高中物理-试题列表-第76页

1、一列横波沿

x

轴正方向传播，波源位于坐标原点。

t = 0

时刻波源开始振动，

t = 2 s

时，波刚好传播到

x = 4 m

处的

P

点，波形图如图所示。

x = 8 m

处质点的振动图像为（　　）

A、

B、

C、

D、

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2、我国自主设计的全超导托卡马克核聚变的反应方程为

_{1}^{2} H + ​_{1}^{3} H \to ​_{2}^{4} He + X

，下列说法正确的是（　　）

A、

X

是质子 B、该反应满足质量守恒 C、该反应是原子弹的工作原理 D、

_{2}^{4} He

的比结合能大于

_{1}^{3} H

的比结合能

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3、如图，虚线a、b、c是某静电场中在同一竖直面内的等势线，一根粗细均匀的光滑绝缘细杆竖直固定在等势线所在的竖直面内，一个质量为m、带正电小球套在杆上（可以自由滑动）。现让小球在A点由静止释放，从A到B加速运动的过程中，机械能不断增加，则下列判断正确的是（　　）

A、等势线a的电势比等势线b的电势高 B、小球在B点的电势能小于在C点的电势能 C、小球机械能变化量的绝对值从A到B大于从A到C D、若小球沿杆运动能至D点，在D点的速度可能为零

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4、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

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5、下列说法正确的是（　　）

A、一定质量的零摄氏度的水结成同温度的冰，分子热运动的平均动能变小 B、一定质量的气体体积变大一定对外做功 C、无论科技如何发达，降温技术有多么高明，绝对零度都不可能真正达到 D、随着温度的升高，物质的每个分子热运动剧烈程度都在加剧

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6、长期航行于海洋的船舶，水下船体易附着贝类、藻类，并会生锈，每年至少清洗一次。如图所示，某科技公司研发的水下清洗机器人，集潜水、巡检、清洗于一体，靠4个电动螺旋桨驱动，能灵活地浮游、翻转、前行、下潜，可在50m深水下对船舶进行高压水柱喷射清洗。该机器人通过储水仓的排放水，来完成下沉和上浮。该机器人完全浸没在水中时的排水体积为0.2m³ ，线缆对机器人的作用力可忽略不计，

ρ_{海 水} = 1.03 \times 10^{3} kg / m^{3}

，取

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

。求：

(1)、若此时机器人恰能悬浮在海面下14m处，求此时机器人的质量是多大？

(2)、在第（1）问的基础上，此时清洗机器人的储水仓又吸入了10kg的海水，开始下潜，同时4个电动螺旋桨旋转到竖直方向驱动，使清洗机器人受到竖直方向的推力，以0.5m/s的速度匀速竖直下潜至50m处作业，此过程中机器人受到水对它竖直向上的阻力恒为150N，消耗的总电能为0.001kW·h，则电动机驱动螺旋桨的效率为多少？

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7、科技小组同学用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热升温情况。将水和油分别盛在两个相同的试管中，同时用红外加热器加热，温度传感器与电脑相连。电脑上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。

(1)、实验中需要选取（选填“质量”或“体积”）相等的水、油两种液体；

(2)、加热3分钟A吸收的热量（选填“大于”“小于”或“等于”）B吸收的热量；

(3)、由图像分析可知液体是水（选填“A”或“B”）；

(4)、小华用该装置重新实验，得到水和油的温度随时间变化图线重合均与图乙中的A相同，则小华所取的水和油质量之比为；

(5)、美丽的青岛依山傍海，气候与无大海和湖泊环绕的内陆城市相比存在明显差异。青岛和某一无大海和湖泊环绕的内陆城市年气温变化曲线如图丙所示，从图像丙可以看出，在一年中，青岛应该对应（选填“a”或“b”）这条曲线；

(6)、做完实验后，小红想起八年级上学期学过冰熔化的实验，于是在实验室利用酒精灯加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出温度随加热时间变化的关系图线如图所示。根据图像丁和相关知识，若冰的质量是500g，比热容是

2.1 \times 10^{3} J / (kg \cdot ℃)

，酒精热值为3.0×10⁷J/kg，若加热过程中酒精灯的热效率为50%，则该物质从第0min至第2min消耗酒精的质量是多少。

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8、地球同步轨道上方300千米处的圆形轨道，是国际处理太空垃圾的“墓地轨道”，将废弃飞行物处理到此，可以为“地球同步轨道”释放更多的空间。2022年1月，运行在地球同步轨道上的中国“实践21号”卫星，将一颗失效的北斗二号卫星拖入到了“墓地轨道”。已知“墓地轨道”半径为r，地球同步卫星轨道半径为R，下列说法正确的是（　　）

A、“地球同步轨道”处的重力加速度为0 B、北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为

\sqrt{\frac{R}{r}}

C、北斗二号卫星在“同步轨道”上的周期比在“墓地轨道”上短 D、“实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要加速

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9、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

r_{0}

时，宇宙的密度为

ρ_{0}

。

a．求此时星系P受到的引力大小 $F_{0}$ 。

b．请推导宇宙膨胀过程中星系P受到的引力大小 $F_{引}$ 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

ρ_{1}

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

G^{'}

。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

F_{斥}

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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10、与磁通量

Φ_{B} = B S

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

Φ_{E} = E S

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

+ Q

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

Φ_{E}

。

(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

- e

）、“○”代表空穴（电荷量为

+ e

）。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 $- a < x < + c$ 的范围内，且沿x轴负方向， $x = - a$ 和 $x = + c$ 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 $0 < x < + c$ 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 $x = + b$ 和 $x = + c$ 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 $x = + b$ 处的内建电场的电场强度大小 $E_{b}$ 。

b．写出 $0 < x < + c$ 范围内，内建电场的电场强度大小 $E_{x}$ 随位置x变化的关系式。

c．若某自由电子能从 $x > + c$ 的N型区沿x轴负方向穿越内建电场到达 $x < - a$ 的P型区。忽略其他因素的影响，求该自由电子的初始动能 $E_{k}$ 至少为多大。

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11、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

0.1 c

、β粒子的速度大小为

0.99 c

。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 $E^{'}$ ；若不可以，请说明理由。

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12、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

h_{1}

、

h_{2}

、

h_{3}

。已知打点计时器所用电源的频率为

50 Hz

，重物质量

m = 300 g

，当地重力加速度

g = 9.8 m / s^{2}

。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

v_{B} =

m/s

。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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13、

(1)、在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为

V_{1}

的纯油酸加入酒精中，制成总体积为

V_{2}

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

V_{0}

，则油酸分子的直径

d =

。（用

V_{1}

、

V_{2}

、

V_{0}

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

x_{1}

和

x_{2}

，则两辆小车的加速度之比

a_{1} : a_{2} =

。

(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

1.48 V

；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、

B C

间断路 B、

C D

间断路 C、

D E

间断路 D、

E F

间断路

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14、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

γ

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

γ

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

γ

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

γ

射线的过程中，原子核和

γ

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

γ

射线的能量一定小于E C、单个静止的自由原子核吸收的

γ

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

γ

射线的能量小于E

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15、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

θ

、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

μ

，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

m g sin θ < μ m g cos θ

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

m g tan θ = m \frac{v^{2}}{r}

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

m g R tan θ

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16、如图所示，实线是竖直面内以O点为圆心的圆，

M N

和

P Q

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

O P

方向发射的小球可以沿

O P

方向做直线运动 B、沿

O N

方向发射的小球不会沿

O N

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

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17、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

n - 1

圈记作n圈，则重力加速度的测量值偏小

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18、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

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19、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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20、将阻值为

50 Ω

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

i = 2 cos (10 π t) A

C、电阻消耗的电功率为

100 W

D、电阻两端的电压峰值为

50 \sqrt{2} V

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