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相关试卷

1、2023年诺贝尔物理学奖授予了“产生阿秒光脉冲的实验方法”。阿秒（as）是一个极短的时间单位， $1 as = 10^{- 18} s$ 。阿秒光脉冲是一种发光持续时间在as量级的光脉冲，它相当于一个足够快的“快门”，帮助人们“拍摄”高速运动的电子，从而“打开电子世界的大门”。产生阿秒光脉冲的模型是：用强激光照射某些气体，由于激光的电场是交变电场，该电场的电场强度和原子内部的库仑场的强度相当时，电子就可能“电离”成为自由电子；电离后的自由电子在激光电场作用下“加速”；当激光的电场反向后，一些电子就有可能飞到被电离的原子附近并与其“复合”回到基态，同时释放出一个高能光子，其频率为入射强激光频率的整数倍，称为高次谐波光子。在适当的条件下，大量原子辐射出高次谐波叠加形成脉冲宽度为阿秒量级的光脉冲。根据上述信息并结合已有的知识，判断下列说法正确的是（　　）

A、在1阿秒的时间内，光前进的距离约为0.3mm B、电子复合时释放的光子能量等于电子在激光场中加速时获得的能量 C、电子的“电离”“加速”和“复合”将周期性地发生，时间间隔与激光电场的周期有关 D、强激光光子能量是高次谐波光子能量的整数倍

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2、如图所示，匀强电场和匀强磁场的方向均水平向右。一个正离子在某时刻速度的大小为v，方向与电场磁场方向夹角为θ。当速度方向与磁场不垂直时，可以将速度分解为平行于磁场方向的分量 $v_{1}$ 和垂直于磁场方向的分量 $v_{2}$ 来进行研究。不计离子重力，此后一段时间内，下列说法正确的是（）

A、离子受到的洛伦兹力变大 B、离子加速度的大小不变 C、电场力的瞬时功率不变 D、速度与电场方向的夹角θ变大

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3、如图1所示，长为R且不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。由于阻力的影响，小球每次通过最高点时速度大小不同。测量小球经过最高点时速度的大小v、绳子拉力的大小F，作出F与 $v^{2}$ 的关系图线如图2所示。下列说法中正确的是（）

A、根据图线可以得出小球的质量 $m = \frac{a R}{b}$ B、根据图线可以得出重力加速度 $g = \frac{a}{R}$ C、绳长不变，用质量更小的球做实验，得到的图线斜率更大 D、用更长的绳做实验，得到的图线与横轴交点的位置不变

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4、研究光电效应现象的装置如图所示。图中K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时能够发射电子。当用光子能量为2.82eV的光照射K极时，电流表的读数为30μA，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于1V时，电流表读数为零，保持滑片位置不变。下列说法中正确的是（）

A、光电子的最大初动能为1.82eV B、K极材料的逸出功为1eV C、电流表的读数为30μA时，电压表的示数大于1V D、仅将电源正负极对调，电流表示数一定大于30μA

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5、如图所示，水平绝缘桌面上放着一个闭合铝环。绝缘材料制成的轻弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁位于铝环中心上方。将磁铁下端N极向下拉，在其下降一定高度时由静止释放。此后，磁铁开始运动，铝环保持静止，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。则在磁铁向下的运动过程中（）

A、俯视看铝环中的电流沿顺时针方向 B、铝环对桌面的压力大于它的重力 C、磁铁运动过程中只受到两个力的作用 D、磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒

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6、如图所示，点电荷Q周围的三个等势面是同心圆，等势面上的点A、B、C在同一条电场线上，且 $A B = B C$ 。现将一电荷量为 $+ q$ 的试探电荷从A点由静止释放，试探电荷只受静电力作用，则（）

A、该电荷沿着电场线做匀加速直线运动 B、该电荷在AB段动能的增量小于BC段动能的增量 C、该电荷在AB段电势能的减少量大于BC段电势能的减少量 D、该电荷在AB段运动的时间小于BC段运动的时间

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7、2023年，我国首颗超低轨道实验卫星“乾坤一号”发射成功。“乾坤一号”是一颗绕地球做圆周运动的近地卫星。关于它的运动，下列说法正确的是（）

A、角速度大于地球自转的角速度 B、线速度大于地球的第一宇宙速度 C、线速度小于地球表面物体随地球自转的线速度 D、向心加速度小于地球表面的物体随地球自转的向心加速度

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8、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1，原线圈接220V的正弦交流电源，副线圈接 $R = 55 Ω$ 的负载电阻，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）

A、电流表的示数为4.0A B、电压表的示数为31.1V C、若负载电阻的阻值减小，电压表的示数减小 D、若负载电阻的阻值减小，变压器的输入功率增大

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9、一列简谐横波沿x轴传播，在 $t = 0$ 时的波形如图所示。已知 $x = 1 m$ 处的质点P的位移y随时间t变化的关系式为 $y = 0.1 \sin (5 π t) m$ 。下列说法正确的是（）

A、这列波的波长 $λ = 5 m$ B、质点P此刻速度为零 C、这列波沿x轴负方向传播 D、这列波的波速为10m/s

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10、100年前，卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X，后来科学家用 $α$ 粒子轰击铍核证实了这一猜想，该核反应方程为： $_{2}^{4} He +_{4}^{9} Be \to_{6}^{12} C +_{n}^{m} X$ ，则（）

A、 $m = 1$ ， $n = 0$ ， X是中子 B、 $m = 1$ ， $n = 0$ ， X是电子 C、 $m = 0$ ， $n = 1$ ， X是中子 D、 $m = 0$ ， $n = 1$ ， X是电子

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11、用激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在挡板后面的屏上观察到明暗相间的条纹。这种现象属于光的（）

A、衍射现象 B、干涉现象 C、偏振现象 D、全反射现象

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12、天文学家范·艾伦发现在地球大气层之外存在着一个辐射带包裹着地球，这一辐射带被命名为“范·艾伦辐射带”，它是由于地球磁场捕获了大量带电粒子而形成，分为内层和外层，如图1所示。由于地球两极附近区域磁场强，其他区域磁场弱，当宇宙射线进入地磁场后会使带电粒子沿磁感线做螺线运动，遇到强磁场区域被反射回来，在地磁两极间来回“弹跳”，被“捕获”在地磁场中。不过还是有一些宇宙射线粒子可以“溜进”地球大气层，它们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了绚丽多彩的极光。大气中最主要的成分是氮和氧，波长557.7nm的绿色和630nm附近的红色极光主要由氧原子发出，波长高于640nm的红色极光由氮气分子发出。（计算时普朗克常量取 $h = 6.6 \times 10^{- 34} J \cdot s$ ，真空中光速c取 $3 \times 10^{8} m / s$ ）
（1）a.求放出一个波长为630nm的红色光子时，氧原子的能量变化 $Δ E$ （结果取1位有效数字）；
b.请说明带电粒子和空气分子碰撞产生辐射的过程中能量是如何转化的。
（2）图2所示的是质量为m、电荷量为q的带电粒子在具有轴对称性的非均匀磁场中做螺线运动的示意图，若将粒子沿轴线方向的分速度用 $v_{∥}$ 表示，与之垂直的平面内的分速度用 $v_{⊥}$ 表示。
a.某时刻带电粒子的 $v_{∥} = v_{1}$ ， $v_{⊥} = v_{2}$ ，所在处磁感应强度大小为B，如果将粒子从此刻起在垂直平面内做圆周运动的一个周期时间内，所到达区域的磁场按匀强磁场（方向沿轴线）进行估算，求粒子在垂直平面内做圆周运动的半径r和在一个周期时间内沿轴线前进的距离（螺距）d；
b.实际上带电粒子的半径和螺距都会不断变化，已知带电粒子在从弱磁场区向强磁场区运动的同时，在垂直平面内的速度 $v_{⊥}$ 会变大，在此已知的基础上请用高中物理的知识解释为什么带电粒子在从弱磁场区向强磁场区螺旋前进时，分速度 $v_{∥}$ 会减小到零，并继而沿反方向前进。

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13、如图所示，BC是光滑绝缘的 $\frac{1}{4}$ 圆弧轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，已知滑块受到的静电力大小为 $\frac{3}{4} m g$ ，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，将滑块从水平轨道上与B点距离为 $x = 4 R$ 的A点由静止释放，滑动过程中滑块电荷量不变，重力加速度用g表示，求：
（1）滑块到达B点时的速度 $v_{B}$ ；
（2）滑块在圆弧轨道上运动时，重力和电场力合力的大小和方向；
（3）滑块到达与圆心O等高的C点时，轨道对滑块的作用力大小 $F_{C}$ 。

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14、科学家发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，用 $^{4} n$ 表示。“四中子”是通过向液态氢靶上发射 $^{8} He$ 原子核而产生的，与H碰撞可将一个 $^{8} He$ 核分裂成一个 $α$ 粒子和一个“四中子”。由于 $^{4} He$ 核由四个核子组成，与“四中子”体系很相近，所以早在上个世纪50年代就有人根据 $^{4} He$ 核的结合能，估算“四中子”的结合能最大约为 $14 MeV$ ，其后有很多实验对四中子体系进行探测，但多数结论是否定的。2022年，由数十个国家的科学家组成的团队发现了“四中子态”存在的明确证据。下列有关“四中子”粒子的说法正确的是（　　）

A、可以通过电磁场使 $^{4} n$ 形成高速粒子束 B、产生“四中子”的核反应为 $H +^{8} He \to^{4} He +^{4} n$ C、从核子间相互作用来看，“四中子”与 $^{4} He$ 核的区别在于是否存在电磁力 D、按上世纪50年代的估算，4个中子结合成“四中子”至多需要吸收 $14 MeV$ 的能量

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15、嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后，进入绕地运行的周期约为16小时的椭圆轨道，称为16小时轨道（如图中曲线1所示）。随后，为了使卫星离地越来越远，星载发动机先在远地点点火，使卫星进入图中曲线2所示新轨道，以抬高近地点。后来又连续三次在抬高以后的近地点点火，使卫星加速和变轨，抬高远地点，相继进入24小时轨道、48小时轨道和地月转移轨道（分别如图中曲线3、4、5所示）。卫星最后进入绕月圆形轨道，距月面高度为h，周期为 $T_{0}$ 。已知月球半径为r，万有引力常量为G，则以下正确的是（　　）

A、卫星在16小时轨道上运行时，在近地点的机械能比在远地点的机械能小 B、24小时轨道与48小时轨道的半长轴之比为 $1 : \sqrt[3]{4}$ C、卫星在地月转移轨道上运行时速度大于第二宇宙速度 D、月球的质量为 $\frac{4 π^{2} r^{3}}{G T_{0}^{2}}$

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16、一个质量为m的网球从距地面高 $H_{1}$ 处自由下落，反弹的最大高度为 $H_{2}$ 。不考虑所受的空气阻力，重力加速度用g表示，对网球与地面接触的运动过程，下列判断正确的是（　　）

A、网球的加速度先向上后向下 B、网球速度为0时受地面的弹力最大 C、地面对网球所做的功等于 $m g (H_{1} - H_{2})$ D、网球受地面的平均冲击力等于 $\frac{m (\sqrt{2 g H_{1}} + \sqrt{2 g H_{2}})}{\sqrt{\frac{2 H_{1}}{g}} - \sqrt{\frac{2 H_{2}}{g}}}$

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17、如图所示，在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。 $R_{t}$ 为热敏电阻（已知其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A、变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为 $u = 51 \sin 50 π t (V)$ B、图甲中 $t = 1 \times 10^{- 2} s$ 时，穿过线圈的磁通量为0 C、 $R_{t}$ 温度升高后，电压表 $V_{1}$ 与 $V_{2}$ 示数的比值不变 D、 $R_{t}$ 温度降低后，变压器的输入功率减小

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18、一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光 $a$ 、 $b$ 。已知 $a$ 光的频率小于 $b$ 光的频率，下列光路图中可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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19、下列说法正确的是（　　）

A、 $β$ 衰变中释放的电子是核内中子转化为质子过程中产生的 B、阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动 C、由于原子核衰变时释放能量，根据 $E = m c^{2}$ ，衰变过程质量增加 D、发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

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20、如图，甲、乙两名运动员在训练4×100m接力赛跑。已知甲、乙两运动员的起跑过程可看成加速度大小为2m/s²的匀加速运动且经加速后都能达到并保持 $v_{m} = 8 m/s$ 的最大速度跑完全程。已知接力区的长度为 $L = 18 m$ ，乙在接力区前端听到口令时起跑，在甲乙相遇时完成交接棒，假设接棒动作不影响运动员的速度大小。
（1）乙能否在接力区内达到最大速度？
（2）为了取得最好成绩，需要乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，则甲应在距离接力区前端多远时对乙发出起跑口令？
（3）若接力区的长度只有 $L^{'} = 9 m$ ，甲应在距离接力区前端多远处对乙发出起跑口令才能使他们取得最好成绩？

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