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相关试卷

1、现代粒子加速器常用电磁场控制粒子团的运动及尺度。简化模型如图：Ⅰ、Ⅱ区宽度均为L，存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向；Ⅲ、Ⅳ区为电场区，Ⅳ区电场足够宽，各区边界均垂直于x轴，O为坐标原点。甲、乙为粒子团中的两个电荷量均为＋q，质量均为m的粒子。如图，甲、乙平行于x轴向右运动，先后射入Ⅰ区时速度大小分别为 $\frac{3}{2} v_{0}$ 和 $v_{0}$ 。甲到P点时，乙刚好射入Ⅰ区。乙经过Ⅰ区的速度偏转角为30°，甲到O点时，乙恰好到P点。已知Ⅲ区存在沿＋x方向的匀强电场，电场强度大小 $E_{0} = \frac{9 m v_{0}^{2}}{4 π q L}$ 。不计粒子重力及粒子间相互作用，忽略边界效应及变化的电场产生的磁场。

(1)、求磁感应强度的大小B；

(2)、求Ⅲ区宽度d；

(3)、Ⅳ区x轴上的电场方向沿x轴，电场强度E随时间t、位置坐标x的变化关系为 $E = ω t - k x$ ，其中常系数 $ω > 0$ ， $ω$ 已知、k未知，取甲经过O点时 $t = 0$ 。已知甲在Ⅳ区始终做匀速直线运动，设乙在Ⅳ区受到的电场力大小为F，甲、乙间距为Δx，求乙追上甲前F与Δx间的关系式（不要求写出Δx的取值范围）

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2、如图，高度 $h = 0.8 m$ 的水平桌面上放置两个相同物块A、B，质量 $m_{A} = m_{B} = 0.1 k g$ 。A、B间夹一压缩量 $Δ x = 0.1 m$ 的轻弹簧，弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B，弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出，水平射程 $x_{A} = 0.4 m$ ；B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离 $x_{B} = 0.25 m$ 后停止。A、B均视为质点，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、脱离弹簧时A、B的速度大小 $v_{A}$ 和 $v_{B}$ ；

(2)、物块与桌面间的动摩擦因数μ；

(3)、整个过程中，弹簧释放的弹性势能 $Δ E_{p}$ 。

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3、理想变压器原、副线圈的匝数比为n₁：n₂ = 5：1，原线圈接在电压峰值为U_m的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体，接通电路开始加热，加热前气体温度为T₀。

(1)、求变压器的输出功率P；

(2)、已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q = CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。

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4、

(1)、（一）某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻（阻值为R₀）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。

（1）实验步骤如下：
①将电阻丝拉直固定，按照图（a）连接电路，金属夹置于电阻丝的（填“A”或“B”）端；
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅰ；
④按照图（b）将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图（c）中图线Ⅱ。
（2）由图线得出纵轴截距为b ，则待测电池的电动势E= 。
（3）由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别k₁、k₂ ，若 $\frac{k_{2}}{k_{1}} = n$ ，则待测电池的内阻r= （用n和R₀表示）。

(2)、（二）图（a）为一套半圆拱形七色彩虹积木示意图，不同颜色的积木直径不同。某同学通过实验探究这套积木小幅摆动时周期T与外径D之间的关系。

（1）用刻度尺测量不同颜色积木的外径D ，其中对蓝色积木的某次测量如图（b）所示，从图中读出D= cm。
（2）将一块积木静置于硬质水平桌面上，设置积木左端平衡位置的参考点O，将积木的右端按下后释放，如图（c）所示。当积木左端某次与O点等高时记为第0次并开始计时，第20次时停止计时，这一过程中积木摆动了个周期。
（3）换用其他积木重复上述操作，测得多组数据。为了探究T与D之间的函数关系，可用它们的自然对数作为横、纵坐标绘制图像进行研究，数据如表所示：
颜色红橙黄绿青蓝紫
lnD 2.9392 2.7881 2.5953 2.4849 2.197 ... 1.792
lnT -0.45 -0.53 -0.56 -0.65 -0.78 -0.92 -1.02
根据表中数据绘制出lnT-lnD图像如图（d）所示，则T与D的近似关系为。
A. $T \propto \sqrt{D}$
B. $T \propto D^{2}$
C. $T \propto \frac{1}{\sqrt{D}}$
D. $T \propto \frac{1}{D^{2}}$
（4）请写出一条提高该实验精度的改进措施：

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5、一足够长木板置于水平地面上，二者间的动摩擦因数为μ， $t = 0$ 时，木板在水平恒力作用下，由静止开始向右运动。某时刻，一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知 $t = 0$ 到 $t = 4 t_{0}$ 的时间内，木板速度v随时间t变化的图像如图所示，其中g为重力加速度大小， $t = 4 t_{0}$ 时刻，小物块与木板的速度相同，下列说法正确的是（　　）

A、小物块在 $t = 3 t_{0}$ 时刻滑上木板 B、小物块和木板间动摩擦因数为2μ C、小物块与木板的质量比为3︰4 D、 $t = 4 t_{0}$ 之后小物块和木板一起做匀速运动

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6、如图，两条“∧”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L，左、右两导轨面与水平面夹角均为30°，均处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B。将有一定阻值的导体棒ab、cd放置在导轨上，同时由静止释放，两棒在下滑过程中始终与导轨垂直并接触良好，ab、cd的质量分别为2m和m，长度均为L。导轨足够长且电阻不计，重力加速度为g，两棒在下滑过程中（　　）

A、回路中的电流方向为abcda B、ab中电流趋于 $\frac{\sqrt{3} m g}{3 B L}$ C、ab与cd加速度大小之比始终为2︰1 D、两棒产生的电动势始终相等

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7、 X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则（　　）

A、该金属逸出功增大 B、X光的光子能量不变 C、逸出的光电子最大初动能增大 D、单位时间逸出的光电子数增多

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8、如图（a），若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球体天体表面做简谐运动的图像如（b），设地球，该天体的平均密度分别为 $ρ_{1}$ 和 $ρ_{2}$ 。地球半径是该天体半径的n倍。 $\frac{ρ_{1}}{ρ_{2}}$ 的值为（　　）

A、 $2 n$ B、 $\frac{n}{2}$ C、 $\frac{2}{n}$ D、 $\frac{1}{2 n}$

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9、在水平匀强电场中，一带电小球仅在重力和电场力作用下于竖直纸面内运动，如图，若小球的初速度方向沿虚线，则其运动轨迹为直线，若小球的初速度方向垂直于虚线，则其从O点出发运动到O点等高处的过程中（　　）

A、动能减小，电势能增大 B、动能增大，电势能增大 C、动能减小，电势能减小 D、动能增大，电势能减小

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10、某种不导电溶液的相对介电常数ε，与浓度 $C_{m}$ 的关系曲线如图（a）所示，将平行板电容器的两极板全部插入该溶液中，并与恒压电源，电流表等构成如图（b）所示的电路，闭合开关S后，若降低溶液浓度，则（　　）

A、电容器的电容减小 B、电容器所带的电荷量增大 C、电容器两极板之间的电势差增大 D、溶液浓度降低过程中电流方向为M→N

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11、某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示，用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹，下列说法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（　　）

A、换用更粗的头发丝 B、换用红色激光照双缝 C、增大纸板与墙面的距离 D、减小光源与纸杯的距离

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12、利用砚台将墨条磨成墨汁，墨条速度方向水平向左时，（　　）

A、砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B、桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C、桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D、桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力

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13、“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图，当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q两点做圆周运动的（　　）

A、半径相等 B、线速度大小相等 C、向心加速度大小相等 D、角速度大小相等

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14、长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道，火箭升空过程中，以下描述的物理量属于矢量的是（　　）

A、质量 B、速率 C、动量 D、动能

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15、用磁聚焦法测量比荷是一种常用方法。如图甲所示，在真空玻璃管中装有热阴极K和带有小孔的阳极A，在A、K之间加上电压 $U_{0}$ 后，连续不断地有电子从阴极K由静止加速到达阳极A，电子从小孔射出后沿水平中心轴线进入平行板电容器，两板间距及板长均为L，电容器两极板间所加电压u随时间t变化的关系如图乙所示。两极板右侧有一足够大的荧光屏，荧光屏与中心轴线垂直，且与两极板右端的距离为z（未知），在荧光屏上，以垂点为坐标原点建立xOy平面直角坐标系，其中y轴垂直于电容器极板。两极板与荧光屏间有一水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B。已知电子在两极板间运动的时间极短，电子的电量为e，质量为m，不计电子重力和电子间的相互作用。

(1)、求电子射出两极板时偏离中心轴线的最大位移 $y_{m}$ ；

(2)、判断在荧光屏上形成的亮斑形状（不要求推导过程）；

(3)、若z可以取任意值，求荧光屏上亮斑形状（如长度或面积）的最大值；

(4)、若 $z = \frac{π}{6 B} \sqrt{\frac{2 m U_{0}}{e}}$ ，求荧光屏上的亮斑距y轴最远的点的坐标 $(x, y)$ 。

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16、某学习小组通过一款小游戏研究碰撞问题。游戏装置俯视图如图所示，在粗糙的水平面上固定一圆形光滑轨道，紧贴轨道内侧放置两个可视为质点的小物块A、B，A、B与水平面间的动摩擦因数均为 $μ$ ，圆形光滑轨道的半径为r。现给A一个向左的初速度 $v_{0}$ ，使其沿着轨道在水平面上做圆周运动，运动半周时与B发生弹性碰撞。已知 $m_{B} = 3 m_{A}$ ，重力加速度为g。

(1)、求刚开始运动时A的加速度大小a：

(2)、若 $μ = 0.2$ ， $r = \frac{2}{π} m$ ， $v_{0} = 3 m / s$ ， g取 $10 m / s^{2}$ ，求A与B碰后B滑行的路程s。

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17、如图所示为一监控设备上取下的半径为R的实心半球形透明材料，底面竖直放罝，球心为O点，在半球左侧平行底面放置一足够大的光屏，光屏与半球底面相距为R。激光笔对准O点，垂直于光屏发出一束游光射向半球面，在光屏上的 $O_{1}$ 点留下亮点；保持游光笔位置不变，让半球形透明材料绕底面上的水平直径AB转动 $30 °$ ，亮点在光屏上移动到与 $O_{1}$ 相距 $\frac{\sqrt{3}}{3} R$ 的位置。已知激光在真空中的传播速度为c，求：

(1)、此透明材料的折射率n；

(2)、激光在半球形透明材料内的传播时间t。

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18、一探究小组测量平时考试使用的2B铅笔芯的电阻率，先用多用电表欧姆挡的“ $\times 10$ ”挡粗测铅笔芯电阻，指针偏转如图（a）所示。

(1)、为了更准确测量电阻值，可将旋钮调至（填“ $\times 1$ ”或“ $\times 100$ ”）挡后再次进行测量。

(2)、为精确地测量铅笔芯的电阻，实验中除开关，若干导线外还提供下列器材：
A．电压表 $V_{1}$ （量程 $0 ~ 3 V$ ，内阻约 $3 k Ω$ ）
B．电压表 $V_{2}$ （量程 $0 ~ 15 V$ ，内阻约 $15 k Ω$ ）
C．电流表 $A_{1}$ （量程 $0 ~ 3 A$ ，内阻约 $0.01 Ω$ ）
D．电流表 $A_{2}$ （量程 $0 ~ 0.6 A$ ，内阻约 $0.1 Ω$ ）
E．滑动变阻器 $R_{1} (0 ~ 10 Ω)$
F．滑动变阻器 $R_{2} (0 ~ 500 Ω)$
G．电源E（电动势为 $3.0 V$ ）及开关和导线若干
为了提高测量精确度，实验中电压表应选择，电流表应选择，滑动变阻器应选择。（选填各器材前的字母序号）

(3)、现要求测量电路的电压从0开始变化，请在实物图（b）中完成电路连接。

(4)、用游标卡尺测得铅笔芯接入电路的长度为l，用螺旋测微器测得直径为d，电压表的示数为U，电流表的示数为I，由此可计算得出铅笔芯的电阻率 $ρ =$ （用题目所给字母表示）。

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19、用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，小球做圆周运动的向心力与标尺露出的格数成正比，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合，每层半径之比由上至下分别为1∶1、2∶1和3∶1

(1)、本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的____。

A、探究平抛运动的特点 B、探究影响导体电阻的因素 C、探究两个互成角度的力的合成规律 D、探究加速度与物体受力、物体质量的关系

(2)、在探究向心力大小与半径的关系时，为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第（填“一”、“二”或“三”）层塔轮，然后将两个质量相等的钢球分别放在（填“A和B”、“A和C”或“B和C”）位置，匀速转动手柄，如图丙所示，左侧标尺露出2格，右侧标尺露出1格，则左右两球所受向心力大小之比为。

(3)、在记录两个标尺露出的格数时，同学们发现要同时记录两边的格数且格数又不是很稳定，不便于读取。于是有同学提出用手机拍照后再通过照片读出两边标尺露出的格数。下列对该同学建议的评价，你认为正确的是____。

A、该方法可行，但仍需要匀速转动手柄 B、该方法可行，且不需要匀速转动手柄 C、该方法不可行，因不能确定拍照时露出的格数是否已稳定

(4)、在探究向心力大小与角速度的关系时，若将传动皮带调至图乙中的第三层，质量相同的两小球分别放在A和C位置，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可以得出的实验结论为：。

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20、某校科技兴趣小组设计了一个玩具车的电磁驱动系统，如图所示，abcd是固定在塑料玩具车底部的长为L、宽为 $\frac{L}{2}$ 的长方形金属线框，线框粗细均匀且电阻为R。驱动磁场为方向垂直于水平地面、等间隔交替分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，每个磁场宽度均为 $\frac{L}{2}$ 。现使驱动磁场以速度 $v_{0}$ 向右匀速运动，线框将受到磁场力并带动玩具车由静止开始运动，假设玩具车所受阻力f与其运动速度v的关系为 $f = k v$ （k为常量）。下列说法正确的是（）

A、a、d两点间的电压的最大值为 $\frac{B L v_{0}}{3}$ B、玩具车在运动过程中线框中电流方向不改变 C、线框匀速运动时，安培力的功率等于回路中的电功率 D、玩具车和线框的最大速度为 $v = \frac{4 B^{2} L^{2} ν_{0}}{k R + 4 B^{2} L^{2}}$

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