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相关试卷

1、《流浪地球2》提出了太阳氦闪的概念，正是为了躲避氦闪，人类才不得不建造了大量的行星发动机让地球离开太阳系，开启流浪旅程。“氦闪”的本质是恒星内部的3个氦核发生聚变为一个X核，已知一个氦核的质量为m₁ ，一个X核的质量为m₂ ，一个质子的质量为m_p ，一个中子的质量为m_n ，空中的光速为c，则下列说法正确的是（　　）

A、该聚变后X为氮核，反应方程为 ${}_{2}^{4}H e + {}_{2}^{4}H e + {}_{2}^{4}H e \to {}_{6}^{12}N$ B、 ${}_{2}^{4}H e$ 核的比结合能大于X核的比结合能 C、X核的比结合能为 $\frac{(6 m_{p} + 6 m_{n} - m_{2}) c^{2}}{12}$ D、该聚变反应释放的核能为 $(m_{1} - m_{2}) c^{2}$

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2、磁悬浮列车（如图甲所示）是现代高科技轨道交通工具，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触悬浮和导向，目前我国磁悬浮试验样车的速度可达 $600km/h$ 。磁悬浮列车的其中一种驱动模式可简化为图乙所示。总质量为m的列车底部固定有边长为L的正方形线圈，匝数为n，总电阻为R地面上的水平长直导轨之间分布有磁感应强度大小均为B、方向相反、边长均为L的正方形组合磁场。当磁场以速度v₀向右匀速直线运动时，可以为列车提供无接触的牵引和驱动使列车前进。处于悬浮运行状态时列车受到的阻力恒为 $f = \frac{2 n^{2} B^{2} L^{2} v_{0}}{R}$ 。求：
（1）列车刚启动时线圈中的感应电流的大小；
（2）列车速度大小为v时的加速度大小a以及列车能达到的最大速率v_m；
（3）已知从列车启动至达最大速度用时为t，由于驱动列车而消耗的总电能为E，则该过程中线圈产生的焦耳热为多少?不考虑磁场运动过程中的电磁辐射能量耗散。

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3、如图甲所示，太空舱内的弹簧振子沿y轴自由振动，沿x轴方向有一轻质长绳与弹簧振子相连。弹簧振子振动后；长绳某时刻（记为 $t = 0$ 时刻）形成的波形如图乙中实线所示，虚线为 $t = 0.3 s$ 时刻长绳的波形。P点为 $x = 1.5 m$ 处的质点。已知弹簧振子周期T的大小满足 $T < 0.3 s < 2 T$ ，求：
（1）长绳波的波速大小；
（2）质点P的振动方程。

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4、某实验小组查资料发现有一种内阻可调节的电源。如图甲所示为装有稀硫酸溶液的电池，利用针筒调节气压来改变电池中部通道室液面的高度来改变电池内阻。

(1)、通过资料上显示的数据，可以利用该电池验证闭合电路欧姆定律。做法如下：
①按乙图连接电路，用两个数字电压表V₁和V₂分别记录电源的外电压 $U_{外}$ 和内电压 $U_{内}$ 。首先将电路断开，此时读数 $U_{外}$ 为 $2.100 V$ （数字电压表的内阻可达 $10MΩ$ ，因此可认为此时示数等于电源电动势E）；然后每改变一次内阻记一组 $U_{外}$ 和 $U_{内}$ 的数值，多测几组数据，记录表格如图丙表格所示。
次数
$U_{外} /V$
$U_{内} /V$
1
1.700
0.400
2
1.800
0.310
3
1.510
0.590
4
0.616
1.474
5
1714
0.354
丙
②由实验中测得的数据可验证闭合电路欧姆定律的哪一个表达式：（用E、 $U_{外}$ 、 $U_{内}$ 表示）。

(2)、受上述实验启发，该实验小组想利用数字电压表测化学课上学过的原电池的内阻。提供的实验器材有：装有稀硫酸的铜锌原电池（）、数字电压表（Ⓥ）、电阻箱（）、开关两个、导线若干。
①请根据所提供的器材设计测量电路，并将设计好的电路原理图画在图丁的方框内。
②首先闭合其中一开关仅将电压表与电源两极接通，此时电压表的示数为0.790V；然后将电阻箱调节到合适的阻值后闭合另一开关，分别记录电阻箱的读数和电压表的示数；反复多次，记录的部分数据如图戊的表格所示。
实验次数
电阻箱读数/ $Ω$
电压表读数/V
电源内阻/ $Ω$
电流/mA
1
100
0.613
28.87
6.130
2
80
0.586
27.85
7.325
3
60
0.553

9.217
4
40
0.492
24.23
12.300
5
20
0.391
40.41
19.550
戊
③分析数据发现，该电池的内阻是变化的。通过查资料发现原电池的内阻并非简单的定值电阻，还同时受化学反应产物、电流的大小、温度（此处可忽略温度的变化）等因素影响。于是实验小组利用实验数据将对应的内阻和电流计算出来，则图戊中第3次实验得到的电源内阻为 $Ω$ 。由表格数据分析可知，该原电池的内阻随电流的增大而（选填“增大”“减小”或“不变”）。

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5、如图所示的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆形区域半径为R，圆心为O，圆形边界上有A、B、C三点，其中A、B两点连线为直径，OA与OC间的夹角为 $60^{o}$ ，现有大量带负电的粒子以大小不同的速度从A点射入圆形区域，入射方向相同（如图，均与OA成 $θ = 30^{o}$ ），带电粒子质量为m，电荷量为 $- q$ ，不计粒子重力，要让粒子从不同位置射出磁场区域，则下列说法正确的是（　　）

A、从B点射出磁场区域的粒子，在磁场中运动的时间为 $\frac{π m}{3 B q}$ B、垂直AB连线方向射出磁场区域的粒子，出射点到AB连线的垂直距离为 $\frac{\sqrt{3}}{3} R$ C、从C点射出磁场区域的粒子，速度大小为 $\frac{2 \sqrt{2} q B R}{3 m}$ D、射出磁场区域时速度方向恰好改变 $90^{o}$ 的粒子，速度大小为 $\frac{(\sqrt{3} + 1) q B R}{2 m}$

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6、如图甲所示，物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动，在 $t = 1 s$ 时刻撤去恒力F，物体运动的 $v - t$ 图像如图乙所示，重力加速度g取 ${10m/s}^{2}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、物体在3s内的位移 $x = 3 m$ B、恒力F与滑动摩擦力大小之比为 $3 : 1$ C、物体与地面间的动摩擦因数 $μ = 0.3$ D、在撤去F前后两个阶段的平均速度大小之比 $\bar{v_{1}} : \bar{v_{2}} = 2 : 1$

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7、下图是一款小型电钻及其简化电路图，它由变压器及电动机两部分构成，变压器为理想变压器。电动机的内阻为 $1Ω$ ，额定电压为16V，额定电流为 $2 .2A$ 。当变压器输入电压为220V的正弦交流电时电钻正常工作，下列说法正确的是（　　）

A、变压器的原、副线圈匝数之比是 $55 : 4$ B、变压器原线圈电流的最大值为 $0 .16A$ C、变压器的输入功率为 $35 .2W$ D、电动机的效率约为 $73 %$

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8、如图所示，一轻杆通过铰链连接在固定转轴 $O_{1}$ 上，可绕 $O_{1}$ 轴自由转动，轻杆另一端与一质量未知的小球A连接。一轻绳绕过轻质定滑轮 $O_{2}$ ，一端连接小球A，另一端连接一带挂钩，质量为m的物块B，已知 $O_{1}$ 与 $O_{2}$ 等高，图中 $θ_{1} = 60^{°}$ ， $θ_{2} = 30^{°}$ ，此时小球A与物块B恰好静止。现在物块B下再挂物块C，由静止释放物块C后，小球A能上升到的最高点恰好与 $O_{1}$ 等高，重力加速度为g，不计一切摩擦。则所挂物块C的质量为（　　）

A、 $\frac{\sqrt{3} + 1}{2} m$ B、 $\frac{\sqrt{3} - 1}{2} m$ C、 $\frac{(2 \sqrt{3} + 3)}{2} m$ D、 $\frac{(2 \sqrt{3} - 3)}{2} m$

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9、如图所示，一定质量的理想气体经历 $a \to b \to c \to a$ 三个过程又回到初始状态，其中 $a \to b$ 为等温过程， $b \to c$ 为等容过程。对该理想气体，下列说法正确的是（　　）

A、状态a的内能大于状态b B、状态b的温度高于状态c C、 $c \to a$ 过程中气体放出热量 D、 $a \to b \to c \to a$ 全过程中外界对气体不做功

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10、用透明材料制成的等腰直角三棱镜ABC如图所示，AB边长为a，一束红光垂直AB面从距离A点 $\frac{1}{3} a$ 位置处射入棱镜，在AC面恰好发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c，不考虑多次反射，则红光在棱镜中传播的总时间为（　　）

A、 $\frac{\sqrt{2} a}{2 c}$ B、 $\frac{\sqrt{3} a}{2 c}$ C、 $\frac{\sqrt{2} a}{c}$ D、 $\frac{\sqrt{3} a}{c}$

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11、在地球上观察，月球和太阳的角直径（直径对应的张角）近似相等，如图所示。若月球绕地球运动的周期为T₁ ，地球绕太阳运动的周期为T₂ ，地球半径是月球半径的k倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（　　）

A、 $k^{3} {(\frac{T_{1}}{T_{2}})}^{2}$ B、 $k^{3} {(\frac{T_{2}}{T_{1}})}^{2}$ C、 $\frac{1}{k^{3}} {(\frac{T_{1}}{T_{2}})}^{2}$ D、 $\frac{1}{k^{3}} {(\frac{T_{2}}{T_{1}})}^{2}$

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12、在研究平行板电容器所带电荷量Q和两板间的电势差U的关系时，某老师在演示实验中运用电荷均分法确定各次实验中电荷量的关系，并利用采集到的数据，做出了图示甲、乙两个电容器的 $Q - U$ 关系图像。下列判定正确的是（）

A、甲、乙的电容之比为 $C_{甲} : C_{乙} = 1 : 2$ B、甲、乙的电容之比为 $C_{甲} : C_{乙} = 2 : 1$ C、若甲、乙两板正对面积和板间绝缘介质均相同，则甲两板的间距较大 D、若甲、乙两板的间距和板间绝缘介质均相同，则甲两板的正对面积较大

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13、清华大学研究的新型SSMB- EUV光刻技术，用于提供高强度、可调波长的极紫外光源。方案中的同步轨道如图所示，密度分布非常均匀的稳流电子束被导入同步轨道。同步轨道上存在磁感应强度为B的匀强磁场，电子在磁场控制下沿着固定半径的轨道做匀速圆周运动，每转一周，穿越一次加速腔，从中获得能量，如图所示。同步加速器中磁感应强度随电子速度的增加而增加。已知圆形轨道半径为R，电子的质量为m，电荷量为-e，加速腔ab的长度为L，L<< R，当电子进入加速腔时，加速电压的大小始终为U，离开加速腔后，加速腔的电压变为0，加速电场的频率与电子的回旋频率保持同步。已知加速腔外无电场，腔内无磁场，不考虑重力、相对论效应以及粒子间相互作用。
（1）当电子在同步轨道的动能为E_k时，求轨道处的磁感应强度B的大小？
（2）长度为d（d < L）、初动能为E_k的电子束，经加速腔加速一次后长度变为多少？
（3）注入初动能为E_k ，长度为d的电子束，最多可以被加速腔加速几次？

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14、冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一，某冰滑梯的示意图如图所示。一游客从A点由静止沿滑道下滑，螺旋滑道的摩擦可忽略且AB两点的高度差为h，滑板与倾斜滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ，倾斜滑道的水平距离为 $L_{1}$ ， BC两点的高度差也为h。忽略游客经过轨道衔接处B、C点时的能量损失。求：
（1）游客滑至轨道B点时的速度 $v_{B}$ 的大小；
（2）为确保游客安全，水平滑道 $L_{2}$ 的最小长度。

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15、气压传动是工业中常见的传动方式。如图所示，面积为 $S_{A}$ 的活塞A静止，与气缸右端相距 $L_{1}$ 。用力缓慢右移活塞A，通过压缩气体顶起竖直放置的面积 $S_{B}$ 的活塞B和上方高h的液柱（液体密度为 $ρ$ ），最终活塞A移到最右端。活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变。气体视为理想气体，大气压强为 $p_{0}$ ，忽略弯管中的气体体积，装置不漏气，不计摩擦和两活塞质量。
（1）最终活塞B上升的高度 $L_{2}$ ；
（2）若整个过程活塞A对封闭气体做正功W，忽略气体质量，求整个过程中气体对外放热Q为多少。

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16、某实验小组在没有天平的情况下，利用下列器材测量小车质量 $M$ 。器材包括小车、一端带有定滑轮的平直轨道、垫板、细线、打点计时器、纸带、频率为50Hz的交流电源、5个槽码（槽码的质量均为 $m = 0.01 kg$ ）。
（1）按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着5个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑。
（2）保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂4个槽码），由静止释放小车，让小车拖着纸带沿轨道下滑，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制 $s - t$ 图像如图，经数据处理后可得到相应的加速度 $a =$ ${m/s}^{2}$ （结果保留2位有效数字）。
（3）依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤（2）。
（4）用n表示取下的槽码数，对应不同的n、 $\frac{1}{n}$ 和 $\frac{1}{a}$ 的值如下表所示。
n
2
3
4
5
$\frac{1}{n}$
0.5
0.33
0.25
0.20
$\frac{1}{a}$ （ $s^{2} /m$ ）
1.20
0.77
0.55
0.42
①利用表中的数据在图丙中作出 $\frac{1}{a} - \frac{1}{n}$ 关系图线。
②由 $\frac{1}{a} - \frac{1}{n}$ 关系图线可求出斜率为 $s^{2} /m$ 。
③小车质量 $M =$ kg。（ $g = 10 {m/s}^{2}$ ，结果保留2位有效数字）

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17、同学做“用双缝干涉测量光的波长”实验，使用的双缝间距d＝0.30mm，双缝到光屏的距离L＝900mm，该同学观察到的干涉条纹如图甲所示。

(1)、在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于 $x_{1}$ 、 $x_{2}$ 位置时，对应的示数如图乙、丙所示，则相邻亮条纹的间距 $Δ x =$ mm（结果保留三位小数）。

(2)、计算单色光的波长的公式λ＝（用L、d、 $x_{1}$ 、 $x_{2}$ 表示），可得波长λ＝nm（结果保留三位有效数字）。

(3)、若该单色光恰好能使某金属发生光电效应，则用波长更长的单色光照射时，一定（填“能”或“不能”）发生光电效应。

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18、研究光电效应中遏止电压、光电流大小与照射光的频率及强弱等物理量关系的电路如图甲所示。图中阳极A和阴极K间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射阴极K，调节A、K间的电压U的大小，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（）

A、单色光a的频率等于单色光b的频率 B、单色光a的频率大于单色光c的频率 C、单色光a的强度大于单色光b的强度 D、单色光c与单色光a的光子能量之差为 $(U_{c1} - U_{c2}) e$

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19、矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图甲所示。磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示（规定磁感应强度的方向垂直导线框平面向里为正方向），在0~4s时间内，流过导线框的电流（规定顺时针方向为正方向）与导线框ad边所受安培力随时间变化的图像（规定以向左为安培力正方向）可能是图中的（　　）

A、 B、 C、 D、

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20、质量为m的子弹以速度 $v_{0}$ 射穿静止在光滑水平面上质量也为m的木块，设子弹穿过木块的时间为t，木块对子弹的阻力恒为f，则子弹穿过木块的瞬间（　　）

A、木块的速度为 $\frac{f t}{m}$ B、木块的速度为 $v_{0}$ C、子弹的速度为 $\frac{f t}{2 m}$ D、子弹的速度为 $v_{0} - \frac{f t}{m}$

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