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相关试卷

1、一只双层圆形晾衣篮（结构如图），篮口平面的圆心为O点。晾衣篮可视为质量均匀分布，半径R=0.40m的刚性圆环。四根轻绳下端系于圆环上四等分点A、B、C、D，上端汇到P点，再由挂钩悬挂。调节四根轻绳的长度，使P点始终在圆心O点正上方，且保持篮口水平。篮与衣物总质量m=12kg，取重力加速度g=10m/s²。每根绳允许的最大拉力为50N，为保证四根绳都不断裂，P点到O点的竖直距离至少应为（　　）

A、0.30m B、0.25m C、0.20m D、0.15m

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2、如图所示，在同一竖直平面内，两套自动投放装置分别安装在不同高度的固定平台上。装置①与装置②分别以大小相等、方向相反的水平初速度释放两个小型探测器，释放后探测器只受重力作用，且两探测器恰好在同一时刻落到地面，它们运动轨迹的交汇点为A点。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）

A、两探测器一定在A点相遇 B、两探测器一定是在同一时刻被释放的 C、装置①与装置②释放的探测器水平方向的位移大小相等 D、两物体运动过程中，速度变化率大小始终相等，方向竖直向下

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3、物理学的发展与完善离不开科学家的探索，也伴随着重要研究思想与方法的确立。下列对相关物理学史或物理思想方法的描述正确的是（　　）

A、伽利略根据理想斜面实验，提出了力是维持物体运动的原因 B、麦克斯韦电磁理论告诉我们变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场 C、牛顿通过“月地检验”，发现了月球受到的引力与地面上的重力是不同性质的力 D、点电荷是一种理想模型，当带电体的形状、大小及电荷分布状况对所研究问题影响不可忽略时，可以将带电体视为点电荷

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4、如图所示，可视为质点的滑块P、Q位于水平平台上的A、B两点，A、B之间的距离d=1m，B到平台右端C之间有水平向右的匀强电场，场强大小E₁=5×10⁴V/m、宽度也为d。水平光滑地面DF与水平平台的右侧延长线之间存在宽度足够大的匀强电场，场强大小E₂=1×10⁶V/m，方向竖直向下。地面DF上固定有一竖直挡板MN，其到地面D端的距离s=2.4m。现给滑块P一个大小 $v_{0} = \sqrt{13} m/s$ 的初速度从A点开始向右运动，与静止的滑块Q发生弹性正碰，一段时间后滑块Q从C点水平飞出，落到水平面上的K点（图中未画出）。滑块Q在地面上经多次反弹后与挡板MN发生弹性碰撞，碰后恰好能沿直线运动到D点。滑块Q与地面DF之间每次碰撞时弹起速度的竖直分量均为碰撞前瞬间速度的竖直分量的k倍，而水平分量保持不变。已知滑块P为绝缘材质、质量m_P=100g，滑块Q的质量m_Q=200g、带电量q=+2.0×10^-6C，滑块P、Q与水平平台ABC之间的动摩擦因数μ均为0.2，平台与地面DF之间的高度差h=1.6m，重力加速度g取10m/s² ，滑块Q的电荷量始终不变，不计空气阻力和所有碰撞的时间，求：

(1)、P、Q两滑块碰撞前瞬间滑块P的速度大小v₁；

(2)、D、K两点间的距离x；

(3)、k值。

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5、如图所示，在xOy平面内的第一、二象限内存在范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面向里，坐标原点O处存在一粒子源向xOy平面的第二象限内均匀发射同种带电粒子，发射粒子的速度大小均为v₀ ，沿x轴负方向发射的粒子恰好经过第一象限内的P点。已知粒子质量为m，电荷量为-q（q>0），P点的坐标为（ $\sqrt{3} L$ ， 3L），不计粒子重力，忽略粒子之间的相互作用，求：

(1)、磁感应强度的大小B；

(2)、磁场中有带电粒子经过区域的面积S；

(3)、除沿x轴负方向发射的粒子外，恰好打到P点的粒子发射时的速度与x轴负方向的夹角θ及发射后运动到P点所经历的时间t。

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6、如图甲所示为工地上常用的简易吊车的工作原理图，电机和减速器为一整体，通过支臂OB上的滑轮竖直吊起货物。在某次施工中需要竖直吊起总质量M=480kg的沙子，吊起过程中沙子的速度与时间的关系如图乙所示。已知吊绳允许承载的最大拉力为1×10⁴N，吊篮及吊钩的质量m=20kg，重力加速度g取10m/s² ，不计滑轮和吊绳的质量，忽略空气阻力及滑轮与吊绳之间的摩擦，求：

(1)、该吊车吊起这批沙子允许达到的最大加速度a_m；

(2)、沙子匀速运动时电机和减速器整体输出的功率P；

(3)、0~4s内电机和减速器整体做的功W。

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7、某实验小组在“测量金属丝的电阻率”实验中，实验室提供的器材如下：机械式多用电表、螺旋测微器、电流表、电压表、滑动变阻器、直流电源、开关、导线若干。实验步骤如下：

(1)、用多用电表电阻挡粗测金属丝的阻值。先选择“×10”倍率的电阻挡，将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指在右侧0刻度线，再将红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，指针静止时指向甲图中的a处。为了能获得更准确的测量数据，应将电阻挡调整到（选填“×1”或“×100”）倍率，接着进行规范操作后指针静止时指在甲图中b处，则该金属丝的阻值约为Ω；

(2)、用螺旋测微器分别测量金属丝几个不同位置横截面的直径D，某次测量时的情形如图乙所示，该处的直径D=mm，再用刻度尺测量金属丝的长度 $L$ 。

(3)、①按照图丙所示连接器材，测量金属丝的电阻R_x。请在丁图中用笔画线代替导线补充完整实物图。闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在图丁中的（填“c”或“d”）端。
②闭合开关S，测量通过金属丝的电流I和金属丝两端的电压U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=。（用题中所测物理量的字母表示）

(4)、误差分析：本实验的系统误差主要是因为引起的。

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8、传统“单摆测量重力加速度”实验中，用秒表测量周期存在较大误差。某实验小组利用数字化设备改进该实验，按如图所示的实验装置进行实验。选用的器材有：摆球、不易伸长的细线、刻度尺、游标卡尺、拉力传感器、数据采集器、计算机等。实验步骤如下：
（i）将拉力传感器固定在竖直木板上，并与摆球用细线相连；
（ii）用刻度尺测量摆线长度l，再用游标卡尺测量摆球直径d，计算摆长；
（iii）让单摆做小角度摆动，数据采集器记录拉力传感器的数据；
（iv）改变摆长，重复以上步骤三次。
据此回答以下问题：

(1)、在测量摆长时，必须使单摆处于___________状态。

A、水平放置且拉直 B、挂上摆球后在竖直面内自然悬垂 C、竖直悬挂且用竖直外力拉紧

(2)、某次测量得到的拉力传感器的示数F随时间t变化的图像如图乙所示，则该次测量中摆球摆动的周期T=s（保留两位有效数字），重力加速度可表示为（用l、d、T表示）。

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9、如图所示，质量M=3m的滑块Q静止在光滑水平面上，其上表面的左侧部分AB段为长L的粗糙水平面、右侧部分BC段为半径为R的光滑四分之一圆弧，AB与BC在B点相切，C点为圆弧最高点。一质量为m的滑块P以水平初速度v₀从滑块Q的A端滑入，能经B点滑上圆弧段。已知重力加速度为g， $v_{0} = 2 \sqrt{g R}$ ，滑块P与滑块Q上表面AB段的动摩擦因数μ恒定，空气阻力不计，则下列说法中正确的是（　　）

A、若 $μ < \frac{R}{2 L}$ ，则滑块P能从Q的C端飞出 B、滑块 $P 、 Q$ 之间的动摩擦因数可能为 $\frac{3 R}{2 L}$ C、若 $μ = \frac{3 R}{4 L}$ ，则最终P、Q组成的系统损失的机械能为 $\frac{3 m g R}{2}$ D、滑块Q在整个运动过程中速度的最大值不可能超过 $\frac{\sqrt{g R}}{3}$

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10、如图甲所示的电路中，定值电阻的阻值R=8Ω，水平放置的螺线管匝数n=1000、横截面积S=10cm²、总电阻r=2Ω，电路其余部分电阻不计。水平向右穿过螺线管的匀强磁场其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是（　　）

A、通过电阻R中的电流方向是从M到N B、0~4s内流过电阻R的电流大小为1.25A C、0~4s内通过电阻R的电荷量为0.01C D、电路中N点的电势为-0.1V

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11、2025年9月21日，地球、太阳、土星恰好连成一线，该现象称为“土星冲日”，冲日前后是观测这颗带有美丽光环的气态巨行星的绝佳时机。如图所示为土星冲日时与地球太阳相对位置的示意图，土星和地球绕太阳公转的轨道近似于圆且两轨道几乎共面，已知土星和地球绕太阳公转方向相同，公转的轨道半径之比约为10：1，根据以上信息可得出（　　）

A、土星和地球绕太阳公转的周期之比约为10：1 B、土星和地球绕太阳公转的速度之比约为 $1 : \sqrt{10}$ C、下一次“土星冲日”将在2026年9月21日出现 D、当土星与地球相距最远时两者的相对速度最大

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12、如图所示，直线边界 $M N$ 上下两边均有垂直纸面向里的匀强磁场，现有一带电粒子从 $M N$ 上的 $P$ 点以垂直 $M N$ 向上的初速度进入匀强磁场 $B_{1}$ 。若当粒子从 $P$ 点出发后第五次穿过 $M N$ 时，粒子刚好回到 $P$ 点，粒子重力不计，则 $M N$ 上下两边磁场的磁感应强度的大小之比 $\frac{B_{1}}{B_{2}}$ 为（　　）

A、2：1 B、1：2 C、3：2 D、2：3

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13、如图所示，A、B、C三个可视为质点的小球用两根不可伸长的轻绳连接后套在位于竖直面内的光滑圆环上，刚好保持静止。已知A、B与圆心O等高，B、C之间的轻绳与水平方向的夹角为 $30 °$ ， A、B的质量分别为 $1 kg$ 、 $2 kg$ ，则C球的质量为（　　）

A、 $1 kg$ B、 $2 kg$ C、 $3 kg$ D、 $4 kg$

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14、如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，OC为直径，一束复色光沿PO方向从真空射到分界面OC上，在玻璃内分成a、b两束单色光，分别从A、B点射出。下列说法中正确的是（　　）

A、a光的光子能量大于b光的光子能量 B、真空中，a光光子的动量小于b光光子的动量 C、在玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度 D、在玻璃砖中，a光的传播时间小于b光的传播时间

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15、如图所示，两个开口向上的圆锥形漏斗，其中轴线O₁O₂、O₃O₄均位于竖直方向，两漏斗的尖端O₁、O₃高度相同。两个质量相同、可视为质点的小球P、Q分别位于两漏斗的内表面上等高的位置。现分别给两小球一个水平初速度，使两小球刚好沿各自所在的漏斗内表面做圆周运动。忽略一切摩擦和空气阻力，以O₁、O₃所在水平面为零势能面，下列说法中正确的是（　　）

A、P球所受的弹力大于Q球所受的弹力 B、P球的线速度大于Q球的线速度 C、P球的角速度小于Q球的角速度 D、P球的机械能小于Q球的机械能

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16、如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一小球并处于静止状态。现将小球竖直向下拉离平衡位置一小段距离x后由静止释放，小球在竖直方向做简谐运动。空气阻力不计，下列说法中正确的是（　　）

A、x越大，小球振动的周期越大 B、小球每次经过平衡位置时的速度都相同 C、小球运动到平衡位置时，弹簧的弹力为零 D、小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能最大

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17、中国北斗探空气球携带气象探测仪器升空，可用于实时监测大气参数并通过北斗卫星传输数据。气球球囊材质多为天然乳胶或合成橡胶，内部充满氦气，充气后升至约30-40公里高空后自行破裂。在某段升空过程中，离地面越高、空气密度越小、温度越低，气球体积变大，若忽略太阳作用和空气摩擦，则在该段上升过程中，关于球内的气体，下列说法正确的是（　　）

A、内能不断增大 B、从外界吸收热量 C、向外界放出热量 D、对外界做负功

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18、量子隧穿效应在扫描隧道显微镜（STM）中有着关键应用，STM的核心是让极细的探针与被测样品表面接近，当二者距离很小时，电子会通过隧穿效应从样品表面跃迁到探针，形成隧穿电流。已知电子的电荷量 $e = 1.6 \times 10^{- 19} C$ ，隧穿电流的平均值约为 $10^{- 10}$ A，则单位时间内通过隧穿效应跃迁到探针的电子数约为（　　）

A、 $6.25 \times 10^{7}$ 个 B、 $6.25 \times 10^{8}$ 个 C、 $6.25 \times 10^{9}$ 个 D、 $6.25 \times 10^{10}$ 个

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19、某物理实验室利用回旋加速器加速氘核（ ${}_{1}^{2}H$ ）轰击静止的硅-28靶（ ${}_{14}^{28}S i$ ），研究核反应。回旋加速器的D形盒半径为 $R$ ，加速电压为U，磁感应强度大小为B。氘核被加速至最大动能后引出轰击靶核，发生核反应： ${}_{14}^{28}S i +_{1}^{2} H \to_{14}^{29} Si +_{1}^{1} H$ ，已知相关核质量：氘核 $m_{H} = 2.014 u$ ，硅-28 $m_{Si}^{28} = 27.977 u$ ，硅-29 $m_{Si}^{29} = 28.976 u$ ，质子 $m_{p} = 1.007 u$ ，其中 $1 u = 931.5 MeV / c^{2}$ ，电子电荷量 $e = 1.60 \times 10^{- 19} C$ ，真空光速 $c = 3.0 \times 10^{8} m/s$ 。忽略相对论效应和核反应的辐射能量损失，相关数值计算均保留二位有效数字。

(1)、求氘核在磁场中回旋的时间（用题给字母表示）；

(2)、若氘核经加速后获得动能为 $9.0 MeV$ ，求反应后子核（硅-29）和质子的动能之和（以 $MeV$ 为单位）

(3)、实际核反应中，质子射出方向与氘核入射方向的夹角 $θ$ 可在 $0 °$ 到 $180 °$ 之间变化，因而质子速率 $v$ 在一定范围内连续分布，试给出 $v$ 取最大值和最小值的条件；

(4)、若氘核经加速后获得动能为 $9.0 MeV$ ，反应后质子以垂直于氘核入射方向的速度射出（氘核入射方向为x轴正方向，质子沿y轴正方向射出），求质子的动量大小（以 $MeV / c$ 为单位）。

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20、如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为 $m$ 、边长为 $d$ 的正方形超导线框，其右侧有一长度大于 $d$ 、宽度为 $s (s > \frac{d}{2})$ 的长方形区间存在方向垂直桌面向下、大小为 $B$ 的匀强磁场。建立坐标原点 $O$ 位于磁场左边界中点、水平向右为正方向坐标轴 $O x$ ，超导线框在水平桌面上的位置坐标用其右边界的中点来描述。当超导线框的位置坐标 $x = 0$ 时，表示超导线框恰好开始进入磁场，此时 $t = 0$ 。已知超导线框开始进磁场时的初速度 $v_{0} = \frac{B d^{2}}{\sqrt{m L}}$ ，在运动过程中超导线框边长始终保持平行磁场边界。由于超导电阻为零，当超导线框进入磁场时会产生感应电流，该感应电流产生的磁场会阻止超导线框的磁通量变化，以保持超导线框的磁通量不变。已知超导线框的电感为 $L$ ，若超导线框中有电流 $i$ ，则由此电流产生的磁通量为 $ϕ = L i$ 。

(1)、当超导线框运动至 $x = \frac{d}{2}$ 处时，求其中的电流 $I$ ；

(2)、超导线框运动至 $x = \frac{d}{2}$ 的过程中，求安培力所做的功与安培力的冲量；

(3)、求超导线框最终的速度和超导线框具有的磁能。

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