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相关试卷

1、在“利用单摆测重力加速度”的实验中，一同学利用智能手机软件中的“磁传感器”功能，可以实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。现用智能手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等实验器材，来测量当地重力加速度，实验步骤如下：
a.用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数 $d =$ mm；
b.将细绳一端固定在O点，另一端系一小钢球，用毫米刻度尺测量出细绳的长度L；
c.如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件；
d.使单摆小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值，某次实验中采集到磁感应强度随时间变化的图像如图丙，由图得单摆的周期 $T =$ s（保留两位有效数字）；
e.若该同学把O点到钢球中心的距离作为单摆摆长，则重力加速度的表达式可表示为（用L、d、T进行表示）；若这次测量中绳长 $L = 99 cm$ ，则测得的重力加速度 $g =$ $m / s^{2}$ （结果保留3位有效数字，取 $π^{2} = 9.86$ ）；
f.根据以上操作，该同学实验得出重力加速度值与当地重力加速度相比会（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

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2、在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，则油酸膜的面积是 $m^{2}$ ，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 $m^{3}$ ，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是m。（以上结果均保留两位有效数字）

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3、沿x轴传播的一列简谐横波在 $t = 0.5 s$ 时的波动图像如图甲所示， $x = 2 m$ 处质点P的振动图像如图乙所示，质点M位于 $x = 1 m$ 处。下列判断正确的是（　　）

A、该波的传播速率为4m/s B、此波在向x轴负方向传播 C、经过2s时间，质点P沿波的传播方向移动8m D、质点M从 $t = 0.5 s$ 开始运动0.5m路程所需的时间为 $\frac{2}{3} s$

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4、如图所示，小车与轻质弹簧组成一个弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动。当小车以水平向右的速度v₀通过平衡位置时，一小球恰好以大小为v₀的速度竖直落入小车车厢中的细砂内并立即与小车保持相对静止，已知小车质量是小球质量的9倍，弹簧振子的周期 $T = 2 π \sqrt{\frac{m}{k}}$ ，其中k为弹簧的劲度系数，m为弹簧振子的质量，下列说法正确的是（　　）

A、小球落入车厢的过程中，小球和小车组成的系统动量守恒 B、小车再次经过平衡位置时的速度大小为 $\frac{9}{10} v_{0}$ C、小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期不变 D、小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期变大

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5、如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历A→B→C→A，完成循环。下列说法正确的是（）

A、理想气体从A→B经历的是等温变化过程 B、气体分子在状态A的平均动能小于在状态B的平均动能 C、从A→B，气体吸收的热量大于 $\frac{3}{2} p_{0} V_{0}$ D、从B→C，气体从外界吸收热量

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6、在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（　　）

A、甲光的频率大于乙光的频率 B、乙光的频率大于丙光的频率 C、甲光的光照强度大于乙光 D、甲光所产生的光电子最大初动能小于丙光产生的光电子最大初动能

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7、斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象。一个容器中装水，一束单色光沿AO从O点射入水中，以O 点为圆心画圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆。则以下线段长度之比等于水的折射率的是（　　）

A、 $\frac{O B}{O M}$ B、 $\frac{M B}{M N}$ C、 $\frac{N B}{N M}$ D、 $\frac{M B}{N B}$

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8、2020年12月17日，我国嫦娥五号月面采样归来。研究发现月壤中含有大量氦3，可实现全人类数千年甚至上万年的能源供应。氦3聚变的核反应方程为 $_{2}^{3} He +_{2}^{3} He \to_{2}^{4} He + 2_{1}^{1} H$ ，设 $_{2}^{3} He$ 、 $_{2}^{4} He$ 、 $_{1}^{1} H$ 的质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 、 $m_{3}$ ，真空中光速为c，则该核反应释放的能量为（）

A、 $(m_{1} - m_{2} - m_{3}) c$ B、 $(2 m_{1} + m_{2} - m_{3}) c$ C、 $(2 m_{1} - m_{2} - 2 m_{3}) c^{2}$ D、 $(2 m_{3} + m_{2} - 2 m_{1}) c^{2}$

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9、根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（　　）

A、 $_{92}^{235} U +_{0}^{1} n \to_{54}^{140} Xe +_{38}^{94} Sr + 2_{0}^{1} n$ 是核裂变反应 B、结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 C、氡的半衰期为3.8天，现有16个氡原子核，经过7.6天后剩下4个氡原子核 D、大量氢原子从 $n = 3$ 的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子

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10、下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（　　）

A、图甲表明晶体熔化过程中分子平均动能变大 B、图乙 $T_{1}$ 对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图 C、图丙是显微镜下三颗小炭粒每隔一定时间的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 D、图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象

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11、图1和图2中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律， $r_{0}$ 为平衡位置。现有如下物理量：①分子间引力，②分子间斥力，③分子间引力和斥力的合力，④分子势能，则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是（　　）

A、①③② B、④③② C、④①③ D、①④③

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12、关于气体的压强，下列说法正确的是（　　）

A、气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 B、气体分子的平均速率增大，气体的压强一定增大 C、气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 D、当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零

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13、碰撞、反冲是十分普遍的现象，通过对这些现象的研究能了解微观粒子的结构与性质。
（1）在物理学史上，用 $α$ 粒子散射实验估测了原子核的半径。如图1所示，一个从很远处以速度 $v_{0}$ 运动的 $α$ 粒子与金原子核发生正碰，可认为金原子核始终静止， $α$ 粒子离金原子核最近的距离等于金原子核的半径。已知 $α$ 粒子的质量为m，电荷量为2e，金原子核的质量为M，电荷量为79e，取无穷远电势为零，两点电荷 $q_{1}$ 、 $q_{2}$ 相距为r时的电势能表达式为 $E_{p} = k \frac{q_{1} q_{2}}{r}$ 。估算金原子核的半径 $r_{0}$ 。
（2）从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对器壁的碰撞引起的。如图2所示，正方体容器内密封着一定质量的理想气体。每个气体分子的质量为m，单位体积内分子数量n为恒量，已知该理想气体分子平均动能 $\bar{E_{k}} \propto T$ （T为热力学温度）。为简化问题，我们假定：分子大小可以忽略，速率均为v且与器壁各面碰撞的机会均等，气体分子与器壁垂直碰撞且无能量损失。证明：该理想气体的压强 $p \propto T$ 。
（3）根据玻尔原子理论，一个静止氢原子从 $n = 2$ 能级 $(E_{2} = - 3.4 eV)$ 向基态 $(E_{1} = - 13.6 eV)$ 跃迁的过程中会辐射出一个光子，它的频率 $ν_{0}$ 满足： $h ν_{0} = E_{2} - E_{1}$ 。某同学提出质疑：向外辐射的光子具有动量 $p = \frac{h}{λ}$ ，根据动量守恒定律，氢原子会发生反冲而具有动能，因此需对求解的频率 $ν_{0}$ 进行修正。已知氢原子质量为m且 $m c^{2} \approx 9.3 \times 10^{8} eV$ ，请结合数据推导说明“在氢原子辐射问题中忽略原子动能”的合理性。

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14、简谐运动是最简单、最基本的振动，复杂的振动往往可以看作多个简谐运动的叠加。
（1）如图1所示，固定在竖直圆盘上的小球A随着圆盘以角速度ω沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动。用竖直向下的平行光照射小球A，在圆盘下方的屏上可以观察到小球A在x方向上的“影子”的运动，开始计时时小球A在圆盘最上端。请根据简谐运动的运动学特征（即做简谐运动的物体的位移x与运动时间t满足正弦函数规律），证明：小球A的“影子”以圆盘圆心在屏上的投影点O为平衡位置做简谐运动。
（2）科幻小说《地心游记》中假想凿通一条贯穿地心的极窄且光滑的隧道，人可以通过该隧道直通地球彼岸。为简化研究，质量为M、半径为R的地球视为质量分布均匀的球体，已知质量均匀分布的球壳内的质点所受万有引力的合力为零，万有引力常量为G。不计空气阻力。
a．如图2所示，以地心O为原点，沿隧道方向建立x轴，请根据简谐运动的动力学特征（即做简谐运动的物体所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小成正比，并总是指向平衡位置）证明：质量为m的质点从静止开始落入隧道后在隧道内做简谐运动；
b．根据（1）中关于匀速圆周运动与简谐运动的关系，计算a问中质点通过隧道所用的时间t₀。

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15、在同一竖直平面内，两个大小相同的小球A，B悬挂于同一高度；静止时小球恰能接触且悬线平行，如图所示。现将A球从最低点拉起高度h并由静止释放，在最低点与B球发生正碰。已知A球的质量为m，重力加速度为g，不计小球半径和空气阻力。
（1）若B球的质量也为m且将左侧涂胶，A、B两球碰后粘在一起。求：
a．碰后瞬间两球的速度大小v；
b．碰撞过程中损失的机械能 $Δ E$ 。
（2）若将B球换成质量不同的小钢球，重复上述实验，两球发生弹性碰撞且碰后两球上升的最大高度相同，求B球的质量 $m_{B}$ 。

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16、如图所示，某小型交流发电机内的矩形金属线圈ABCD的面积 $S = 0.1 m^{2}$ ，匝数 $n = 100$ ，线圈的总电阻 $r = 10 Ω$ ，线圈所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小 $B = 0.1 T$ 。线圈通过滑环和电刷与阻值 $R = 90 Ω$ 的定值电阻连接。现使线圈绕轴 $O O^{'}$ 匀速转动，角速度为 $ω = 300 rad / s$ 。
（1）从中性面开始计时，写出线圈中电流瞬时值的表达式；
（2）求线圈转动 $1 min$ 过程中电阻R上产生的热量Q；
（3）求线圈从中性面位置转过 $90 °$ 的过程中，通过电阻R的电荷量q。

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17、某研究小组用图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度”的实验。

(1)、用游标卡尺测量摆球直径，如图2所示，则摆球的直径 $d =$ $mm$ 。

(2)、甲同学测得摆长为l，记录下摆球n次全振动的时间为t，可以测得重力加速度 $g =$ （用l、n、t、 $π$ 表示）。

(3)、为提高测量准确度，乙同学多次改变单摆的摆长l并测得相应的周期T，他根据测量数据画出如图3所示的 $T^{2} - l$ 图像，根据图线上任意两点A、B的坐标 $(l_{1}, T_{1}^{2})$ 、 $(l_{2} ， T_{2}^{2})$ ，可求得重力加速度 $g =$ （用 $l_{1}$ 、 $T_{1}$ 、 $l_{2}$ 、 $T_{2}$ 、 $π$ 表示）；该图像不过原点的原因可能是。
A.测周期时，将49次全振动记为50次
B.测周期时，将50次全振动记为49次
C.测摆长时，直接将悬点到小球上端的距离记为摆长
D.测摆长时，直接将悬点到小球下端的距离记为摆长

(4)、丙同学为了研究“单摆做简谐运动的周期与重力加速度的定量关系”，在伽利略用斜面“冲淡”重力思想的启发下，创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境：如图4所示，在水平地面上固定一倾角 $θ$ 可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，测得摆角为 $α$ 、摆球的摆动周期为T。多次改变斜面的倾角 $θ$ ，重复实验，记录 $θ$ 、 $α$ 和T，为了能方便准确地利用图像处理数据进而获得结论，应绘制图像（写出图像的纵坐标—横坐标）。

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18、在“测量玻璃的折射率”实验中：

(1)、在“测量玻璃的折射率”实验中，在白纸上放好玻璃砖， $a a^{'}$ 和 $b b^{'}$ 分别是玻璃砖与空气的两个界面且相互平行，如图1所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ ，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针 $P_{3}$ 和 $P_{4}$ 。下列说法正确的是__________。

A、 $P_{4}$ 需挡住 $P_{3}$ 及 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像 B、为减小作图误差， $P_{3}$ 和 $P_{4}$ 的距离应适当大一些 C、为减小实验误差，玻璃砖的宽度应适当大一些 D、光可能在 $b b^{'}$ 发生全发射，导致观察不到 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像

(2)、在该实验中，根据界面 $a a^{'}$ 测得的入射角 $θ_{1}$ 和折射角 $θ_{2}$ 的正弦值画出了图2所示图像，从图像可知该玻璃砖的折射率为。

(3)、甲同学用学过的“插针法”测量透明半圆柱玻璃砖折射率。他每次使入射光线跟玻璃砖的直径平面垂直，O为玻璃砖截面的圆心， $P_{1} P_{2}$ 表示入射光线， $P_{3} P_{4}$ 表示经过玻璃砖后的出射光线。下列四幅图中，插针合理且能准确测出折射率的是__________。

A、 B、 C、 D、

(4)、乙同学将透明半圆柱玻璃砖放在水平面上，如图3所示。用一束激光垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O，以O为转轴在水平面内缓慢转动玻璃砖，当转过角度 $θ$ 时，在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线。则该玻璃的折射率 $n =$ 。

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19、如图甲所示，某同学手持细棒抖动彩带的端点O使其在竖直方向上做简谐运动，在彩带上形成的波可以看成沿x轴正方向传播的简谐波。在 $x_{O} = 0$ 和 $x_{P} = 0.9 m$ 处的两个质点O、P的振动图像如图乙所示，则（）

A、该波的传播速度大小可能为 $3 m / s$ B、波由质点O传到质点P的时间可能为 $0.1 s$ C、在 $0 ~ 0.6 s$ 时间内，质点O通过的路程为 $24 cm$ D、质点P振动的位移一时间关系为 $y = 4 \sin 5 π t (cm)$

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20、如图所示，理想变压器的原线圈接在 $220 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ 的交流电源上，副线圈与滑动变阻器R相连，原、副线圈匝数之比为4：1，此时滑动变阻器滑片处于中间位置且接入电路的阻值为 $55 Ω$ 。若交流电压表、电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A、电压表的示数为 $55 V$ B、电流表的示数为 $4 A$ C、通过R的交变电流的频率是 $100 Hz$ D、滑动变阻器的滑片向上滑动，变压器的输入功率减小

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