是否会发生变化；

(3)、若只考虑康普顿效应，利用波长为 $λ_{0}$ 的 $K_{α}$ 射线与某一材料靶作用，散射X光与入射X光方向之间的夹角为θ，假设材料靶中电子静止，质量为m。如图3所示，在材料靶右侧处增加一磁感应强度为B的匀强磁场，出射电子自O点射入磁场，磁场左边界（垂直于入射X光方向）放置一感应装置接收电子。若图1中 $θ = 90 °$ ，求电子接收位置到出射点O的距离（用题给符号表示，不考虑相对论效应）；

(4)、英国物理学家莫塞莱发现，特征X射线的频率 $ν$ 的平方根与原子序数Z成线性关系，即满足 $\sqrt{ν} = a (Z - b)$ ，其中a和b为常数。使用钼靶X射线管，测得其产生的 $K_{α}$ 射线频率为 $ν_{Mo}$ 。更换阳极靶材后，测得一未知靶材产生的 $K_{α}$ 射线频率为 $ν_{Mo}$ 的3.24倍。若已知常数a和b保持不变，且对于 $K_{α}$ 系，b≈1。计算并判断该靶材可能是下列哪种材料（铜29、银47、钨74、金79）（已知钼的 $Z_{Mo} = 42$ ，计算结果取整数）。

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12、如图1所示，倾角θ=37°的倾斜直轨道AB、竖直圆轨道I、水平轨道BC和CE、水平圆管轨道II（俯视图如图2所示）平滑连接。该装置AB段动摩擦因数为μ=0.5，其余各段均光滑，两圆轨道半径分别为R₁=0.18m与 $R_{2} = \frac{3}{2 π} m$ 。质量为m₁=0.2kg的滑块a从斜面上某点由静止下滑，恰好能通过竖直圆轨道I的最高点D，从E点沿切线进入管径很小的水平圆管轨道II（进入后立即封闭管道），并与静止在圆管内质量为m₂=0.1kg的滑块b发生碰撞，碰撞时间可忽略。滑块a、b均可视为质点，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)、求滑块a滑到斜面底端B处的速度大小及在AB段运动的时间；

(2)、若滑块a与b发生弹性碰撞，求第一次碰撞后瞬间a、b的速度大小；

(3)、在（2）情况下，分别求滑块a、b从第一次碰撞后首次回到该碰撞位置的时间；

(4)、若滑块a与b发生非弹性碰撞，每次碰撞后的相对速度大小为碰撞前的相对速度大小的0.5倍，求从第一次碰撞到第n次碰撞所经历的时间。

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13、图1装置可实现精密测量，光滑轻质滑轮一端用轻质细线悬挂半径为r的陶瓷圆盘，圆盘的侧面绕有水平方向的n匝线圈，圆盘和线圈总质量为M。滑轮的另一端悬挂质量为M的重物。圆盘的上方和下方各有一个固定不动的圆形永磁体（未画出）。如图2所示，在圆盘可移动的范围内，永磁体形成了沿圆盘半径方向的辐射状磁场，线圈所在位置处磁感应强度的大小为定值B₀。圆盘初始保持水平静止，使其只能在竖直方向运动。

(1)、若线圈中不接入电流，圆盘受到外界扰动向下运动，则从上往下看线圈回路中将产生（选填“顺时针”或“逆时针”）方向电流；

(2)、若线圈接入恒流源，电流恒定为I₀ ， n匝线圈中电流方向从上往下看为顺时针，系统从静止释放，求此时线圈受到的安培力大小及圆盘竖直运动的加速度大小：

(3)、如图3所示，圆盘下端连接一质量为m的平板玻璃放置在规则平板镜片之上，两板之间形成一个倾角为θ（θ很小）的劈形空气薄膜，线圈中恒定电流大小为I时，上下板恰好无作用力。用波长为λ的光从上向下照射，从上往下会看到干涉条纹。
①求此时线圈中电流I的表达式（用已知量m、g、n、B₀、r表示）
②若由于发生扰动，圆盘向上移动了一小段距离后系统再次稳定，发现条纹移动了 $Δ x$ ，则条纹移动方向为（选填“向左”或“向右”），求圆盘移动的位移大小h。

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14、如图所示，一竖直放置的绝热圆柱形容器，侧面安装有减压阀，顶部安装有小卡槽。用质量m=1kg、横截面积S=100cm²、可无摩擦滑动的绝热薄活塞密封一定质量的理想气体。开始时，活塞处于静止状态，与容器底端的距离h₁=20cm，与卡槽的距离h₂=4cm，容器内气体温度与容器外相同（状态1）。现对安装在容器下部的电热丝通以电流，让其加热气体，使活塞缓慢上升到达卡槽。当活塞对卡槽施加的压力达到100N时（状态2），减压阀自动打开，容器缓慢释放气体，容器内气体的温度保持不变，直至活塞对卡槽的压力减至0。此时，关闭阀门，容器内气体不再外泄。已知外界压强p₀=0.99×10⁵Pa，环境温度t₀=27℃。

(1)、减压阀自动打开后，气体分子热运动的平均速率（选填“增大”、“不变”或“减小”），单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数（选填“增多”、“减少”或“不变”）；

(2)、求在状态1时容器内气体的压强和状态2时容器内气体的温度；

(3)、若从状态1到状态2过程中，容器内气体吸收的热量Q=201J，求此过程中气体的内能变化量。

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15、按要求完成下列实验题；

(1)、如图为一梯形玻璃砖。用“插针法”测此玻璃砖的折射率，实验时操作较为规范与合理的是（　　）（多选）：

A、实验时可用手直接接触平行的两个光学面 B、画玻璃砖边界时，铅笔应紧贴玻璃砖侧面直接描画 C、移动玻璃砖时，用手捏住A、D棱或B、C棱较为合适 D、可用该梯形玻璃砖的AC、CD这组光学面测定折射率

(2)、如图3所示，在A、B间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻，计算机显示的电流随时间变化的图像如图4中的（a）、（b）、（c）所示。则显示图像（c）时，A、B间接入的是（选填“电容器”、“电感线圈”或“定值电阻”）。

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16、按要求完成下列实验题；

(1)、如图为“测量干电池的电动势和内阻”实验电路图，R₀为保护电阻。
①电流表量程应选择（选填“0.6A”或“3A”）；电压表量程应选择（选填“3V”或“15V”）；
②保护电阻应选择；
A.定值电阻（阻值100.0Ω，额定功率1W）
B.定值电阻（阻值2.0Ω，额定功率5W）

(2)、一款太阳能电池在不同光照强度下的路端电压—电流关系如图所示。
①由图知光强增大时，太阳能电池的电动势（选填“增大”或“减小”），短路电流（选填“增大”或“减小”）；
②一定光强下太阳能电池的电流从0开始增大时，在Ⅰ区域电池内阻（选填“增大”或“减小”）；在Ⅱ区域输出功率如何变化（选填“先增大后减小”或“先减小后增大”）。

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17、实验；图1为“验证机械能守恒定律”装置示意图。测得滑块（含遮光条）质量为M，钩码质量为m，两光电门中心距离为L，遮光条宽度为d，当地的重力加速度为g。将滑块从右端位置释放后，光电计时器记录下遮光条先后通过两个光电门的遮光时间分别为 $Δ t_{1}$ 、 $Δ t_{2}$ 。

(1)、用游标卡尺测量遮光条宽度d，如图2所示，其读数为mm；某次实验中，测得 $Δ t_{1}$ =10.50ms，则通过光电门1的瞬时速度v₁=m/s（该空保留3位有效数字）；

(2)、实验时气垫导轨未调水平，略微倾斜（靠近滑轮一端偏高），滑块从光电门1运动到光电门2的过程，测得系统的动能增加量 $Δ E_{k}$ 与钩码重力势能减少量 $Δ E_{p}$ 的大小关系为： $Δ E_{k}$ $Δ E_{p}$ （填写“大于”、“等于”或“小于”），并简要说明理由。

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18、“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为R₁和R₂的同心金属半球面，两球面通过一个稳定电压U连接，产生强度稳定的径向电场，其半径r处电场强度大小为 $E_{r} = k \frac{U}{r^{2}}$ （k为常数）。电荷量均为q、初速度大小均为v，质量分别为m₁、m₂、m₃的三种正离子束，垂直左边界沿两球面中心（虚线）入射，经电场偏转后分别以v₁、v₂、v₃到达右侧探测板，出口处相邻离子束间距相等，其中离子m₂沿虚线切向射出。下列说法正确的是（　　）

A、内侧球面电势低于外侧球面电势 B、m₁、m₃两离子动能变化量大小相等 C、若将离子m₂的电荷量加倍，使其仍沿虚线射出，则需将电压调为2U D、现仅调节稳定电源电压为U'，使质量为m₁的离子能沿虚线射出，则 $U^{'} = \frac{m_{1}}{m_{2}} U$

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19、波源O做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中沿纸面传播。图甲为该波稳定传播时的俯视图，实线表示波峰，虚线表示波谷。波源从0时刻起开始振动，0.5s后频率保持不变，其振动图像如图乙所示（0~0.5s内振动未知）。下列说法正确的是（　　）

A、波源起振方向沿y轴正方向 B、该波的波速为v=4m/s C、在t=2s时，距离波源4m处的质点向y轴负方向振动 D、距离波源0.5m与1.5m处的两质点的振动步调始终相反

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20、下列说法正确的是（　　）

A、图甲中火车高速行驶，站在地面上的观察者发现车厢中央的光源发出的闪光不能同时到达前后壁 B、图乙中观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的干涉原理 C、图丙中扼流圈利用了电感器对交流电的阻碍作用 D、图丁中若封闭容器内气体温度升高，则每个气体分子的动能都增加

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