高中物理人教版（2019）-试题列表-第20页

1、如图所示，轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右侧有一质量M=0.10kg、半径R=0.20m的四分之一光滑圆弧轨道CED（厚度不计）静置于水平地面上，圆弧轨道底端C与水平面上的B点平滑相接，O为圆弧轨道圆心。用质量为m=0.20kg的物块把弹簧的右端压缩到A点由静止释放（物块与弹簧不拴接），物块到达B点时的速度为

v_{0} = 3 m/s

。已知B点左侧地面粗糙，物块与地面之间的动摩擦因数为

μ = 0.1

， A、B之间的距离为x=1m，B点右侧地面光滑，g取

10 {m/s}^{2}

。

(1)、求物块在A点时弹簧具有的弹性势能；

(2)、求物块上升的最大高度；

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2、某实验小组的同学要测量阻值约为300Ω的定值电阻

R_{x}

，现备有下列器材：

A.电流表 $A$ （量程为10mA，内阻约为10Ω）；

B.电压表 $V$ （量程为3V，内阻约为3kΩ）；

C.滑动变阻器 $R_{1}$ （阻值范围为0~10Ω，额定电流为2A）；

D.定值电阻 $R_{2}$ （阻值为750Ω）；

E.直流电源E（电动势为4.5V，内阻不计）；

F.开关S和导线若干。

（1）实验小组设计了如图甲、乙所示的两种测量电路，电阻的测量值可由 $R_{x} = \frac{U}{I}$ 计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数，则图（填“甲”或“乙”）所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值。

（2）若采用（1）中所选电路进行测量，得到电压表和电流表的示数如图丙所示，则电压表的示数为V，电流表的示数为mA，由此组数据可得待测电阻的测量值 $R_{x} =$ Ω，若所用电压表和电流表的内阻分别按3kΩ和10Ω进行计算，则由此可得待测电阻的真实值 $R_{真} =$ Ω（计算结果均保留三位有效数字）。

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3、利用如图甲所示的装置探究轻弹簧的弹性势能。弹簧的左端固定，右端与小滑块接触但不连接，小滑块位于桌面边缘时弹簧恰好处于原长。向左推小滑块移动距离s后，由静止释放，小滑块向右移动离开桌面落到水平地面上。测出桌面到地面高度h，桌边到小滑块落地点的水平距离x。重力加速度为g，忽略空气阻力的影响，则：

(1)、若改变滑块的质量m，仍将弹簧压缩s后由静止开始释放滑块，测出不同滑块离开桌面后的水平距离x，作

\frac{1}{m} - x^{2}

的关系图像如图乙所示。图像的斜率为k，与纵轴的截距为b，则弹簧压缩s时的弹性势能为；

(2)、本实验中滑块与桌面间动摩擦因数为，（用h、k、s、b等物理量表示）桌面有摩擦对计算弹簧的弹性势能结果（选填“有影响”或“无影响”）。

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4、如图所示，光滑的水平轨道

a b

与光滑的圆弧轨道

b c

在

b

点平滑连接，

a b = 3.2 m

，圆弧轨道半径

R = 40 m, g = 10 m / s^{2}

。质量

m = 0.5 kg

的小物块

P

（可视为质点）静止在水平轨道上的

a

点，现给小物块

P

一个水平向右的瞬时冲量

I = 0.8 N \cdot s

，则小物块

P

从离开

a

点到返回

a

点所经历的时间约为（　　）

A、

6.64 s

B、

8.78 s

C、

10.28 s

D、

12.46 s

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5、正方形区域abcd边长为L，质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力），在纸面内从d点沿着dc方向以速率

v_{0}

射入该区域，若在该区域加上方向垂直纸面向里的大小为B的匀强磁场，粒子恰好从b点离开。若在该区域加上竖直方向的匀强电场E，粒子也恰好从b点离开。下列判断正确的是（　　）

A、

\frac{E}{B} = 2 v_{0}

B、

\frac{E}{B} = v_{0}^{2}

C、粒子在磁场中运动的轨迹半径为

\frac{1}{2} L

D、若只改变粒子的速度方向，则在磁场中运动的最长时间为

\frac{π L}{v_{0}}

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6、一张画放在凸透镜前20cm处，画面与主轴垂直，成像的面积和画的面积相等，如果将画向透镜移近5cm，则所成像的面积是画的（　　）

A、2倍 B、2.25倍 C、1.5倍 D、4倍

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7、铋是一种金属元素，元素符号为Bi，原子序数为83，位于元素周期表第六周期VA族，在现代消防、电气、工业、医疗等领域有广泛的用途。一个铋210核（

_{83}^{210} Bi

）放出一个

β

粒子后衰变成一个钋核（

_{84}^{210} Po

），并伴随产生了

γ

射线。已知

t = 0

时刻有m克铋210核，

t_{1}

时刻测得剩余

\frac{2}{3} m

克没有衰变，

t_{2}

时刻测得剩余

\frac{1}{6} m

克没有衰变，则铋210核的半衰期为（　　）

A、

\frac{3 t_{1}}{2}

B、

\frac{3 t_{2}}{5}

C、

t_{2} - t_{1}

D、

\frac{t_{2} - t_{1}}{2}

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8、如图所示， A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放顺利穿过磁场，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A、两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等 B、两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量不相等 C、两线圈落地时乙的速度较大 D、甲线圈运动时间较长，乙线圈先落地

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9、如图所示，装满土豆的货车正沿水平公路向右做匀加速运动，以图中用粗线标出的土豆为研究对象，F表示周围的土豆对粗线标出的土豆的作用力，则下列说法中正确的是（　　）

A、F的大小可能小于G B、F的方向一定水平向右 C、F的方向一定斜向右上方 D、F的方向一定竖直向上

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10、如图所示，AB是一段光滑倾斜轨道，通过水平光滑轨道BC与半径为

\frac{9}{5} L

的竖直光滑圆轨道CDEFG相连接（圆轨道最低点C、G略有错开），出口为光滑水平轨道GH，一质量为m的小球从倾斜轨道某处静止释放，此后小球恰好能过E点。水平轨道GH上放一凹槽，凹槽质量为M，凹槽左右挡板内侧间的距离为L，在凹槽右侧靠近挡板处置有一质量也为M的小物块（可视为质点），凹槽上表面与物块间的动摩擦因数μ=0.5。物块与凹槽一起以速度

v_{M} = 2 \sqrt{g L}

向左运动，小球在水平轨道GH上与凹槽左侧发生弹性碰撞，所有轨道转折处均有光滑微小圆弧相接。已知小球与凹槽不发生二次碰撞，

m = 1.5 M

，重力加速度为g，求：

(1)、小球静止释放位置到水平轨道BC的高度；

(2)、小球和凹槽碰撞后凹槽的速度大小；

(3)、小球和凹槽相碰后，凹槽与物块达到共速时物块到右侧挡板的距离及凹槽的位移。

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11、如图所示，电阻不计的金属导轨

a b c

和

a^{'} b^{'} c^{'}

平行等高正对放置，导轨左右两侧相互垂直，左侧两导轨粗糙，右侧两导轨光滑且与水平面的夹角

θ = 37 °

，两组导轨均足够长。整个空间存在平行于左侧导轨的匀强磁场。导体棒Q在外力作用下静置于左侧导轨上并保持水平，其与导轨间的动摩擦因数

μ = 0.5

。导体棒P水平放置于右侧导轨上，两导体棒的质量均为m，电阻相等。

t = 0

时起，对导体棒P施加沿斜面向下的随时间变化的拉力

F = k t

（k已知），使其由静止开始做匀加速直线运动，同时撤去对Q的外力，导体棒Q开始沿轨道下滑。已知两导体棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（

\sin 37 ° = 0.6

，

\cos 37 ° = 0.8

）

(1)、求导体棒P的加速度；

(2)、求

t = \frac{m g}{k}

时导体棒Q加速度的大小；

(3)、求导体棒Q最大速度的大小。

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12、图甲为我国某电动轿车的空气减震器（由活塞、足够长汽缸组成，活塞底部固定在车轴上）。该电动轿车共有4个完全相同的空气减震器，图乙是空气减震器的简化模型结构图，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积

S = 20 {cm}^{2}

的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接。封闭气体初始温度

T_{1} = 300 K

、长度

L_{1} = 17 cm

、压强

p_{1} = 3.0 \times 10^{6} Pa

，重力加速度g取

10 m / s^{2}

。

(1)、为升高汽车底盘离地间隙，通过气泵向汽缸内充气，让汽缸缓慢上升

Δ L = 10 cm

，此过程中气体温度保持不变，求需向一个汽缸内充入与缸内气体温度相同、压强

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

的气体的体积；

(2)、在（1）问情况下，当车辆载重时，相当于在汽缸顶部加一物体A，汽缸下降，稳定时汽缸内气体长度变为

L_{2} = 24 cm

，气体温度变为

T_{2} = 320 K

，若该过程中气体放出热量

Q = 18 J

，气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示，求该过程中一个汽缸气体内能的变化量。

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13、兴趣小组利用如下装置验证“加速度与力和质量的关系”的实验。

第一小组：验证加速度与力的关系器材包含：导轨上有刻度尺的气垫导轨（含气泵）、光电门B、数字计时器、带挡光片的滑块A、钩码若干、力的传感器（质量不计）和天平。

实验步骤：固定好光电门B，调整导轨水平，用刻度尺测出遮光条与光电门之间的距离L及挡光片的宽度d，并记录滑块的位置，测出滑块和挡光片的总质量为M。滑块用平行于导轨的细线跨过动滑轮连接在传感器上。在传感器上悬挂一个钩码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的时间为，读出传感器的示数F，保持小车的质量不变，改变钩码的个数且从同一位置释放，进行多次实验，并作出图像。

根据实验步骤回答下列问题：

(1)、不挂钩码和细线，接通气泵，在任意位置轻放滑块，观察到滑块，兴趣小组判断调整后的导轨已经水平。

(2)、为了直观的由图像看出物体的加速度与合力F的正比关系，小组应该绘制图像（选填“

F - \frac{1}{Δ t}

”“

F - \frac{1}{{(Δ t)}^{2}}

”“

F - Δ t

”或“

F - {(Δ t)}^{2}

”）。

第二小组：验证加速度与质量的关系

兴趣小组与邻桌的同学一起做验证“加速度与质量关系”的实验。他们将两个气垫导轨对称地放置在一条水平直线上，保持两个导轨上的光电门固定在相同刻度处（即保持滑块的位移相同），测出A和B两个滑块的质量为M₁与M₂ ，滑块上连接一条平行于桌面的细线，细线中间放置用一个悬挂钩码的滑轮，并使细线与导轨平行且跨过气垫导轨上的滑轮。现同时从各自的气垫导轨上同一位置由静止释放，记录A和B两个滑块上遮光片（两遮光片宽度相同）分别通过光电门的时间为t₁和t₂。

(3)、若测量结果满足

\frac{M_{1}}{M_{2}} =

（用上述字母表示），即可得出物体加速度与质量的关系。

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14、2024年1月，国务院国资委启动实施未来产业启航行动，明确可控核聚变领域为未来能源的唯一方向。可控核聚变当中，有一重要技术难题，就是如何将运动电荷束缚在某一固定区域。有一种利用电场和磁场组合的方案，其简化原理如下。如图，已知直线l上方存在方向竖直向下的匀强电场，直线l下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。一个带正电的、不计重力的粒子从电磁场边界l上方一点，以一定速度水平向右发射，经过一段时间又回到该发射点。则改变下列条件能使粒子发射后回到原来位置的是（　　）。

A、仅带电粒子比荷发生变化（但仍为带正电的粒子） B、仅带电粒子初速度发生变化 C、电场强度变成原来3倍且磁感应强度变成原来2倍 D、仅发射点到电场边界l的距离发生变化

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15、如图所示，竖直平面内存在无限大、均匀带电的空间离子层，左侧为正电荷离子层，右侧为负电荷离子层，两离子层内单位体积的电荷量均为

ρ

，厚度均为d。以正离子层左边缘上某点O为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标轴

O x

。已知正离子层中各点的电场强度方向均沿x轴正方向，其大小E随x的变化关系如图所示；在

x < 0

与

x > 2 d

空间内电场强度均为零。某放射性粒子源S位于

x = - d

的位置，入射电子速度方向与x轴正方向的夹角为

θ

时，电子刚好可以到达离子层分界面处，没有射入负电荷离子层。已知电子质量为m，所带电荷量为e，其中

e = 1.6 \times 10^{- 19} C

，不计电子重力及电子间相互作用力，假设电子与离子不发生碰撞。下列说法正确的是（　　）。

A、电子在离子层中做匀变速曲线运动 B、电子将从正离子层左侧边界离开 C、电子从进入离子层到离子层分界面过程电势能增加

\frac{ρ e d^{2}}{ε_{0}}

D、刚好可以到达离子层分界面处的电子入射时

θ

满足

\cos θ = \frac{d}{v} \sqrt{\frac{ρ e}{m ε_{0}}}

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16、如图甲所示，在理想变压器a、b端输入电压为

U_{0}

的正弦交流电，原副线圈匝数比

\frac{n_{1}}{n_{2}} = 4

。定值电阻

R_{1}

、

R_{2}

、

R_{3}

的阻值分别为

R_{1} = 32 Ω

，

R_{2} = 2 Ω

，

R_{3} = 1 Ω

，滑动变阻器R的最大阻值为

5 Ω

。初始时滑动变阻器滑片位于最左端，向右缓慢移动滑片至最右端过程中，记录理想电压表V的示数U与理想电流表A的示数I，描绘出如图乙所示的

U - I

图像。下列说法正确的是（　　）。

A、通过

R_{3}

的电流先增大后减小 B、电压表示数先增大后减小 C、

U - I

图像中纵截距

U_{1} = \frac{U_{0}}{4}

，斜率绝对值为

2 Ω

D、

R_{1}

消耗功率变大

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17、乒乓球是一种世界流行的球类体育项目，如图所示，装满乒乓球的纸箱沿着倾角为

θ

的粗糙斜面下滑，在箱子正中央夹有一个质量为m的乒乓球，下列说法正确的是（　　）。

A、若纸箱向下做匀速直线运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力不可能为

F_{3}

B、若纸箱向下做匀速直线运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为

F_{4}

C、若纸箱向下做加速运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为

F_{1}

D、若纸箱向下做加速运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为

F_{2}

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18、在水平光滑绝缘桌面上，放置一个半径为R的超导导线环，其中通过的电流为I。穿过导线环垂直桌面向下有一个匀强磁场，导线环全部位于磁场中，磁感应强度为B，则导线环各截面间的张力为（　　）。

A、

B I R

B、

0.5 B I R

C、0 D、

π B I R

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19、光屏竖直放置，直线

O O_{1}

与光屏垂直，用激光笔沿与

O O_{1}

方向成

45 °

角的

A B

方向照射光屏，光屏上C处有激光亮点。此时在光屏前竖直放置厚度为d折射率为

\frac{\sqrt{10}}{2}

的平板玻璃，激光亮点从光屏上的C点移动到D点（未画出），则

C D

间距为（　　）。

A、

\frac{\sqrt{5}}{5} d

B、

\frac{1}{2} d

C、

\frac{\sqrt{10}}{2} d

D、

\frac{1}{4} d

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20、一列机械横波向右传播，在t=0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点在平衡位置的间距为3m，当t=1s时，质点C恰好通过平衡位置，则该波的波速可能为（　　）。

A、2m/s B、3m/s C、5m/s D、4m/s

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