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相关试卷

1、1913年密立根通过油滴实验测得电子的电荷量，因此获得1923年诺贝尔物理学奖，实验装置如图所示，两块水平放置相距为 $d$ 的金属板 $A$ 、 $B$ 分别与电源的正、负两极相接，密立根通过喷雾器将细小的油滴喷入一密闭空间中，这些油滴在喷出时由于与喷雾器产生摩擦而带了负电。已知油滴的质量为 $m$ ，半径为 $R$ ，以初速度 $v_{0}$ 从小孔 $O$ 竖直进入金属板 $AB$ 之间，不计空气浮力，重力加速度为 $g$ 。

(1)、若不考虑金属板间的空气阻力，调节电源电压为 $U_{1}$ 时，油滴刚好匀速向下运动，求油滴所带的电荷量 $q_{1}$ ；

(2)、若考虑金属板间的空气阻力，且油滴运动时所受空气阻力大小为 $f = k r v$ ，其中 $k$ 为比例系数， $v$ 为油滴运动速率， $r$ 为油滴的半径，调节电源电压为 $U_{2}$ 时，油滴刚好匀速向下运动，求油滴所带的电荷量 $q_{2}$ ；

(3)、在（2）基础上，当油滴运动到金属板 $A$ 、 $B$ 间的 $M$ 点时，调节电源电压为 $U_{3}$ ，经过一段时间，发现油滴恰以速度大小 $v$ 竖直向上匀速经过 $M$ 点。求油滴先后两次经过 $M$ 点经历的时间 $t$ 。

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2、某商家为了促销推出图甲所示的弹珠抽奖游戏，图乙为游戏的模型示意图，平面游戏面板与水平面成 $θ = 30^{\circ}$ 角固定放置，面板右侧的直管道与半径为 $R = 0.1 m$ 的 $\frac{1}{4}$ 细圆管轨道平滑连接，两者固定在面板上。圆管轨道的圆心为O，顶端水平。顾客游戏时，用外力压缩面板底部连接的小弹簧将弹簧顶端的小弹珠（可视为质点）弹出，若弹珠直接打中面板底部的中奖区域，则获得相应奖励，若弹珠打中侧面挡板，则抽奖无效。已知弹珠质量 $m = 100 g$ ，直管道长度 $l = 0.4 m$ ，中奖区域AB长度 $d = 0.5 m$ ，其等分为如图所示的五个中奖区域，不计所有摩擦和阻力，弹簧的长度忽略不计，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、弹珠从圆管轨道顶端以 $v = 0.5 m / s$ 的速度飞出时，弹珠对细圆管轨道的压力；

(2)、顾客获得三等奖时，弹珠恰好落在中奖区域AB的中点，求弹簧初始的弹性势能（答案可用分数表示）

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3、如图甲所示，平台上有一厚度不计的压力传感器，开口向上、导热良好、内壁光滑的薄壁汽缸通过活塞密封了一定质量的理想气体，活塞通过竖直轻杆与固定点O相连。当温度为 $T_{0}$ 时，活塞下表面与汽缸底部的距离为 $L_{0}$ ，平台与汽缸底部的距离为 $\frac{L_{0}}{4}$ 。升高气体温度，同时记录力传感器示数F，描绘出图乙所示的 $F - T$ 图像。已知汽缸质量为M，大气压强为 $p_{0}$ ，重力加速度为g，活塞一直没有脱离汽缸。求

(1)、温度 $T_{1}$ ；

(2)、活塞横截面积S。

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4、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”，物理小组同学们采用如图所示实验装置进行探究。实验要求小车受到的合外力为绳的拉力的合力。实验中同学们研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间摩擦阻力。

(1)、本实验（填“需要”或者“不需要”）满足m远小于M的条件。

(2)、实验过程中（填“需要”或者“不需要”）平衡小车M所受的摩擦力。

(3)、实验前测出砂和砂桶的总质量m，已知重力加速度为g。接通打点计时器的电源，静止释放砂和砂桶，带着小车开始做加速运动，读出运动过程中力传感器的读数T，通过纸带得出起始点O（初速度为零的点）到某点A的位移L，并通过纸带算出A点的速度v。对m研究，所需验证的动能定理的表达式为_________。

A、 $(m g - T) L = m v^{2}$ B、 $2 (m g - T) L = m v^{2}$ C、 $(m g - T) L = 2 m v^{2}$ D、 $(m g - 2 T) L = 2 m v^{2}$

(4)、通过纸带测出了起始点O到不同点A、B、C、D…的位移及A、B、C、D…的速度，并做出了 $v^{2} - L$ 图中所示的实线。那么在保证小车质量不变的情况下增加砂的质量，重复实验，将会得到如上 $v^{2} - L$ 图中虚线（填“甲”或者“乙”）所示的图线。

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5、某兴趣小组用图甲所示的装置探究圆周运动向心力的大小与质量、线速度和半径之间的关系。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的滑块，通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为R的边缘处安装了宽度为d的遮光片，光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间。

(1)、为了探究滑块向心力的大小与运动半径的关系，需要控制保持不变（选填“质量和线速度”“质量和半径”或“线速度和半径”）。

(2)、由图甲可知，滑块的角速度遮光片的角速度（选填“大于”“小于”或“等于”）。若某次实验中滑块到竖直转轴的距离为r，测得遮光片的挡光时间为 $Δ t$ ，则遮光片的角速度表达式 $ω =$ ，滑块的线速度表达式 $v =$ （用 $Δ t$ 、d、R、r表示）。

(3)、兴趣小组保持滑块质量和运动半径不变，探究向心力F与线速度的关系时，以F为纵坐标，以 $\frac{1}{{(Δ t)}^{2}}$ 为横坐标，根据测量数据作一条倾斜直线如图乙所示，已测得遮光片的宽度 $d = 0.01 m$ ，遮光片到竖直转轴的距离 $R = 0.3 m$ ，滑块的质量 $m = 0.15 kg$ ，则滑块到竖直转轴的距离 $r =$ m。

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6、在渔业作业中，鱼虾被捕捞上岸后，借助“鱼虾自动分离装置”，实现了鱼和虾的机械化高效分离，显著降低了人工成本。这一装置的简化模型如图所示，其中分离器出口与传送带中段有一定的高度差。鱼、虾（视为质点）均下落至分离器出口正下方，且到传送带时有沿斜面向下相同的初速度（垂直于传送带的速度瞬间变为零）。最终虾均能被传送到下端收集箱中，鱼均能被传送到上端收集箱中，已知传送带与水平面夹角为 $θ$ ，始终以恒定速率顺时针转动。则下列说法正确的是（　　）

A、鱼和虾在传送带上运送的过程中，所受的摩擦力方向始终相同 B、鱼从掉落到传送带后，先沿着传送带向下做减速直线运动，最终一定会和传送带共速 C、鱼与传送带间的动摩擦因数一定大于虾与传送带的动摩擦因数 D、虾从掉落到传送带后，可能做匀速直线运动，也可能做加速直线运动，还可能做减速直线运动

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7、北京时间2025年2月11日17时30分，我国在文昌航天发射场使用长征八号改运载火箭，成功将卫星互联网低轨02组卫星发射升空，发射任务获得圆满成功。互联网低轨02组卫星在离地球表面高度为h的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球半径为R，引力常量为G，忽略地球的自转，以下说法正确的是（　　）

A、卫星在轨道上运行的周期大于24h B、卫星在轨道上运行的线速度 $v = \frac{2 π (R + h)}{T}$ C、卫星在轨道受地球的万有引力大于在发射基地受到地球的万有引力 D、地球表面的重力加速度大小 $g = \frac{4 π^{2} {(R + h)}^{3}}{T^{2} R^{2}}$

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8、如图，一带负电的粒子从靠近A金属板的K点处由静止出发，经平行金属板A、B间电场加速后（A、B板间电压U₀恒定），沿直线运动打在光屏上的Q点；现在平行金属板C、D间再加上一恒定偏转电压U₁ ，粒子将打在光屏上Q点正下方的P点，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）

A、粒子在AB间做变加速直线运动 B、若只把B板稍微右移，粒子经过B板时的速度不变 C、若只把B板稍微右移，粒子将打在P点上方 D、若只把C板稍微下移，粒子将打在P点下方

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9、2025年春节，我国产的烟花火遍全球，新的烟花研发设计层出不穷。现有某烟花筒的结构如图1所示，其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线，当礼花弹到最高点时，延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点炸开成a、b两部分，速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。忽略空气阻力的作用，则（　　）

A、a、b两部分落地时的速度大小之比为 $1 : 3$ B、a、b两部分的初动能之比为 $1 : 3$ C、从炸开到两部分落地的过程中，a、b两部分所受重力的冲量之比为 $1 : 3$ D、a、b两部分落地时的重力功率之比为 $1 : 3$

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10、如图（a），砝码置于水平桌面的薄钢板上，用水平向右的恒定拉力迅速将钢板抽出，得到砝码和钢板的速度随时间变化图像如图（b）且t₂=2t₁。已知砝码最终没有脱离桌面，各接触面间的动摩擦因数均相同，则（　　）

A、0~t₁与t₁~t₂时间内，砝码的位移相同 B、0~t₁与t₁~t₂时间内，砝码的加速度相同 C、0~t₁时间内，摩擦力对砝码做的功等于砝码摩擦生热 D、0~t₁时间内，拉力做的功等于砝码和钢板总动能的变化量

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11、传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器，每个键内部电路如图甲所示。每个键下面都有由相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器，两金属片间有空气间隙。如图乙，在按键的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、计算机键盘使用的是光传感器 B、电容器的电容和电荷量Q均减小 C、图甲中电流从M流向N D、电容器极板间的电场强度变大

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12、如图所示，某摩天轮的直径达 $120 m$ ，转一圈用时 $25 min$ 。某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，从最高点 $A$ 经与圆心等高点 $B$ 运动到最低点 $C$ 的过程中，下列说法正确的是（）

A、摩天轮转动的角速度为 $\frac{2 π}{25} rad / s$ B、该同学的平均速度大小为 $0.16 m / s$ C、该同学的向心加速度一直不变 D、该同学在 $B$ 点对座舱的作用力方向竖直向下

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13、中国高铁向世界展示了中国速度，和谐号动车和复兴号高铁相继从某站点由静止出发，沿同一方向做匀加速直线运动。两车运动的速度-时间图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A、复兴号高铁追上和谐号动车前， $t = 70 s$ 时两车相距最远 B、复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距 $2500 m$ C、 $t = 140 s$ 时，复兴号高铁追上和谐号动车 D、复兴号高铁加速 $95 s$ 达到其最大速度

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14、下列关于四种运动模型的分析，说法正确的是（　　）

A、对甲图，若三个物体从A点到B点的运动时间相等，则三个物体的平均速率相等 B、对乙图，小车通过光电门测出的速度实际是平均速度 C、对丙图，玉兔二号在月球上留下的轨迹长度是其位移大小 D、对丁图，若知道变色龙舌头伸的长度和时间，可求出加速度大小

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15、如图所示，AB为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径R=0.9m，A端切线水平。水平轨道BC与半径r=0.5m的光滑圆弧轨道CD相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道CD对应的圆心角θ=37°。一质量为M=1kg的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从A点飞出，取 g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)、若小球恰好能从A点飞出，求A点小球速度和小球落地点与B点的水平距离；

(2)、若小球从A 点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，求小球在A点对圆弧轨道的压力大小。

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16、每逢冬天呼和浩特市周边滑雪场游客络绎不绝。一滑雪者以初速度 $v_{0} = 1 m / s$ 沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为 $θ = 30 °$ 。若人与滑板的总质量为 $m = 70 kg$ ，受到沿山坡向上的总阻力 $f = 140 N$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，分析滑雪者未滑出山坡过程中，求：

(1)、滑雪者下滑时的加速度大小a；

(2)、在4s内滑雪者下滑位移的大小x；

(3)、4s末人与滑板总重力的瞬时功率P。

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17、小高同学用如图所示的实验装置来验证平抛运动的特征：两个完全相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与水平板相切。两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使 $A C = B D$ 。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能同时分别从轨道M、N的顶端滑下。
（1）符合上述实验条件后，仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动的水平分运动是。
（2）某实验小组用如图所示的装置研究平抛运动及其特点，他们的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落。
（3）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在空中运动的时间；
（4）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽（填“需要”或“不需要”）光滑；
（5）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点 $(0, 0)$ ，丙图中小方格的边长均为1cm，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，则小球运动中水平分速度的大小为m/s。（结果可保留根号）

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18、如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的水平细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴 $O_{1} O_{2}$ 转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，在B相对圆盘滑动前，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　）

A、当 $ω > \sqrt{\frac{k g}{2 L}}$ ，绳子没有弹力 B、ω在 $\sqrt{\frac{k g}{2 L}} < ω < \sqrt{\frac{2 k g}{3 L}}$ 范围内增大时，B所受摩擦力不变 C、当 $ω = \sqrt{\frac{2 k g}{3 L}}$ 时，A、B相对于转盘即将滑动 D、在绳子产生张力后，两木块还未与圆盘相对滑动时，若突然剪断细线，A将逐渐靠近圆心，B将做离心运动

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19、如图，一艘小船船头始终垂直于河岸，从岸边向对岸航行。已知船在静水中的速度大小 $v_{船} = 4 m / s$ ，水流速度大小 $v_{水} = 3 m / s$ ，河的宽度 $d = 60 m$ ，下列说法正确的是（　　）

A、小船过河的时间为15s B、小船过河的时间为20s C、小船能垂直到达河的正对岸 D、小船不能垂直到达河的正对岸

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20、从地面以初速度v₀竖直向上抛出一个小球A，与此同时，在该小球上抛能到达的最高点处有另外一个小球B以初速度 $\frac{1}{2}$ v₀竖直向下抛出。若忽略空气阻力，重力加速度为g，则从小球A抛出到两球相撞所需的时间为（　　）

A、 $\frac{v_{0}}{6 g}$ B、 $\frac{v_{0}}{3 g}$ C、 $\frac{2 v_{0}}{5 g}$ D、 $\frac{2 v_{0}}{3 g}$

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