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1、如图所示,一半径为的透明均质半球置于空气中,某圆柱形单色平行光束垂直于半球底面入射,光束横截面圆心与半球底面圆心重合。若要整束光都不发生全反射,其横截面的半径最大为。
(1)求该光束在半球中的折射率;
(2)若换成半径为在半球中折射率为原光束的倍的另一光束,其他条件不变,求此时半球有光束射出的球冠底面面积。(不考虑反射光的折射)

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2、如图所示的三维坐标系中,在y<0、z>0的区域Ⅰ内有沿y轴正方向的匀强电场,在y>0、z>0的区域Ⅱ内有沿x轴正方向的匀强磁场,在y>0、z<0的区域Ⅲ内有沿y轴正方向的匀强电场和匀强磁场,区域Ⅱ、Ⅲ内磁场的磁感应强度大小相等。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带正电粒子自坐标为(0,-d,0)的点沿z轴正方向以大小为的初速度射入区域Ⅰ,恰好从坐标为(0,0,2d)的点进入区域Ⅱ,并从y轴上某点垂直y轴进入区域Ⅲ,经区域Ⅲ偏转后以大小为的速度再次进入区域Ⅱ。不计粒子的重力。求:
(1)、区域Ⅰ内匀强电场的电场强度大小;(2)、区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度大小;(3)、区域Ⅲ内匀强电场的电场强度大小。 -
3、某学习小组在倾斜的气垫导轨上验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,当地重力加速度为。实验操作如下:

(1)如图乙所示,先用游标卡尺测出遮光条的宽度。
(2)将气垫导轨右侧适当垫高,测出光电门、光敏管的高度分别为、。
(3)将滑块轻放在调节好的气垫导轨右端,测出滑块经过光电门、的时间、 , 则滑块经过光电门时的速度为(用题目所给的符号表示)。
(4)若满足(用题目所给的符号表示),则说明滑块在光电门、之间运动的过程中机械能守恒。
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4、物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。取 , 则下列说法正确的是( )
A、第1.5s末推力F做功的瞬时功率为3W B、第2s内物体克服摩擦力做的功 C、前2s内推力F做功的平均功率为3W D、物体与水平面间的动摩擦因数 -
5、如图所示,质量为m的弹簧振子在竖直方向上做简谐运动,振动到最高点时弹簧恰好为原长,已知轻质弹簧劲度系数为k,重力加速度为g。下列判断正确的是( )
A、弹簧振子的振幅为 B、弹簧振子在最低点时受到的弹力大小为2mg C、弹簧的最大弹性势能为 D、弹簧振子的最大动能为 -
6、如图为远距离输电线路示意图,由发电机、理想升压变压器、理想降压变压器、用户等组成。发电机矩形线框的面积为S,匝数为n,线圈总电阻为r(很小),在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO'轴以角速度ω匀速转动。升压变压器原、副线圈的匝数比为k1 , 降压变压器原、副线圈的匝数比为k2。已知升压变压器和降压变压器之间的输电线总电阻为R1 , 用户总电阻为R2 , 电流表为理想电表,初始时开关S闭合。下列说法正确的是( )
A、电流表的示数 B、电阻R1、R2消耗的功率之比为 C、电阻R1、R2消耗的功率之比为 D、若用户数量增加,则升压变压器的输入功率一定减小 -
7、将一网球以一定的初速度竖直向上击出,一段时间后落回击出点。运动过程中,网球受空气阻力(为常数)。以竖直向上为正方向,则整个运动过程中,网球的加速度、速度随时间变化的图像及动能、机械能随距击出点高度变化的图像可能正确的是( )A、
B、
C、
D、
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8、如图所示,健身球通常由橡胶制成,其内部充满气体能够承受较大的压力。当人体缓慢离开健身球的过程可认为球内气体温度不变,已知球内气体可视为理想气体,下列说法正确的是( )
A、球内气体向外界放出热量 B、球内气体分子数密度不变 C、球内所有气体分子的动能都不变 D、球内气体分子单位时间对单位面积器壁的撞击力减小 -
9、玻尔原子理论可解释氦离子(He+)的能级跃迁。如图为He+的能级示意图,一群处于n=3能级的He+在向低能级跃迁过程中发出不同频率的光子,照射到金属钠的表面。已知金属钠的逸出功为2.29eV,这群He+跃迁过程发出的( )
A、光子频率只有2种 B、光子能量可能为6.04eV C、光子能量最大为54.4eV D、光均可使金属钠发生光电效应 -
10、体操运动员从空中落地时总要屈腿,这样做的主要目的是( )A、减小人落地前瞬间的速度 B、减小地面对人的冲击力 C、减小地面对人的冲量 D、减小人的动量变化量
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11、图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点,再经过N点可以判定( )
A、M点的电势小于N点的电势 B、粒子在M点的电势能小于N点的电势能 C、粒子在M点的加速度大于在N点的加速度 D、粒子在M点的速度小于在N点的速度 -
12、随着科技的发展,手机的功能越来越多。如图所示是小米同学随质量为100kg货物乘坐电梯时利用手机软件制作的运动图像(竖直向上为正方向),g取 , 下列判断正确的是( )
A、货物处于失重状态 B、内电梯对货物的支持力恒为1010N C、内货物上升的距离为34m D、货物处于超重状态 -
13、如图所示,空间存在彼此平行的四个足够大的竖直平面M、N、P、Q,相邻平面的间距均为d,四个平面的中心位置位于同一垂直于四个平面的水平直线上。平面M、N间有水平向右的匀强电场,M、N间的电势差为U,平面N、P之间有方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场,平面P、Q间有方向水平向外、磁感应强度大小为B2(未知)的匀强磁场。将质量为m、电荷量为q的带正电粒子从由静止释放,粒子重力不计。
(1)、求粒子由静止释放至首次到达平面P的时间。(2)、若将平面N、P之间的磁场撤去,在平面N、P之间加一竖直向下的匀强电场,电场强度大小等于M、N间的电场的2倍,粒子能够到达平面Q,求B2的最大值。(3)、在(2)问情景中,当粒子经过平面P时,将B2方向变为水平向右,大小变为 , 求粒子到达平面Q的位置与中心点O4之间的距离。 -
14、如图所示,半径R=4.9m的光滑圆弧轨道固定在水平地面上,O为圆心,质量的长木板A紧靠圆弧,上表面水平且与圆弧轨道末端平齐,木板左端静置一质量的小物块B.现将质量的小物块C从圆弧轨道上的P点由静止释放,随后小物块C、B在极短时间内发生弹性碰撞,小物块B最终停在长木板上。已知P、O连线与竖直方向的夹角(A与地面、A与B、A与C之间的动摩擦因数分别为重力加速度g取B、C均可视为质点。求:
(1)、小物块C与B碰撞后瞬间,B、C的速度大小。(2)、小物块C最终与长木板左端的距离(结果可用分数表示)。 -
15、如图甲所示,平静的水面上漂浮着一片半径R=0.35m、厚度不计的圆形荷叶,质量m=10 g、可视为质点的鲤鱼正在荷叶下方水平面内以速度做匀速圆周运动。简化示意图如图乙所示,鲤鱼与荷叶的竖直高度差已知水的折射率重力加速度g取若游客在水面上任意位置均看不到鲤鱼,求:
(1)、鲤鱼做圆周运动的最大半径。(2)、水对鲤鱼的作用力F的最小值。 -
16、如图甲所示的多用电表是一种多功能仪表,可以用来测量电流、电压以及电阻。某同学将该多用电表的选择开关旋至欧姆挡位置,并作出欧姆挡内部简化电路如图乙所示,虚线框中的阴影部分为正负极不确定的电源,随后进行了以下的操作。


(1)、为了测量如图丙所示晶体二极管的电阻,该同学先把选择开关旋至“×10”挡,将两表笔A、B短接,调节 , 使表头G的指针达到满偏,再将表笔A与二极管的Q端连接,将表笔B与二极管的P端连接,观察到欧姆表指针偏转角度很小,则表笔A应接内部电源的(选填“正极”或“负极”)。(2)、该同学随后将表笔A与二极管的P端连接,将表笔B与二极管的Q端连接,观察到欧姆表指针偏转角度太大,为了减小测量误差,应将选择开关旋至(选填“×1”或“×100”)挡,再次将两表笔A、B短接,调节R0 , 使表头G的指针达到满偏,之后进行测量,得到多用电表刻度盘上指针偏转情况如图丁所示,则此时测得的二极管的正向电阻为Ω(保留两位有效数字)。(3)、为了深入了解欧姆挡内部的情况,该同学设计了如图戊所示的电路图,用来测量(2)中换挡后欧姆表内部电源的电动势及在该挡位下欧姆表的总电阻。操作步骤如下:
A.按图戊所示,正确连接好电路后,读取电流表的示数为Ⅰ,欧姆表的示数为R;
B.仅调节 , 得到多组Ⅰ、R的数据;
C.利用记录的电流表示数I和相应的欧姆表示数R,作出图像如图己所示。
根据图己,可知欧姆表内部电源的电动势E=V。该挡位下欧姆表的总电阻(结果均保留三位有效数字)
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17、为了探究“等温条件下气体压强与体积的关系”,某同学设计了如图甲所示的实验装置。水平桌面上固定一足够高、导热性能良好、开口向上的汽缸,质量为m0、横截面积为S、厚度不计的光滑活塞密封一定质量的理想气体,轻质细绳一端连接活塞中心,另一端绕过两个光滑定滑轮连接轻质沙桶(桶中开始没有细沙),连接活塞的细绳竖直,在桶中加入细沙之前,活塞稳定时,活塞到汽缸底部的高度为。已知重力加速度为g,大气压强为 , 环境温度不变。
(1)、在桶中加入细沙之前,活塞稳定时,密封气体的压强。(2)、在沙桶中缓慢加入一定质量的细沙,活塞稳定时,记录下沙桶中细沙的质量m与活塞到汽缸底部的高度h,多次重复这一过程,得到多组m、h的数据,利用所得数据,描绘出图像如图乙所示,则该图像的纵截距为;根据图乙可知该图像的横截距为a,若在误差允许的范围内,满足大气压强 , 则温度一定时,气体压强与体积成反比。 -
18、小李同学设计了一个测动摩擦因数的实验,他做实验的装置如图甲所示。在左端带有光滑定滑轮的长木板上固定一个光电门,长木板右端放置一物块,宽度为d的遮光片固定在物块的左端,长木板固定在水平面上,物块与力传感器、沙桶通过跨过定滑轮的细线连接,力传感器能显示细线的拉力。实验时,多次改变沙桶中沙的质量,每次都让物块从距离光电门为L的同一位置由静止释放,读出多组力传感器的示数F及遮光片经过光电门的时间t。在坐标系中作出的的图像如图乙所示,图线与纵轴的截距为b,与横轴的截距为 . 已知重力加速度为g。
(1)、对于该实验,以下说法正确的是_________。A、该实验需要满足沙和沙桶的总质量远小于物块的质量 B、该实验需要抬高长木板右端来平衡摩擦力 C、该实验需要使拉物块的细线与长木板平行(2)、根据实验测量的物理量及图线信息可知物块质量的表达式。物块与木板之间的动摩擦因数的表达式(均用题中所给的字母表示) -
19、如图所示,间距为l的平行金属导轨右侧弯曲部分为半径为l的光滑圆弧导轨,左侧为长度为l的水平导轨,圆弧导轨和水平导轨在c、d点相切,水平导轨的左端a、b连接阻值为R的定值电阻,水平导轨所在区域存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场,e、f两点(图中未画出)分别为bc和ad的中点,将质量为m的导体棒从右侧圆弧导轨的最高点由静止释放,导体棒恰好能够运动至水平导轨左边缘ab位置。已知重力加速度为g,空气阻力忽略不计,导体棒接入回路的电阻为2R,导体棒与水平导轨之间的动摩擦因数为 , 金属导轨电阻不计,导体棒在导轨上运动时始终垂直于导轨且与导轨接触良好。下列说法正确的是( )
A、整个运动过程,通过定值电阻的电荷量为 B、导体棒在水平导轨上运动的时间为 C、整个运动过程,导体棒产生的焦耳热为 D、导体棒经过ef时的速度小于 -
20、自耦变压器是一种输出和输入共用同一组线圈的特种变压器。在如图甲所示的自耦变压器中,环形铁芯上只绕有一个匝数的线圈,通过滑动滑片P可以改变负载端线圈的匝数。已知输入端a与滑片触点M间的线圈匝数为50,定值电阻电表均为理想电表,线圈电阻不计,忽略漏磁。现在a、b端输入如图乙所示的交变电流,改变滑片P的位置,当滑片P滑至N时,定值电阻。消耗的功率达到最大值,则下列说法正确的是( )
A、当滑片P滑至M时,电压表的示数为36V B、当滑片P滑至M时,电流表的示数为18A C、aN间的线圈匝数为100 D、当滑片P滑至N时,定值电阻消耗的功率为169W