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1、小明想利用多用电表和一粗细均匀的铅笔芯测一节干电池的电动势和内电阻，实验步骤如下：
(1)将多用电表调至“欧姆×1”挡，调零后，测量该铅笔芯的电阻，指针指示如图甲所示，则该铅笔芯的电阻R为Ω；
(2)将多用电表调至合适的直流电流挡（该挡内阻较小），按如图乙连接电路；
(3)用刻度尺测得铅笔芯连入电路的总长度为L；
(4)多次改变铅笔芯接入电路中PN的长度x，并记录相对应的电表读数；
(5)在坐标纸上画出-x图像如图丙所示，已知该图像的斜率为k，纵轴截距为b，由图像可知，该电池的电动势E= ， 内电阻r=；（本问结果均用题中所给字母表示）
(6)若不考虑测量中的偶然误差，从实验原理上看，该方法测得的电池的电动势（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测得的内电阻（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，产生的原因是。
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2、如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R是定值电阻，热敏电阻的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，平行板电容器内的带电液滴恰好静止。分别用I、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数，用、、和表示电流表A、电压表、电压表和电压表的示数变化量的绝对值。当温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（ ）
A、和的示数均增加 B、< C、电源的输出功率可能先增加后减小 D、带电液滴可能向下加速运动 -
3、近年来，无线充电技术得到了广泛应用。图甲为正在进行无线充电的电子产品，图乙为某种无线充电器的简化原理图。由于发射线圈与接收线圈处于两个分离的装置中，穿过接收线圈的磁通量少于发射线圈的磁通量。已知发射线圈与接收线圈的匝数分别为1210匝和55匝，当发射线圈接入220V交流电源时，接收线圈输出电压为9V。忽略其它损耗，下列说法正确的是（ ）
A、发射线圈与接收线圈的电流之比为 B、穿过接收线圈的磁通量变化率是穿过发射线圈的90% C、发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为 D、只要发射线圈接入电压为220V，接收线圈输出电压均为9V -
4、在光滑的水平面上，质量为的小球以速率向右运动。在小球的正前方有一质量为的小球 处于静止状态，如图所示。小球与小球发生弹性碰撞后，均向右运动，且碰后的速度大小之比为1∶4，则两小球质量之比为（ ）
A、1∶2 B、2∶1 C、3∶1 D、1∶3 -
5、2023年12月，中核集团230MeV超导质子回旋加速器及治疗端通过验收技术测试，这意味着中核集团布局治癌回旋加速器及治疗端技术又取得重要突破。如图所示，甲图为该回旋加速器的照片，乙图为回旋加速器工作原理示意图。现将回旋加速器置于垂直的匀强磁场中，接入高频电源，分别对质子和氦核进行加速。下列说法正确的是（ ）。
A、两粒子在磁场中运动的周期相同 B、两粒子的最大速度相等 C、两次所接高频电源的频率不相同 D、仅增大高频电源的电压，可增大粒子的最大动能 -
6、下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是（ ）
A、甲图中，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框将沿顺时针方向转动 B、乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C、丙图中磁电式仪表，把线圈在铝框骨架上，起到电磁驱动的作用 D、图丁中，铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速不变 -
7、某同学利用甲图实验装置“探究加速度与力、质量的关系”。
(1)、关于该实验“平衡阻力”，下列说法正确的是（ ）A、平衡阻力的目的是为了使细线的拉力等于槽码的重力 B、平衡阻力的目的是为了使小车受到的合力等于细线对小车的拉力 C、平衡阻力时，小车连接纸带且纸带通过打点计时器，但无需悬挂槽码 D、若小车能在槽码的牵引下做匀速运动，说明平衡好阻力(2)、实验中获得一条纸带，如图乙所示，0、1、2、3、4、5、6为相邻计数点，相邻计数点间还有4个计时点未画。已知所用电源的频率为50Hz，小车运动的加速度大小a=m/s2（结果保留两位有效数字）。
(3)、保持小车所受的拉力不变，改变小车的质量m，分别测得不同质量时小车加速度a，然后画了丙、丁两个图像，则下列说法正确的有（ ）
A、由图像丙能确定小车的加速度与质量成反比 B、由图像丁能确定小车的加速度与质量成反比 C、由图像丙中图线与坐标轴所围的面积可以知道小车受到的拉力大小 D、由图像丁的斜率可以知道小车受到的拉力大小 -
8、科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物质在做彼此远离运动，且质量始终均匀分布，在宇宙中所有位置观测的结果都一样。如图1所示，以某一点O为观测点，以质量为m的星系P为观测对象，以P到O点的距离r为半径建立球面。已知星系P受到的万有引力相当于球内质量集中于O点对P的引力，质量均匀分布的球壳对壳内质点万有引力的合力为零，引力常量为G。
(1)、设星系P到O点的距离为时，宇宙的密度为。a．求此时星系P受到的引力大小。
b．请推导宇宙膨胀过程中星系P受到的引力大小随距离r变化的关系式。
(2)、根据最新天文观测，科学家推测星系不仅受引力作用，而且受到斥力影响，斥力作用来源于“暗能量”。我们将其简化如下：科学家所说的“暗能量”是一种均匀分布在整个宇宙空间中的能量，它具有恒定的能量密度（单位体积内所含的能量），且不随宇宙的膨胀而变化，暗能量会产生等效的“排斥力”。某同学对此“排斥力”做了如下猜想：其作用效果可视为球面内某种密度均匀且恒为的“未知物质”产生与万有引力方向相反的排斥力，排斥力的大小与万有引力大小的规律相似，“排斥力常量”为。请基于上述简化模型和猜想，推导宇宙膨胀过程星系P受到的斥力大小随距离r变化的关系式。(3)、根据（1）（2）中的简化模型和猜想，星系P同时受到引力与斥力的作用。a．以星系P受到斥力的方向为正方向，在图2中定性画出合力F随距离r变化的图线。
b．若某时测得星系P在做远离O点的加速度减小的减速运动，推测此后P可能的运动情况。
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9、与磁通量类似，在静电场中同样可以建立电通量的概念，若将式中的磁感应强度B替换成电场强度E，就可以用来计算电通量。物理学家发现，穿过任意闭合曲面的电通量，与该曲面内包含的所有电荷量的代数和成正比，且比例系数为常量。已知静电力常量为k。
(1)、以电荷量为的点电荷为球心，以r为半径建立球面。求穿过该球面的电通量。(2)、二极管是由P型半导体和N型半导体制成的电子器件，如图1所示。由于扩散作用，N型区的部分自由电子会进入P型区，在接触面两侧形成如图2所示的净剩电荷分布的示意图（正视图），其中“•”代表自由电子（电荷量为）、“○”代表空穴（电荷量为）。电子和空穴在半导体内部所产生的“内建电场”对自由电子的扩散起到了抑制作用，最终空穴和自由电子的分布达到稳定。以两种半导体接触面处为坐标原点，以水平向右为正方向建立x坐标轴，坐标轴上标记的a、b、c均为已知量。查阅资料得知：稳定后，内建电场只分布在的范围内，且沿x轴负方向，和处内建电场的电场强度为零。净剩电荷在其所在区域都均匀分布。已知半导体材料的横截面积为A，稳定后在范围内单位体积内的净剩电荷数目为n。根据上述信息进行分析。
a．分别以和两处的横截面为左、右边界构建一长方体，长方体的六个面构成闭合曲面，求该闭合曲面内净剩电荷的电荷量及处的内建电场的电场强度大小。
b．写出范围内，内建电场的电场强度大小随位置x变化的关系式。
c．若某自由电子能从的N型区沿x轴负方向穿越内建电场到达的P型区。忽略其他因素的影响，求该自由电子的初始动能至少为多大。
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10、研究天然放射现象时，把某放射源放入用铅做成的容器中，射线从容器的小孔竖直射出，成为细细的一束。若在射线经过的空间施加磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，发现射线会分成三束，分别为α射线、β射线和γ射线。研究发现：α射线是氦原子核，β射线是电子流，γ射线是高能电磁波。已知光速大小为c，假定α粒子的速度大小为、β粒子的速度大小为。不计重力和粒子间的相互作用。
(1)、写出图中的①、②、③三束射线分别对应的射线种类。(2)、再施加一沿水平方向的匀强电场。a．若①、②两束射线重合，求匀强电场的电场强度大小E及方向。
b．请判断①、②、③三束射线是否可以重合。若可以，计算出匀强电场的电场强度大小；若不可以，请说明理由。
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11、某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)、实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是______（选填选项前的字母）A、对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验 B、将打点计时器接到直流电源上 C、将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔 D、先释放纸带，再接通打点计时器电源(2)、实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记为O，再选取三个连续打出的点A、B、C，测出它们到O点的距离分别为、、。已知打点计时器所用电源的频率为 ， 重物质量 ， 当地重力加速度。由此可计算出打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为J。（结果保留两位有效数字）
(3)、乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原因是______。（选填选项前的字母）A、存在空气阻力和摩擦阻力的影响 B、将打下O点时重物的速度记为0 C、没有采用多次实验取平均值的方法(4)、丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案，如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔，将一细管插入小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学仅选用刻度尺作为测量工具，验证桶中液面下降过程中水的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系。（用所需测量的物理量表示）
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12、(1)、在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸加入酒精中，制成总体积为的油酸酒精溶液，测得1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S。已知1滴该油酸酒精溶液的体积为 ， 则油酸分子的直径。（用、、和S表示）(2)、图1是探究加速度与力之间关系的实验装置示意图。两辆相同的小车放在木板上，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板匀速运动。用细线跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中放不同的重物，打开夹子，两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后合上夹子，两辆小车同时停下来。测出两辆小车的位移大小分别为和 ， 则两辆小车的加速度之比。
(3)、某同学利用如图2所示的电路进行实验，闭合开关后，发现灯泡不发光。为查找故障，用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表笔分别接触B、C时，示数均为；当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。若电路中仅有一处故障，则故障为______。（选填选项前的字母）A、间断路 B、间断路 C、间断路 D、间断路 -
13、对于静止的自由原子，当其从高能级向低能级跃迁发射光子时，原子会因反冲而获得一定的能量，该能量远小于原子两能级之差，所以可认为光子的能量等于两能级之差。对于静止的自由原子核，当其从高能级向低能级跃迁发出高能射线时，原子核也会因反冲而获得一定的能量。通常情况下，与射线的能量相比，原子核因反冲而获得的能量不可忽略。若将放射源和吸收源进行冷却，部分原子核被严格束缚在晶体的晶格位置，这些原子核在发射或吸收射线时，反冲可以被完全抑制。根据以上信息，对于两能级差仅为E的原子核，下列说法错误的是（ ）A、自由原子核在发射或吸收射线的过程中，原子核和射线组成的系统动量守恒 B、单个静止的自由原子核发射的射线的能量一定小于E C、单个静止的自由原子核吸收的射线的能量一定大于E D、单个被严格束缚在晶格位置的原子核吸收的射线的能量小于E
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14、如图1所示，“冰坑挑战”需要挑战者先进入一个坡面与水平面夹角为、半径为R的倒圆锥型冰坑，然后尝试从其中离开。方式甲——挑战者沿着如图2甲所示坡面向上走或爬的方式，很难离开冰坑，通常还是会滑回坑底。方式乙——挑战者沿着如图2乙所示的螺旋线方式跑动多圈后，最终可以成功离开冰坑。已知挑战者的质量为m，其与冰面的动摩擦因数为 ， 重力加速度为g。为了讨论方便，假定滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等；方式乙中人的跑动半径r缓慢增大，每一圈的轨迹都可近似为与水平地面平行的圆。下列说法正确的是（ ）
A、在方式甲中，一定满足关系式 B、在方式甲和方式乙中，挑战者受到的最大静摩擦力大小不同 C、在方式乙中，可利用求得每圈的最小速度 D、在方式乙中，挑战者离开冰坑做的功至少为 -
15、如图所示，实线是竖直面内以O点为圆心的圆，和是圆的两条相互垂直的直径，在竖直面内存在由Q点指向P点的匀强电场。从O点在竖直面内向各个方向以大小相同的初速度发射电荷量和质量完全相同的带正电小球，通过圆上各点的小球中，经过N点的小球速度最大。不计空气阻力及小球间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A、沿方向发射的小球可以沿方向做直线运动 B、沿方向发射的小球不会沿方向做直线运动 C、通过圆上P、Q两点的小球机械能相等 D、通过圆上M、N两点的小球机械能相等 -
16、某同学用如图所示的实验装置测量当地的重力加速度。不可伸长的轻绳一端固定于A点，另一端系一小球，使其在水平面内绕O点做匀速圆周运动，已测出小球转过n圈所用的时间t。下列说法正确的是（ ）
A、为达成实验目的，仅需再测量小球做圆周运动的半径 B、为达成实验目的，仅需再测量轻绳的绳长 C、为达成实验目的，仅需再测量A点到O点的竖直高度 D、若误将圈记作n圈，则重力加速度的测量值偏小 -
17、如图所示，放在木箱内的物块A，其右端通过一根处于压缩状态的水平轻弹簧与木箱连接。木箱与物块A做匀速直线运动且保持相对静止。若发现物块A突然相对木箱底面向左移动，则木箱可能（ ）
A、突然向下加速运动 B、突然向下减速运动 C、突然向左加速运动 D、突然向右减速运动 -
18、某小组尝试用不同方法测量一节干电池的电动势和内阻，他们设计了四种实验方案，分别用到如下器材组合，其中无法达成实验目的的是（ ）A、一个电流表和多个定值电阻 B、一个电压表和多个定值电阻 C、两个电流表和一个滑动变阻器 D、一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器
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19、将阻值为的电阻接在正弦式交流电源上，通过电阻的电流i随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A、交变电流在一个周期内电流方向改变一次 B、交变电流的表达式为 C、电阻消耗的电功率为 D、电阻两端的电压峰值为 -
20、如图所示，导体棒置于倾角为的粗糙导轨上且与导轨垂直，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导体棒。闭合开关S，导体棒处于静止状态。下列磁场方向中，使导体棒与导轨之间一定存在静摩擦力的是（ ）
A、竖直向上 B、水平向左 C、垂直于导轨平面向上 D、垂直于导轨平面向下