高中物理-试题列表-第20页

1、请阅读下述文字，完成下列各题。

一辆汽车在平直公路上运动，从某时刻开始制动，汽车从制动到停止共用了5s。这段时间内，汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m，如图所示。

(1)、下列用来描述汽车运动过程的物理量，属于标量的是（）

A、位移 B、速度 C、加速度 D、时间

(2)、在以下四个平均速度中，最接近汽车刚刚制动时的瞬时速度的是（）

A、前1s的平均速度 B、前2s的平均速度 C、前3s的平均速度 D、前4s的平均速度

(3)、根据题目所提供的信息，可推断汽车运动过程中所受的合力可能（）

A、越来越大 B、越来越小 C、保持不变 D、先变大后变小

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2、如图所示，在

x < 0

的区域存在方向竖直向上、大小为E的匀强电场，在

x > 0

区域存在垂直纸面向外的匀强磁场B（B未知）。一个质量为m的带正电粒子甲从A点

(- \sqrt{3} d, 0)

以速度

v_{0}

沿x轴正方向进入电场，粒子从B点

(0, \frac{3}{2} d)

进入磁场后，恰好与静止在C点质量为

\frac{m}{2}

的中性粒子乙沿x轴正方向发生弹性正碰，且有

\frac{2}{3}

的电荷量转移给粒子乙。已知C点横坐标为

x_{C} = \sqrt{3} d

，不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场变化引起的效应。求：

(1)、粒子甲的比荷；

(2)、粒子甲刚进入磁场时的速率和磁感应强度B的大小；

(3)、若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在

x < 0

的区域加上与

x > 0

区域内相同的磁场，试通过计算判断两粒子碰撞后能否再次相遇，如果能，求再次相遇的时间

Δ t

。

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3、高速公路上一些司机在超车道上低速行驶是造成交通事故的重要原因之一，某次两车在一条平直的高速公路上追尾，事故认定为前车在超车道上低速行驶，后车因制动距离不足，以

28 m/s

的速度追尾前车。假设两车发生正碰，碰撞时间极短，两车碰后钩挂在一起，在水平方向视为仅在滑动摩擦力的作用下做匀减速直线运动，两车均视为质点。如图为事故现场俯视图。已知后车质量

M = 2000 kg

，前车质量

m = 1000 kg

，两车与路面间的动摩擦因数均为

μ = 0.5

，重力加速度g取

10 {m/s}^{2}

，根据图中给出的数据，求：

(1)、两车碰后瞬间的速度大小和前车碰撞前瞬间的速度大小；

(2)、两车碰撞过程中损失的机械能。

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4、如图所示，竖直放置在粗糙水平面上的绝热汽缸，汽缸里封闭一部分理想气体。其中缸体质量

M = 4 kg

，活塞质量

m = 4 kg

，横截面积

S = 2 \times 10^{- 3} m^{2}

，大气压强

p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa

，活塞的上部与劲度系数为

k = 2 \times 10^{2} N/m

的弹簧相连，挂在某处。当汽缸内气体温度为227℃时，弹簧的弹力恰好为零，此时缸内气柱长为

L = 80 cm

。求：

(1)、当缸内气体温度为多少K时，汽缸对地面的压力为零；

(2)、当缸内气体温度为多少K时，汽缸对地面的压力为160N。（g取

10 {m/s}^{2}

，活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦）

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5、智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，小明准备利用所学知识设计智能光控电路。智能光控电路的核心元件是光敏电阻R。

(1)、小明首先利用图1中多用电表粗略测量了光敏电阻阻值。下列关于实验过程的描述，正确的是（　　）

A、用不同挡位测量光敏电阻的阻值时，必须重新欧姆调零 B、测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较大的挡位，重新调零后测量 C、图1中光敏电阻测量值

R = 20 Ω

D、测量光敏电阻阻值时，应该把该电阻与电路断开

(2)、为了精确测量多组不同光照强度下光敏电阻的阻值，小明采用图2中的实验器材进行实验，部分实物连接已经完成，描绘的阻值R随照度I[反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯（lx）]变化的图像如图3，根据图3可知，光敏电阻的阻值随照度增加而（选填“增大”或“减小”）。若电压表的量程为0~3V，内阻约为3kΩ，毫安表的量程为0~3mA，内阻约为5Ω，请将图2中导线P、Q连接在合适的位置，形成完整测量电路。

(3)、小明设计如图4所示的智能光控电路。当光敏电阻R两端的电压U增加到一定值时照明系统开始工作，自动控制系统开始补光。为了照度I更小时，自动控制系统就开始补光，则需要（选填“增大”或“减小”）电阻箱

R_{2}

的阻值。

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6、用图1所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。

(1)、为了平衡摩擦力，将小车连接好纸带。轻推小车后，打出的纸带如图2所示，纸带的左侧为小车连接处，后续操作正确的是________。

A、移去小车上的砝码 B、增加小车上砝码的质量 C、垫块位置向右调整 D、升高垫块高度

(2)、以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数

\frac{1}{a}

为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的

\frac{1}{a} - M

图像如图3所示。由图可知，乙组所用槽码的质量（选填“大于”、“小于”或“等于”）甲组槽码的质量。小明同学认为，图线不过原点是因为平衡摩擦力过度导致的。请判断该观点是否正确，简要说明理由。

(3)、丙组同学以小车、砝码和槽码的总质量

M + m

为横坐标，加速度的倒数

\frac{1}{a}

为纵坐标，得到的图像应为下图中的________。

A、

B、

C、

D、

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7、如图所示，

M_{1} N_{1} Q_{1}

和

M_{2} N_{2} Q_{2}

为同一水平面内足够长的平行金属导轨，导轨间距为1m，空间存在竖直向下的磁场，

N_{1} N_{2}

左、右两侧磁场的磁感应强度大小分别为

B_{a} = 2 T

、

B_{b} = 1 T

。质量均为0.2kg的金属杆a、b位于

N_{1} N_{2}

两侧，且距

N_{1} N_{2}

足够远，垂直于导轨放置，对a杆施加一水平向左大小为5N的恒力F使其从静止开始运动。已知两杆在运动过程中始终与导轨垂直并良好接触，两杆与导轨构成的回路的总电阻始终为0.5Ω，两杆与导轨间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度

g = 10 {m/s}^{2}

。下列说法正确的是（　　）

A、若将b杆锁定在导轨上，a杆的最终速度为

0.5 m/s

B、b杆刚要运动时，a杆的速度大小为

0.2 m/s

C、足够长时间后，回路的面积减小 D、足够长时间后，回路的电流为1.8A

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8、高水平的足球运动员可以指哪打哪。如图所示是某次训练中分别将质量为m的相同足球射入两扇高度为

h_{1}

、

h_{2}

处的窗户，出脚处到窗户的水平距离为x，两次均恰好将球垂直射入窗户。假设两次出球速度大小均为

v_{0}

，

v_{0}

与水平方向夹角分别为

θ_{1}

、

θ_{2}

，空中飞行时间分别为

t_{1}

、

t_{2}

。足球可视为质点，两运动轨迹在同一竖直面内，且不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）

A、球在空中过程动能变化量之比

\cos θ_{1} : \cos θ_{2}

B、球在空中过程重力冲量之比

t_{1} : t_{2}

C、踢中

h_{2}

窗户的那脚球，运动员对球多做功

m g (h_{2} - h_{1})

D、水平距离与足球飞行时间满足

x = g t_{1} t_{2}

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9、图像能够直观描述物理过程，能形象表述物理规律，能有效处理实验数据。如图所示为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（　　）

A、甲图中

0 ~ t_{1}

时间内，三物体的平均速度相等 B、乙图中

x_{1} - 2 x_{1}

阶段，物体的加速度大小为

\frac{2 v_{0}^{2}}{x_{1}}

C、丙图中阴影面积表示

t_{1} ~ t_{2}

时间内物体的速度变化量 D、丁图中物体做匀加速直线运动，加速度大小为

2 {m/s}^{2}

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10、在某户外大型实景演出中，为了做出灯光特效，工作人员在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为6m，已知水的折射率

n = \frac{4}{3}

，要想在水面看到如图所示的灯光效果，细灯带到水面的最远距离为（　　）

A、

(2 \sqrt{7} + \sqrt{14})

m B、

(2 \sqrt{7} - \sqrt{14})

m C、

(\sqrt{14} - \sqrt{7})

m D、

(\sqrt{14} + \sqrt{7})

m

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11、如图所示，

a b c d

为纸面内矩形的四个顶点，矩形区域内（含边界）处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，

a d = L

，

a b = \sqrt{3} L

。一质量为m、电荷量为q（

q > 0

）的粒子，从a点沿ab方向运动，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　）

A、粒子能通过cd边的最短时间

t = \frac{π m}{2 q B}

B、若粒子恰好从d点射出磁场，粒子速度

v = \frac{2 q B L}{m}

C、若粒子恰好从c点射出磁场，粒子速度

v = \frac{2 q B L}{m}

D、若粒子只能从ad边界射出磁场，则粒子的入射速度

0 < v \leq \frac{2 q B L}{m}

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12、高大建筑物的顶端都装有避雷针来预防雷击。老师给同学们在实验室模拟尖端放电现象，原理如图所示。假设一电子在图中H点从静止开始只在电场力的作用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为F，电势能为E_p ，运动经过的各点电势为φ，则下列四个图像可能合理的是（　　）

A、

B、

C、

D、

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13、太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间内喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则下列错误的是（　　）

A、空间站变轨前、后在P点的加速度相同 B、空间站变轨后的运动周期比变轨前的小 C、空间站变轨后在P点的速度比变轨前的大 D、空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小

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14、如图所示，用三根相同细线a、b、c将重力为G的灯笼1和重力为

2 G

的灯笼2悬挂起来。两灯笼静止时，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。则（　　）

A、a中的拉力大小为

2 \sqrt{3} G

B、c中的拉力大小为

\frac{3 \sqrt{3}}{2} G

C、b中的拉力大于a中的拉力 D、只增加灯笼2的质量，c最先断

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15、一列简谐横波沿x轴方向传播，

t = 0

时刻的波形如图所示，此时平衡位置坐标

x = 0.6 m

的质点P速度正在增大，从该时刻计时经0.3s质点P第一次到达波峰，则下列说法中正确的是（　　）

A、简谐波沿x轴正方向传播 B、简谐波波速为

\frac{10}{3} m/s

C、简谐波的周期0.8s D、0~0.3s时间内，质点P运动的路程为

10 (\sqrt{3} + 2) cm

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16、2024年是量子力学诞生一百周年，量子力学已经对多个领域产生了深远的影响，包括物理学、化学、计算机科学、通信技术和生物学，量子力学已成为现代科学的重要基石之一。下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是（　　）

A、黑体辐射电磁波的强度的极大值随着温度的降低向波长短的方向移动 B、发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系 C、根据玻尔原子理论，氢原子由高能级向低能级跃迁时，只能吸收特定频率的光 D、康普顿效应证实了光子具有动量，波长越长动量越大

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17、自由电子激光器是以自由电子束为工作物质，将相对论性电子束的动能转变成相干的电磁辐射能的装置，其中产生电磁波的核心装置为“扭摆器”（如图所示），由沿z方向交错周期排列的2n对宽度为a的永磁体组成（

n ≫ 10

， 2a被称为扭摆器的“空间周期”），产生x方向的周期静磁场。本题我们利用高中知识，在被简化的模型中分析注入扭摆器的电子的运动。已知电子质量为m，带电荷-e，一束电子经加速后由弯曲磁体沿yOz平面引入扭摆器，不考虑引入过程速度损失，不考虑任何相对论效应，忽略电磁辐射过程的动能损耗。

(1)、假设一对永磁体间的磁感应强度恒定为

B_{0}

，电子束中电子进入扭摆器的初速度与z轴夹角为30°，且能经过扭摆器后被完整收集，求：

①电子束加速器的加速电压U；

②该电子束中的一个电子在扭摆器中的运动时间T。

(2)、实际上，扭摆器的一个空间周期内，磁感应强度的大小是有变化的，一对永磁体间沿x轴的磁感应强度随与该对永磁体最左边的水平距离d近似满足

B_{x} (d) = B_{0} (1 - \frac{2 d}{a})

的线性关系（

0 < d < a

，

B_{0}

的方向由N极指向S极），电子束经电压

U_{0} = 100 U

加速后沿z轴正方向进入扭摆器，仍然能经过扭摆器后被完整收集，求电子运动过程偏离z轴的最大距离

Δ s_{\max}

。

（提示：①实验中， $B_{0}$ 可认为是相当弱的磁场；②可能用到的数学公式： $Δ x \to 0$ 时， $\sum_{x = 0}^{x_{0}} x^{n} Δ x = \frac{1}{n + 1} x_{0}^{n + 1}$ ）

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18、在热力学中，“奥托循环”（Otto cycle）用于描述四冲程内燃机在理想状态下的工作过程，由两个绝热过程与两个等容过程构成。在一个封闭的气缸内，一定质量的理想气体作奥托循环的

p - V

图像如图所示，

a \to b \to c \to d \to a

为一个完整循环。在a、b点处，该理想气体的体积分别为

V_{2}

、

V_{1}

。

(1)、若

b \to c

过程中理想气体吸热大小为

Q_{1}

，

d \to a

过程中理想气体放热大小为

Q_{2}

，求图中阴影部分的面积，并简述其物理含义。

(2)、通过查阅资料得知：对于一定质量的理想气体：

①绝热过程满足 $p V^{γ} = 常量$ ， $γ$ 为一个常数且 $γ > 1$ ；

②内能满足 $U = c T$ ， $c$ 为一个常量。

利用这些资料，计算这一奥托循环的效率 $η$ （即一个循环中对外做功与总吸热量之比，用 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 及有关的常量表示）。

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19、为测试某新车的性能，试验员驾驶该车在某实验路面上匀速行驶，运动过程中，前方空气与车作用后迅速与车共速，产生空气阻力。已知该车的迎风面积为S，空气密度为

ρ

，车的质量（含驾驶员）为m。

(1)、在某次实验时，该车匀速运动时功率为P，若忽略车与地面的摩擦力，求该实验条件下空气阻力的表达式。

(2)、若不可忽略车与地面的摩擦力，地面对车的摩擦力与车重力成正比，试验员认为：保持功率不变，减轻车身重量可以减小空气阻力。该结论是否正确？请说明理由。

(3)、若汽车行驶过程中空气不仅会产生空气阻力，也能提供升力，升力的大小为

k v^{2}

，车与地面的动摩擦因数为

μ (ρ S < \frac{2}{3} μ k)

。在测试过程中发现汽车以某一速度运动时，汽车功率最大。求该速度

v_{0}

。

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20、现假设真空中有一氢原子，带电量为-e的电子绕一固定的原子核做圆周运动。根据Bohr的量子化假设，电子绕核转动时满足

m v_{n} r_{n} = n h

，其中

r_{n}

为第n个能级的轨道半径，

v_{n}

为电子处于第n个能级时的速度大小，

h

为约化的普朗克常量。已知一电荷量为Q的点电荷在某处产生的电势满足

φ = \frac{k Q}{r}

，其中，r为该处到点电荷的距离，k为静电力常数，无穷远处为零势能面。下列说法正确的是（　　）

A、在Bohr模型中，电子在定态轨道运行时，由于具有加速度，会不断向外辐射电磁波 B、电子能级越高，运动的周期越小 C、

r_{n} = \frac{n^{2} h^{2}}{m k e^{2}}

D、电子在第n个能级时体系的总能量

E_{n} = - \frac{1}{2} \cdot \frac{m k^{2} e^{4}}{n^{2} h^{2}}

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