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相关试卷

1、静电除尘先使空气中的灰尘带一定的电荷，后利用静电场使带电灰尘运动到指定区域进行收集。

(1)、现对一个半径为R的圆桶内部区域除尘。一根沿圆桶轴线的细导线作为电极，电极外套一个半径为 $R_{0}$ 的圆桶保护管，其轴线与直导线重合。紧贴圆桶内壁加一个薄金属桶作为另一电极，在两电极间加上恒定的电压使得筒壁处电场强度的大小为 $E_{0}$ 。已知沿圆桶半径方向电场强度大小为 $E \propto \frac{1}{r}$ ，式中r为所研究的点与直导线的距离。
若设每个灰尘质量相同，电荷量均为 $- q$ ，其所受空气阻力与其速度大小成正比 $F_{R} = k v$ （k为大于0的已知常量）。由于灰尘较小，其受电场力作用在空气中达到匀速运动的时间及通过的位移可忽略不计。不计灰尘颗粒之间的作用力及灰尘所受重力。
①试通过计算，带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到桶壁的过程中，其瞬时速度大小v与r之间的关系；
②请你借鉴教科书中由 $v - t$ 图像下的面积求位移的方法，画出 $\frac{1}{v}$ 随r变化的图像，根据图像求出带电灰尘颗粒从保护管外壁运动到桶壁的时间。

(2)、空气分子先电离，尘埃吸附电子而带电，使分子或原子电离需要一定条件。不同于氢原子，多电子原子核，内、外层电子都可能被激发而产生光电效应。内层电子离原子核更近，电离能更大，如果要激发内层电子，需要更大能量。如图1，一束高能电子将某原子内层（如K层）的一个电子击出，形成一个空穴。随后，较外层（如L层）的一个电子跃迁至该空穴，并释放出能量，该能量可能以X光子的形式射出，也可能立即将另一核外电子（如L层或M层的电子）电离，该电子称为俄歇电子：
现用电子动能 $E_{e} = 15.0 keV$ 的电子束轰击某原子，成功激发KLM俄歇过程（即初始空穴为K层、跃迁电子来自L层、逸出电子来自M层）和KLL俄歇过程（逸出电子来自L层）。已知该原子K层的电离能 $E_{K} \approx 10.0 keV$ ， L层的电离能 $E_{L} = 1.0 keV$ ，已知电子的电荷量 $e = 1.60 \times 10^{- 19} C$ ，电子质量 $m_{e} = 9.1 \times 10^{- 31} kg$ ，光速 $c = 3 \times 10^{8} m/s$ ，普朗克常量 $h = 6.63 \times 10^{- 34} J \cdot s$ 。请回答：（计算结果保留一位有效数字）
①求射出的X光子的波长 $λ_{X}$ ；
②某同学利用如图2示磁场测量俄歇电子动能；俄歇电子从原点O垂直y轴和磁场方向进入匀强磁场，在 $y_{1} = 10.0 cm$ 和 $y_{2} = 10.5 cm$ 处被探测到，通过测得的俄歇电子的动能，求原子M层的电离能 $E_{M}$ 。

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2、质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。I为粒子加速器，加速电压为U；Ⅱ为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为 $E_{1}$ ，方向沿纸面向下，匀强磁场的磁感应强度大小为 $B_{1}$ ，方向垂直纸面向里；Ⅲ为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度大小为 $B_{2}$ ，方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子（不计重力），加速后进入速度选择器做直线运动，再经O点的小孔进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的P点处，运动轨迹如图中虚线所示。

(1)、判断粒子电性并求粒子的比荷；

(2)、求O点到P点的距离；

(3)、若速度选择器Ⅱ中匀强电场的电场强度大小变为 $E_{2}$ （ $E_{2}$ 略大于 $E_{1}$ ），方向不变，粒子恰好垂直打在速度选择器右挡板的 $O^{'}$ 点，求 $O^{'}$ 点到O点的距离。

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3、某同学把量程为500µA内阻未知的微安表改装成量程为3V的电压表，先测量出微安表的内阻，然后对电表进行改装，最后再利用标准电压表对改装后的电压表进行校准。
该同学利用图甲测量微安表的内阻，实验器材有：微安表、电阻箱R、电源（E=1.5V，内阻不计）、滑动变阻器R₁（0~20Ω）、滑动变阻器R₂（0~20kΩ）、开关、导线。
具体实验步骤如下：
①按照图甲连接电路；
②调节滑动变阻器滑片至左端，电阻箱R接入电路阻值为零；
③闭合开关，调节滑动变阻器使微安表满偏；
④保持滑动变阻器滑片不动，调节电阻箱R，当微安表半偏时，记录电阻箱R的阻值为1500Ω。
请回答下列问题：

(1)、图甲中滑动变阻器应选（填“R₁”或“R₂”）；

(2)、由实验操作步骤可知微安表内阻的测量值R_g=Ω；

(3)、若按照（2）中测量的R_g ，将微安表改装成量程为3V的电压表需要串联一个电阻R₀ ，改装后用图乙所示电路对改装电压表进行校对，请先按照图乙将图丙中实验器材间的连线补充完整；

(4)、由于内阻测量造成的误差，当标准电压表示数为2.4V时，改装电压表中微安表的示数为405µA，则R₀的阻值应调至Ω（结果保留4位有效数字）。

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4、如图所示，图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q= $\frac{b}{t + a}$ （a、b为大于零的常数），其图象如图2所示，那么图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是

A、①和③ B、①和④ C、②和③ D、②和④

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5、如图所示，真空中有一对水平放置的平行金属板，板间有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，质量为m，电荷量为 $+ q$ 的带电粒子，从M点水平方向以初速度 $v_{0}$ 射入板间，并打在下极板上的N点。已知 $M N$ 与竖直方向成45°角，粒子的重力可忽略不计。则（　　）

A、 $M N$ 两点间的距离为 $\frac{2 \sqrt{2} m v_{0}^{2}}{q E}$ B、粒子在 $M N$ 两点间的运动时间为 $\frac{m v_{0}}{q E}$ C、粒子刚到达N点时的速度大小为 $3 v_{0}$ D、粒子刚到达N点时的速度方向与竖直方向的夹角为45°

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6、如图所示为某一定质量的理想气体的 $p - T$ 图像，其中， $a b$ 延长线过O点， $b c$ 与横轴平行。下列说法正确的是（）

A、由a到b的过程，气体压强变大是因为气体分子密集程度变高 B、由b到c的过程，气体对外界做功，吸收热量 C、由b到c的过程，气体温度升高，所有气体分子的动能都增大 D、由b到c的过程，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数可能不变

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7、如图所示，在固定挡板和木块之间连接一劲度系数为 $400 N / m$ 、被压缩 $2 cm$ 的轻弹簧，系统处于静止状态。已知木块质量为 $5 kg$ ，与水平地面之间的动摩擦因数为0.2。取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、木块所受的摩擦力大小为 $10 N$ B、若某时刻对木块施加 $2 N$ 、水平向右的拉力，则其加速度大小为 $0.4 m / s^{2}$ C、若最初将弹簧压缩 $5 cm$ ，木块被释放后其加速度将逐渐减小 D、若最初将弹簧压缩 $5 cm$ ，木块被释放后将运动至弹簧原长处静止

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8、如图所示的U-I图像中，直线A为电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻R₁、R₂的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则（　　）

A、两个电阻的电功率相等 B、R₁接在电源上时，电源的输出功率较大 C、R₂接在电源上时，电源内阻的热功率较大 D、两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等

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9、某圆环做如下运动，下列说法不正确的是（　　）

A、图（a）中，在匀强磁场中向左平移，圆环最高点与最低点的电势相等，环中无感应电流 B、图（b）中，在匀强磁场中绕轴以不同转速匀速转动时，产生电流的最大值不相等 C、图（c）中，在通有恒定电流的长直导线旁水平向右移动时，受到水平向左的磁场力 D、图（d）中，从图示位置平移至磁铁中心位置的过程中，穿过圆环的磁通量不断增加

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10、如图所示，正点电荷Q周围的两个等势面是同心圆，两个带正电的试探电荷 $q_{1}$ 和 $q_{2}$ 分别置于M、N两点，将两个试探电荷移动到无穷远的过程中静电力做的功相等，取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是（　　）

A、M点电势比N点电势低 B、 $q_{1}$ 在M点的电势能大于 $q_{2}$ 在N点的电势能 C、 $q_{1}$ 的电荷量大于 $q_{2}$ 的电荷量 D、若Q的电荷量变为原来的2倍，则M、N两点的电势差变为原来的2倍

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11、如图是以质点P为波源的机械波在绳上刚传到质点Q时的波形。下列说法正确的是（　　）

A、Q点即将开始向上振动 B、P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下 C、若P点停止振动，绳上的波会立即消失 D、当波传到Q点时，P点恰好振动了1个周期

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12、如图1所示，AB为倾角θ=37°的倾斜传送带，处于静止状态。BC段水平，CD段竖直，DE段为水平且光滑的长直轨道。质量为m=1kg、可视为质点的滑块停放在传送带的底端A处。DE段停有四分之一圆弧槽，圆弧槽半径R=0.6m，槽底部与轨道相切。t=0时，传送带开始运动，速度随时间变化的v-t图如图2所示。滑块从传送带上端B处飞出时的速度为v=5m/s，恰好从D处水平飞上轨道DE，冲上圆弧槽后，恰能到达圆弧槽顶端与圆心等高处再从圆弧槽滑下。已知传送带与滑块间的动摩擦因数 $μ = \frac{7}{8}$ ，圆弧槽各个面均光滑，sin37°=0.6，重力加速度取 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、求传送带的长度L应满足的条件；

(2)、求滑块在传送带上运动时产生的摩擦热Q；

(3)、若滑块与圆弧槽的作用时间为t=0.51s，求此过程圆弧槽的位移大小。

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13、如图所示，在xOy坐标系第二象限有一半径为R的圆形区域，圆心为C。圆形区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，圆形边界分别与x、y轴相切，切点分别为M、N。在第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，在x轴上放有粒子接收屏。带电粒子从M点以速度 $v_{0}$ 沿与MC夹角 $θ = 3 0^{\circ}$ 的方向垂直射入磁场，粒子离开磁场后从y轴上的P点垂直y轴进入电场，最后到达接收屏的Q点（P、Q点图中没有画出），Q到O的距离为 $\sqrt{3} R$ 。不计粒子所受重力。

(1)、求P到O的距离y；

(2)、求电场强度E和磁感应强度B的比值 $\frac{E}{B}$ ；

(3)、若在第一象限还有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B'，粒子进入第一象限后垂直击中接收屏，求 $\frac{B^{'}}{B}$ 。

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14、如图所示，开口向上的汽缸放置在水平地面上，缸内装有一定质量的水，在水中悬浮一开口向下的圆柱形玻璃管，水在玻璃管内封闭一定质量的理想气体，玻璃管的底端与水面齐平。已知玻璃管的质量m=100g、横截面积 $S = 2 c m^{2}$ ，重力加速度取 $g = 10 m / s^{2}$ ，水的密度 $ρ = 1 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ ，大气压强 $p = 1 \times 1 0^{5} P a$ ，汽缸横截面积足够大，玻璃管厚度可忽略，T=t+273K。

(1)、求玻璃管内气体的压强和体积。

(2)、初始时环境温度为27℃，通过缓慢升高环境温度使玻璃管底端高出水面5cm，求最终环境的温度。

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15、某同学遇到一个还未安装的超大排水管，他想通过实验间接测量管道的内径。实验器材有：铁架台、细线、摆球、秒表、米尺等。

(1)、先在实验室测量当地的重力加速度g。
①如图1所示，将细线的一端连接摆球，另一端固定在铁架台上O点，然后将摆球拉离平衡位置，释放摆球，让单摆开始摆动。下列做法有助于减小实验误差的有。（多选）
A.摆球选择半径较小、密度较大的
B.使摆角大一些，方便观察
C.让摆球尽量在同一竖直面内摆动
D.在摆球摆至最高点时开始计时
②选取摆线长度为 $l$ 时，测得摆球摆动30个完整周期的时间t，计算出单摆周期T。改变摆线长度重复实验，记录相关数据，在坐标纸上作出的 $l - T^{2}$ 图线为一条直线，如图2所示。设直线斜率为k，则重力加速度可表示为g=（用k表示）。
③由图2求得当地的重力加速度大小为m/s²（π²取9.86，结果保留3位有效数字）。
④本实验没有测量摆球直径，对测量结果（选填“有”或“无”）影响。

(2)、再测量排水管道的内径。排水管道水平放置，截面为圆形，内壁较光滑。先让小钢球停在管底，标记管底位置。再让小钢球从一个较小高度释放，开始滚动，钢球通过管底时开始计时，记录滚动10个完整周期的时间为30.0s，可算出管道内径（直径）为D=m（结果保留2位有效数字）。

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16、学习小组利用图1所示的电路测电源电动势和内阻。在电路中接一阻值为2.00Ω的保护电阻R₀ ，改变滑动变阻器阻值，记录多组电流表读数I、电压表读数U。已经在图2的坐标纸上描点。
请完成下列问题：

(1)、请用笔画线代替导线把图3的实物图连接完整。

(2)、在图2坐标纸上作出U与I关系图线。

(3)、利用图线，测得电动势E=V，内阻r=Ω。（结果均保留2位小数）

(4)、（选填“电流表”或“电压表”）的内阻对测量结果有影响，会导致电动势测量值真实值，内阻测量值真实值（后两空均选填“大于”“小于”或“等于”）。

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17、如图所示，空间存在平行xOy平面的匀强电场。带正电粒子质量为m、电荷量为q，经过O点时速度大小为v₀ ，方向沿y轴正方向，经过P点时速度沿x轴正方向。P点坐标为（2d，d），不计粒子重力。下列说法正确的是（　　）

A、粒子从O到P的运动时间为 $\frac{d}{v_{0}}$ B、粒子在P点的速度大小为2v₀ C、电场强度大小为 $\frac{m v_{0}^{2}}{q d}$ D、粒子从O到P的最小速度为 $\frac{2 \sqrt{5} v_{0}}{5}$

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18、如图所示，竖直弹簧振子P质量为m，振幅为A，周期为T。质量也为m的木块Q放在水平台面上，和台面一起在竖直平面内做顺时针方向的匀速圆周运动，轨道半径为A，周期为T。t=0时振子P与木块Q同时到达最高点，且二者最高点在同一高度。台面一直保持水平且木块与台面间无相对滑动。不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A、在任一时刻，振子P与木块Q始终处于同一高度 B、振子P运动到最低点时的加速度可能大于g C、 $t = \frac{1}{12} T$ 时，振子P的动能是木块Q的 $\frac{1}{2}$ D、某一时刻木块Q受到的摩擦力大小与振子P的速率成正比

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19、在磁感应强度为B的匀强磁场中有一矩形线圈（电阻不计），正在绕垂直于磁场的转动轴以转速n匀速转动，产生的正弦交流电的表达式 $e = E_{m} s i n 100 π t$ （V），将此线圈作为电源连接在如图所示的电路中，图中三只完全相同的灯泡 $D_{1} 、 D_{2} 、 D_{3}$ 都能发光，与这三只灯泡串联的分别是电阻R、电感线圈L、电容器C。现将匀强磁场的磁感应强度大小减为 $\frac{B}{2}$ ，且把转速改为2n，则（　　）

A、D₁变暗 B、D₂变暗 C、D₃变暗 D、R中电流每秒改变200次方向

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20、如图所示，一倾角为θ的足够长绝缘粗糙斜面，水平虚线FF'下方有宽度均为2d、磁场方向垂直斜面且交替变化的10个相邻匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B。一长为2d、宽度为d的匀质矩形线框刚进入磁场区域1时的速度为v₀ ，并恰好能完全穿出磁场区域，已知线框质量为m，与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ，重力加速度为g，运动过程中线框长边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是（　　）

A、线框的总电阻为 $\frac{80 B^{2} d^{3}}{m v_{0}}$ B、线框进入磁场区域2瞬间的速度大小为 $\frac{19}{20} v_{0}$ C、线框在磁场区域8、9内匀速运动的时间之比为5∶9 D、线框穿过磁场区域5、6过程产生的焦耳热之比为11∶9

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