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相关试卷

1、图1为某质谱仪工作原理示意图、电离室中的气体分子被激光照射后发生电离，其中带正电的粒子静止经平行于纸面的加速电场加速后，垂直于CD边进入梯形匀强磁场区域(磁场方向垂直纸面向外)，并从边中点O平行于CD边射出，经无场区从边界PQ 进入平行于纸面的匀强偏转电场，最终打到接收器与杀血线MN上并被吸收，接收器可视为接地良好的金属板。MN延长线经过O点，与CD 所在直线夹角为α，a可过MN绕O点在纸面内的转动进行调整，调整前后PQ与MN 始终平行且间距为0.3m不变。CG边长0.2m，与底边HC夹角为60°，磁感应强度大小为0.4T，偏转电场的电场强度大小为 $1.8 \times 1 0^{4} V / m,$ 方向始终。直于PQ。整个过程只考虑一种粒子，加速电场的电压恒定、MN与PQ足够长，装置处于真空环境，忽略粒子相互作用，不计重力。

(1)、已知激光波长为442 nm，求该激光一个光子的能量c。(普朗克常量 $h = 6.63 \times 1 0^{- 34} J \cdot s,$ 真空中光速c=10³m/s)

(2)、调整α，得到从粒子离开加速电场到粒子到达接收器所经历的时间t与α的关系如图2所示，求加速电脑电压U 以及粒子比荷K。

(3)、质谱仪稳定工作时，测得接收器每秒接收的粒子数为n.若再测一个除电荷量和质量以外的物理量，便用(2)问的基础上得到粒子的质量。请写出该物理量.并推导粒子质量表达式(所有物理量均用字母表示)。

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2、如图所示，质量为4kg的木板上放有一个质量为1kg的机器人，木板始终受到水平向右、大小为5N的恒力作用。初始时木板与机器人一起以1m/s的速度沿水平地面向右匀速运动。机器人正上方有一个沿竖直方向可以伸缩、水平向右速度恒为1m/s的机械夹爪。某时刻夹爪将机器人向上提起，2s后放回木板，同时夹几缩回.机器人在摩擦力的作用下最终与木板相对静止。g取 $10 m / s^{2},$ 机器人可视为质点，机器人被提起和放1瞬间竖直方向速度均为零。求

(1)、机器人被提起的2s内，木板位移的大小。

(2)、从机器人被放回木板到与木板相对静止的过程中，摩擦力对机器人所做的功。

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3、下图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形(中间部分未画出)，此时平衡位置在x=x，的质点处于波峰。

(1)、写出该波的波长.以及xₙ在10~14m范围内的所有可能值。

(2)、若平衡位置位于原点处的质点在0~1s内通过的路程为5cm，求该波的周期和波速。

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4、问题探究
某学生兴趣小组通过查阅资料了解到，利用电磁阀控制压缩空气驱动活塞运动可实现公交车门开合、遂以“电控气动技术的原理探索与应用“为主题开展探究式学习。

(1)、分析电控气动门工作原理
图1是电控气动系统开门过程的简化图。电磁阀中的固定铁芯与线圈组成电磁铁，当开关S₁闭合时，衔铁在电磁铁的吸引下带动三个阀芯一起向左运动，复位弹簧被压缩，储气罐内压缩空气经气孔B 进入汽缸右侧气室。推动汽缸内活塞向(填“左”或“右”)运动，车门打开。同时，汽缸左侧气室中的气体从气孔(填“S”或“R”)排出。当S断开时、复位弹簧推动衔铁和阀芯向右运动，压缩空气推动活塞，车门关闭。₁

(2)、探究复位弹簧的受力情况
①同学们测量了复位弹簧在弹性限度内受到的作用力 F与形变量x的数据，并标在了坐标纸上。如图2所示，请在答题卡上绘制出该弹簧的 F-x图像。
同学们据此估算出电磁阀中电磁铁对阀芯的作用力仅有几牛顿，而资料显示，公交车实现车门开合所需的作用力高达上千牛顿。系统利用电控气动技术实现了“四两拨千斤”的效果。

(3)、电控气动技术的应用设计
受此启发，同学们设计了一款温室自动开窗器，电路如图3所示。控制电路板的程序能够实现温度高于35℃时自动闭合开关S₂ ，温度低于25℃时自动断开S₂。电磁阀线圈工作电压为24 V，而控制电路板的工作电压(5V)和电流较小，需配置电磁继电器作为控制开关，请在答题卡相应图上连线，完成电路，实现如下效果：S₂闭合时，电磁阀中的电磁铁吸引衔铁左移，窗户打开；S₂断开时，电磁阀中的衔铁右移，窗户关闭。

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5、

(1)、某同学用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系。将甲、乙两测力计水平连接在一起，测力左侧固定，用手向右缓慢拉测力计乙.拉至某位置时两测力计示数如图1所示。①测力计乙的读数是N。
②实验中发现两测力计示数总是明显不同，原因可能是。(单选)
A.两测力计的量程不同
B.两测力计弹簧的材质不同
C.使用测力计前未正确调零

(2)、图2为探究电容器充、放电实验的电路图，实验选用内阻为几千欧姆的电压表和内阻很的电流表，
①实验时将开关S接1端，可观察到电流表指针(填字母，“A.迅速偏转到某位置后稳定不动”或“B.迅速偏转到某位置后往回偏转”)、同时电压表指针偏转到某位置后稳定不动。
②现将S与1端断开，但尚未与2端连接、此时发现电压表的指针逐渐向零刻度偏转。经检查器材完好，线路连接正确，出现此现象的原因可能是。

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6、如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L，电阻不计，左端接有输出电流大小恒为1的流源，电流方向如图。导轨间分布着两个紧邻的正方形磁场区域，宽度均为L，左侧磁场方向竖直向下，右脚场方向竖直向上，以导轨上两磁场交界处的O点为坐标原点，沿导轨方向建立x坐标轴，两磁场的磁感应强大小B仅随坐标x变化，且满足 $B = {\begin{array}{l} 2 B_{0} \frac{∣ x ∣}{L}, & 0 \leq ∣ x ∣ \leq \frac{L}{2}, \\ 2 B_{0} (1 - \frac{∣ x ∣}{L}), \frac{L}{2} < ∣ x ∣ \leq L, \end{array}$ 式中B。为已知常量。t=0时，一根质量为n轨间电阻为R的导体棒以初速度v₀从x=0处向右运动；t=t₀时，导体棒第一次到达 $x = \frac{L}{2}$ 处，且速度为0，运动过程中导体棒始终与导轨接触良好且垂直，不计空气阻力，忽略磁场的边界效应及电流对磁场的影响列说法正确的是（）

A、导体棒做简谐运动 B、初速度 $v_{0} = \sqrt{\frac{B_{0} I L^{2}}{2 m}}$ C、若初速度变为0.5v₀ ，则导体棒的速度第一次变为0所需时间为 $\frac{\sqrt{2}}{2} t_{0}$ D、若初速度变为1.5v₀ ，则导体棒将以两磁场交界线为中心做往复运动

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7、某千斤顶的结构如图所示，四根等长杆由铰链相连。摇动手柄竖直抬升重物过程中，A、C两点缩短2mm，当 $∠ C A B = 4 5^{∘}$ 时，下列说法正确的是

A、A与C两点速度大小相等，方向相反 B、B点速度方向竖直向上，大小为2mm/s C、C点速度方向沿CB向上，大小为1m m/s D、A点相对C点的速度沿水平方向，大小为2mm/s

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8、图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为U的正弦交流电源，原、副线n₁、n₂ ， R为保护电阻。稳定工作时交流电流表的读数为1，若等离子体可等效为定值电阻，其严压波形如图2所示，U。为电压峰值、T为周期，则下列说法正确的是

A、副线圈电压为 $\frac{n_{2}}{n_{1}} U$ B、原线圈中电流为 $\frac{n_{1}}{n_{2}} I$ C、电源电压周期为 $\frac{n_{2}}{n_{1}} T$ D、等离子体的等效电阻为 $\frac{\sqrt{2} U}{2 l}$

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9、为清除太空碎片对航天器的潜在威胁，某兴趣小组提出一种设想。如图所示，一质量为m的太半径为r的匀速圆周运动，在Q点受到一个与其速度方向垂直且背离地心向外的瞬时冲量/作椭圆轨道，最终进入大气层而烧毁，设地球质量为M、引力常量为G、则该太空碎片受到冲量作用

A、 $\frac{G M m}{r} + \frac{l^{2}}{2 m}$ B、 $\frac{G M m}{2 r} + \frac{F}{2 m}$ C、 $\frac{G M m}{r} + \frac{l^{2}}{2 m} + I \sqrt{\frac{G M}{r}}$ D、 $\frac{G M m}{2 r} + \frac{l^{2}}{2 m} + I \sqrt{\frac{G M}{r}}$

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10、如图所示、在长直螺线管中间区域放置一个匝数为n、面积为S的同轴小线圈。已知，长直螺线管通电后其内部磁场处处相同，磁感应强度的大小B与螺线管中的电流l成正比，即B=al。在一段时间内，若电流l随时间t的变化关系满足1=βt(β为常量).由理想电压表测出小线圈的感应电动势为E，则α可以表示为 ( )

A、 $\frac{\sqrt{2} E}{β S}$ B、 $\frac{\sqrt{2} E}{n β S}$ C、 $\frac{E}{β S}$ D、 $\frac{E}{n B S}$

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11、如图所示，一根粗细均匀的细金属丝置于两挡板之间的水平狭缝中央.其中心轴与狭缝平行.直径小于狭缝宽度。一束平行单色光垂直挡板入射，在屏幕上形成了稳定的双缝干涉图样，相邻两条亮条纹中心间距为△x。若金属丝经加热均匀膨胀，则 ( )

A、△x变小 B、△x变大 C、双缝间的距离减小 D、双缝间的距离不变

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12、我国科技爱好者复原了春秋战国时期带有刃车曺(wèi)的马车，并对其性能进行了测试。在 $t_{1} - t_{3}$ 时间内，若马车以恒定功率在水平路面上沿直线运动.速度从v₁加速到v₂ ，假定马车所受阻力不变.则马车运动的v-t图像可能是 ( )

A、 B、 C、 D、

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13、一款自动监测环境气压的装置由粗细均匀、导热良好的U形管和自动监测系统组成。如图所示，竖直放置的U形管右端开口，左侧管内用水银封闭了一定质量、可视为理想气体的空气。监测系统通过监测右侧液面的变化，结合温度即可得到环境气压。若外界温度下降的同时环境气压也发生了变化，导致U形管右侧液面上升.忽略水银体积变化，则封闭气体的

A、内能增加 B、压强增大 C、分子的数密度减少 D、分子热运动的平均动能不变

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14、河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”，实现了对低空飞行器的全天候实时监测。当飞行器靠近时，固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷，在感应电荷产生的静电场中，电场线( )

A、是闭合曲线 B、从感应正电荷出发 C、在无电荷区域相交 D、终止于感应正电荷

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15、某同学健身时，哑铃被举高0.5m后再回到原位置，如图所示。如此重复10次，哑铃的位移大小为( )

A、0 B、5m C、10m D、11m

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16、如图所示，竖直平面内固定有半径为R=1m的光滑四分之一圆轨道AB、水平直轨道BC、DO以及以速度v=3m/s逆时针转动的水平传送带CD，OD上有一轻质弹簧，一端固定在O点另一端自然伸长于E点，各轨道平滑连接。现有一质量为m=2kg的滑块（可视为质点）从轨道AB上高为h处由静止下滑，已知L_BC=0.2m，L_CD=0.4m，L_DE=0.3m，滑块与BC、DE间的动摩擦因数均为μ₁=0.3，与传送带间的动摩擦因数为μ₂=0.5，E点右侧平面光滑，整个过程不超过弹簧的弹性限度，重力加速度g取10m/s²。
（1）若h=0.2m，求滑块运动至B处时对轨道的作用力F_N；
（2）若要使滑块能到达D点，且不再离开DE，求滑块下落高度满足的条件；
（3）若滑块第一次到达D点速度恰为0，求这一过程滑块通过传送带产生的热能。

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17、如图所示，圆锥中心轴线处有一竖直细杆 $O O'$ ，锥面光滑，母线与竖直方向的夹角为 $θ$ 。有两段长度分别为 $L$ 、 $2 L$ 的轻质细线，上端固定在 $O O'$ 上的同一点，下端系有质量之比为 $1 ： 2$ 的小球 $A 、 B 。$ 若圆锥随 $O O'$ 转动的角速度 $ω$ 从零开始缓慢增大，小球也与轴做同角速度的转动且可视为质点，重力加速度大小为 $g$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、 $A$ 球与 $B$ 球同时离开锥面 B、 $B$ 球比 $A$ 球先离开锥面 C、当 $ω = \sqrt{\frac{3 g}{L c o s θ}}$ 时， $O A$ 线与 $O O'$ 的夹角比 $O B$ 线与 $O O'$ 的夹角大 D、当 $ω = \sqrt{\frac{3 g}{L c o s θ}}$ 时， $O B$ 线与 $O O'$ 的夹角比 $O A$ 线与 $O O'$ 的夹角大

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18、如图所示，O₁是一个半径为2R，质量为M的密度均匀球体的球心，现在其内以O₂为球心挖去一个半径为R的球，并在O₂处放置一个质量为m的质点。若已知质量分布均匀的薄球壳对壳内物体的引力为零，则O₁球剩余部分对m的万有引力为（）

A、 $\frac{G M m}{8 R^{2}}$ B、 $\frac{G M m}{4 R^{2}}$ C、 $\frac{7 G M m}{8 R^{2}}$ D、 $\frac{G M m}{R^{2}}$

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19、如图所示，足够长的光滑水平地面上有1000个大小相同的小球排成一排，相邻两球间距为 $L$ ，将其从左到右依次编号。质量为 $m$ 的小圆环 $A$ 套在足够长的光滑水平杆上，位于1小球正上方 $L$ 处。现将质量为 $3 m$ 的小球 $B$ 通过长度为 $L$ 的轻绳与 $A$ 连接，初始时轻绳处于水平绷直状态， $A$ 、 $B$ 均静止。某时刻释放小球 $B$ ， $B$ 到达最低点时轻绳恰好断裂，之后 $B$ 在水平地面上与1号球发生碰撞，已知1号小球的质量为 $3 m$ ， $2 \sim 1000$ 号小球的质量均为 $m$ 。题中所有小球之间的碰撞均视为弹性正碰。已知重力加速度大小为 $g$ ，不计空气阻力，小球大小忽略不计。求：

(1)、轻绳断裂时 $B$ 的速度大小 $v_{B}$ ；

(2)、1号球与2号球第一次碰撞后，2号球所获得的速度 $v_{2}$ ；

(3)、若1号球与2号球第一次碰撞后，立即给1号球施加水平向右的恒定外力 $F$ （图中未画出， $F$ 远远小于1、2球碰撞时的作用力），使1号球每次以相同速度与2号球相碰，且该速度等于两球第一次碰前瞬间1号球的速度，直到1~1000号小球速度第一次都相等时撤去外力，求外力 $F$ 作用下1号球的位移 $x$ 及最终1号球与1000号球之间距离 $d$ 。

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20、如图所示，游戏装置由光滑倾斜轨道 $A B$ ，半径 $R = 2 \sqrt{3} m$ 的光滑圆弧轨道 $B C$ ，长为 $L = 9.0 m$ 水平轨道 $C D$ 和高为 $h = \sqrt{3} m$ 光滑高台 $E F$ 构成。倾角为 $θ$ 的直角斜面体紧贴着高台边缘 $E D$ ，且与高台 $E F$ 等高。现将质量 $m = 0.5 kg$ 的小物块从倾斜轨道上高度为 $H = 4 \sqrt{3} m$ 的 $A$ 处由静止释放，小物块恰好能到达高台边缘 $E$ 点。若斜面体向左移动，固定在 $C D$ 间的任一位置，小物块仍从同一高度 $H$ 处由静止释放，发现小物块从斜面体顶端斜抛后也恰好落在高台边沿 $E$ 点。已知小物块与水平轨道 $C D$ 和与斜面体之间的动摩擦因数均为 $μ$ ，小物块可视为质点，不计空气阻力，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、小物块到达圆弧轨道最低点 $C$ 时，小物块所受支持力 $F_{N}$ 的大小；

(2)、动摩擦因数 $μ$ ；

(3)、斜面体倾角 $θ$ 。

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