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1、如图所示,悬挂于O点的轻质弹簧,劲度系数k=100 N/m,其下端拴一质量m=1 kg的小物体A,紧挨物体A有一质量M=2 kg的物体B,现对B施加一个竖直向上、大小为38 N的力F,系统处于静止状态,现突然改变力F的大小,使物体A、B以加速度a=2 m/s2匀加速下降,直到A、B两物体分离,取g=10 m/s2 , 则( )A、两物体刚开始匀加速下降时,力F大小为8 N B、两物体分离时,弹簧刚好恢复原长 C、改变力F的大小后经0.4 s ,A、B两物体分离 D、从改变力F到两物体分离的过程中,系统克服力F做的功为3.84 J
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2、如图所示,在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中,有一竖直足够长固定绝缘杆MN,小球P套在杆上,已知P的质量为m,电量为+q,电场强度为E、磁感应强度为B,P与杆间的动摩擦因数为µ,重力加速度为g,小球由静止开始下滑直到稳定的过程中( )A、小球的加速度一直减小 B、小球的机械能和电势能的总和保持不变 C、下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是 D、下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
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3、某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆,每过N年,该行星会运行到日地连线的延长线上,如图所示,该行星与地球的公转半径比为( )A、 B、 C、 D、
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4、如图,一水平圆盘绕竖直中心轴以角速度ω做匀速圆周运动,紧贴在一起的M、N两物体(可视为质点)随圆盘做圆周运动,N恰好不下滑,M恰好不滑动,两物体与转轴距离为r,已知M与N间的动摩擦因数为µ1 , M与圆盘面间的动摩擦因数为µ2 , 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。µ1与µ2应满足的关系式为( )A、 B、 C、 D、
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5、一木块前端有一滑轮,绳的一端系在右方固定处,另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持两股绳之间的夹角θ不变,如图所示,当用力拉绳使木块前进s时,力F对木块做的功(不计绳重和摩擦)是( )A、Fscosθ B、Fs(1+cosθ) C、2Fscosθ D、2Fs
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6、小明利用压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小的特点,设计了一个判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图所示,虚线框内是连接压敏电阻的电路,压敏电阻固定在升降机底板上,其上放置着一个物块,在升降机运动过程中的某一段时间内,发现电流表的示数I恒定不变,且I小于升降机静止时电流表的示数I0 , 则这段时间内( )A、升降机可能匀速下降 B、升降机可能匀减速下降 C、升降机可能匀加速下降 D、升降机可能变加速上升
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7、物理思想和方法是研究物理问题重要手段,以下说法错误的是( )A、如图所示,伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是:问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论 B、如图所示,研究弹力时,书本放在桌面上对桌面有压力,这种形变非常微小,我们可以通过观察反射的激光的变化来判断,这种方法被称之为微小量放大法。 C、把一个物体当作“质点”进行研究,使用了控制变量法。 D、在研究重力的作用点重心过程中,利用了等效的思想。
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8、半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作,某公司开发的第一代晶圆掺杂机主要由三部分组成:离子发生器,控制器和标靶。简化模型如图所示,离子发生器产生电量为+q,质量为m的离子,以足够大速度沿电场的中央轴线飞入电场;控制器由靠得很近的平行金属板A、B和相互靠近的两个电磁线圈构成(忽略边缘效应),极板A、B长为 , 间距为d,加上电压时两板间的电场可当作匀强电场,两电磁线圈间的圆柱形磁场可以当作匀强磁场,磁感应强度与电流的关系B=kI,k为常数,匀强电场与(柱形)匀强磁场的中轴线互相垂直相交,磁场横截面的半径为;标靶是半径为R的单晶硅晶圆,并以晶圆圆心为坐标原点,建立Oxy正交坐标系。晶圆与匀强电场的中轴线垂直,与匀强磁场的中轴线平行,且与匀强电场中心和柱形匀强磁场中轴线的距离分别为和 , 其中。 , I=0时,离子恰好打到晶圆的(0,0)点。
(1)当 , 时,离子恰好能打到(0,-R)点,求的值。
(2)当 , 时,离子能打到点(R,0),求的值。
(3)试导出离子打到晶圆上位置(x,y)与和I的关系式。(提示:磁场中运动时间很短,可以不考虑x方向的影响)
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9、某同学利用如图所示的实验装置验证两小球在斜槽末端碰撞过程中动量守恒。实验时,将斜槽固定在桌面上,斜槽末端距地面高度h=1.25m。安装光电门于斜槽末端附近,调整光电门的高度,使激光发射点与球心高。已知:两小球的质量m1=40g,m2=80g,取当地重力加速度g=10m/s2。
①用游标卡尺测量小球1的直径为1cm;
②小球2静止于斜槽末端,令小球1从斜槽上某一位置由静止滑下。小球1通过光电门后,与小球2对心正碰。碰后小球1反弹,再次经过光电门,小球2水平抛出;
③某次实验,光电门测得小球1与小球2碰撞前后两次遮光的时间分别为Δt1=2.0ms、Δt2=10.0ms,随即取走小球1:
④测得小球2抛出的水平位移为s=1.4m。
(1)、下列关于实验的要求正确的是______;A、小球1的质量必须大于小球2的质量 B、斜槽轨道末端必须是水平的 C、小球1、2的大小必须相同(2)、规定向右为正方向,通过测量数据计算系统碰前的动量为kg·m/s,碰后的总动量为kg·m/s。(结果均保留两位有效数字)在误差允许的范围内,两小球碰撞过程遵循动量守恒定律。(3)、多次改变小球1释放的高度,将每次小球1先后遮光的时间Δt1、Δt2及小球2抛出的水平位移s记录下来,以s为横坐标,以(填“”或“”)为纵坐标,将绘制出一条正比例关系图线。若图线的斜率约为m-1·s-1(结果保留三位有效数字),也可以得出碰撞过程动量守恒的结论。 -
10、如图所示,间距L=0.5m的两平行光滑金属导轨由倾斜部分与水平部分用绝缘材料在M、N两处平滑连接而成,倾斜部分与水平面夹角37°,倾斜面虚线范围内存在B1=2T的匀强磁场,磁场方向垂直倾斜面向上。金属导轨水平部分虚线区域存在宽度为0.5m,方向竖直向上,的匀强磁场,正方形金属线框efgh静止在磁场B2左侧。开始时单刀双掷开关S与1接通,金属棒ab处于静止状态,现快速把单刀双掷开关S切换到2,与电容C相连,金属棒ab沿倾斜轨道下滑,金属棒经过MN后与静止在水平轨道上的正方形金属线框efgh碰撞后粘合在一起沿水平轨道进入B2 , 已知金属棒质量为m=0.1kg,电源电动势3V,电容器电容C=0.2F,金属棒和金属线框每边电阻均为R0=4Ω,水平轨道右端连接的电阻R=4Ω,其余电阻不计,正方形金属线框质量M=0.4kg,静止时金属棒ab与MN的间距d=1m,金属框在运动过程中,上下边框处与导轨始终接触良好,不计一切摩擦和空气阻力,求解下列问题。
(1)电源内阻r;
(2)金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度;
(3)金属框刚全部进入磁场B2时,金属框的速度;
(4)从金属框进入磁场B2到全部离开磁场B2过程中,电阻R上产生的热量。
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11、利用电场、磁场对带电粒子的偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图1所示,平面坐标系中,第二象限圆形区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,已知圆形区域半径为R0 , P点为一粒子源,能向x轴上方各方向均匀发射质量为m,电量为q,速度大小为v0的带电粒子,所有带电粒子经圆形磁场偏转后均能平行x轴射入第一象限;第一象限直角三角形区域内存在方向竖直向上的匀强电场,已知OM = 2R0 , 粒子重力可忽略不计,求解下列问题。
(1)P点出射粒子带正电还是带负电,圆形区域匀强磁场磁感应强度大小B0;
(2)假设三角形区域匀强电场 , 所有进入电场的粒子中,求能从MN边界射出的粒子在经过y轴时的y轴坐标区间;
(3)假设第一象限直角三角形区域内电场改为方向垂直纸面向里,磁感应强度大小的匀强磁场,如图2,求从ON边界和从MN边界射出的粒子分别占从P点发出的总粒子数的比例。
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12、如图所示,整个装置竖直放置,光滑半圆轨道ABC的半径R1=0.2m,A处竖直放置弹性挡板(碰撞时不损失机械能),光滑半圆轨道CDE的半径R2=0.4m,CA、CE分别是它们的直径,EF水平台阶长为l=0.5m,紧靠F点右边放有一长木板,长木板上表面与EF水平部分在同一水平面上,开始时小物块(可视为质点)停在F点,已知小物块质量为m=0.5kg,长木板质量为M=1kg,小物块与EF水平部分和长木板的滑动摩擦因数µ1=0.5,长木板与地面的滑动摩擦因数µ2=0.1,现给小物块一个水平向左的速度v0 , g=10m/s2 , 求解下列问题。
(1)要使小物块与挡板发生碰撞并确保小物块返回过程中均不脱离轨道,求v0的最小值;
(2)若 , 要使小物块返回F点并滑上长木板后,不滑出长木板,求长木板长度的最小值;
(3)若去掉A处的挡板,给小物块一个向左的速度v0 , 小物块经过两半圆后从A点水平抛出,并将落在半圆CDE上P点,求P点与E点的竖直高度差h与v0的函数关系。
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13、野外露营的重要道具为充气床垫(如图),可用手工充气设备往里面充气。充气时,环境温度为7℃并保持不变,大气压强为。床垫充至正常体积V0后,关闭充气阀门,床垫内部的气体压强为。已知床垫正常体积 , 气体可视为理想气体。
(1)为使一个身高160cm、体重50kg、与床垫接触面积约为0.50m2的成年人平躺在床垫上时,床垫能够恢复到V0 , 需要继续用手动充气泵向内充气,每次充气的体积为200mL,打气过程可认为气体温度不变。求人躺上去之后床垫内的压强和恢复至V0需要充气的次数;
(2)由于热胀冷缩,如果床垫内体积变化超过约5%,会引起人的明显感觉,影响睡眠效果。户外爱好者半夜醒来,发现床垫恰好有明显变化,若半夜的温度为 , 分析气体的分子平均动能如何变化,并求出半夜床垫内的压强(结果保留3位有效数字);
(3)在(2)情况下,如何应对可以不影响人的睡眠质量,请提出一条应对措施。
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14、(1)、小宇同学为测量一个电容标识不清的电解电容器的电容,设计了图甲所示电路。
①图乙实物连线已完成一部分,请你根据电路图用笔画线代替导线在图乙把实物连线补充完整(注:电源电压小于电容器的额定电压,电压表选用15V量程)。
②某次实验小宇同学先断开S2 , 闭合S1 , 调整滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图丙所示,电压表示数为V;接着闭合S2 , 通过电流传感器得到电容器充电过程的图像如图丁所示。试估算该电容器的电容约为F(计算结果保留2位有效数字)。
(2)、如图a所示为某品牌方块电池,小宇同学分别用电路图b和电路图c测量此方块电池的电源电动势和内阻。他选用的电压表量程15V、内阻未知,电流表量程0.6A、内阻0.5Ω,滑动变阻器R()。规范实验并根据测量数据描绘的图线分别得到如图d中I、II所示。完成下列几个问题。①根据电路图b测量数据描绘的图线应为图d中(填“I”或“II”)
②根据题中条件,本次实验应选择实验电路图中(填“电路图b”或“电路图c”)。
③综合分析可得该电源电动势和内阻分别是V、Ω。(保留3位有效数字)。
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15、(1)、如图所示分别为“探究加速度与力、质量的关系”、“验证机械能守恒定律”和“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”三个实验场景,完成下列问题。
①以上三个实验都用到了重物,根据题中三个实验场景顺序,分别对应选用下列三个重物的正确顺序应是
A.甲、乙、丙 B.乙、丙、甲 C.甲、丙、乙
②在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,小宇同学选用的打点计时器是电火花计时器,下列实验器材必需的是
A.
B.
C.
本实验中确保重物的质量远小于小车质量的目的是。
③在“验证机械能守恒定律”实验中,小宇在某次实验得到如下一条纸带,O点为打点的起始点,在纸带上选取连续清晰的点迹依次标注A、B、C、D、E、F,则D点在刻度尺的对应读数为cm;打E点时重物的速度大小m/s。(计算结果保留3位有效数字)。
(2)、小宇同学在家里做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。①测量摆线长时,下列最合适的测量工具是
A.游标卡尺 B.螺旋测微器 C.1m长毫米刻度尺 D.20cm长毫米刻度尺
②实验结果发现测得的值大于当地标准重力加速度的值。造成上面实验误差的原因可能是下面哪一项
A.描绘图像时,用摆线长当作摆长;
B.摆球摆动过程中未保证在同一竖直平面内运动;
C.测出()次全振动时间t,误作为n次全振动时间进行计算
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16、下列说法正确的是( )A、热量能完全用来做功,而不产生其他影响 B、多晶体没有确定的几何形状 C、经过调制后的高频电磁波在真空传播得更快 D、利用多普勒测速仪可以测量海水的流速
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17、如图所示,是内径为r、外径、长为L的空心半圆玻璃柱的截面图,玻璃柱的折射率为。现有一平行对称轴的光束射向此半圆柱的右半外表面,部分光从圆柱内侧面射出,若用面积为S的水平遮光面板挡住相应的入射光,玻璃柱内侧恰好没有光射出。已知光在真空中的速度为c,忽略光在玻璃柱中的二次反射,下列说法正确的是( )A、能穿过玻璃柱的光的最短时间为 B、从右侧入射的平行光也有可能经过O点 C、使光不能进入玻璃柱内侧的遮光面板面积 D、用此遮光面板遮挡内径相同外径更大的半圆玻璃柱,玻璃柱内侧有光线射出
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18、如图所示,倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为 , 板间距为 , 带负电的微粒质量为、带电荷量大小为。闭合开关S,微粒从极板M的左边缘A处以初速度水平射入,沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出。则( )A、上极板M带负电,下极板N带正电 B、直流电源两端的电压为 C、仅增大滑动变阻器的阻值,可使微粒做曲线运动 D、A到B运动的过程中,粒子动能的增量为
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19、一列简谐横波沿x轴正方向传播,此波在某时刻的波形图如图甲所示。质点M的平衡位置在处,质点N的平衡位置是处。质点N从时刻开始振动,其振动图像如图乙所示。此波传播到达平衡位置为处的质点Q时,遇到一障碍物(未画出)之后立刻传播方向反向,反射波与原入射波在相遇区域发生干涉,某时刻两列波部分波形如图丙所示。则下列说法中正确的是( )A、图甲时刻波刚好传播到N点,波速为20m/s B、从到 , 质点M通过的路程小于15cm C、时,质点N的位移为0 D、足够长时间后,O、Q之间有5个振动加强点(不包括O、Q两点)
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20、新疆淮东—安徽皖南的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上最长的直流电运输路线,总长度达3324公里,输电的简化流程如图所示。若直流输电的线路电阻为100Ω,变压、整流过程中的电能损失忽略不计,直流和交流逆变时有效值不发生改变。当直流线路输电功率为时,下列说法正确的是( )A、远距离输电的输送电压可以无限制地提高 B、输电导线上损失的功率为 , 损失的电压为100kV C、升压变压器原副线圈匝数比应等于 D、若保持输送功率不变,用直流输电比交流输电时损耗的能量少