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相关试卷

1、如图所示，固定的一对长金属导轨，间距为 $L = 0.5 m$ ，其水平部分与倾斜部分均足够长。导轨的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 $B_{1}$ ，其左侧连接了电源G。导轨的倾斜部分倾角 $θ = 37^{\circ}$ 且处于平行斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 $B_{2}$ ，其下方接有开关S和 $C = 0.1 F$ 的电容器，开始时开关断开、电容器不带电。导轨上正对的P、Q两处各有一小段用绝缘材料制成，长度不计。质量均为 $m = 0.25 kg$ 的导电杆甲、乙静止在导轨上，均与导轨垂直，甲与导轨摩擦不计，电阻 $R_{1} = \frac{5}{8} Ω$ ，乙的电阻 $R_{2} = \frac{5}{4} Ω$ 。某时刻起电源G开始工作，输出恒定电流 $I_{0} = 0.5 A$ ，经 $t_{0} = 3 s$ ，使甲运动到P、Q处，电源G立即停止工作。当甲越过P、Q瞬间，再对其施加一个沿导轨水平向右的恒力 $F = 1.6 N$ ，此时乙恰好开始运动。已知 $B_{1} = B_{2} = 1 T$ ，不计除导电杆外所有电阻，不计回路自身激发磁场，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， $\sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $\cos 37^{\circ} = 0.8$ 。
（1）求甲通过P、Q时的速度大小；
（2）求乙与倾斜导轨间的动摩擦因数；
（3）求电源G输出的总能量；
（4）为回收部分能量，闭合开关S，其他条件不变，已知在甲通过P、Q后 $10s$ 内位移为 $102m$ ，产生的焦耳热为 $49J$ ，此时电容器已达到最大稳定电压。当电容器电压为 $U_{c}$ 时，其储能为 $E_{C} = \frac{1}{2} C U_{C}^{2}$ 。忽略电磁辐射，求此过程中，乙上产生的焦耳热（该结果保留3位有效数字）。

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2、如图所示，质量为m的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，在O点正下方的光滑桌面上有一个与A完全相同的静止小球B，B距O点的距离等于绳长L。现将A拉至某一高度，由静止释放，A以速度v在水平方向和B发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。求：
（1）A释放时距桌面的高度H；
（2）碰撞前瞬间绳子的拉力大小F；
（3）碰撞过程中系统损失的机械能 $Δ E$ 。

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3、小明在河边玩打水漂游戏。他将扁平的石子以初速度 $v_{0}$ 水平抛出，石子第一次接触水面时速度的方向与水面的夹角为θ，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）石子第一次接触水面时的速度大小；
（2）石子抛出时距水面的高度h。

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4、某同学为了测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：
A．待测干电池（电动势约为 $1.5 V$ ，内阻约为 $1 Ω$ ）
B．电流表A₁（量程0.6A，内阻较小）
C．电流表A₂（量程300μA，内阻 $R_{g} = 1000 Ω$ ）
D．滑动变阻器R₁（0～20Ω，额定电流为2A）
E．滑动变阻器R₂（0～2kΩ，额定电流为1A）
F．电阻箱R₀（阻值为 $0 ～ 99999.9 Ω$ ）
G．开关一个，导线若干
为了能比较准确地进行测量，根据要求回答下列问题：

(1)、实验中滑动变阻器应选（选填“R₁”或“R₂”）。

(2)、为了操作方便，需利用电流表A₂和电阻箱改装成量程为3V的电压表，需（选填“串联”或“并联”）阻值R₀=Ω的电阻箱。

(3)、请根据电路图甲将图乙中的实物连接完整，要求闭合电键S前，应将滑动变阻器的滑片移到最左端。

(4)、闭合电键S后，多次调节滑动变阻器，测得多组电流表A₁、A₂的示数I₁、I₂ ，绘制出 $I_{2} - I_{1}$ 图像，如图丙所示，则电源的电动势 $E =$ ，电源的内阻 $r =$ （结果均用a、b、R₀和R_g表示）。

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5、某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下：
（1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界
（2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的 $M$ 点水平入射，到达 $e f$ 面上的 $O$ 点后反射到 $N$ 点射出．用大头针在白纸上标记 $O$ 点、 $M$ 点和激光笔出光孔 $Q$ 的位置
②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作 $Q M$ 连线的延长线与 $e f$ 面的边界交于 $P$ 点，如图（a）所示

③用刻度尺测量 $P M$ 和 $O M$ 的长度 $d_{1}$ 和 $d_{2}$ ． $P M$ 的示数如图（b）所示， $d_{1}$ 为 $cm$ 。测得 $d_{2}$ 为 $3.40 cm$

（3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式 $n =$ ；由测得的数据可得折射率 $n$ 为（结果保留3位有效数字）
（4）相对误差的计算式为 $δ = \frac{测量值 - 真实值}{真实值} \times 100 %$ 。为了减小 $d_{1} 、 d_{2}$ 测量的相对误差，实验中激光在 $M$ 点入射时应尽量使入射角。

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6、如图所示，质量为 $m$ ，带电量为 $+ q$ 的点电荷，从原点以初速度 $v_{0}$ 射入第一象限内的电磁场区域，在 $0 < y < y_{0}, 0 < x < x_{0}$ （ $x_{0} 、 y_{0}$ 为已知）区域内有竖直向上的匀强电场，在 $x > x_{0}$ 区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，控制电场强度（ $E$ 值有多种可能），可让粒子从 $N P$ 射入磁场后偏转打到接收器 $M N$ 上，则（）

A、粒子从 $N P$ 中点射入磁场，电场强度满足 $E = \frac{y_{0} m v_{0}^{2}}{q x_{0}^{2}}$ B、粒子从 $N P$ 中点射入磁场时速度为 $v_{0} \sqrt{\frac{x_{0}^{2} + y_{0}^{2}}{y_{0}^{2}}}$ C、粒子在磁场中做圆周运动的圆心到 $N M$ 的距离为 $\frac{m v_{0}}{q B}$ D、粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是 $\frac{m v_{0}}{q B} \sqrt{\frac{x_{0}^{2} + 4 y_{0}^{2}}{x_{0}^{2}}}$

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7、如图所示，用一交流电源给理想变压器供电，交流电源电压瞬时值变化规律为 $e = 100 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ ，理想变压器原、副线圈匝数之比为4：1，原线圈回路接有一阻值为 $R_{1} = 100 Ω$ 的电阻，理想变压器副线圈回路接有阻值为 $R_{2}$ 的电阻和灯泡L，闭合开关S后，规格为“10V，8W”的灯泡L恰好正常发光，则（）

A、变压器副线圈的电流为0.2A B、变压器原线圈的电压为80V C、电阻 $R_{2}$ 的阻值为 $12.5 Ω$ D、变压器输入功率为20W

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8、某科研团队通过传感器收集并分析运动数据，为跳高运动员的技术动作改进提供参考。图为跳高运动员在起跳过程中，其单位质量受到地面的竖直方向支持力随时间变化关系曲线。图像中10.10s至10.35s内，曲线下方的面积与阴影部分的面积相等。已知该运动员的质量为60kg，重力加速度g取10m/s²。下列说法正确的是（　　）

A、起跳过程中运动员的最大加速度约为42m/s² B、起跳后运动员重心上升的平均速度大小约为3m/s C、起跳后运动员重心上升的最大高度约为0.45m D、起跳过程中运动员所受合力的冲量大小约为330N·s

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9、大气污染日益严重，为了减少污染要求工业尾气需要按照静电除尘器进行除尘才允许排放，下图是静电除尘器的原理示意图， $P$ 接负极，外壳 $Q$ 接正极，废气以一定的速度从底部开口进入，经过除尘后，干净的空气从顶部出来，达到除尘目的。m，n是两粒带电的尘埃（仅受电场力），虚线分别是他们的运动轨迹（　　）

A、m做匀变速直线运动，n做变加速曲线运动 B、m、n一定带正电 C、n的电势能一定增加 D、在 $P$ 处的电势低于 $m$ 处

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10、如图所示，一列简谐横波沿 $x$ 轴正方向传播， $t = 0$ 时，位于坐标原点O处的波源开始从平衡位置沿y轴向上做周期为 $0.5 s$ 、振幅为 $6 cm$ 的简谐振动。当平衡位置在 $x = 10 m$ 处的质点P刚开始振动时，波源处的质点刚好位于波峰。下列描述正确的是（）

A、波源O在开始振动后 $1.75 s$ 内通过的路程为 $0.84 m$ B、该列简谐横波的最大波长为 $20 m$ C、该列简谐横波的最大波速为 $40 m / s$ D、若波长满足 $5 m < λ < 10 m$ ，则波速为 $40 m / s$

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11、2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为 $720km$ ，运行一圈所用时间约为100分钟。如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”，下列说法正确的是（　　）

A、“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为 $1 °$ B、“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于 $7 .9km/s$ C、“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度 D、由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离

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12、如图为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围约为1.62～3.11eV，以下说法正确的是（　　）

A、氢原子从高能级向基态跃迁时可能发射γ光子 B、用能量为11.0eV的光子激发处于基态的氢原子，可使其跃迁到激发态 C、原子跃迁到低能级后电子动能增大 D、处于n=2能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离

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13、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。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，磁力垂直壁面。下列关系式正确的是（）

A、 $F_{f} = G$ B、 $F = F_{N}$ C、 $F_{f} = G cos θ$ D、 $F = G \sin θ$

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14、传感器广泛应用在机器人、无人驾驶、智能制造等方面，以下关于传感器元件的说法正确的是（）

A、光敏电阻能把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量，其阻值随着光照强度的增大而增大 B、金属热电阻和热敏电阻都能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，它们的阻值都会随着温度的升高而增大 C、电阻应变片能把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量，物体表面拉伸时，贴在其表面的应变片阻值变大 D、电容式位移传感器能把物体位移这个力学量转换为电阻这个电学量

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15、如图，两根光滑细杆固定放置在同一竖直面内，与水平方向的夹角均为 $45^{°}$ 。质量均为 $0.2 kg$ 的两金属小球套在细杆上，用一劲度系数 $k = 2 0N/m$ 的轻质弹簧相连。将两小球同时由相同的高度静止释放，此时弹簧处于原长，小球释放的位置距杆的最低点的竖直高度差为12cm，运动过程中弹簧始终在弹性限度内，已知弹簧弹性势能为 $\frac{1}{2} k x^{2}$ ， x为弹簧的形变量，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、小球运动过程中的机械能守恒 B、两小球在两杆上运动的过程中，两小球的最大总动能为 $0 .1J$ C、小球不会从杆的最低点脱落 D、两小球在两杆上运动的过程中，弹簧的最大弹性势能为 $0 .4J$

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16、人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g，从离人约20cm的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为0.02s，取重力加速度g=10m/s²；下列分析正确的是（　　）

A、手机接触头部之前的速度约为1m/s B、手机对头部的冲量大小约为0.24 $N \cdot s$ C、手机对头部的作用力大小约为10.8N D、手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.24 $kg \cdot m/s$

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17、人造地球卫星发射的成功是人类伟大的创举，标志着人类已经具备探索外太空的能力，你认为下列四图中不可能是人造地球卫星轨道的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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18、如图甲所示为叉车运送货物的情境图，该过程可简化为图乙所示模型，平板和滑块一起以 $v_{0} = 3m/s$ 的速度做匀速直线运动，然后平板向右做匀减速直线运动至停止，平板的加速度大小为 $a_{0} = {5m/s}^{2}$ ，已知滑块间的动摩擦因数为 $μ_{1} = 0.25$ ，滑块和平板之间的动摩擦因数为 $μ_{2} = 0.275$ ，两滑块的质量均为 $m = 6kg$ 、长度均为 $d = 1 .2m$ ， L足够长滑块不会由平板上滑落，重力加速度 $g = {10m/s}^{2}$ ，不计空气阻力影响。求：
（1）平板开始减速时滑块a、b的加速度；
（2）滑块a相对于滑块b的位移；
（3）L满足什么条件滑块不会从平板上掉落。

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19、真空中直角三角形ABC 区域内（含边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，AB边长度为d，∠B的大小 $θ = 60 °$ 。在BC的中点有一粒子源，能持续地沿平行BA方向发射比荷为k、速率不同的正粒子，如图所示，不计粒子重力及粒子间的相互作用。求：
（1）粒子在磁场中运动的最长时间；
（2）从AB边射出的粒子的速率范围。

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20、导光柱是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置，其中，光滑内凹输入端的导光柱将有效提高光线捕获能力。如图所示为某一导光柱的纵截面简化示意图，导光柱下端AEB为半球凹形输入端，半径为 R，O为圆心，导光柱横截面直径与半圆形直径相等，其高度为L（L>2R）。球心O 处有一点光源，能发出各个方向的单色光，该纵截面内光线超过一定的角度范围会在进入导光柱后被折射出AD或BC侧面，从而导致光传输的损耗。已知导光柱的折射率为 $\sqrt{2}$ ，求：
（1）光源在该纵截面内出射光线进入导光柱后不被折射出AD 或BC 侧面的角度范围 $θ$ ；
（2）点光源发射出的不被折射出AD 或BC 侧面的光线到达输出端CD的最长时间t。

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