相关试卷

1、回旋加速器的示意图如图所示。它由两个铝制 $D$ 型金属扁盒组成，两个 $D$ 形盒正中间开有一条狭缝；两个 $D$ 型盒处在匀强磁场中并接在高频交变电源上。在 $D_{1}$ 盒中心 $A$ 处有粒子源，它产生并发出带电粒子，经狭缝电压加速后，进入 $D_{2}$ 盒中。在磁场力的作用下运动半个圆周后，垂直通过狭缝，再经狭缝电压加速；为保证粒子每次经过狭缝都被加速，设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始，速度越来越大，运动半径也越来越大，最后到达 $D$ 型盒的边缘，以最大速度被导出。已知某粒子所带电荷量为 $q$ ，质量为 $m$ ，加速时电极间电压大小恒为 $U$ ，磁场的磁感应强度为 $B$ ， $D$ 型盒的半径为 $R$ ，设狭缝很窄，粒子通过狭缝的时间可以忽略不计。设该粒子从粒子源发出时的初速度为零，不计粒子重力和粒子间的相互作用力，忽略相对论效应，求：

(1)、交变电压的周期 $T$ ；

(2)、粒子被加速后获得的最大动能 $E_{k m}$ ；

(3)、粒子在回旋加速器中运动的总时间。

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2、探究感应电流方向的实验所需器材包括：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池 $($ 用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系 $)$ 。

(1)、实验现象：如图 $1$ 所示，在四种情况下，将实验结果填入表格中。
①线圈内磁通量增加时的情况
图号
原磁场方向
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
甲
竖直向下
逆时针 $($ 俯视 $)$
竖直向上
乙
竖直向上
顺时针 $($ 俯视 $)$
②线圈内磁通量减少时的情况
图号
原磁场方向
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
丙
竖直向下
顺时针 $($ 俯视 $)$
竖直向下
丁
竖直向上
逆时针 $($ 俯视 $)$
请填写表格中的空白项。

(2)、实验结论：当穿过闭合线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向 $($ 填写“相同”或“相反” $)$ 。

(3)、总结提炼：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的。

(4)、拓展应用：如图 $2$ 所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈 $A$ 和 $B$ 。线圈 $A$ 和电源连接，线圈 $B$ 与直导线 $a b$ 构成一个闭合回路。弹簧 $K$ 与衔铁 $D$ 相连， $D$ 的右端触头 $C$ 连接工作电路 $($ 未画出 $)$ 。开关 $S$ 闭合状态下，工作电路处于导通状态。 $S$ 断开瞬间，延时功能启动，此时直导线 $a b$ 中电流方向为 $($ 填写“ $a$ 到 $b$ ”或“ $b$ 到 $a$ ” $)$ 。说明延时继电器的“延时”工作原理：。

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3、在实验中，已粗略测得金属电阻丝的阻值约为 $6 Ω$ ，为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值，进而测得其电阻率，实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下：
A.电源 $E ($ 电动势 $3.0 V$ ，内阻约 $0.5 Ω)$
B.电压表 $V_{1} (0 ～ 3 V$ ，内阻约 $3 k Ω)$
C.电压表 $V_{2} (0 ～ 15 V$ ，内阻约 $15 k Ω)$
D.电流表 $A_{1} (0 ～ 0.6 A$ ，内阻约 $0.125 Ω)$
E.电流表 $A_{2} (0 ～ 3 A$ ，内阻约 $0.025 Ω)$
F.滑动变阻器 $R_{1} (0 ～ 5 Ω ， 3 A)$
G.滑动变阻器 $R_{2} (0 ～ 1750 Ω ， 1.5 A)$
H.开关 $S$ 和导线若干

(1)、为了调节方便，测量准确，并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，滑动变阻器应选用，连接电路时，电压表应选、电流表应选 $($ 均选填选项前的字母 $)$ ；

(2)、如图 $1$ 所示，实验小组使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为 $m m$ ；

(3)、请在图 $2$ 中用连线代替导线完成实验器材的连接 $($ 提示：注意选取合适的电表量程 $)$ ；

(4)、关于本次实验中产生的误差，下列说法中正确的是 $($ 本实验所用测量仪器均已校准 $)$ $($ 选填选项前的字母 $)$ ；
A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B.用 $U - I$ 图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值

(5)、保持图 $2$ 中的电源、开关及滑动变阻器组成的原控制电路部分不变，实验小组对测量电路进行了创新。如图 $3$ 甲所示，在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头 $P$ ，触头上固定了接线柱 $C$ ，按下 $P$ 时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头 $P$ 与电阻丝接触的位置，并移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数 $U$ 保持不变，分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度 $L$ ，记录对应的电流 $I$ 。利用测量数据画出 $\frac{1}{I} - L$ 图像，已知其中图线上某点的坐标为 $(a ， b)$ ，如图 $3$ 乙所示。根据图像信息，用电阻丝的直径 $d$ 、电压 $U$ 、 $a$ 、 $b$ 及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率 $ρ =$ 。

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4、某同学利用多用电表的欧姆挡测量未知电阻阻值以及判断二极管的正负极。

(1)、他选择“ $\times 10$ ”倍率的欧姆挡按照正确的步骤测量未知电阻时，发现表针偏转角度很大，如图 $1$ 中虚线①的位置所示。为了能获得更准确的测量数据，他应该将倍率调整到的挡位 $($ 选填“ $\times 1$ ”或“ $\times 1 k$ ” $)$ ；并把两支表笔直接接触，调整“欧姆调零旋钮”，使表针指向 $Ω$ 。调整好此挡位的欧姆表后再正确测量上述未知电阻，表针指在如图中虚线②的位置，则未知电阻的测量值为 $Ω$ 。

(2)、若用已调好的多用电表欧姆挡“ $\times 10$ ”挡来探测一只正极负极二极管的正、负极 $($ 如图 $2$ 所示 $)$ 。当两表笔分别接二极管的正、负极时，发现表针几乎不发生偏转 $($ 即指示电阻接近无限大 $)$ ；再将两表笔与二极管两极的连接情况对调，发现表针指在上图表盘中的虚线 $①$ 的位置，此时红表笔接触的是二极管的极 $($ 选填“正”或“负” $)$ 。

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5、表格列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计自身机械损耗，若该车在额定状态下以最大速度行驶，则下列选项正确的是（）
自重
$40 k g$
额定电压
$48 V$
载重
$75 k g$
额定电流
$12 A$
最大行驶速度
$20 k m / h$
额定输出功率
$400 W$

A、电动机的输入功率为 $576 W$ B、电动机的线圈电阻为 $4 Ω$ C、该车获得的牵引力为 $104 N$ D、该车受到的阻力为 $72 N$

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6、如图所示，三个同心圆是固定的点电荷 $Q$ 周围的三个等势面， $A$ 、 $B$ 、 $C$ 分别是这三个等势面上的点，且这三个点在同一条电场线上。已知这三个圆的半径关系是 $r_{A}$ ： $r_{B}$ ： $r_{C} = 1$ ： $2$ ： $3$ 。现将一电荷量为 $+ q$ 的试探电荷从 $A$ 点由静止释放，试探电荷只在点电荷 $Q$ 的静电力作用下开始运动，则（）

A、三点的电场强度大小关系是 $E_{A}$ ： $E_{B}$ ： $E_{C} = 3$ ： $2$ ： $1$
B、三点的电势大小关系是 $φ_{A} - φ_{B} > φ_{B} - φ_{C}$
C、该试探电荷在三点的电势能大小关系是 $E_{p A} < E_{p B} < E_{p C}$
D、该试探电荷在三点的动能大小关系是 $E_{k C} - E_{k B} < E_{k B} - E_{k A}$

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7、用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻，电路图如图甲所示，由实验中测得的数据描绘的图像如图乙所示，以下说法正确的是（）

A、电池的电动势约为 $1.4 V$ ，内阻约为 $2.8 Ω$
B、考虑电表内阻对实验的影响，由图甲可知，误差来源于电压表有分流作用
C、滑动变阻器滑片滑至最左端时，流过电流表的电流为 $0.5 A$
D、考虑电表内阻对实验的影响，由图甲可知，所测电池的内阻应偏大

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8、如图所示，两个很轻的铝环 $a$ 、 $b$ ，环 $a$ 闭合，环 $b$ 不闭合， $a$ 、 $b$ 环都固定在一根可以绕 $O$ 点自由转动的水平细杆上，此时整个装置静止。下列选项正确的是（）

A、条形磁铁 $N$ 极垂直环 $a$ 靠近 $a$ ，环 $a$ 将靠近磁铁
B、条形磁铁 $S$ 极垂直环 $a$ 远离 $a$ ，环 $a$ 将不动
C、条形磁铁 $N$ 极垂直环 $b$ 靠近 $b$ ，环 $b$ 将靠近磁铁
D、条形磁铁 $S$ 极垂直环 $a$ 靠近 $a$ ，环 $a$ 将远离磁铁

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9、某区域的电场线和等势线分布如图所示，电场中有 $A$ 、 $B$ 两点。设 $A$ 、 $B$ 两点的电场强度大小分别为 $E_{A}$ 、 $E_{B}$ ，电势分别为 $φ_{A}$ 、 $φ_{B}$ ， $A$ 、 $B$ 两点的电势差为 $U_{A B}$ ，正电荷在两点的电势能分别为 $E_{p A}$ 、 $E_{p B}$ ，下列判断正确的是（）

A、 $E_{A} < E_{B}$
B、 $φ_{A} < φ_{B}$
C、 $U_{A B} > 0$
D、 $E_{p A} > E_{p B}$

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10、图为某一食品厂生产流水线的一部分， $A B$ 是半径为 $R$ 的光滑半圆轨道，产品 $2$ 加工后以 $v_{A} = \sqrt{3 g R}$ 的速率从 $A$ 点沿半圆轨道下滑，到达轨道最低点 $B$ 处时，与静止在此处的产品 $1$ 发生弹性碰撞 $($ 假设每一个产品的质量均为 $m)$ ，被碰后的产品 $1$ 沿粗糙的水平轨道 $B C$ 滑动，以 $v_{C} = \sqrt{2 g R}$ 的速度滑上运行速度为 $v$ 的传送带 $C D$ 。其中 $B C$ 段为生产线中的杀菌平台，长度为 $4 R$ ，传送带的摩擦因数为 $μ_{2} = 0.5$ ，长度为 $14 R$ ，求：

(1)、为了保证产品以最短的时间经过 $C D$ ，则传送带的速度应满足什么条件？

(2)、 $B C$ 段杀菌平台的摩擦因数 $μ_{1}$ 是多少？

(3)、调整产品从 $A$ 点出发的速度可以调整杀菌的时间，则产品既不脱轨又能滑上传送带的最长杀菌时间 $t$ 是多少？

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11、动能回收系统 $(K i n e t i c E n e r g y R e c o v e r y S y s t e m)$ 是新能源汽车时代一项重要的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达 $37 %$ 。其原理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机线圈，切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为 $M$ ，若把动能回收系统的发电机看成理想模型：线圈匝数为 $N$ ，面积为 $S$ ，总电阻为 $r$ ，且近似置于一磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中。若把整个电池组等效成一外部电阻 $R$ ，则：

(1)、若汽车系统显示发电机组此时的转速为 $n$ ，则此时能向外提供多少有效充电电压？

(2)、某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直径为 $D$ ，震筒内有辐向磁场且匝数为 $n_{1}$ 的线圈所处位置磁感应 $n_{1}$ 强度均为 $B_{0}$ ，线圈内阻及充电电路总电阻为 $R_{0}$ ，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略所有的摩擦。试写出此避震装置提供的电磁阻力随时间的表达式。

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12、图甲中空气炸锅是一种新型的烹饪工具，图乙为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅中有一气密性良好的内胆，内胆内的气体可视为质量不变的理想气体，已知胆内初始气体压强为 $p_{0} = 1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，温度为 $T_{0} = 300 K$ ，现启动加热模式使气体温度升高到 $T = 450 K$ ，此过程中气体吸收的热量为 $Q = 8.0 \times 1 0^{3} J$ ，内胆中气体的体积不变，求：

(1)、此时内胆中气体的压强 $p$ ；

(2)、此过程内胆中气体的内能增加量 $Δ U$ 。

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13、某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻 $R_{x}$ 的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻 $R_{x}$ 的阻值变化范围为 $50 Ω \sim 250 Ω$ 。供选择的实验器材如下：A.电源 $E ($ 电动势为 $3 V$ ，内阻不计 $)$
B.电流表 $A_{1} ($ 量程为 $3 m A$ ，内阻 $r_{1} = 10 Ω)$
C.电流表 $A_{2} ($ 量程为 $30 m A$ ，内阻 $r_{2}$ 约为 $1 Ω)$
D.电压表 $V ($ 量程为 $15 V$ ，内阻约为 $5 k Ω)$
E.电阻箱 $R_{1} (0 \sim 9999.9 Ω)$
F.定值电阻 $R_{0} = 50 Ω$
G.开关 $S$ 及导线若干

(1)、为了较准确地测量电阻 $R_{x}$ ，请在图甲中虚线框内将测量电阻 $R_{x}$ 的实验电路图补充完整，并在图中标出所选器材的符号。

(2)、要测量电阻 $R_{x}$ ，在电阻 $R_{x}$ 上加一个竖直向下的力 $F$ ，闭合开关 $S$ 后，根据所设计的电路需要测量和记录的物理量有。
A.通过电流表 $A_{1}$ 的电流 $I_{1}$ B.通过电流表 $A_{2}$ 的电流 $I_{2}$
C.电压表 $V$ 两端的电压 $U$ D.电阻箱 $R_{1}$ 的电阻 $R_{1}$

(3)、该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻 $R_{x}$ 随所加外力 $F$ 的 $R_{x} - F$ 图像，如图乙所示。该同学将这种压敏电阻 $R_{x}$ 与一个量程为 $3 V$ 的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源 $E = 4 V$ ，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为 $0 \sim 100 N$ ，压力为 $100 N$ 时对应电压表 $3 V$ 的刻度，则定值电阻 $R =$ $Ω$ ，电压表 $2 V$ 刻度对应压力表的刻度。

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14、如图甲所示，用插针法测定玻璃砖折射率：

(1)、在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图乙所示，从图线可知玻璃砖的折射率为；

(2)、该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点 $O$ 为圆心作圆，与入射光线 $P_{1} O$ 、折射光线 $O O^{'}$ 的延长线分别交于 $A$ 、 $B$ 点，再过 $A$ 、 $B$ 点作法线 $N N^{'}$ 的垂线，垂足分别为 $C$ 、 $D$ 点，如图丙所示，则玻璃的折射率 $n =$ $($ 用图中线段的字母表示 $)$ ；

(3)、在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面 $a a^{'}$ 、 $b b^{'}$ 与玻璃砖位置的关系分别如图丁中 $①$ 、 $②$ 所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以 $a a^{'}$ 、 $b b^{'}$ 为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比 $($ 填“偏大”“偏小”或“不变” $)$ ；乙同学测得的折射率与真实值相比 $($ 填“偏大”“偏小”或“不变” $)$ 。

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15、图甲为我国建造的第一台回旋加速器，该加速器存放于中国原子能科学研究院，其工作原理如图乙所示，下列说法正确的是（）

A、粒子在回旋加速器中增加的动能来源于磁场能 B、同一粒子出射时的动能大小与加速电压的大小无关 C、同一粒子从加速器出射时速度大小只与 $D$ 形盒的半径大小及磁场的磁感应强度大小有关 D、从理论上讲，只要无限增大 $D$ 形盒半径和磁感应强度，就能使粒子的出射动能无限大

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16、电磁弹射技术被应用在福建舰上，大大提升了福建舰的战斗力，电磁弹射原理如图所示。电磁弹射器能使飞机在较短距离内很快被加速到起飞速度。下列说法中正确的是（）

A、弹射过程飞机机身受到向前的安培力的冲量，使飞机的动量增加 B、通过轨道的电流只是用来产生驱动磁场，不会流过飞机机身 C、流过飞机机身的电流受到的安培力对飞机做正功 D、飞机被弹射的过程中弹射装置获得的电能全部转化为机械能

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17、 $2023$ 年 $10$ 月 $26$ 日，“神舟十七号” $3$ 名航天员顺利进驻中国空间站，与“神舟十六号”航天员乘组实现换岗。若中国空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，如图所示。已知空间站运行周期为 $T$ ，轨道离地面的高度为 $h$ ，地球半径为 $R$ ，引力常量为 $G$ ，忽略地球自转的影响，则下列说法正确的是（）

A、空间站的运行速度为 $\frac{2 π (R + h)}{T}$ B、地球的第一宇宙速度为 $\frac{2 π}{T} \sqrt{\frac{{(R + h)}^{3}}{R}}$ C、空间站绕地球运动的向心加速度大于地面处的重力加速度 D、左侧照片中三名航天员随着“神舟十七号”飞船加速上升过程中处于完全失重状态

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18、下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法，正确的是（）

A、图甲中，当两导体棒以相同初速度和加速度沿导轨向右运动时，回路中能产生感应电流 B、图乙中，当导体棒 $a b$ 在匀强磁场中绕 $b$ 端逆时针匀速转动时，电阻 $R$ 中有向左的感应电流 C、图丙中，水平放置的闭合导体圆环一条直径正上方的水平直导线中通有交变电流，圆环中有感应电流 D、图丁中，当滑动变阻器的滑片 $P$ 向右匀速滑动时，不闭合的导体环中能产生感应电流

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19、一位同学玩弹性很好的弹力球，他由静止释放弹力球后，观察弹力球在竖直方向往复运动的过程，他发现弹力球每次反弹能达到的高度几乎不变，他画出了两幅“速度 $—$ 时间图像”和两幅“位移 $—$ 时间图像”，描述弹力球连续多次往复运动的过程，下列四幅图中最合适的是（）

A、 B、 C、 D、

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20、“奇迹石”是挪威最负盛名的旅游景点，有一块 $5 m^{3}$ 大的石头卡在两个绝壁间，如图甲所示。将该景观简化成如图乙所示的模型，右壁竖直，左壁稍微倾斜。设左壁与竖直方向的夹角为 $θ$ ，石头的质量为 $m$ ，忽略一切摩擦。下列说法中正确的是（）

A、石头对右壁的压力与右壁对石头的压力相互平衡 B、石头对左壁的压力大小小于石头的重力大小 C、石头对左壁的压力大小为 $\frac{m g}{s i n θ}$ D、若随着风化程度的增加，导致夹角 $θ$ 减小，则石头对左壁的压力也减小

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图号	原磁场方向	感应电流的方向	感应电流的磁场方向
甲	竖直向下	逆时针 $($ 俯视 $)$	竖直向上
乙	竖直向上	顺时针 $($ 俯视 $)$

自重	$40 k g$	额定电压	$48 V$
载重	$75 k g$	额定电流	$12 A$
最大行驶速度	$20 k m / h$	额定输出功率	$400 W$