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相关试卷

1、某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值。

(1)、某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在0~t₀时间段内__________

A、手机20次通过最低点 B、手机10次通过最低点 C、手机做阻尼振动 D、手机振动的周期越来越小

(2)、为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度—时间图中读取几对手机运动到最低点时的拉力和角速度的数据，并在坐标图中以F（单位：N）为纵坐标、ω²（单位：s^-2）为横坐标进行描点，请在图中作出F-ω²的图像。

(3)、根据图像求得实验所用手机的质量为kg，手机重心做圆周运动的半径为。（结果均保留两位有效数字，重力加速度9.8m/s²）

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2、为保护消费者权益，今年3月某质检部门对市场上销售的铜质电线电缆进行抽样检查，发现部分产品不合格，经检验发现：一种是铜材使用了再生铜或含杂质较多的铜；另一种就是铜材直径比规格略小。通过查阅知道，常温下纯铜的电阻率约为 $1.72 \times 10^{- 8} Ω \cdot m$ 。某学校实验小组也选取一段铜质电线样品进行检测，分别测量其直径和电阻率。
第一步，小组同学用螺旋测微器对铜质电线不同位置进行多次测量，发现该铜质电线的直径符合规格，其中一次测量数据如图甲所示。
第二步，为比较准确测量铜质电线的电阻，小组同学设计如图乙所示电路，并从实验室找到相应器材：
A.干电池两节（电动势约为3V，内阻约 $1 Ω$ ）
B.待测铜质电线R_x（长度150m，电阻约几欧姆）
C.电流表A（量程0~0.6A，内阻约 $0.5 Ω$ ）
D.电压表V（量程0~3V，内阻约3000Ω）
E.滑动变阻器R₁（ $0 \sim 10 Ω$ ，额定电流1A）
F.开关、导线若干
第三步，按照电路图连接实物，通过改变滑动变阻器的电阻，测量出多组电压和电流，描点作图得到 $U - I$ 图像如图丙所示。

(1)、铜质电线直径的规格 $d =$ mm。

(2)、图乙中电压表另一接线头c应该接（填“d”或“e”）。

(3)、根据图丙，可求得铜质电线的电阻 $R_{x} =$ $Ω$ 。（结果保留一位小数）

(4)、样品铜质电线的电阻率ρ= $Ω \cdot m$ 。（结果保留一位小数）

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3、如图所示，绝缘粗糙的水平轨道AB与处于竖直平面内的半圆形光滑绝缘轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径R=0.5m，所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线平行AB，电场强度大小E=1×10⁴N/C。现有一电荷量q=+3×10^-4C、质量m=0.2kg的带电体甲（可视为质点）与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5，在P点由静止释放，之后与位于B点的另一质量m=0.2kg不带电的绝缘体乙（可视为质点）发生正碰并瞬间粘在一起，P点到B点的距离x_PB=5m，g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（）

A、甲乙粘在一起后在半圆形轨道上运动过程中机械能守恒 B、甲、乙整体运动到半圆形轨道最高点C时速度大小为 $\sqrt{5} m / s$ C、甲、乙整体在半圆形轨道上运动过程的最大动能为5.5J D、甲、乙整体在半圆形轨道上运动过程的最大动能为5J

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4、人体暴露于强烈的中子辐射中会在血浆中产生钠24，可以通过测量钠24的数量来确定患者吸收的辐射剂量。钠24具有放射性，某次研究其放射特性的实验中，将孤立钠24原子核静置于匀强磁场中，衰变后在磁场中形成两条圆周径迹，如图所示，下列说法中正确的是（）

A、小圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向 B、钠24发生了β衰变 C、小圆和大圆的轨道半径之比为 $1 : 12$ D、两条轨迹对应的粒子的质量之和等于衰变前钠24的质量

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5、全球能源有近 $20 %$ 消耗在汽车行驶之中，据统计，一辆汽车以80km/h的速度行驶时，每10km耗油约1L，根据汽油热值计算，汽车消耗的功率约70kW，这70kW功率大致分配如下（分配饼图如图所示）：1kW因汽油蒸发“消失”，52kW以废热排出和散热器损耗掉，剩余17kW用于汽车动力系统做功。对汽车做功的功率中，有5kW用于发动机水箱循环和空调，3kW消耗在传动装置，只有9kW到达驱动轮用以驱动汽车前行，则（）

A、整辆汽车的总效率约13% B、汽车动力系统的效率约为47% C、汽车以80km/h的速度匀速行驶时，受到阻力约4×10²N D、汽车以80km/h的速度匀速行驶时，受到阻力约7.7×10²N

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6、自由式小轮车赛是一种对感官冲击强烈的极限运动，单人表演场地如图所示，两个相同等腰直角三角形斜坡间隔15m，表演者从右边斜坡顶点以 $10 \sqrt{2} m / s$ 的速度沿斜面方向滑出，最终落在左边斜坡的斜面上。忽略空气阻力，表演者连带装备可看作质点，g=10m/s²。下列说法中正确的是（）

A、表演者将落在左边斜坡的顶点上 B、表演者落在左边斜坡的斜面时，速度方向沿斜面向下 C、表演者距离左边斜坡的最远距离为 $\frac{5}{2} \sqrt{2} m$ D、表演者上升和下降的高度之比为 $1 : 3$

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7、我国空间站在轨运行过程中，在通信传输方面有时需要借助于同步卫星，且两者之间距离越近信息传输保真度越高。假设空间站A和同步卫星B都在赤道平面内运动，空间站的轨道半径r₁=kR，R为地球半径。已知地球自转的周期为T₀ ，地表处重力加速度为g。则（）

A、同步卫星的轨道半径 $r_{2} = \sqrt[3]{\frac{g^{2} R T_{0}^{2}}{4 π^{2}}}$ B、同步卫星的轨道半径 $r_{2} = \sqrt[3]{\frac{g R^{2} T_{0}^{2}}{4 π^{2}}}$ C、两次保真度最高的信息传输的最短时间间隔 $Δ t = T_{0}$ D、两次保真度最高的信息传输的最短时间间隔 $Δ t = 2 π \sqrt{\frac{k^{3} R}{g}}$

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8、将一个带正电的点电荷置于足够大的水平接地金属板上方，形成的电场在金属板表面上处处垂直金属板。如图所示，金属板上表面（光滑）有A、O、B三点，形成三角形，其中∠O=90°，∠A=30°，O为点电荷在金属板上的垂直投影，C为AB中点。将一绝缘带电小球（可视为质点）从A点以某初速度释放，小球沿AB方向运动。下列说法正确的是（）

A、B点与C点电场强度相同 B、B点电势高于A点电势 C、带电小球经过AC的时间大于经过CB的时间 D、带电小球由A到B的运动过程中电势能不断增加

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9、如图所示电路，R₁是可变电阻，R₂是定值电阻，保持干路电流I不变的情况下，减小R₁ ，下列说法正确的是（　　）

A、AB间电阻增大 B、R₁两端的电压可能不变 C、两个电阻消耗的总功率可能不变 D、R₂消耗的功率减小

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10、如图，质量为0.2kg的小球A在水平力F作用下，与四分之一光滑圆弧形滑块B一起静止在地面上，小球球心跟圆弧圆心连线与竖直方向夹角θ=60°，g取10 m/s²。则以下说法正确的是（）

A、B对A的支持力大小为 $2 \sqrt{3} N$ B、水平地面对B的摩擦力方向水平向右 C、增大夹角θ，若AB依然保持静止，F减小 D、增大夹角θ，若AB依然保持静止，地面对B的支持力减小

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11、如图甲所示，一辆小轿车从服务区匝道驶入平直高速行车道时速率为20m/s，想要加速驶入内车道，由于行车道前方匀速运动的大货车速度较小，影响超车。小轿车加速8s后放弃超车，立即减速，再经过3s，与大货车同速跟随，再伺机超车。该过程小轿车的速度与时间的关系如图乙所示，下列说法中正确的是（）

A、该过程小轿车的平均加速度大小为1.25m/s² B、该过程小轿车的平均加速度大小为 $\frac{2}{11}$ m/s² C、该过程小轿车与大货车之间的距离先减小后增大 D、该过程小轿车与大货车之间的距离先增大后减小

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12、马蹄灯是上世纪在中国生产并在民间广泛使用的一种照明工具。它以煤油作灯油，再配上一根灯芯，外面罩上玻璃罩子，以防止风将灯吹灭。当熄灭马蹄灯后，灯罩内空气温度逐渐降低，下列关于灯罩内原有空气的说法中正确的是（）（设外界大气压恒定）

A、所有气体分子运动的速率都减小 B、压强减小 C、体积不变 D、内能减小

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13、我国的东方超环（EAST）是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。该装置需要将高速运动的离子变成中性粒子，没有被中性化的离子对实验装置有很大的破坏作用，因此需要利用“偏转系统”将其从粒子束中剥离出来。“偏转系统”的原理简图如图1所示，包含中性粒子和带电离子的混合粒子进入由一对平行带电极板构成的匀强电场区域，混合粒子进入电场时速度方向与极板平行，极板右侧存在匀强磁场区域。离子在电场磁场区域发生偏转，中性粒子继续沿原方向运动，到达接收器。已知离子带正电、电荷量为q，质量为m，速度为v，两极板间距为d。离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用。
（1）两极板间不加电压，只利用磁场使离子发生偏转，若恰好所有离子均被图1中的吞噬板吞噬，求磁场的磁感应强度的大小B。
（2）以下极板左端点为坐标原点建立坐标系，沿板建立x轴，垂直板建立y轴，如图1所示。假设离子在混合粒子束中是均匀分布的，单位时间内通过y轴单位长度进入电场的离子数为n。在两极板间加电压U，恰好所有离子均被吸附在下极板。
a．求极板的长度L，并分析落在x轴上坐标为 $x \sim x + Δ x$ 范围内的离子，进入电场时通过y轴的坐标范围。
b．离子落在极板上的数量分布呈现一定的规律，若单位时间内落在下极板x位置附近单位长度上的离子数量为 $n_{x}$ ，求 $n_{x}$ 随x变化的规律，在图2中作出 $n_{x} - x$ 图像，说明图线与横轴所围面积的物理意义。（若 $Δ x$ 远小于x，则 ${(x + Δ x)}^{2} \approx x^{2} + 2 x Δ x$ ）

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14、磁力刹车是为了保证过山车在最后进站时的安全而设计的一种刹车形式。在轨道之间设置较强的磁场，刹车金属片安装在过山车底部，该装置（俯视）可简化为如图所示的模型：水平导轨间距为L，刹车金属片等效为一根金属杆ab，整个回路的等效电阻为R。磁场区域为方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，过山车的总质量为m。过山车以速度v进入磁场区域，通过磁场区域后速度变为0.5v。磁力刹车阶段不计摩擦力和空气阻力。
（1）求杆ab刚进入磁场区域时，受到的安培力F的大小和方向。
（2）求过山车通过磁场区域的过程中，电路中产生的焦耳热Q。
（3）求磁力刹车阶段过山车加速度大小a的变化范围。为使过山车加速度的大小不超过a₀ ，磁感应强度的大小应满足什么条件？

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15、根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势E和内阻r、路端电压U、电流I的关系为 $E = U + I r$ 。依据这一原理，甲同学用图1所示的电路测量电源的电动势和内阻。

(1)、闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最端（选填“左”或“右”）。

(2)、调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标纸上标出相应的数据点，作出U—I图线如图2所示。根据图线测得该电源的电动势 $E_{测 1} =$ V，内电阻 $r_{测 1} =$ $Ω$ 。（结果均保留2位有效数字）

(3)、由于电表并非理想电表，导致（选填“电压”或“电流”）的测量存在系统误差。在图2上定性画出没有电表内阻影响的理想情况的U—I图线，画出图线与横纵坐标轴的交点。

(4)、乙同学拆除电流表和滑动变阻器，直接读取电压表示数为 $E_{测 2}$ 。若电源的电动势为E，内阻为r。电流表、电压表的内电阻分别为 $R_{A} 、 R_{V}$ 。根据图像和电路关系，仅从系统误差的角度来看， $E_{测 1}$ $E_{测 2}$ ， $\frac{E}{r}$ $\frac{E_{测 1}}{r_{测 1}}$ （均选填“<”“=”或“>”）。可知 $r_{测 1} =$ （用电源和电表内阻表示）。

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16、“用单摆测量重力加速度的大小”的实验装置如图所示。

(1)、用游标卡尺测量摆球直径如图所示，摆球直径 $d =$ mm。若测出摆线长l及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度的大小， $g =$ （用l、n、t、d表示）。

(2)、改变摆长L，用多组实验数据作出 $T^{2} - L$ 图像也可以求出重力加速度。如图所示，测得的数据点拟合后，在一条过原点的直线上，直线的斜率为k。由此可得重力加速度的大小． $g =$ （用k表示）。

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17、如图所示，在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环静止时，由两个测力计的示数得到拉力 $F_{1}$ 和 $F_{2}$ 的大小，此外还必须（）

A、记录小圆环的位置 B、记录两细线的方向 C、测量两细线的夹角 D、测量橡皮条的伸长量

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18、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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19、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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20、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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