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相关试卷

1、2025年1月，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）成功创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行。EAST主要由氘核聚变反应释放能量，聚变方程为 ${}_{1}^{2}H + {}_{1}^{2}H \to {}_{2}^{3}H e + {}_{0}^{1}n$ 。若 ${}_{1}^{2}H$ 的质量为2.0141u， ${}_{2}^{3}H e$ 的质量为3.0160u， ${}_{0}^{1}n$ 的质量为1.0087u，1u相当于931MeV的能量，则氘核聚变反应中释放的核能约为（　　）

A、0.54MeV B、1.09MeV C、1.63MeV D、3.26MeV

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2、图所示的金属轨道中， $P_{2} P_{3} P_{4} Q_{2} Q_{3} Q_{4}$ 部分固定在水平面上， $P_{2} Q_{2}$ 左侧与竖直弧形轨道平滑连接， $P_{4} Q_{4}$ 右侧与倾角为 $θ$ 的足够长的粗糙倾斜轨道平滑连接，其中 $P_{3} Q_{3}$ 左侧部分轨道间距为 $L, P_{3} Q_{3}$ 右侧部分轨道间距为 $2 L$ ，长度足够长，仅轨道的水平部分 $P_{2} Q_{2}$ 到 $P_{4} Q_{4}$ 之间存在磁感应强度大小为 $B$ 、方向竖直向上的匀强磁场。甲、乙两根金属杆长度均为 $2 L$ ，电阻均为 $R$ ，质量分别为 $m_{1} = m 、 m_{2} = 2 m$ ，金属杆乙静置于 $P_{3} Q_{3}$ 右侧水平轨道上，将金属杆甲从左侧弧形轨道上距水平面高为 $h$ 处静止释放，当金属杆甲越过 $P_{3} Q_{3}$ 前已做匀速运动，当金属杆乙在与金属杆甲第一次共速后冲上右侧倾斜轨道，已知金属杆乙返回倾斜轨道底部前金属杆甲已停止向右运动，金属杆乙返回倾斜轨道底部后，金属杆甲向左越过 $P_{3} Q_{3}$ 前已与金属杆乙再次共速，当金属杆甲向左越过 $P_{3} Q_{3}$ 后立即将金属杆乙锁定。已知金属杆乙与右侧倾斜轨道间的动摩擦因数为 $μ = \frac{1}{3} \tan θ$ ，其余摩擦均不计，整个运动过程中两杆均与导轨保持良好接触且两杆一直未发生碰撞，除两杆以外其余电阻均不计，当地重力加速度为 $g$ 。求：

(1)、金属杆甲刚进入磁场区域瞬间，金属杆乙加速度 $a$ 的大小；

(2)、金属杆乙沿右侧倾斜轨道上滑的最大高度 $h_{m}$ ；

(3)、从金属杆甲开始运动到最终停下的整个过程中，甲杆中产生的焦耳热 $Q_{甲}$ 。

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3、某同学用如图甲所示的装置做一探究实验，将一质量为m的带孔小球穿在光滑竖直杆上，从高度为 $H_{1}$ 处由静止释放，与地面发生碰撞后该小球竖直反弹的最大高度为 $\frac{H_{1}}{4}$ ；经过多次实验发现，每次小球碰地后的速度大小与碰地前速度大小之比为一定值e，假定小球与竖直杆间的摩擦力和空气阻力均可忽略不计，重力加速度大小为g。
（1）求该定值的大小；
（2）现让该小球仍从 $H_{1}$ 处释放，为了使得小球与地面碰撞后反弹高度与释放高度相等，则在小球释放瞬间对小球迅速向下拍打，求拍打过程对小球做的功；
（3）如图乙所示，在同一高度 $H_{1}$ 同时释放两质量相同的小球（小球均可视为质点），下方的小球碰地后立刻与上方的小球发生弹性正碰，求碰撞后上方小球能弹起的最大高度。

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4、自动洗衣机洗衣缸的下部与一控水装置的竖直均匀细管相通，细管上端封闭，并和一压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到 $1.05 \times 10^{5} Pa$ 时，压力传感器使进水阀门关闭，达到自动控水的目的。已知细管的长度 $L_{0} = 42 cm$ ，管内气体可视为理想气体且温度始终不变，取大气压 $p_{0} = 1 ． 00 \times 10^{5} Pa$ ，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，水的密度 $ρ = 1.0 \times 10^{3} {kg/m}^{3}$ 。洗衣机停止进水时，求：
Ⅰ.细管中被封闭的空气柱的长度 $L$ ；
Ⅱ.洗衣缸内水的高度 $h$ 。

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5、物理兴趣小组用可拆变压器“探究变压器原副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。

(1)、探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是_____。

A、等效法 B、理想模型法 C、控制变量法 D、演绎法

(2)、器原、副线圈匝数分别选择 $n_{1} = 800$ 匝、 $n_{2} = 400$ 匝，原线圈与10V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压 $U_{2} = 2.5 V$ ，输出电压测量值明显小于理论值，造成这种现象的主要原因是____。

A、副线圈匝数 $n_{2}$ 略少于400 匝 B、变压器存在电磁辐射 C、原、副线圈存在电流热效应 D、两块变压器铁芯没有组装在一起

(3)、等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。图丙为某电学仪器原理图，变压器原副线圈的匝数分别为 $n_{1}$ 、 $n_{2}$ 。若将右侧实线框内的电路等效为一个电阻，可利用闭合电路的规律解决如下极值问题：在交流电源的电压有效值 $U_{0}$ 不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当 $R =$ 时（用 $n_{1}$ 、 $n_{2}$ 、 $R_{0}$ 表示），R获得的功率最大。

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6、如图所示，在水平地面上方固定一足够长水平轨道，质量为M的滑块套在水平轨道上，一不可伸长的轻绳一端固定在滑块底部O点，另一端连接质量为m的小球。已知O点到地面的高度为H，重力加速度大小为g，不计小球与滑块受到的空气阻力。现将小球拉至与O点等高的A处(d在水平轨道正下方)，轻绳伸直后由静止释放。下列说法正确的是（）

A、若水平轨道光滑，则滑块和小球组成的系统动量不守恒，机械能守恒 B、若水平轨道光滑，轻绳OA长度为 $\frac{H}{2}$ ，当小球摆动到最低点时，迅速剪断轻绳小球运动一段时间后落地（不反弹），小球落地时与滑块间的水平距离是 $H \sqrt{\frac{m + M}{M}}$ C、若水平轨道粗糙，小球在摆动过程中滑块始终保持静止，当小球所受重力的功率最大时，轻绳与水平方向的夹角的正弦值是 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ D、若水平轨道粗糙，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球在摆动过程中滑块始终保持静止，滑块与水平轨道间的动摩擦因数 $μ \geq \frac{3 m}{2 \sqrt{M (M + 3 m)}}$

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7、地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。图中给出了速度在图示平面内，从O点沿平行与垂直地面2个不同方向入射的微观带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面则下列相关说法中正确的是（　　）

A、沿a轨迹运动的粒子带正电 B、若沿a、c两轨迹运动的是相同的粒子，则c粒子的速率更大 C、某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只是改变入射地磁场的速度方向，则只要其速度在图示平面内，粒子可能到达地面； D、某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面

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8、2020年2月，中国科学家通过冷冻电镜捕捉到新冠病毒表面s蛋白与人体细胞表面ACE2蛋白的结合过程，首次揭开了新冠病毒入侵人体的神秘面纱。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，其中的一种电子透镜的电场分布如图所示，其中虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三点，且b点的动能大于a点的动能，则下列说法正确的是（　　）

A、a、b两点电势差等于b、c两点电势差 B、a点的电势高于b点的电势 C、a点的电场强度小于c点的电场强度 D、电子在a点的电势能大于在c点的电势能

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9、如图甲所示，在三维坐标系Oxyz（y轴正方向竖直向上）中，y>0的空间内存在电场强度大小为E₁ ，方向沿x轴正方向的匀强电场；y<0的空间内存在平行于y轴的匀强电场和匀强磁场，电场强度E₂和磁感应强度B随时间变化的规律分别如图乙和丙所示，甲图中所示方向为正方向。一质量为m、电荷量为+q的小球，从坐标为 $(- L, L, 0)$ 的点由静止释放，经过时间T，在t=0时刻恰好过坐标原点O进入y<0的空间内。已知 $B_{0} = \frac{π m \sqrt{2 g L}}{q L}$ ，重力加速度大小为g，不计一切阻力。则在t=4.5T时刻，小球的位置坐标为（）

A、 $(0, - \frac{9}{2} L, \frac{L}{2 π})$ B、 $(\frac{L}{2 π}, - \frac{19}{4} L, 0)$ C、 $(0, - \frac{17}{4} L, 0)$ D、 $(0, - \frac{19}{4} L, 0)$

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10、日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（　　）

A、全息投影技术利用了激光能量高的特点 B、光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用的是光疏介质 C、通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 D、正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小

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11、如图所示，电子在场中运动的初速度v有四种情况，电子的德布罗意波长变长的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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12、物理模型对于研究有重要意义，研究中要根据解决问题的需要对模型进行改进和优化，以提高其可靠性和实用性。已知地球质量为M，可视为质量均匀分布的半径为R的球体，引力常量为G，不考虑地球自转。

(1)、在地球表面将物体以初速度 $v_{0}$ 竖直上抛
a．若忽略万有引力的变化，物体上升过程的 $v - t$ 图像如图1所示。求重力加速度的大小g及物体上升到最高点所用的时间 $t_{1}$ 。
b．若考虑万有引力的变化，在图1中定性画出物体上升阶段的 $v - t$ 图像，标出物体上升到最高点的时间 $t_{2}$ ，

(2)、在地球赤道表面向北极发射洲际导弹
a．若忽略万有引力大小的变化，某同学提出将导弹的运动分解为绕地心的匀速圆周运动与垂直地球表面的匀变速直线运动。若导弹发射速度的大小为 $v_{1}$ ，方向与地面的夹角为 $θ$ ，如图2所示。推导导弹距地面的高度h随运动时间t变化的关系式。
b．若考虑万有引力的变化，导弹仅在地球引力作用下的运动轨迹是椭圆，地心O为椭圆的一个焦点，如图3所示。已知取无穷远处的引力势能为0，质量为m的物体在距地心为 $r (r \geq R)$ 处的引力势能 $E_{P} = - G \frac{M m}{r}$ ，该物体在地球引力作用下做椭圆运动时，其机械能E（动能与引力势能之和）与椭圆半长轴a的关系为 $E = - G \frac{M m}{2 a}$ ，椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为2a。求发射导弹到北极的最小速度 $v_{2}$ 。

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13、弗兰克-赫兹实验是能够验证玻尔理论的重要实验。实验装置如图所示，放电管的阴极K持续发射电子，两个金属网电极 $G_{1}$ 和 $G_{2}$ 将放电管分为三个区域，在 $G_{1}$ 与K之间加可调节大小的电压，使电子加速运动；电子进入 $G_{1}$ 和 $G_{2}$ 之间的等势区后，部分电子与该区域内的原子发生碰撞；在 $G_{2}$ 与电极A间加电压，使进入该区域的电子减速运动，若有电子到达A，电流表可观测到电流。
可以建立简化的模型从理论角度对该实验进行分析。设原子的质量为M，被撞前视为静止，电子的电荷量为e、质量为m，忽略电子的初速度及电子间的相互作用力，假定电子均沿直线运动，电子与原子最多发生一次碰撞，且电子不会被原子俘获。

(1)、当 $G_{1}$ 与K间电压为U时，求电子到达 $G_{1}$ 时速度的大小v。

(2)、该实验利用电子对原子进行撞击，使原子吸收碰撞损失的动能从低能级跃迁到高能级。
a.为使原子从能量为 $E_{0}$ 的基态跃迁到能量为 $E_{1}$ 的第一激发态，求 $G_{1}$ 与K间电压的最小值 $U_{0}$ 。
b.在 $G_{2}$ 与A间加电压是为了观测到电流表示数的显著变化，以推知原子是否发生了能级跃迁。当 $G_{1}$ 与K间电压为 $U_{0}$ 时，求 $G_{2}$ 与A间电压 $U_{1}$ 的最小值。

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14、游乐场的“太空梭”先把座舱拉升到一定高度处释放，座舱下落到制动位置时，触发电磁制动开始减速。将座舱简化为正方形线框abcd，如图所示，线框下方存在宽度为L的匀强磁场区域，该区域的上下边界水平，磁感应强度的大小为B。线框从距磁场上边界高度为h处由静止开始自由下落。线框ab边进入磁场时开始减速，cd边穿出磁场时的速度是ab边进入磁场时速度的 $\frac{1}{2}$ 。已知线框的边长为L，质量为m，电阻为R，重力加速度大小为g，线框下落过程中ab边始终与磁场边界平行，不计空气阻力。求：

(1)、线框ab边刚进入磁场时，产生的感应电动势大小E；

(2)、线框穿过磁场区域的过程中最大加速度的大小a；

(3)、线框穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q。

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15、如图所示，小物块的质量 $m = 0.10 kg$ ，以速度 $v_{0} = 2 m / s$ 开始运动，运动至水平桌面右端抛出。物块的抛出点距水平地面的高度 $h = 0.80 m$ ，落地点与桌面右端的水平距离 $s = 0.40 m$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。不计空气阻力。求：

(1)、物块在空中运动的时间t；

(2)、物块离开桌面右端时速度的大小v；

(3)、桌面摩擦力对物块做的功W。

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16、利用图1所示的装置验证机械能守恒定律。

(1)、关于本实验的下列操作步骤，必要的是______。

A、用天平测量重物的质量 B、先接通电源后释放纸带 C、用秒表测量重物下落的时间 D、在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度

(2)、实验得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到重物下落的起始点O的距离分别为 $h_{A} 、 h_{B} 、 h_{C}$ 。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，设重物的质量为m，从O点到B点的过程中，重物重力势能的减少量为，动能的增加量为。

(3)、某同学用两个物体P、Q分别进行实验，多次记录下落的高度h和对应的速度大小v，作出 $v^{2} - h$ 图像如图3所示，实验操作规范。通过图像可以确定______。

A、Q受到的阻力大小恒定 B、P的质量小于Q的质量 C、选择P进行实验误差更小

(4)、某同学利用图4所示的装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的宽度为d，托盘和砝码的总质量为 $m_{1}$ ，滑块和遮光条的总质量为 $m_{2}$ ，滑块由静止释放，读取遮光条通过光电门的遮光时间 $Δ t$ 。已知重力加速度为g。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是，将该物理量用x表示。若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关系式为。

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17、

(1)、为探究变压器原副线圈的电压与匝数的关系，除了可拆变压器外，还需要选用的器材有______。

A、低压交流电源 B、低压直流电源 C、交流电压表 D、直流电压表

(2)、配制一定浓度的油酸酒精溶液，使纯油酸与油酸酒精溶液的体积比为 $1 : n$ 。将一滴体积为V的油酸酒精溶液滴入水中，油膜充分散开后面积为S。则该油酸分子的直径为。

(3)、某同学利用铜片、锌片和苹果制作了水果电池，他使用如图1所示实验电路测量该电池的电动势和内阻。闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电流表的读数I，绘出图像如图2所示。则该电池的电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ $k Ω$ 。（结果保留两位有效数字）

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18、超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度T_c和临界磁场强度H_c。临界温度T_c是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度H_c描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度H_c与热力学温度T的关系为 $H_{c} = H_{c 0} [1 - {(\frac{T}{T_{c}})}^{2}]$ ，式中H_c₀是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是（　　）

A、若温度低于T_c ，超导体一定处于超导态 B、若温度逐渐升高但不超过T_c ，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态 C、若外加磁场强度大于H_c₀ ，且温度低于T_c ，则超导体处于超导态 D、若外加磁场强度小于H_c₀ ，且温度高于T_c ，则超导体处于超导态

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19、密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属板上下放置，从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、电荷量不同、密度相同的小油滴。观察两个油滴a、b的运动情况：当两板间不加电压时，两个油滴在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为 $v_{0}$ 、 $\frac{v_{0}}{4}$ ；两板间加上电压后，两油滴很快达到相同的速率 $\frac{v_{0}}{2}$ ，均竖直向下匀速运动。油滴视为小球，所受空气阻力的大小 $f = k r v$ ，其中r为油滴的半径，v为油滴的速率，k为常量。不计空气浮力和油滴间的相互作用。则a、b两个油滴（　　）

A、带同种电荷 B、半径之比为 $4 : 1$ C、质量之比为 $4 : 1$ D、电荷量之比为 $4 : 1$

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20、如图1所示，小球悬挂在轻弹簧的下端，弹簧上端连接传感器。小球上下振动时，传感器记录弹力随时间变化的规律如图2所示。已知重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、小球的质量为0.2kg，振动的周期为4s B、0~2s内，小球始终处于超重状态 C、0~2s内，小球受弹力的冲量大小为 $2 N \cdot s$ D、0~2s内，弹力对小球做的功等于小球动能的变化量

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