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相关试卷

1、如图所示，在xOy平面的第一象限内有半径为R的圆形区域，该区域内有一匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。已知圆形区域的圆心为 $O^{'}$ ，其边界与x轴、y轴分别相切于P、Q点。位于P处的质子源均匀地向纸面内以大小为v的相同速率发射质量为m、电荷量为e的质子，且质子初速度的方向被限定在 $P O^{'}$ 两侧与 $P O^{'}$ 的夹角均为 $30 °$ 的范围内。第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在x轴（ $x < 0$ ）的某区间范围内放置质子接收装置MN。已知沿 $P O^{'}$ 方向射入磁场的质子恰好从Q点垂直y轴射入匀强电场，不计质子受到的重力和质子间的相互作用力。
（1）求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）求y轴正方向上有质子射出的区域范围；
（3）若要求质子源发出的所有质子均被接收装置MN接收，求接收装置MN的最短长度x。

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2、物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的水平轨道OA、半径为 $R_{1} = 0.6 m$ 的半圆单层轨道ABC、半径为 $R_{2} = 0.1 m$ 的半圆圆管轨道CDE、平台EF和IK、凹槽FGHI组成，且各段各处平滑连接。凹槽里停放着一辆质量为 $m = 0.1 kg$ 的无动力摆渡车Q并紧靠在竖直侧壁FG处，其长度 $L_{1} = 1 m$ 且上表面与平台EF、IK平齐。水平面OA的左端通过挡板固定一个弹簧，弹簧右端可以通过压缩弹簧发射能看成质点的不同滑块P，弹簧的弹性势能最大能达到 $E_{pm} = 5 .8J$ 。现三位同学小张、小杨、小振分别选择了质量为 $m_{1} = 0.1 kg$ 、 $m_{2} = 0.2 kg$ 、 $m_{3} = 0.4 kg$ 的同种材质滑块P参与游戏，游戏成功的标准是通过弹簧发射出去的滑块能停在平台的目标区JK段。已知凹槽GH段足够长，摆渡车与侧壁IH相撞时会立即停止不动，滑块与摆渡车上表面和平台IK段的动摩擦因数都是 $μ = 0.5$ ，其他所有摩擦都不计，IJ段长度 $L_{2} = 0.4 m$ ， JK段长度 $L_{3} = 0.7 m$ 。问：
（1）已知小振同学的滑块以最大弹性势能弹出时都不能进入圆管轨道，求小振同学的滑块经过与圆心 $O_{1}$ 等高的B处时对轨道的最大压力；
（2）如果小张同学以 $E_{p} = 2 J$ 的弹性势能将滑块弹出，请根据计算后判断滑块最终停在何处？
（3）如果小杨将滑块弹出后滑块最终能成功地停在目标区JK段，则他发射时的弹性势能应满足什么要求？

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3、氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于 $n = 4$ 能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图（b）电路阴极K的金属，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示。电子电荷量为 $1.6 \times 10^{- 19} C$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子 B、阴极金属的逸出功为 $12 .75eV$ C、题述光电子能使处于 $n = 3$ 能级的氢原子电离 D、若图（c）中饱和光电流为 $I = 3.2 μ A$ ，则 $1s$ 内最少有 $2 \times 10^{13}$ 个氢原子发生跃迁

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4、甲图是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为乙图所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为 $n_{1}$ 、 $n_{2}$ ，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（）

A、 $0.5 \times 10^{- 2} s$ 时电压表的示数为5V B、电压表的示数始终为 $5 \sqrt{2} V$ C、原线圈中交变流电的频率为50Hz，原线圈中的电流方向每秒改变50次 D、若 $\frac{n_{1}}{n_{2}} = \frac{1}{1200}$ ，则可以实现燃气灶点火

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5、如图甲所示，轻质弹簧下端挂一质量为m的小球并处于静止状态。现将小球竖直向上推动距离A后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向开始做简谐振动，弹簧弹力与小球运动时间的关系如图乙所示（选竖直向上为正方向），重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A、小球做简谐运动的周期为 $\frac{3}{2} t_{0}$ B、小球在 $0 ~ \frac{t_{0}}{4}$ 时间内下降的高度为 $\frac{A}{2}$ C、小球的最大加速度为2g D、弹簧的最大弹性势能为2mgA

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6、下列说法中正确的是（）

A、当处于电谐振时，所有电磁波仍能在接收电路中产生感应电流 B、泊松亮斑是光通过小圆孔时发生的衍射现象 C、照相机镜头上所涂的增透膜利用了光的偏振原理 D、液晶显示器利用光的偏振显示图像

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7、已知天然材料的折射率都为正值（ $n_{1} > 0$ ）。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值（ $n_{2} < 0$ ），称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（　　）

A、1 B、2 C、3 D、4

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8、在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一闭合金属圆环，面积为S，电阻为R。规定圆环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列说法正确的是（　　）

A、0~1s内感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向上 B、1~2s内通过圆环的感应电流的方向与图甲所示方向相反 C、0~2s内线圈中产生的感应电动势为 $\frac{B_{0} S}{2}$ D、2~4s内线圈中产生的焦耳热为 $\frac{2 B_{0}^{2} S^{2}}{R}$

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9、如图所示，直角坐标系中，有一平行于y轴长度为0.5L的线状离子源MN，M端在x轴上，坐标 $x_{M} = - L$ ，离子源发射的正离子初速度大小均为 $v_{0}$ ，方向平行于x轴正方向，且发射的正离子沿MN均匀分布，每个离子质量为m，电荷量为q；在 $x \geq - L$ 、 $y \leq 0$ 区间内加一垂直于纸面向里，磁感应强度大小为 $B_{1}$ 的圆形边界匀强磁场，能使离子源发射的全部正离子经过原点O，不计离子重力及离子间的相互作用。
（1）求磁感应强度 $B_{1}$ 的取值范围；
（2）若磁感应强度 $B_{1}$ 取最小值，在第一象限加垂直纸面向里、磁感应强度大小为 $B_{2}$ 的匀强磁场，在第二象限加垂直纸面向外、磁感应强度大小为 $B_{3}$ 的匀强磁场，已知 $B_{1} = B_{2} = B_{3}$ 。离子发射前，在y轴上放置长度为0.8L的探测板PQ，只有打到探测板左侧表面的离子才能被探测到。
①求全部正离子经过原点O时与y轴正方向夹角 $θ$ 的范围；
②若探测板下端Q纵坐标 $y_{Q} = 2.4 L$ ，求离子探测率 $η$ （即探测板探测到的离子数占总离子数的比例）；
③若探测板位置在y轴上可变，Q端纵坐标满足 $0 < y_{Q} < 4 L$ ，求离子探测率 $η$ 与 $y_{Q}$ 的关系。

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10、风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为 $9 m / s$ 时，输出电功率为 $405 kW$ ，风速在 $5 ~ 10 m / s$ 范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为 $A$ ，空气密度为 $ρ$ ，风场风速为 $v$ ，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（　　）

A、该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B、单位时间流过面积 $A$ 的流动空气动能为 $\frac{1}{2} ρ A v^{2}$ C、若每天平均有 $1.0 \times 10^{8} kW$ 的风能资源，则每天发电量为 $2.4 \times 10^{9} kW \cdot h$ D、若风场每年有 $5000 h$ 风速在 $6 ~ 10 m / s$ 范围内，则该发电机年发电量至少为 $6.0 \times 10^{5} kW \cdot h$

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11、如图甲所示，一艘正在进行顺时针急转弯训练的航母，运动轨迹可视作半径为R的水平圆周。航母在圆周运动中，船身发生了向外侧倾斜，且甲板法线与竖直方向夹角为 $θ$ ，船体后视简图如图乙所示。一质量为m的小物块放在甲板上，与甲板始终保持相对静止，两者之间的动摩擦因数为 $μ (μ > \tan θ)$ 。假设航母的运动半径R、夹角 $θ$ 不随航速改变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）

A、航母对小物块的支持力 $F_{N} = m g \cos θ$ B、小物块可能只受重力、支持力两个力作用 C、航母的航速越大，则小物块受到的摩擦力越大 D、航母的最大航速 $v = \sqrt{\frac{μ - \tan θ}{1 + \tan θ} g R}$

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12、如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h。已知地球半径为R，地球自转角速度为ω₀ ，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心。
（1）求卫星B的运行周期；
（2）如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A在同一直线上），则至少经过多长时间，他们再一次相距最近？

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13、共享电动单车深受市民欢迎，某一市民借用电动单车以恒定功率从静止启动，能够达到的最大速度为v。已知所受阻力恒定为人和车总重力的 $\frac{1}{8}$ ， $g = 10 {m/s}^{2}$ ，则当车速为 $\frac{v}{2}$ 时，电动单车的加速度为（　　）

A、1m/s² B、1.25m/s² C、2m/s² D、2.5m/s²

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14、高一某同学参加引体向上体能测试，如图所示，在20s内完成10次标准动作，每次引体向上的高度约为50cm，则此过程中该同学克服重力做功的平均功率最接近于（g取10 m/s²）（　　）

A、150W B、450W C、750W D、1500W

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15、如图所示，门把手上A、B两点到转轴上O点的距离之比为 $1 : 2$ ，匀速转动门把手时，下列说法正确的是（）

A、A、B两点的线速度大小之比为 $1 : 2$ B、A、B两点的角速度之比为 $1 : 2$ C、A、B两点的向心加速度大小之比为 $1 : 4$ D、A、B两点转过的路程之比为 $1 : 1$

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16、如图，商场内某顾客站在自动扶梯上随扶梯一起上行，扶梯与水平面夹角为30°，速度为 $0.8 m/s$ ，将速度沿水平和竖直方向分解，则顾客在竖直方向的分速度为（　　）

A、 $0.2 m/s$ B、 $0.3 m/s$ C、 $0.6 m/s$ D、 $0.4 m/s$

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17、如图所示，在光滑的水平面上有一长L=1m的木板B，木板与右侧光滑平台等高，平台上有一光滑 $\frac{1}{4}$ 圆弧槽C，半径R=0.05m，圆弧槽下端与平台表面相切，开始B、C都静止，现有小物块A以初速度v₀=4m/s从B左端滑上，木板和平台相碰时物块恰好以速度v_A=2m/s滑离木板，之后物块滑上圆弧槽，A、B、C的质量分别为1kg、2kg、0.5kg，重力加速度g=10m/s² ，求：
（1）木板B刚要与平台碰撞时速度v；
（2）物块与木板间的动摩擦因数µ；
（3）物块离平台最大高度h。

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18、如图所示，在竖直向下的匀强磁场B中，将一根水平放置的金属棒ab以某一水平速度v₀抛出，不计空气阻力，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域，下列说法正确的是（　　）

A、a点电势比b点电势高 B、金属棒中的感应电动势越来越大 C、单位时间内ab扫过的曲面中的磁通量不变 D、金属棒在运动过程中机械能越来越小

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19、如图，水平平台上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点，平台AB段光滑，BC段长 $x =1m$ ，与滑块间的摩擦因数为 $μ_{1} = 0.25$ 。平台右端与水平传送带相接于C点，传送带的长为 $L = 3 m$ ，与滑块间的摩擦因数为 $μ_{2} = 0.4$ ，传送带向右匀速运动，其速度的大小可以由驱动系统根据需要设定。传送带右端D点与一光滑圆弧形轨道相切，圆弧形轨道半径 $R = 0.8 m$ 。今将一质量 $m =2kg$ 的滑块向左压缩轻弹簧到最短，此时弹簧的弹性势能为 $E_{p} = 30 J$ ，然后突然释放，滑块滑到传送带右端D点后继续滑上圆弧形轨道。重力加速度 $g =10m/ s^{2}$ ， $\sin 53^{°} = 0.8, \cos 53^{°} = 0.6$ 。不计空气阻力。求：
（1）滑块到达C点的速度 $v_{C}$ 。
（2）改变传送带的速度，求物块从传送带右侧D滑出时速度v的范围。
（3）要使滑块不脱离圆弧形轨道，求传送带的速度范围。

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20、如图，运动员练习单杠下杠：双手抓住单杠与肩同宽，伸展身体，其重心以单杠为轴做圆周运动，重心通过单杠正上方A点时速率 $v_{A} = 1 m/s$ ，转至 $B$ 点时脱离单杠，重心经过最高点 $C$ ，最后落到地面， $D$ 点为落地时的重心位置。已知运动员的质量 $m = 60 kg$ ，做圆周运动时其重心到单杠的距离 $R = 1 m$ ；脱离单杠后运动员在空中上升与下降的时间之比为5：7，B、D两点的高度差为 $1.2 m$ ，重心在 $C$ 点时速率 $v_{C} = 1.5 m/s$ ；g取 $10 {m/s}^{2}$ ， A、B、C、D在同一竖直平面，忽略空气阻力，不考虑体能的消耗与转化。求：
（1）运动员在A点时，单杠对每只手的弹力大小和方向；
（2）C、D两点间的水平距离；
（3）从A点运动至B点过程中合外力对运动员做的功。

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