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相关试卷

1、某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。长为l不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接一质量为m的小钢球（大小不计），竖直平面内固定一外部标有刻度（图中未画出）的光滑半圆导轨，如图所示。当小钢球在最低点时它与半圆导轨恰好不接触，现给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使它在竖直平面内摆动，记录钢球在向上摆动过程中拉力传感器示数的最大值F _max和最小值F _min ，当F _min刚好为0时，轻绳与水平方向的夹角为θ。改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的 $F_{\max} - \sin θ$ 图像是一条直线，已知重力加速度大小为g。

(1)、若小钢球摆动过程中机械能守恒，则 $F_{\max} - \sin θ$ 图像的数学表达式为（用题中所给的已知物理量符号表示）。

(2)、若 $F_{\max} - \sin θ$ 图线的斜率为k，则小钢球的质量m为。（用题中所给的已知物理量符号表示）

(3)、该实验系统误差的主要来源是_________（填正确答案序号）。

A、小钢球摆动角度偏大 B、小钢球初始速度不同 C、小钢球摆动过程中有空气阻力

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2、如图所示，AME、HDG为两条足够长的光滑平行金属导轨。导轨倾斜部分倾角θ=30°，置于垂直倾斜导轨平面向下、磁感应强度大小为2T的匀强磁场中，距离MD足够远处放置一质量为20g、内阻不计的导体棒ab。导轨水平部分通过导线分别连接有电容C=5000μF的电容器和R=2Ω的电阻，导轨G端接有一单刀双掷开关。t=0时刻开关接1，对导体棒施加一个沿导轨向上、功率恒定的牵引力F，使导体棒从静止开始沿导轨向上运动，t=4s时达到最大速度2m/s，0~4s内电阻R上产生的热量为8.5J。t=6s时撤去牵引力，同时断开开关；t=6.4s时，开关接2。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，导轨间距L=0.5m，重力加速度g=10m/s² ，则（　　）

A、0~6s内导体棒先做匀加速运动后做匀速运动 B、整个过程中牵引力做功为13.2J C、导体棒沿轨道向上运动的最远距离为6m D、t=7s时，导体棒的速度大小为2.4m/s

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3、北京冬奥会高台滑雪场地示意如图。一运动员（含装备）的质量为m，从助滑坡上A点由静止沿坡（曲线轨道）下滑，经最低点B从坡的末端C起跳，在空中飞行一段时间后着陆于着陆坡上D点。已知A、C的高度差为h₁ ， C、D的高度差为h₂ ，重力加速度大小为g，摩擦阻力和空气阻力不能忽略，运动员可视为质点。则下列判定正确的是（　　）

A、运动员在B点处于超重状态 B、运动员起跳时的速率 $v_{C} > \sqrt{2 g h_{1}}$ C、运动员着陆前瞬间的动能 $E_{k D} < m g (h_{1} + h_{2})$ D、运动员在空中飞行的时间 $t = \sqrt{\frac{2 h_{2}}{g}}$

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4、如图所示，a、b、c、d为四个质量均为m的带电小球（可视为点电荷），小球a、b、c在光滑绝缘水平面内的半径为R同一圆周上处于静止状态，O点为圆心，三小球所在位置恰好将圆周三等分。d小球位于圆心O点正上方距离为R处，d小球在外力和静电力的作用下处于静止状态，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A、a、b、c三个小球带等量同种电荷 B、O点处电场强度为零 C、a、b、c所在圆周上各点电势都相等 D、a、d两小球的电荷量之比为 $\sqrt{6}$ ：4

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5、某次无人机完成航拍任务后悬停在距离地面高H=80 m处，通过遥控使它先以a₁ =8 m/s²的加速度竖直向下运动，经过t₁ =2 s后，再使无人机向下做匀减速直线运动，落地时无人机的速度恰好为零，已知无人机的总质量m=20kg，重力加速度g取10m/s² ，则（　　）

A、整个过程无人机的运动时间为8s B、减速阶段，无人机的加速度大小为4m/s² C、加速阶段空气作用力与减速阶段空气作用力的大小之比为1：6 D、整个过程中重力与空气作用力的冲量大小之比为1：2

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6、某学习小组利用手摇发电机研究远距离输电，如图1所示是手摇发电机原理示意图，手摇发电机产生正弦交流电，通过电阻为 $r$ 的长导线到达用户，经过理想降压变压器降压后为灯泡供电，如图2所示是输电线路简图，灯泡A、B电阻相同且保持不变，不计其他电阻。则（　　）

A、保持手摇转速不变，闭合 $S_{1}$ ，灯泡A变亮 B、保持手摇转速不变，闭合 $S_{1}$ ，摇动发电机更省力 C、手摇转速加倍的同时闭合 $S_{1}$ ，灯泡A消耗功率增大 D、手摇转速加倍，则灯泡A闪烁频率减半

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7、1994年发生了苏梅克-列维9号彗星与木星相撞事件，由于强大的引力潮汐效应，相撞前彗星被撕裂为二十几块。如图所示的简化模型能解释引力潮汐效应。质量分布均匀的球状行星半径为R、密度为ρ，两质量均为m的球体可视为质点，固定在长为L的轻质细杆两端。两球体在行星引力作用下自由下落，杆一直沿竖直方向，某时刻下端球体与行星表面间距离为h，忽略两球间的万有引力。关于杆上张力F随上述中的一个物理量变化的情况，下列说法正确的是（　　）

A、L越大，F越小 B、ρ越大，F越小 C、m越大，F越小 D、h越大，F越小

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8、如图所示，同学们在学校操场练习投掷实心球。假设两同学在同一高度(足够高)分别以大小为v₀₁=2m/s、v₀₂=8m/s的水平初速度沿相反方向同时抛出两小球，不考虑空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s²。则两球从抛出到速度方向垂直时所经历的时间为（　　）

A、0.3 s B、0.4 s C、0.5 s D、0.6 s

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9、“嫦娥五号”带回的月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质 $_{2}^{3} He$ ， $_{2}^{3} He$ 是一种清洁的可控核聚变燃料。已知 $_{2}^{3} He$ 与 $_{1}^{2} H$ 聚变时的核反应方程为： $_{1}^{2} H +_{2}^{3} He \to_{2}^{4} {He+}_{1}^{1} H$ 。已知 $_{1}^{2} H$ 的比结合能为1.09 MeV， $_{2}^{3} He$ 的比结合能为2.57 MeV， $_{2}^{4} He$ 的比结合能为7.07 MeV。则该核聚变反应释放的核能约为（　　）

A、3.3 MeV B、4.0MeV C、17.6 MeV D、18.4 MeV

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10、现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的O点由静止释放，运动到磁场的下边界的P点时正好与下边界相切。若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N，下列说法正确的是（）

A、匀强电场的场强大小为 $\frac{B^{2} q d}{m}$ B、粒子从O点运动到P点的时间 $t = \frac{(π + 4) m}{2 q B}$ C、粒子经过N点时速度大小为 $\frac{B q d}{m}$ D、M、N两点的竖直距离为 $\frac{3}{4} d$

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11、如图所示，两根质量均为 $m = 2 kg$ 的相同金属棒a、b垂直地放在水平导轨 $M N M^{'} N^{'}$ 和 $P Q P^{'} Q^{'}$ 上，左右两部分导轨间距之比为 $1 : 2$ ，导轨间有大小相等但左右两部分方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，金属棒b开始位于图中 $M^{'} P^{'}$ 位置，金属棒a在NQ位置。b用绝缘细线绕过光滑定滑轮和一小物块c相连，c的质量 $m_{C} = 2 kg$ ， c开始时距地面高度 $h = 4.8 m$ 。整个导轨光滑，且和金属棒接触良好，开始用手托着c使系统持静止。现放手开始运动，物体c触地后不再反弹，此时两棒速率之比 $v_{a} : v_{b} = 1 : 2$ ，此过程b棒上产生的焦耳热为10J，设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动， $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：
（1）从开始运动到c物体着地过程中，a棒上产生的焦耳热；
（2）c物体着地时，两棒的速度大小 $v_{a}$ 和 $v_{b}$ ；
（3）假设磁感应强度 $B = 1 T$ ，左侧导轨宽度为1m，求c物体着地后到最后稳定时通过a棒的电荷量为多大？

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12、如图甲所示，底端带有固定挡板倾角为 $θ = 37 °$ 足够长的斜面体固定在水平面上，质量为 $m = 2 kg$ 的物块静止在斜面体底端，从某时刻起，物块受到一个沿斜面向上的拉力F作用，拉力F随物块从初始位置第一次沿斜面向上的位移x变化的关系如图乙所示，随后不再施加外力作用，假设物块与固定挡板碰撞前后速率不变，碰撞时间不计，已知物块与斜面之间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ， $sin 37 ° = 0.6$ ， $cos 37 ° = 0.8$ ， g取 $10 {m/s}^{2}$ 。
（1）物块在上滑过程中的最大速度；
（2）物块沿斜面上滑的最大位移和物块在斜面上运动的总路程。

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13、如图所示，粗细均匀的“L”形玻璃管，A端封闭，B端开口， $A C$ 水平、 $B C$ 竖直。在玻璃管内用水银封闭了一定质量的理想气体，气柱和各段水银柱长分别为 $L_{1} = 50 cm$ ， $L_{3} = 10 cm$ ， $L_{4} = 24 cm$ ，外界大气压 $p_{0} = 75 cmHg$ 。保持温度不变，现将B端封闭，再将“L”形玻璃管绕C点缓慢顺时针旋转90°使 $A C$ 竖直，这时 $A C$ 管中水银柱长度变为 $L_{5} = 5 cm$ ，求开始时 $B C$ 管中空气柱的长度 $L_{2}$ 。

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14、某同学欲把一量程未知，内阻未知的电流表G改装成一个量程为3V的电压表。

(1)、为测量电流表G的量程，该同学设计了如图甲所示用半偏法测电流表量程和内阻的实电路。实验步骤如下：
①把滑动变阻器的滑动触头滑到端（填“a”或“b”）；
②闭合开关，调节滑动变阻器 $R_{1}$ 滑片至中间位置附近某处，并将电阻箱阻值调到40Ω时，电流表G恰好满偏，此时电压表V的示数为1.5V；
③将电阻箱阻值调到 $90 Ω$ ，微调滑动变阻器 $R_{1}$ 滑片位置，使电压表V示数为1.5V，电流表G的指针恰好半偏，由以上数据可得表头G的内阻 $R_{g} =$ Ω，表头G的量程 $I_{g} =$ mA。

(2)、电流表G改装成一个量程为3V的电压表时，应该联Ω的电阻。

(3)、实验中用如图乙所示的电路校准改装后的电压表，当标准电压表为的读数为3.0V时，电流表的示数如图丙所示，此时电流表的读数为mA，电压表的相对误差为（ $相对识差 = |\frac{测量值 - 真实值}{真实值}|$ ，本问结果可用分数表示）。

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15、为了验证碰撞中的动量守恒定律，某同学采用如图所示的装置进行了实验：
①安装实验装置，将斜面固定在水平桌边O，小球B放在桌子边缘，水平桌面上固定轻弹簧，A球将弹簧压缩到位置K处；
②实验中，经过多次从同一位置K由静止释放入射小球A，在记录纸上找到了未放被碰小球B时，入射小球A的平均落点P，以及A球与B球碰撞后，A，B两球平均落点位置M，N，并测得它们到抛出点O的距离分别为 $O P$ ， $O M$ ， $O N$ 。

(1)、若入射小球的质量为 $m_{1}$ ，半径为 $r_{1}$ ；被碰小球的质量为 $m_{2}$ ，半径为 $r_{2}$ ，则要求______（填字母序号）。

A、 $m_{1} > m_{2}$ ， $r_{1} > r_{2}$ B、 $m_{1} > m_{2}$ ， $r_{1} < r_{2}$ C、 $m_{1} > m_{2}$ ， $r_{1} = r_{2}$ D、 $m_{1} < m_{2}$ ， $r_{1} = r_{2}$

(2)、水平桌面光滑，两球的质量测量（均填“必须”或“不必”）。

(3)、如果A，B两球在碰撞过程中动量守恒，则 $m_{1}$ ， $m_{2}$ ， $O P$ ， $O M$ ， $O N$ 之间需满足的关系式是。

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16、如图所示， $A C D E F G$ 区域内有磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场（边界处有磁场）各边的长度如图所示。粒子源P放置在E点，可以沿底边向右发射质量为m、电荷量为 $+ q$ 的粒子，粒子速率各不相同，不计粒子重力及相互间的作用，下列说法正确的是（）

A、粒子在磁场中运动的最长时间为 $\frac{3 π m}{2 q B}$ B、在 $D E$ 边上，有 $\frac{a}{2}$ 的长度有粒子打到DE上 C、在 $C D$ 边上，有 $\frac{a}{2}$ 的长度有粒子打到 D、若粒子打在 $G F$ 边上距离F点 $\frac{a}{2}$ 处，则粒子的速度大小为 $\frac{5 q B a}{4 m}$

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17、如图所示，水平面上有一段半径很大的光滑圆弧，半径为R，圆弧所对圆心角 $θ < 5 °$ ，圆弧的最高点与光滑水平桌面的末端在同一竖直线上。三个可视为质点的小球分别放在如图所示的位置，其质量关系为 $m_{B} = 4 m_{A} = 4 m_{C} = 4 m$ ，开始时A球锁定。现使C以 $v_{0}$ 的初速度水平向右运动，与B碰撞后C的动能减少了75%，碰撞的同时，解除对A球的锁定，A和B两球恰好在圆弧轨道的最低点相遇，已知重力加速度为g，则（）

A、C和B的碰撞过程为弹性碰撞 B、碰撞后B的速度大小为 $\frac{v_{0}}{8}$ C、碰撞后到A和B相遇，C的位移大小为 $\frac{π v_{0}}{4} \sqrt{\frac{R}{g}}$ D、桌面距离圆弧最低点的高度为 $\frac{1}{8} π^{2} R$

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18、如图所示，一带电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M，N和Q是轨迹上的三点，其中M点在轨迹的最右端， $N Q$ 垂直于电场线。不计重力，下列表述正确的是（）

A、粒子在M点速度不可能为0 B、粒子在N点和Q点动量相同 C、粒子所受电场力沿电场方向 D、粒子在电场中的电势能先增加后减小

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19、如图甲所示，光滑斜面倾角为 $θ$ ，在斜面底部固定一轻弹簧，一物体放在弹簧上，用外力压弹簧后释放物块，物块在沿斜面向上运动过程中的 $v - t$ 图像如图乙所示，其中 $0 \sim t_{2}$ 为正弦曲线的一部分， $t_{2} \sim t_{3}$ 为直线，已知物块质量为m，重力加速度为g，则（）

A、 $t_{2}$ 时刻物块与弹簧分离 B、 $t_{2}$ 时刻物块的加速度大小为0 C、0时刻弹簧的弹力大于 $2 m g sin θ$ D、物块运动过程中机械能守恒

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20、如图所示，两根相同的圆柱形木杆 $AB$ 和 $CD$ 相互平行，与水平方向的夹角为 $α$ 。将一摞总质量为 $m$ 的瓦片放置在两木杆之间，两杆对瓦片弹力的夹角为 $θ$ ，瓦片处于静止状态，已知重力加速度为g，则瓦片受到 $AB$ 杆的摩擦力、支持力大小分别为（）

A、 $\frac{1}{2} m g cos α$ ， $\frac{m g cos α}{2 sin \frac{θ}{2}}$ B、 $\frac{1}{2} m g cos α$ ， $\frac{m g cos α}{2 cos \frac{θ}{2}}$ C、 $\frac{1}{2} m g sin α$ ， $\frac{m g cos α}{2 sin \frac{θ}{2}}$ D、 $\frac{1}{2} m g sin α$ ， $\frac{m g cos α}{2 cos \frac{θ}{2}}$

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