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相关试卷

1、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”、“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”和“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题图乙所示，已测得遮光片的宽度d=0.01m，遮光片到竖直转轴的距离R=0.3m，滑块的质量m=0.15kg，则滑块到竖直转轴的距离r =m。

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2、蹦极是一项非常刺激的户外休闲运动，其情景如图甲所示。某兴趣小组为了研究蹦极运动过程，将蹦极者视为质点，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，安装在人身上的传感器可测量人在不同时刻下落的高度及速度。设人及所携带设备的总质量为60kg，弹性绳原长为10m，重力加速度为g=9.8m/s²。弹性绳一端固定于蹦极台上，另一端固定于人上，人从蹦极台由静止下落，根据传感器测到的数据，得到图乙所示的速度—位移（v-x）图像。

(1)、由图乙可知，人下落位移为25m时的加速度方向为（选填“竖直向上”、“竖直向下”），人下落过程中的最大速度为 m/s。

(2)、若弹性绳弹力与形变量之间的关系满足胡克定律，则根据图像求得弹性绳的劲度系数为 N/m。（保留三位有效数字）

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3、小葛同学设计了一种机器猫抓小球的游戏装置，模型如图所示，倾角为θ＝30°的足够大斜面固定在水平地面上，ABCD为矩形，其中AB边水平，发射机固定于N点，打开发射机开关，光滑小球立即以平行于BC边的初速度v₁=20m/s沿斜面运动，忽略光滑小球在发射机内运动的时间，忽略机器猫的反应时间和加速时间，机器猫启动后能从AD边M点立即以水平向右的速度v₂做匀速直线运动，其中10m/s≤v₂≤15m/s，AM距离为d=30m，AN距离为L=40m，游戏规定机器猫启动后在抓到小球前只能以v₂做匀速直线运动、不能停止，不计空气阻力，机器猫和小球均可视为质点，重力加速度g取10m/s²。下列说法正确的是（　　）

A、小球被发射后，经4s上升到最高点 B、若打开发射机开关的同时机器猫启动，则机器猫有可能抓到小球 C、若从打开发射机开关开始计时，3s时机器猫启动，则机器猫有可能抓到小球 D、若从机器猫启动开始计时，在 $\frac{2}{3} s \leq t \leq 2 s$ 范围内打开发射机开关，则机器猫有可能抓到小球

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4、2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古自治区预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。嫦娥六号探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成。在嫦娥六号月球背面采样之旅中，探测器的着陆器上升器组合体着陆月球要经过减速、悬停、自由下落、软着陆等阶段。在距离月球地面高度为h时，着陆器组合体在大推力发动机的作用下处于悬停状态（可认为是相对于月球静止），然后关闭发动机，最后利用减速装置减速后，以一定的安全速度软着陆。已知悬停时发动机提供的推力为F，着陆器组合体的质量为m，月球半径为R，万有引力常量为G。下列说法正确的是（　　）

A、距离月球地面高度为h处的重力加速度为 $\frac{F}{m}$ B、月球的质量 $\frac{F {(R + h)}^{2}}{G}$ C、在软着陆减速过程中，着陆器组合体处于失重状态 D、月球的第一宇宙速度为 $\sqrt{\frac{F {(R + h)}^{2}}{m R}}$

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5、秦山核电站生产 ${}_{6}^{14}C$ 的核反应方程为 ${}_{7}^{14}N + {}_{0}^{1}n \to {}_{6}^{14}C + X$ ，其产物 ${}_{6}^{14}C$ 可以自发进行衰变，其衰变方程为 ${}_{6}^{14}C \to {}_{7}^{14}N + Y$ 。下列说法正确的是（　　）

A、X是 ${}_{0}^{1}n$ B、X是 ${}_{1}^{1}H$ C、Y是 ${}_{- 1}^{0}e$ D、Y是 ${}_{1}^{0}e$

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6、如图甲所示的发光弹弓飞箭是夏季广场常见的玩具，其利用弹弓将飞箭射向高空。假设质量为m=0.2 kg的飞箭从地面以初速度v₀=10m/s竖直向上射出，若运动过程中飞箭受到的空气阻力f与其速率v成正比，其关系为f = kv。飞箭运动的速率随时间变化的规律如图乙所示，其在t₁时刻到达最高点后再落回地面，落地速率为v₁=2m/s，且落地前飞箭已经做匀速直线运动，重力加速度g取10m/s² ，下列关于飞箭运动的说法正确的是（　　）

A、k的值为0.1 N $\cdot$ s/m B、飞箭在上升过程的平均速度大于5 m/s C、飞箭射出瞬间的加速度大小为60 m/s² D、飞箭的加速度在上升和下降的过程中都在逐渐增大

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7、2024巴黎奥运会已圆满结束，中国运动健儿们再创佳绩。如图所示，MN为排球网，在一次排球比赛中运动员从M点左上方的P点将排球水平击出，排球恰好从M点越过球网落到对方场地。已知P、M两点的竖直高度差为h，水平距离为4h，重力加速度为g，排球可视为质点，不计空气阻力，则排球经过M点时的速度大小为（　　）

A、 $\sqrt{2 g h}$ B、 $2 \sqrt{g h}$ C、 $2 \sqrt{2 g h}$ D、 $\sqrt{10 g h}$

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8、暑假里，小李同学和小伙伴们玩起了一种趣味运动，手持乒乓球拍托实心塑料球移动，距离大者获胜。若小李在趣味运动中沿水平方向做匀加速直线运动，手、球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为θ，如图所示。设球的质量为m，不计球拍和球之间的摩擦力，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A、球拍对球的作用力大小为mgcosθ B、球的加速度大小为gtanθ C、球拍对球不做功 D、球的重力做负功

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9、如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢地从底部经过b点爬到a点。则下列说法正确的是（　　）

A、碗对蚂蚁的摩擦力变大 B、碗对蚂蚁的支持力变大 C、碗对蚂蚁的作用力变小 D、蚂蚁的合外力变小

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10、“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。在“空气充电宝”某个工作过程中，“空气充电宝”内一定质量理想气体的 $p - T$ 图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A、a到b过程中，外界对“空气充电宝”内气体做正功 B、a到b过程中，“空气充电宝”内气体从外界吸收热量 C、b到c过程中，“空气充电宝”内气体内能不变 D、b到c过程中，“空气充电宝”内气体分子的平均动能增大

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11、如图所示，可视为质点的机器人通过磁铁吸附在船舷外壁面检测船体。外壁面可视为斜面，与竖直方向夹角为θ。船和机器人保持静止时，机器人仅受重力G、支持力F_N、摩擦力F_f和磁力F的作用，磁力垂直于壁面。下列关系式正确的是（　　）

A、F=F_N B、G =F_f C、G = F_fcosθ D、F_f = G cosθ

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12、如图所示，歼-20沿曲线MN向上爬升，图中画出表示歼-20在P点速度的四种方向，其中可能正确的是（　　）

A、① B、② C、③ D、④

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13、如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴匀速转动，圆盘与水平桌面的夹角为 $θ$ ，圆盘的半径为R，圆盘边缘处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为 $μ > 3 \tan θ$ ，小物块经过圆盘的最低点A处时受到的摩擦力大小为最大静摩擦力的 $\frac{2}{3}$ 。已知小物块的质量为m，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则小物块经过圆盘最高点B处时，下列说法正确的是（　　）

A、小物块恰好不受圆盘面的摩擦力 B、小物块受到的摩擦力方向沿BO方向 C、小物块受到的摩擦力大小为 $\frac{2}{3} μ m g - 2 m g \sin θ$ D、小物块受到的向心力大小为 $\frac{2}{3} μ m g \cos θ - 2 m g \sin θ$

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14、在水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，细杆周期性的击打水面，形成两列水面波，这两列波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图甲所示的稳定干涉图样。如图乙所示，振动片做周期T的简谐运动，两细杆同步周期性地击打水面上的A、B两点，以线段AB为直径在水面上画一个半圆，半径OC与AB垂直。圆周上除C点外还有其他振幅最大的点，D点为距C点最近的振动振幅最大的点。已知半圆的直径为d，∠DBA=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　）

A、水波的波长为 $\frac{d}{5}$ B、水波的传播速度 $\frac{2 d}{5 T}$ C、AB圆周上共有10个振动减弱点 D、若减小振动片振动的周期，C点可能为振幅最小的点

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15、类似光学中的反射和折射现象，用磁场或电场调控也能实现质子束的“反射”和“折射”。如图所示，在竖直平面内有三个平行区域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；Ⅰ区宽度为d，存在磁感应强度大小为B、方向垂直平面向外的匀强磁场，Ⅱ区的宽度很小。Ⅰ区和Ⅲ区电势处处相等，分别为 $φ_{Ⅰ}$ 和 $φ_{Ⅲ}$ ，其电势差 $U = φ_{Ⅰ} - φ_{Ⅲ}$ 。一束质量为m、电荷量为e的质子从O点以入射角 $θ$ 射向Ⅰ区，在P点以出射角 $θ$ 射出，实现“反射”；质子束从P点以入射角 $θ$ 射入Ⅱ区，经Ⅱ区“折射”进入Ⅲ区，其出射方向与法线夹角为“折射”角。已知质子仅在平面内运动，单位时间发射的质子数为N，初速度为 $v_{0}$ ，不计质子重力，不考虑质子间相互作用以及质子对磁场和电势分布的影响。
（1）若不同角度射向磁场的质子都能实现“反射”，求d的最小值；
（2）若 $U = \frac{m v_{0}^{2}}{2 e}$ ，求“折射率”n（入射角正弦与折射角正弦的比值）
（3）计算说明如何调控电场，实现质子束从P点进入Ⅱ区发生“全反射”（即质子束全部返回Ⅰ区）
（4）在P点下方距离 $\frac{\sqrt{3} m v_{0}}{e B}$ 处水平放置一长为 $\frac{4 m v_{0}}{e B}$ 的探测板 $C Q D$ （Q在P的正下方）， $C Q$ 长为 $\frac{m v_{0}}{e B}$ ，质子打在探测板上即被吸收中和。若还有另一相同质子束，与原质子束关于法线左右对称，同时从O点射入Ⅰ区，且 $θ = 30 °$ ，求探测板受到竖直方向力F的大小与U之间的关系。

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16、如图所示，容积为 $2 L$ 的暖水瓶内倒入 $1 L$ 温度为97℃的热水，将瓶塞轻放入瓶口，瓶塞与瓶口内侧接触良好且不漏气。已知瓶口的横截面积为 $12 {cm}^{2}$ ，瓶塞圆台侧面母线与轴线间的夹角为 $α$ ， $\sin α = 0.14$ ， $\cos α = 0.99$ 。瓶塞与瓶口间的动摩擦因数为0.15，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略瓶塞的重力。瓶内气体温度始终与水温相同，瓶内气体可视为理想气体，外界大气压强 $p_{0} = 1 \times 10^{5} Pa$ ，热力学温度与摄氏温度的关系为 $T = (273 + t) K$ 。瓶内温度缓慢降到78.5℃，此时瓶塞恰好不发生滑动。
（1）求瓶内温度为78.5℃时，瓶塞受到的摩擦力大小（结果保留两位有效数字）；
（2）若稍微拔动瓶塞使外部气体进入暖水瓶内，忽略瓶内水温的微小变化，求稳定后进入瓶内的空气质量与原来暖水瓶中空气质量的比值。

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17、某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹。（忽略软笔尖对钢柱运动的影响，已知当地重力加速度为g）

(1)、实验操作时，应该______。（填正确答案标号）

A、先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落 B、先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动

(2)、如图乙所示是某次实验得到的钢柱痕迹图像，其中痕迹O为画出的第一个痕迹，从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为 $h_{A}$ 、 $h_{B}$ 、 $h_{C}$ 、 $h_{D}$ 、 $h_{E}$ 。若钢柱的质量为m，电动机每秒转动n圈，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度 $v_{D} =$ ，此时钢柱的重力势能比开始下落时减少了。（用题中所给物理量的字母表示）

(3)、该同学测量出各痕迹到第一个痕迹O的距离h及各痕迹对应钢柱的下落速度v，然后以h为横轴、以 $v^{2}$ 为纵轴作出了如图丙所示的图线。若钢柱下落过程中机械能守恒，则图线的斜率近似等于。（用题中所给物理量的字母表示）

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18、电子枪除了加速电子外，同时还有使电子束会聚或发散作用，其原理可简化为如图所示。一球形界面外部空间中各处电势均为 $φ_{1}$ ，内部各处电势均为 $φ_{2}$ ， $(φ_{2} > φ_{1})$ ，球心位于z轴上O点。一束靠近z轴且关于z轴对称的电子以相同的速度 $v_{1}$ 平行于z轴射入该界面，电子质量为m，电子电荷量为e，由于电子在界面处只受到法线方向的作用力，其运动方向将发生改变，不考虑相对论相应和电子之间相互作用力。某电子射到界面方向与法线的夹角为 $θ_{1}$ ，它射入球形界面后的运动方向与法线的夹角 $θ_{2}$ （图中未标出），下列描述正确的是（　　）

A、电子束汇聚到O点 B、电子束运动方向 $θ_{1} > θ_{2}$ C、电子通过界面动能增加了 $e (φ_{2} - φ_{1})$ D、电子束运动方向 $sin θ_{2} = \frac{v_{1} sin θ_{1}}{\sqrt{v_{1}^{2} + \frac{2 e (φ_{2} - φ_{1})}{m}}}$

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19、如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为 $\frac{1}{2} l$ ， OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（　　）

A、弹簧的劲度系数为 $\frac{4 m g}{l}$ B、小球在P点下方 $\frac{1}{2} l$ 处的加速度大小为 $(3 \sqrt{2} - 4) g$ C、从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大 D、从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，任意关于P点对称的点小球受到的摩擦力大小相等

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20、有一块厚度为h，半径为R的圆饼状玻璃砖，折射率为 $\sqrt{2}$ ，现经过圆心截取二分之一，如图所示，使截面ABCD水平放置，一束单色光与该面成 $45 °$ 角入射，恰好覆盖截面。已知光在真空中传播速度为c，不考虑玻璃砖内的反射光，以下说法正确的是（　　）

A、从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间为 $\frac{2 \sqrt{6} R}{3 c}$ B、从弧面射出的光线在玻璃砖内传播的最长时间为 $\frac{\sqrt{2} R}{c}$ C、弧面ABCD上有光线射出的面积 $\frac{π R h}{2}$ D、弧面ABCD上有光线射出的面积 $\frac{π R h}{3}$

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