相关试卷

1、小红在查阅资料时看到了“嫦娥五号”的月球着落装置设计，她也利用所学知识设计了一个地球着落回收的电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓返回舱和地面间的冲击力。如图甲所示，在返回舱的底盘安装有均匀对称的 $4$ 台电磁缓冲装置，电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨 $P Q$ 、 $M N$ 。导轨内侧，安装电磁铁 $($ 图中未画出 $)$ ，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为 $B$ 。导轨内的缓冲滑块 $K$ 由高强度绝缘材料制成，滑块 $K$ 上绕有闭合矩形线圈 $a b c d$ ，线圈的总电阻为 $R$ ，匝数为 $n$ ， $a b$ 边长为 $L$ 。假设整个返回舱以速度 $v_{0}$ 与地面碰撞后，滑块 $K$ 立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。返回舱质量为 $m$ ，地球表面的重力加速度为 $g$ ，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。

(1)、求滑块 $K$ 的线圈中最大感应电动势的大小；

(2)、若缓冲装置向下移动距离 $H$ 后速度为零，则此过程中每个缓冲线圈 $a b c d$ 中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？

(3)、若要使缓冲滑块 $K$ 和返回舱不相碰，且缓冲时间为 $t$ ，则缓冲装置中的光滑导轨 $P Q$ 和 $M N$ 长度至少多大？

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2、如图所示，导热汽缸固定在水平地面上，用质量为 $M$ 的光滑的活塞 $Q$ 封闭了一定质量热力学温度为 $T_{1}$ 的理想气体。一不可伸长的细绳绕过定滑轮，一端拴住活塞，另一端栓着质量为 $m$ 的重物。已知大气压强为 $p_{0}$ ，活塞的位置离底部距离为 $H$ ，活塞的截面积为 $S$ 。最初整个系统处于静止状态， $($ 滑轮质量、滑轮轴上的摩擦和空气阻力均不计 $) .$ 求：

(1)、剪断细绳当系统再次稳定时，活塞的位置离底部的距离 $h$ ；

(2)、再次稳定后，对汽缸加热，使活塞再次回到最初的位置，此时气体的温度 $T_{2}$ 。

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3、某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中，正确操作并获得了合理的实验数据．

(1)、该实验小组获得的金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是 $m m$ 、A、 $V .$

(2)、该实验小组在将金属丝接入电路前用万用表测量它的电阻．测量步骤如下，请你帮该实验小组完成实验步聚
A.先进行机械调零
B.将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡 $\times 10$ 挡处，将红、黑表笔短接，旋动部件 $($ 填“ $K$ ”或“ $T$ ”或“ $S$ ” $)$ ，使指针对准电阻的 $($ 填“ $0$ 刻线”或“ $\infty$ 刻线” $)$
C.将红、黑表笔分别接金属丝两端，发现表头指针偏转角度很大，为了较准确地进行测量，应换到 $($ 填“ $\times 100$ ”或“ $\times 1$ ” $)$ 档，再进行 $($ 填“机械调零”或“欧姆调零” $)$ ，重新测金属丝的电阻
D.测量完成后，将选择开关拨向位置． $($ 填“直流电压最高挡”或“交流电压最高挡” $)$

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4、某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。

(1)、下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是

(2)、关于接通电源和放手让重物运动的先后顺序，下列说法正确的是____

A、应同时接通电源和放手 B、先接通电源后放手 C、先放手后接通电源 D、以上说法都不对

(3)、选出一条清晰的纸带如图所示，其中 $O$ 点为打点计时器打下的第一个点， A、 $B$ 、 $C$ 为三个计数点。用刻度尺测得 $O A = 12.41 c m$ ， $O B = 18.90 c m$ ， $O C = 27.06 c m$ 。在计数点 $A$ 和 B、 $B$ 和 $C$ 之间还各有一个点，重锤的质量为 $0.2 k g$ 。打点计时器工作频率为 $50 H z$ ，当地的重力加速度 $g$ 为 $9.8 m / s^{2}$ 。打点计时器打下计数点 $B$ 时，重锤的速度大小为 $v_{B} =$ $m / s$ 。从打下 $O$ 到打下 $B$ 点过程中重锤动能增加量 $Δ E_{k} =$ $J$ ，重力势能减少量 $Δ E_{p} =$ $J$ 。 $($ 计算结果均保留三位有效数字 $)$

(4)、实验中发现重锤获得的动能 $Δ E_{k}$ 小于减少的重力势能 $Δ E_{p}$ ，则产生系统误差的原因可能是 $($ 至少写出一条主要原因 $)$ 。

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5、如图甲所示，固定斜面的倾角为 $30 °$ ，一质量为 $m$ 的小物块自斜面底端以初速度 $v_{0}$ 沿斜面向上做匀减速运动，经过一段时间后又沿斜面下滑回到底端，整个过程小物块的 $v - t$ 图象如图乙所示。下列判断正确的是( )

A、物体与斜面间的动摩擦因数 $μ = \frac{\sqrt{3}}{3}$ B、上滑过程的加速度大小是下滑过程的 $2$ 倍 C、滑块沿斜面上滑的过程中机械能减少 $\frac{3}{16} m v_{0 ．}^{2}$ D、滑块沿斜面下滑的过程中动能增加 $\frac{1}{4} m v_{0 ．}^{2}$

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6、高速粒子轰击荧光屏可使其发光．如图所示，在竖直放置的铅屏 $A$ 的右表面上贴着 $β$ 射线放射源 $P$ ，能朝着 $A$ 板右侧各个方向发射速度相同的 $β$ 粒子 $($ 实质是电子 $)$ ，其速度大小为 $v$ ，足够大的荧光屏 $M$ 与铅屏 $A$ 平行放置，相距为 $d$ ，其间有水平向右的匀强电场，电场强度的大小为 $E$ ，已知电子所带的电荷量为 $- e$ ，质量为 $m$ ，不考虑相对论效应，则( )

A、垂直射到荧光屏 $M$ 上的电子的速度大小为 $\sqrt{\frac{2 e E d}{m} + v^{2}}$ B、到达荧光屏离 $P$ 最远的电子的运动时间为 $\sqrt{\frac{2 m d}{e E}}$ C、荧光屏上的发光半径为 $\sqrt{\frac{2 m d v^{2}}{e E} - 4 d^{2}}$ D、到达荧光屏的电子的电势能减少了 $e E d$

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7、如图所示，卫星 $A$ 是我国在 $2022$ 年 $8$ 月 $20$ 日成功发射的“遥感三十五号” $04$ 组卫星，卫星 $B$ 是地球同步卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动，卫星 $P$ 是地球赤道上还未发射的卫星， $P$ 、 $A$ 、 $B$ 三颗卫星的线速度大小分别为 $v_{P}$ 、 $v_{A}$ 、 $v_{B}$ ，角速度大小分别为 $ω_{P}$ 、 $ω_{A}$ 、 $ω_{B}$ ，下列判断正确的是( )

A、 $v_{A} > v_{B} > v_{P}$ B、 $v_{A} < v_{B} < v_{P}$ C、 $ω_{A} > ω_{B} = ω_{P}$ D、 $ω_{A} > ω_{B} > ω_{P}$

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8、如图，水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨，导轨间距为 $l$ ，电阻不计。整个装置处于两个磁感应强度大小均为 $B$ 、方向相反的竖直匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线，质量均为 $m$ 的两根相同导体棒 $M N$ 、 $P Q$ 静置于图示的导轨上 $($ 两棒始终与导轨垂直且接触良好 $)$ 。现使 $M N$ 棒获得一个大小为 $v 0$ 、方向水平向左的初速度，则在此后的整个运动过程中( )

A、两棒受到的安培力冲量大小相等，方向相反 B、两棒最终的速度大小均为 $\frac{v_{0}}{3}$ C、 $M N$ 棒产生的焦耳热为 $\frac{m v_{0}^{2}}{4}$ D、通过 $P Q$ 棒某一横截面的电荷量为 $\frac{m v_{0}}{2 B l}$

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9、如图所示，真空中存在电场强度大小为 $E$ ，方向水平向右的匀强电场， $A, B$ 两点分别固定着等量异种点电荷 $+ Q$ 和 $- Q$ 。 $O$ 是线段 $A B$ 的中点， $C$ 是线段 $A B$ 垂直平分线上的一点，且 $∠ C A B = 60 °$ 。若 $O$ 点的电场强度大小为 $3 E$ ，则 $C$ 点的电场强度大小为

A、 $\frac{5}{4} E$ B、 $\frac{3}{8} E$ C、 $\frac{9}{8} E$ D、 $\frac{1}{4} E$

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10、如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的．如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图， $a$ 、 $b$ 为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是( )

A、在冰晶中， $b$ 光的传播速度较大 B、在冰晶中， $a$ 、 $b$ 光的传播速度相等 C、从同种玻璃中射入空气发生全发射时， $b$ 光的临界角较小 D、从同种玻璃中射入空气发生全反射时， $a$ 光的临界角较小

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11、汞原子的能级如图所示，现让一束光子能量为 $8.8 e V$ 的单色光照射到大量处于基态 $($ 量子数 $n = 1)$ 的汞原子上，能发出 $6$ 种不同频率的色光。下列说法中正确的是( )

A、最大波长光子的能量为 $1.1$ $e V$ B、最大波长光子的能量为 $2.8$ $e V$ C、最大频率光子的能量为 $2.8$ $e V$ D、最大频率光子的能量为 $4.9$ $e V$

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12、如图所示，一列简谐横波沿 $x$ 轴正方向传播，实线为 $t = 0$ 时的波形图，虚线为 $t = 0.5 s$ 时的波形图。关于该简谐波，下列说法正确的是( )

A、波长一定为 $2 m$ B、频率一定为 $1.5 H z$ C、波速可能为 $6 m / s$ D、 $t = 1 s$ 时， $x = 1 m$ 处的质点处于波峰

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13、如图所示，两个大小不等的光滑球置于半球状的凹槽内， $O$ 为凹槽的球心， $O_{1}$ 是质量为 $m_{1}$ 的大球的球心， $O_{2}$ 是质量为 $m_{2}$ 的小球的球心，两球静止时切点正好处于 $O$ 点正下方。则下列说法正确的是( )

A、 $m_{1} > m_{2}$ B、 $m_{1} < m_{2}$ C、凹槽对大球的弹力等于对小球的弹力 D、凹槽对大球的弹力大于对小球的弹力

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14、一个物体以初速度 $v_{0}$ 沿光滑斜面向上运动，其速度 $v$ 随时间 $t$ 变化的规律如图所示，在连续两段时间 $m$ 和 $n$ 内对应面积均为 $S$ ，设经过 $b$ 时刻的加速度和速度分别为 $a$ 和 $v_{b}$ ，则( )

A、 $a = \frac{2 (m + n) S}{(m - n) m n}$ B、 $a = \frac{2 (m - n) S}{(m + n) m n}$ C、 $v_{b} = \frac{(m + n) S}{m n}$ D、 $v_{b} = \frac{(m^{2} + n^{2}) S}{m n}$

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15、抛石机是古代远程攻击的一种重型武器，某同学制作了一个简易模型，如图所示。支架固定在地面上，O为转轴，长为L的轻质硬杆A端的凹槽内放置一质量为m的石块，B端固定质量为20m的重物， $A O = 0.9 L$ ， $O B = 0.1 L$ 。为增大射程，在重物B上施加一向下的瞬时作用力后，硬杆绕O点在竖直平面内转动。硬杆转动到竖直位置时，石块立即被水平抛出，此时重物的速度为 $\sqrt{g L}$ ，石块直接击中前方倾角为 $1 5^{∘}$ 的斜坡，且击中斜坡时的速度方向与斜坡成 $6 0^{∘}$ 角。重力加速度为g，忽略空气阻力影响，求：

(1)、石块抛出时的速度大小；

(2)、石块击中斜坡时的速度大小及石块抛出后在空中运动的水平距离；

(3)、石块抛出前的瞬间，重物和石块分别受到硬杆（包括凹槽）的作用力的大小和方向。

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16、离心试验器的原理图如图所示，可以测试人的抗荷能力。被测者坐在椅子上随平台做匀速圆周运动，已知人的质量为m，图中的直线AB的长度为L，与竖直方向成30°角，AC的长度为r，求：

(1)、人需要的向心力大小；

(2)、人对椅子的压力；

(3)、平台做匀速圆周运动的周期T。

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17、天问一号是执行中国首次火星探测任务的探测器，该名称源于屈原长诗《天问》，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。当“天问”号悬停在空中时，提供的动力为F，已知“天问”号的质量为m，火星的半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响，求：

(1)、火星表面的重力加速度以及火星的质量；

(2)、火星的第一宇宙速度。

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18、在探究向心力大小F与小球质量m、角速度 $ω$ 和半径r之间关系实验中：

(1)、小明同学用如图甲所示装置，转动手柄，使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为1：2：1，在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板B与挡板C处，同时选择半径（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮进行实验。

(2)、小王同学用如图乙所示的装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门记录遮光片通过的时间，滑块的旋转半径为r，滑块随杆一起做匀速圆周运动。
①某次旋转过程中，遮光片经过光电门时的遮光时间为 $Δ t$ ，则角速度 $ω =$ 。（用相关物理量符号表示）
②以 $F$ 为纵坐标，以 $\frac{1}{{(Δ t)}^{2}}$ 为横坐标，在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为（用k、r、d表示）。

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19、图甲为研究小球做平抛运动的规律的实验装置，图乙中的A、B、C为用频闪照相的方法在坐标纸上得到的小球运动过程中的三个位置。实验小组未记下小球平抛的抛出点，只记录下了y轴。实验小组测得A、B、C各点到y轴的距离分别为 $x_{1} = 10 c m$ 、 $x_{2} = 15 c m$ 、 $x_{3} = 20 c m$ ， A、B两点和B、C两点的竖直距离 $Δ y_{1} = 6.25 c m$ 、 $Δ y_{2} = 8.75 c m$ 取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，忽略空气阻力，回答下列问题。

(1)、实验中，下列会导致实验误差的因素是。
a．安装斜槽轨道，其末端没有保持水平
b．小球与斜槽轨道之间有摩擦
c．计算初速度时选取的点离抛出点较远
d．频闪照相机闪光频率偏大

(2)、该小球做平抛运动的初速度 $v_{0} =$ $m / s$ （结果保留两位有效数字）

(3)、如图乙所示，在以y轴竖直向下为正方向，以抛出点O为坐标原点，建立的 $x O y$ 平面直角坐标系中，y与x的函数关系式为（用g、x、y和 $v_{0}$ 表示）

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20、 2023年春节贺岁片《流浪地球2》中提出太空电梯，太空电梯验证着中国科幻“上九天揽月”的宏大设想。其构造如乙图所示，假设有一长度为r的太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站a，相对地球静止，卫星b与同步空间站a的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间t之后，a、b第一次相距最远。已知地球半径R，自转周期T，下列说法正确的是（　　）

A、太空电梯各点均处于完全失重状态 B、b卫星的周期为 $\frac{2 T t}{2 t - T}$ C、太空电梯停在距地球表面高度为2R的站点，该站点处的重力加速度 $g = \frac{4 π^{2}}{T^{2}} (\frac{r^{2}}{9 R^{2}} - 3 R)$ D、太空电梯上各点线速度与该点离地球球心距离成正比

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