高中物理鲁科版（2019）-试题列表-第50页

1、游客在动物园里常看到猴子在荡秋千和滑滑板，其运动可以简化为如图所示的模型，猴子需要借助悬挂在高处的秋千绳飞跃到对面的滑板上，质量为

m = 18 kg

的猴子在竖直平面内绕圆心

O

做圆周运动。若猴子某次运动到

O

点的正下方时松手，猴子飞行水平距离

H = 4 m

后跃到对面的滑板上，

O

点离平台高度也为

H

，猴子与

O

点之间的绳长

h = 3 m

，重力加速度大小

g = 10 m / s^{2}

，不考虑空气阻力，秋千绳视为轻绳，猴子可视为质点，求：

（1）猴子落到滑板时的速度大小；

（2）猴子运动到 $O$ 点的正下方时绳对猴子拉力的大小。

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2、光导纤维由纤芯和包层两部分组成，为了在纤芯与包层的分界面发生全反射，光导纤维中纤芯材料的折射率应大于包层材料的折射率。如图所示，一条长直光导纤维的长度

d = 7.5 km

，在纤芯与包层的分界面发生全反射的临界角

C = 60^{°}

。现一束细光从右端面中点以

θ = 53^{°}

的入射角射入，光在纤芯与包层的界面恰好发生全反射。

(s i n 53^{°} = 0.8

，

\cos 53^{°} = 0.6

，光在空气中的传播速度取

c = 3 \times 10^{8} m / s

）求：

（1）纤芯的折射率；

（2）若从右端射入的光能够传送到左端，求光在光导纤维内传输的最长时间和最短时间。

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3、某实验小组测未知电阻

R

时，先用多用电表进行粗测，再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。

（1）首先用多用电表粗测 $R$ 的电阻，当用“ $\times 10$ ”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用（填“ $\times 100$ ”或“ $\times 1$ ”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示，其读数为 $Ω$ ；

（2）采用“伏安法”测量该未知电阻 $R$ ，现有器材如下：

A．蓄电池 $E$ （电动势为 $6 V$ ，内阻约为 $0.05 Ω$ ）

B．电流表 $A_{1}$ （量程 $0 ~ 0.6 A$ ，内阻约为 $1.0 Ω$ ）

C．电流表 $A_{2}$ （量程 $0 ~ 3 A$ ，内阻约为 $0.1 Ω$ ）

D．电压表 $V$ （量程 $0 ~ 6 V$ ，内阻约为 $6 k Ω$ ）

E．滑动变阻器 $R_{1} (2 k Ω$ ，允许通过的最大电流 $0.5 A)$

F．滑动变阻器 $R_{2} (10 Ω$ ，允许通过的最大电流 $2 A)$

G．开关一个、带夹子的导线若干

①为使测量准确且通过 $R_{x}$ 的电流能从0开始变化，上述器材中，应该选用的电流表是，滑动变阻器是（填写选项前字母代号）；

②根据所选用的实验器材，在虚线框中画出伏安法测电阻的完整电路图。

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4、某同学用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”，气垫导轨上放置着带有遮光条的滑块P、Q。

（1）若实验中用螺旋测微器测量其中一个遮光条的宽度如图乙所示，其读数为mm；

（2）测得 $P 、 Q$ 的质量（含遮光条）分别为 $m_{1}$ 和 $m_{2}$ ，左、右遮光条的宽度分别为 $d_{1}$ 和 $d_{2}$ 。实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为 $t_{1} 、 t_{2}$ 。用题中测得的物理量表示动量守恒应满足的关系式为（用 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ 、 $d_{1}$ 、 $d_{2}$ 、 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 表示）。

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5、如图所示，在

x

轴上方有垂直纸面向外的匀强磁场，第一象限内磁场的磁感应强度大小

2 B_{0}

，第二象限内磁场的磁感应强度大小为

B_{0}

。现有一比荷

\frac{q}{m}

的带正电的粒子，从

x

轴上的

P

点以沿

+ y

方向的速度

v

垂直进入磁场，并一直在磁场中运动且每次均垂直通过

y

轴，不计粒子的重力，则（　　）

A、粒子第二次经过

y

轴时过坐标原点 B、从粒子进入磁场到粒子第一次经过

y

轴所经历的时间为

\frac{π m}{4 q B_{0}}

C、从粒子进入磁场到粒子第二次经过

y

轴所经历的时间为

\frac{π m}{q B_{0}}

D、粒子第一次经过

y

轴的坐标为

(0 ， \frac{m v}{2 q B_{0}})

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6、如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，气体从状态

A \to

状态

B \to

状态

C \to

状态

A

完成一次循环，其状态变化过程的

p - V

图像如图乙所示。已知该气体在状态A时的温度为

600 K

，下列说法正确的是（　　）

A、气体在状态B时的温度为

200 K

B、气体在状态

C

时的温度为

300 K

C、气体从状态

A \to B

过程中，外界对气体做的功为

4 \times 10^{5} J

D、气体从状态

A \to B \to C

的过程中，气体对外做的功为

8 \times 10^{5} J

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7、一列简谐横波以

5 m / s

的速度沿

x

轴传播，在

t = 0

时刻的波形图如图中实线所示，经

0.2 s

后的波形如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　）

A、经

0.2 s

波传播的距离为

2 m

B、波沿

x

轴正方向传播 C、质点

P

在

t = 0

时刻沿

y

轴负方向运动 D、

x = 2 m

处的质点的位移表达式为

y = - 19 \cos (2.5 π t) cm

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8、某风力发电机的输出电压为

2500 V

，用户得到的电功率为

141 kW

，用户得到的电压是

220 V

，输电线的电阻为

90 Ω

，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的

6 %

，变压器均视为理想变压器，已知降压变压器副线圈的匝数为110匝，则下列说法正确的是（　　）

A、通过输电线的电流为

10 A

B、风力发电机的输出功率为

162 kW

C、升压变压器副线圈的匝数是原线圈的匝数的7倍 D、降压变压器原线圈的匝数为3525匝

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9、一辆质量为

m = 1.2 \times 10^{3} kg

的参赛用小汽车在平直的公路上从静止开始运动，牵引力

F

随时间

t

变化关系图线如图所示，

8 s

时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，

24 s

后可视为匀速。小汽车的最大功率恒定，受到的阻力大小恒定，则（　　）

A、小汽车受到的阻力大小为

7 \times 10^{3} N

B、小汽车匀加速运动阶段的加速度大小为

4 m / s^{2}

C、小汽车的最大功率为

4 \times 10^{5} W

D、小汽车

24 s

后速度

40 m / s

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10、2023年11月3日发生木星冲日现象，木星冲日是指木星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与木星之间。此时木星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和木星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，木星11.84年绕太阳一周。则（图中其他行星轨道省略未画出）（　　）

A、在相同时间内，木星、地球与太阳中心连线扫过的面积相等 B、木星的运行速度比地球的运行速度大 C、木星冲日现象时间间隔约为12年 D、下一次出现木星冲日现象是在2024年

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11、如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数

n = 7

的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K的逸出功为

5.06 eV

，则（　　）

A、波长最短的光是原子从

n = 2

激发态跃迁产生的 B、波长最长的光是原子从

n = 7

激发态跃迁到基态时产生的 C、阴极

K

逸出光电子的最大初动能为

8.26 eV

D、阴极K逸出光电子的最大初动能与阴极K的逸出功相等

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12、甲、乙两个质点在平面直角坐标系

O x y

的坐标平面内运动，同时经过A点，然后同时到达B点，运动过程如图所示，则从A到B过程中，甲、乙两个质点（　　）

A、平均速度相同 B、平均速率相同 C、经过A点时速度可能相同 D、经过B点时，乙的速度比甲的速度大

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13、如图所示，不可伸长的轻质细线下方悬挂一可视为质点的小球，另一端固定在

O

点小球的质量为

m

，细线的长度为

L

，在过悬挂点的竖直线上距悬挂点

O

的距离为

x

处（

x < L

）的

C

点有一个固定的钉子，当小球摆动时，细线会受到钉子的阻挡，当

L

一定而

x

取不同值时，阻挡后小球的运动情况将不同，现将小球拉到位于竖直线的左方（摆球的高度不超过

O

点）然后放手，令其自由摆动，重力加速度为

g

。

（1）将细线拉至水平后释放，若 $x = 0.6 L$ ，求当小球运动到钉子右侧细线与竖直方向夹角为 $θ$ （ $0 < θ < \frac{π}{2}$ ）时，细线承受的拉力；

（2）如果细线被钉子阻挡后，小球恰能够击中钉子，试求 $x$ 的最小值。

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14、如图1所示，MN与PQ是两条固定在同一水平面上的平行金属导轨，导轨间距为L，一质量为m、电阻为R、长度也为L的金属杆ab垂直跨接在导轨上，ab杆左侧导轨上安装有电流传感器，导轨左端连接一阻值也为R的定值电阻，导轨电阻不计且足够长。整个导轨处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面（图中未画出）。

t = 0

时刻，ab杆在水平拉力F的作用下由静止开始水平向右运动，整个运动过程中，电流传感器的示数i随时间t变化的关系如题15图2所示，ab杆始终与导轨垂直并接触良好。已知ab杆与导轨间的动摩擦因数为

μ

，重力加速度为g，求整个运动过程中

（1）通过ab杆的电荷量；

（2）ab杆与导轨间因摩擦产生的热量Q；

（3）水平拉力F的冲量 $I_{F}$ 。

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15、如图甲所示，在竖直平面内平行放置了两根完全相同的金属导轨，导轨间距L=1.0m。其中a₁b₁和a₂b₂段是足够长的光滑竖直轨道；b₁c₁和b₂c₂段是光滑圆弧轨道，c₁d₁和c₂d₂段是与水平面成37°角的足够长的粗糙倾斜直轨道；图乙是其正视图，其中竖直轨道处于B=0.5T的垂直导轨平面水平向右的匀强磁场中，倾斜直轨道处于B=0.5T的沿轨道斜面向下的匀强磁场中。a₁a₂之间连接一阻值为R=1.0Ω的电阻。现有两根质量均为m=0.1kg，电阻均为R=1.0Ω，长度均为L=1.0m的金属棒M和N，其中M棒紧贴竖直轨道从离b₁b₂高h=15m处静止释放，同时N棒从足够高的倾斜轨道静止释放。N棒与轨道的c₁d₁、c₂d₂段之间的动摩擦因数为μ=0.5。运动中两金属棒与导轨始终紧密接触，M棒竖直下落至b₁b₂前已经达到匀速。重力加速度g=10m/s² ，（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：

（1）M棒到达b₁b₂时的速度大小 $v_{1}$ ；

（2）M棒从静止开始运动到b₁b₂的过程中，通过电阻R的电量q以及电阻R中产生的焦耳热Q；

（3）M棒从静止开始运动到b₁b₂所需时间t；

（4）M棒到达b₁b₂时N棒的速度大小 $v_{2}$ 。

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16、物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的水平轨道OA、半径为R₁=0.6m的半圆单层轨道ABC、半径为R₂=0.1m的半圆圆管轨道CDE、平台EF和IK、凹槽FGHI组成，且各段各处平滑连接。凹槽里停放着一辆质量为M=0.1kg的无动力摆渡车Q并紧靠在竖直侧壁FG处，其长度L₁=1m且上表面与平台EF、IK平齐。水平面OA的左端通过挡板固定一个弹簧，弹簧右端可以通过压缩弹簧发射能看成质点的滑块P，弹簧的弹性势能最大能达到

E_{pm} = 5.8 J

。小张同学选择了质量为m=0.2kg的滑块Р参与游戏，游戏成功的标准是通过弹簧发射出去的滑块能停在平台的目标区JK段。已知凹槽GH段足够长，摆渡车与侧壁H相撞时会立即停止不动，滑块与摆渡车上表面和平台IK段的动摩擦因数为μ=0.5，其他所有摩擦都不计，IJ段长度L₂=0.4m，JK段长度L₃=0.7m，重力加速度g=10m/s^2. ，求：

（1）若小张同学弹出的滑块恰好能过C点，求滑块经过与圆心O等高的B处时轨道对它的支持力大小；

（2）小张同学至少以多大的弹性势能将滑块弹出，滑块才能滑上摆渡车Q；

（3）如果小张同学将滑块弹出后滑块最终能成功地停在目标区JK段，则他发射时的弹性势能应满足什么要求。（计算结果保留两位有效数字）