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相关试卷

1、2023 年9月21日，“天宫课堂”第四课开讲。神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮将面向全国青少年进行太空科普授课，展示介绍中国空间站梦天实验舱工作生活场景，演示了各种奇妙的在失重状态下的实验，例如蜡烛火焰、动量守恒定律等实验，并与地面课堂进行互动交流。下面四幅蜡烛火焰图是在太空实验室中演示的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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2、如图所示，两平行金属板相距为d，电势差为U，一个质量为m，电荷量为e的电子，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达距O点为h处的A点，然后返回。则此电子在O点射出时的速度大小是（　　）

A、eU B、 $\sqrt{\frac{2 e U h}{m d}}$ C、 $\sqrt{\frac{2 e U d}{m h}}$ D、 $\frac{e U h}{d}$

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3、空腔圆柱的截面圆如图所示，其圆心为O，半径为R，圆面上开有A、B、C、D四个小孔， $∠ A O B = 90 °$ ， $∠ B O C = 120 °$ ， $∠ C O D = 90 °$ ，圆内存在垂直纸面向外的匀强磁场 $B_{1}$ （未知），圆外OB和OC射线范围内存在垂直纸面向内的匀强磁场 $B_{2}$ （未知）。紧靠A孔有两金属板M，N，两板间加上交变电压 $U_{MN} = U_{0} \sin (\frac{2 π}{T} t)$ ，其中 $U_{0}$ 已知，质量为m，电荷量为q的正电粒子持续由M板静止释放，经电场加速的粒子从A孔沿半径方向进入空腔内部，发现在 $t = \frac{T}{12}$ 时刻释放的粒子恰好能从B孔射出磁场，并能经过D孔。已知粒子在电场中加速的时间忽略不计，粒子撞击圆面即被吸收，圆面始终不带电。
（1）求从B孔飞出的粒子的速度 $v_{0}$ 及截面圆内磁感应强度 $B_{1}$ 的大小；
（2）求粒子从A孔运动到D孔的时间 $T^{'}$ 及比值 $B_{1} : B_{2}$ ；
（3）紧靠D孔有两金属板 $M^{'}$ ， $N^{'}$ ，两板间加上沿半径方向的交变电压 $U_{M^{'} N^{'}} = \frac{U_{0}}{2} \sin [\frac{2 π}{T} (t - T^{'}) - \frac{π}{3}]$ ，以 $N^{'}$ 板出口处 $O^{'}$ 点为原点建立直角坐标系 $x O^{'} y$ ，在y轴右侧 $0 \leq x \leq x_{0}$ 区域内存在垂直纸面向内的匀强磁场 $B_{3}$ ，当 $x_{0} = 2 cm$ 时，从 $O^{'}$ 点进入磁场的速度最大的粒子恰好从点 $P (2 cm, 2 cm)$ 离开磁场。若要让从 $O^{'}$ 点进入磁场的速度最小的粒子也恰好击中点P，则 $x_{0}$ 的取值应为多少？

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4、水平放置的金属细圆环P的半径为l，其内部充满方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r，长度恰为l的细导体棒a一端搭接在细圆环上，可绕圆心处的金属细圆柱O在水平面内转动。两平行竖直金属导轨的间距为d，其中M导轨与小圆柱O相连，N导轨与圆环P相连，两导轨上方通过电键K连接能提供恒定电流大小为I，方向水平向右的恒流源S。质量为m，电阻为R的均匀导体棒b水平搁置在固定支架上并与两导轨紧密接触，棒b处在方向垂直于导轨平面向内的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。除了导体棒a和导体棒b外其余电阻不计，一切摩擦不计。
（1）若电键K断开，外力使导体棒a以某一角速度 $ω$ 匀速转动时导体棒b对支架的作用力恰好为0。求此时导体棒a的旋转方向（俯视图）和 $ω$ 的大小。
（2）若电键K闭合，导体棒a作为“电动机”在水平内旋转。
①“电动机”空载时导体棒a所受安培力为零，其匀速转动的角速度记为 $ω_{0}$ ，求 $ω_{0}$ 的大小。
②求“电动机”机械效率为50%时导体棒a的角速度 $ω_{2}$ 。

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5、如图所示，倾角 $θ = 37 °$ 的斜面AB与长度为 $L = 0.6 m$ 的水平面BC在B点衔接，衔接点平滑，质量为 $m = 1 kg$ 的可视为质点的滑块Q静置在水平面的右端C。可视为质点的滑块P自斜面上高 $h = 0.3 m$ 处静止释放，与滑块Q发生弹性碰撞后，滑块Q在C点立即进入光滑竖直半圆轨道DE的内侧（CD间隙不计），D为圆的最高点，圆半径记为R。滑块Q经圆弧后在E点水平抛出，最终落于水平地面FG上，水平面FG与BC的高度差为 $H = 1.2 m$ 。已知滑块P与AB面和BC面的动摩擦因数都为 $μ = 0.1$ 。
（1）若滑块P的质量为 $m = 1 kg$ ，半圆轨道DE的半径R可调，半圆轨道能承受的滑块的压力不能超过70N，要保证滑块Q能经圆周运动顺利经过E点。
①求滑块Q进入D点时的速度大小 $v_{D}$ 。
②求半圆轨道的半径R的取值范围。
③求滑块Q离开E后落在FG面上的最大射程。
（2）若半圆轨道DE的半径为 $R = 0.4 m$ ，滑块P的质量可调，求滑块Q进入D点时对D的压力大小的范围。

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6、如图所示，圆柱形汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为 $S = 0.04 m^{2}$ 的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为 $m = 80 kg$ 的重物，此时活塞处在距离汽缸上底面为 $h_{1} = 0.2 m$ 的A处，气体的温度为 $T_{1} = 300 K$ 。汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面为 $h_{2} = 0.24 m$ 的B处。已知大气压为 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa$ 。
（1）求活塞在B处时的气体温度 $T_{2}$ ；
（2）求活塞从A处到B处的过程中气体对外界做功的大小，并分析气体的内能是增大还是减小。
（3）保持温度 $T_{2}$ 不变，当悬挂重物为 $m^{'} = 160 kg$ 时，打开汽缸阀门放出一部分的气体使得活塞仍处于B处，求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。

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7、某学习小组采用图所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。
（1）用天平测得滑块A、B（均包括挡光片）的质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ ；
（2）两挡光片的宽度相同；
（3）接通充气泵电源后，导轨左侧放一滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.07s、0.06s，则应将导轨右端（选填“调高”或“调低”），直至气垫导轨水平；
（4）滑块B放在两个光电门之间，向右轻推滑块A与滑块B碰撞，碰后滑块A返回导轨左侧，与光电门1相连的计时器计时2次，先后为 $t_{1}$ 和 $t_{2}$ ；滑块B运动至导轨右侧，与光电门2相连的计时器计时为 $t_{3}$ ；
（5）在实验误差允许范围内，若表达式满足等式 $\frac{m_{1}}{t_{1}} =$ （用测得的物理量表示）成立，说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒。

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8、某物理兴趣小组自制了图（a）所示的水果电池组，为测量该电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：

A.待测水果电池组（E约为2.0V，r约为1000Ω）
B.电流表A₁（0~2mA，内阻约为20Ω）
C.电流表A₂（0~0.6A，内阻约为1Ω）
D.电压表V₁（0~3V，内阻约为1000Ω）
E.电压表V₂（0~15V，内阻约为5000Ω）
F.滑动变阻器R₁（0~10Ω）
G.滑动变阻器R₂（0~1500Ω）
H.开关、导线各若干
他们选用图（b）的实验电路进行实验：

(1)、实验中电流表应选用，电压表应选用，滑动变阻器应选用（上述三空均填器材前代号）。

(2)、根据实验电路连接实物，调节滑动变阻器滑片位置，记下多组电压表示数U与电流表示数I的数据，作出U-I图像如图（c）所示。根据图像和题中所给信息，该水果电池组的电动势E=V，内电阻r=Ω。（结果均保留3位有效数字）。

(3)、实验过程中存在电表系统误差。在下面四幅图像中，虚线代表没有电表误差情况下的电压、电流真实值关系的图像，实线是根据测量数据绘出的图像，则下列选项中图像及文字描述都正确的是___________（填选项下面的字母）。

A、 $I_{2} - I_{1}$ 表示电压为U₁时通过电压表的电流 B、 $U_{2} - U_{1}$ 表示电流为I₁时电流表两端电压 C、 $I_{2} - I_{1}$ 表示电压为U₁时通过电压表的电流 D、 $U_{2} - U_{1}$ 表示电流为I₁时电流表两端电压

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9、在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中。
步骤一：如图甲（a），轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。
步骤二：在图甲（b）中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。
步骤三：撤去 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ ，改用一个力 $F^{'}$ 单独拉住小圆环，如图甲（c）仍使它处于O点。 $x_{0} = 0.8 cm$

(1)、如下图所示，实验中需要的器材有；

(2)、关于此实验的操作，下列说法正确的是；
A. 测力计可以直接钩住小圆环进行实验
B. 实验过程中，测力计外壳不能与木板有接触
C. 完成步骤三后重复实验再次探究时，小圆环的位置可以与前一组实验不同
D. 为了减小误差，两个测力计的夹角越大越好

(3)、弹簧测力计的示数如图乙所示，读数为N。

(4)、做实验时，根据测量结果在白纸上画出，如图丙所示， $F_{1}$ 和 $F_{2}$ 为两个分力，请在答题纸上通过作平行四边形的方法求出合力为N。

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10、下列说法正确的是（　　）

A、霓虹灯发光是气体原子从高能级向低能级跃迁产生 B、LC振荡电路中，当电容器电压最大时回路电流也最大 C、电阻应变片的电阻值随其机械形变的变化而变化 D、站在岸边的人会因为全反射而看不到湖中的鱼

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11、如图所示为竖直下落的电阻可视为零的质量为9kg的金属薄板，其厚度为 $d = 1 mm$ ，侧面是边长为 $l = 1 m$ 的正方形，当在整个空间加上方向水平且平行于正方形侧面的磁感应强度大小为 $10^{6} T$ 匀强磁场时，由于在垂直于侧面方向形成电流I，使得薄板的加速度相比自由落体时减小了千分之一，两侧面积聚电荷可以看成电容器，其电容值为C。则下列选项正确的是（　　）

A、 $I = 9 \times 10^{- 7} A$ ， $C = 9 \times 10^{- 9} F$ B、 $I = 9 \times 10^{- 5} A$ ， $C = 9 \times 10^{- 9} F$ C、 $I = 9 \times 10^{- 7} A$ ， $C = 9 \times 10^{- 11} F$ D、 $I = 9 \times 10^{- 5} A$ ， $C = 9 \times 10^{- 11} F$

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12、西北地区夏季日照时间为13小时，冬季日照时间为8小时，如图所示，是西北干旱地区安装的太阳能电池板。利用这些电池板收集太阳能发电，发电总功率可达3kW，工作电压为380V，发电总功率的30%给当地使用，还有富余发电以0.4元/度（1度 $= 1 kW \cdot h$ ）价格并入国家电网。则下列说法可能正确的是（　　）

A、该光伏项目年发电量约为 $2.6 \times 10^{4} kW \cdot h$ B、该光伏项目的工作总电流约为0.3A C、该光伏项目平均每天的发电量大约可供当地一盏60W的白炽灯工作约150小时 D、该光伏项目富余发电的年收入约1300元

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13、如图所示，景观喷泉喷出的水在空中划出漂亮的抛物线，各喷水口的高度视为相同，则最高点越高的水柱，其（　　）

A、喷口处的水速度越大 B、喷出的水射得越远 C、喷出的水在空中上升时间越长 D、喷口处的水柱与水平面的夹角越大

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14、单手平托一个篮球，由静止开始竖直向上抛出，当球离开手的瞬间速度为v，之后向上运动到最高点的过程中空气阻力恒定，则下列判断正确的是（　　）

A、球运动到最高点时处于平衡状态 B、球离开手瞬间的加速度竖直向上 C、球从离开手到最高点的过程中的平均速度是 $\frac{v}{2}$ D、球从离开手到最高点的过程运动时间大于 $\frac{v}{g}$

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15、用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接，并悬挂如图所示。两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为 $30 °$ ，细线c水平。则（　　）

A、 $F_{a} = \frac{2 \sqrt{3}}{3} G$ B、 $F_{c} = \frac{\sqrt{3}}{3} G$ C、 $\frac{F_{a}}{F_{c}} = 2$ D、 $F_{b}$ 不能确定

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16、1月22日，浙江大部分地区迎来了2024年第一场雪。关于雪花下落的过程，下列说法正确的是（　　）

A、雪花很小，一定可以看成质点 B、雪花位移的大小一定等于路程 C、在无风环境雪花做自由落体运动 D、要研究雪花的运动必须先选定参考系

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17、下列物理学家的人名被用作国际单位制基本单位的是（　　）

A、牛顿 B、安培 C、库仑 D、赫兹

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18、如图所示的装置放置在真空中，炽热的金属丝可以发射电子，金属丝和竖直金属板 $A B$ 之间加一电压 $U_{1} = 2000 V$ ，发射出的电子被加速后，从金属板B上的小孔S水平射出，装置右侧有两个相同的平行金属极板 $C D$ 水平正对放置，板长 $L = 6 .0 cm$ ，相距 $d = 2cm$ ，两极板间加一电压 $U_{2} = 200 V$ 的偏转电场，且D极板电势高于C极板。 $S O$ 为平行板 $C D$ 的水平中线。 $M N$ 为电子接收屏，平行板 $C D$ 的右端与 $M N$ 的水平距离也为 $L = 6 .0 cm$ 。在平行板 $C D$ 右端与 $M N$ 之间分布竖直向下的匀强电场 $E_{2}$ 。已知电子的电荷量 $e = 1.6 \times 1 0^{- 19} C$ ，电子的质量 $m = 0. 9 \times 1 0^{- 30} kg$ ，设电子刚离开金属丝时的速度为0，忽略金属极板边缘对电场的影响，不计电子受到的重力。
(1)求电子经过小孔S的速度大小；
(2)求电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y；
(3)若电子打在接收屏上的O点，求匀强电场 $E_{2}$ 的电场强度的大小。

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19、某同学用如图所示装置测滑块与长木板间的动摩擦因数，长木板放在水平桌面上，当地的重力加速度为g。（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力）

(1)、实验前调节定滑轮高度，使牵引滑块的细线与长木板平行，接通电源，释放滑块，实验打出的一条纸带如下图所示，打点计时器所接交流电的频率为50Hz，可求得小车加速度的大小为m/s²。

(2)、多次改变砝码盘中砝码的质量，重复实验，测得多组力传感器的示数F及对应的小车加速度a，作出a-F图像，如下图所示，若滑块和力传感器的总质量为M，由此求得滑块与长木板间的动摩擦因数µ=。

(3)、若a-F图像的斜率为k，则可求得滑块和力传感器的总质量为。

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20、套圈是我国民众喜爱的传统游戏，小孩和大人在同一条竖直线上的不同高度分别水平抛出相同的圆环，结果恰好都套中前方同一物体，不计空气阻力。若大人和小孩抛出圆环的高度之比为 $2 : 1$ ，圆环及被套物体均可视为质点，则下列说法正确的是（　　）

A、大人和小孩抛出的圆环初速度之比为1︰ $\sqrt{2}$ B、大人和小孩抛出的圆环在空中飞行的时间之比为 $\sqrt{2} : 1$ C、大人和小孩抛出的圆环落地时重力的瞬时功率之比为1︰2 D、大人和小孩抛出的圆环在空中运动过程中动量的变化量之比为1︰ $\sqrt{2}$

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