高中物理教科版（2019）-试题列表-第13页

1、某兴趣小组设计了一种检测油深度的油量计，如图1所示油量计固定在油桶盖上并将油量计竖直插入油桶，通过油箱盖的矩形窗口可看见油量计的上端面明暗相间的区域。图2是油量计的正视图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底部是一个等腰直角三角形，腰长为

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

，相邻两个锯齿连接的竖直短线长度为

\frac{d}{2}

，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部，塑料的折射率小于油的折射率。若油面不会超过图2中的虚线Ⅰ，不计油量计对油面变化的影响，则（　　）

A、窗口竖直向下射入的光线在塑料和油的界面处发生折射进入油中，折射光线与反射光线垂直，形成暗区 B、窗口竖直向下射入的光线在塑料和空气的界面处发生全反射，返回油量计的上端面并射出，形成亮区 C、透明塑料的折射率至少要大于2 D、油的深度h与明线长度L满足的关系式为

h = 5 d - \frac{L}{2}

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2、1986年，阿瑟·阿什金发明了第一代光镊，经过30多年的发展，光镊技术也越来越成熟，并被广泛运用于医学及生物学等诸多领域，2018年诺贝尔物理学奖被授予美国的亚瑟·阿斯金、法国的杰哈·莫罗和加拿大的唐娜·斯特里克兰三位物理学家，以表彰他们“在激光物理领域的突破性发明”。为简单起见，我们建立如下模型。如图所示，有两束功率均为P，波长为

λ

的平行细激光束

P_{1}

和

P_{2}

，与一焦距为f的透镜主光轴平行射入凸透镜，后进入一球状透明介质，出射透明介质的光束仍与主光轴平行。透镜主光轴在竖直方向，且与球状透明介质的一条直径重合，此时透明介质球恰好处于静止状态，已知球状透明介质的质量为m，当地的重力加速度为g，真空中光速为c，以下说法正确的有（　　）

A、若激光束

P_{1}

的功率大于激光束

P_{2}

的功率，则透明介质球将向左侧偏移 B、若将介质球相对于透镜上移一小段距离，则介质球受到激光的作用力将变小 C、若将介质球相对于透镜下移一小段距离，则介质球受到激光的作用力将变小 D、题干条件下激光功率为

P = \frac{m g c}{1 - \frac{f}{\sqrt{L^{2} + f^{2}}}}

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3、“通过观测的结果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定了光具有粒子性。弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入汞蒸汽后，发现KG间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。下列说法错误的是（）

A、汞原子基态和第一激发态的能级之差可能是4.9eV B、KG间电压低于4.9V时，电流随电压增大而上升，是因为电子能量越高，越容易克服反向电压到达A极 C、KG间电压在5~10V之间时，出现电流随电压增大而上升的一段图线，是因为单位时间使汞原子发生跃迁的电子个数增加 D、即使KG间电压高于4.9V，电子也存在始终不与汞原子发生碰撞的可能性

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4、时间、长度、质量、电荷的单位通常和单位制有关。量子论的提出者普朗克发现利用真空中的光速

c

、万有引力常量

G

、普朗克常量

h

、真空介电常量

ε_{0}

可以组合出与单位制无关的质量单位

m_{P}

、长度单位

l_{p}

、时间单位

t_{P}

、电荷单位

q_{P}

，这些量分别称为普朗克质量、普朗克长度、普朗克时间、普朗克电量。

m_{P}

和

q_{P}

的表达式（用

c 、 G 、 h

和

ε_{0}

表示，不含无量纲因子）分别为和。

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5、如图所示，足够长的水平轨道的左端A固定一轻质弹簧，弹簧自由状态下右端位于B点，质量为1kg的小物块甲静止在B点，在与B点相距

L = 1 m

的C处固定一竖直光滑圆轨道，半径

R = 1 m

，圆轨道底端略微错开。在轨道CE上放有n个质量均为1kg的静止小物块，相邻两个小物块的间距均为

L = 1 m

，从左往右依次编号1、2、3…n，其中1号小物块在D处，CD的距离也为

L = 1 m

。小物块甲与BC段的动摩擦因数为

μ_{0} = 0.4

， AB段轨道光滑。所有小物块均可视为质点，小物块间碰撞时间忽略不计，重力加速度大小g取

10 m / s^{2}

。现将小物块甲向左压缩弹簧后释放弹出。参考公式：

1^{2} + 2^{2} + 3^{2} + \dots \dots + {(n + 1)}^{2} = \frac{(n + 1) (n + 2) (2 n + 3)}{6}

(1)、若小物块甲恰好能过圆轨道最高点，求弹簧的弹性势能；

(2)、若弹簧的弹性势能为54J，小物块甲与CD段轨道间的动摩擦因数为

μ = 0.1

， DE段轨道光滑，且小物块间的碰撞均为弹性碰撞。从小物块甲刚离开圆轨道C点开始计时，经过多长时间，

n = 99

号小物块开始运动；

(3)、若改变弹簧的弹性势能，让小物块甲经过C点的速度大小为14m/s，所有小物块与CE段轨道间的动摩擦因数均为

μ = 0.1

，且小物块间的碰撞均为完全非弹性碰撞。求最多与第几个小物体发生碰撞。

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6、如图所示，质量为M=2kg的木板A静止于粗糙的水平面上，木板 A 与水平地面的动摩擦因数

μ_{1} = 0.1

，质量为m=1kg的可视为质点的木块B从木板 A的左端点以初速度

v_{0} = 5 m / s

滑上木板 A，木块B与木板A的动摩擦因数

μ_{2} = \frac{13}{30}

，不计空气阻力，重力加速度取

g = 10 m / s^{2}

。

(1)、木块B刚滑上木板 A时，求此时木板 A 和木块B的加速度大小a_A、a_B；

(2)、木块B始终未从木板A右端滑下，求木块B运动的全过程的位移大小x_B；

(3)、若木块B与木板A的动摩擦因数随位置x（x表示距离木板A左端点的距离）成线性变化，即

μ_{2} = k x ， k = 0.1 m^{- 1}

， A的长度L=5m ，改变B的初速度大小使其恰好不从木板A的右端滑下，求木块B的初速度大小。

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7、某班同学分成两组来进行“验证机械能守恒定律”的实验。甲组同学采用让重锤自由下落的方法验证机械能守恒，实验装置如图甲所示；乙组同学采用气垫导轨装置验证机械能守恒定律，实验装置如图乙所示。（已知当地重力加速度为

g

）

(1)、实验过程中他们进行了如下操作，其中操作不当的步骤是________（填选项前的字母）。

A、甲组中对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验 B、甲组测量纸带上某点的速度时，可用公式

v = \sqrt{2 g h}

计算 C、乙组实验前将气垫导轨调水平 D、乙组实验时用天平测量钩码、遮光条和滑块的质量

(2)、若甲组中重物的质量为

m

，由图丙中纸带数据计算出打

B

点时重物的速度为

v_{B}

，连续相邻两点之间的时间为

T

；则从打起始点

O

到打点

B

的过程中，重物的重力势能减少量

Δ E_{p} =

（用

m

、g、

h_{B}

表示），动能的增加量

Δ E_{k} =

（用m、T、

h_{A}

、

h_{C}

表示）。若在实验误差允许范围内

Δ E_{p} = Δ E_{k}

，则可认为该过程机械能守恒。

(3)、甲组想用图像分析结论，又在纸带上多选取几个点，算出这些点的瞬时速度

v

的大小，并测出这些点分别到起始点的高度

h

，以

v^{2}

为纵轴，

h

为横轴建立平面直角坐标系描点作图得到一条过原点倾斜的直线，则该图像的斜率大小为（用

g

表示），可认为该过程机械能守恒。

(4)、乙组实验时，测出光电门1、2间的距离

l

，遮光条的宽度

d

，滑块和遮光条的总质量

M

，钩码质量

m

。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间

t_{1}

、

t_{2}

，则系统机械能守恒成立的表达式是___________（填选项前的字母）。

A、

m g l = \frac{d^{2}}{2} M (\frac{1}{t_{1}^{2}} - \frac{1}{t_{2}^{2}})

B、

m g l = \frac{d^{2}}{2} (M + m) (\frac{1}{t_{1}^{2}} - \frac{1}{t_{2}^{2}})

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8、滑草是一项使用滑草车沿倾斜草地滑行的运动，深受青年人喜爱，甲图为滑草运动场地鸟瞰图。某滑草运动场地由倾斜滑道AB和水平滑道BC两部分组成，B点处平滑连接，如图乙所示。倾斜滑道AB长100m，与水平面夹角为37°。某游客乘坐滑草车从A点由静止开始沿滑道下滑，滑草车在AB段做匀加速直线运动。取倾斜滑道底端为零势能面，游客与滑草车在AB上运动的机械能、重力势能随位移x的变化情况如图丙所示。重力加速度大小取

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

，

\sin 37 ° = 0.6

，

\cos 37 ° = 0.8

，下列说法正确的是（）

A、游客和滑草车总质量为55.8kg B、游客到达B点时的速度为10m/s C、滑草车与倾斜滑道间的动摩擦因数为0.6875 D、游客与滑草车下滑过程中机械能的减小量等于重力做的功

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9、2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射，升空后顺利进入捕获轨道运行，后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，如图所示，则鹊桥二号在冻结轨道运行时（　　）

A、周期小于在捕获轨道运行时的周期 B、近月点的速度等于远月点的速度 C、近月点的速度大于在捕获轨道运行时近月点的速度 D、近月点的加速度等于在捕获轨道运行时近月点的加速度

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10、如图所示，甲、乙、丙三个光滑斜面的高度相同、倾角不同，

θ_{1} < θ_{2} < θ_{3}

。现让完全相同的物块沿斜面由静止从顶端运动到底端。关于物块沿不同斜面运动时重力做功W和重力做功的平均功率P，下列说法正确的是（　　）

A、

W_{甲} < W_{乙} < W_{丙}

B、

P_{甲} = P_{乙} = P_{丙}

C、

W_{甲} = W_{乙} = W_{丙}

D、

P_{甲} > P_{乙} > P_{丙}

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11、某卫星入轨后做匀速圆周运动，轨道半径为r，卫星在时间t内转过的圈数为n，引力常量为G，不考虑地球的自转，则地球的质量为（　　）

A、

\frac{4 π^{2} t^{2} r^{3}}{G n^{2}}

B、

\frac{4 π^{2} n^{2} r^{3}}{G t^{2}}

C、

\frac{2 π^{2} t^{2} r^{3}}{G n^{2}}

D、

\frac{2 π n^{2} r^{3}}{G t^{2}}

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12、如图所示，以v₀ = 10m/s的速度水平抛出的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角（θ = 30°的斜面上，忽略空气阻力，其中g = 10m/s² ，以下结论中正确的是（）

A、物体飞行时间是

\sqrt{3} s

B、物体撞击斜面时的速度大小为

10 \sqrt{3} m/s

C、物体飞行的位移是

15 \sqrt{3} m

D、物体下落的竖直距离是10m

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13、如图所示，用力在岸上用一条长绳拉一条小船，使小船水平向左靠岸。若以恒定的速率v拉绳，某时刻绳与水面的夹角为37°，忽略滑轮和船的大小，长绳无弹性。已知

sin 37 ° = \frac{3}{5}

，

cos 37 ° = \frac{4}{5}

。下列说法正确的是（　　）

A、小船以恒定速率v靠岸 B、小船做匀变速运动 C、此时小船运动的速度为

\frac{5}{4} v

D、此时小船运动的速度为

\frac{5 v}{3}

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14、两节动车的额定功率分别为P和1.5P，在某平直轨道上能达到的最大速度分别为v和2v。现将它们编成动车组，每节动车运动时受到的阻力和额定功率在编组前后不变，且阻力都为恒力，则该动车组在该平直轨道上能达到的最大速度为（）

A、

\frac{10}{7} v

B、

\frac{3}{2} v

C、

2 v

D、

\frac{5}{2} v

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15、如图所示，一小球做半径为

r

、线速度大小为

v

的匀速圆周运动，经过一段时间

t

从

A

点运动到

B

点，把小球在

A

点的速度平移到

B

点，用线段

B C

来表示，下列说法正确的是（　　）

A、小球在

A

、

B

两点的速度不相同，向心加速度也不相同 B、小球从

A

点到

B

点的速度变化量方向由

B

指向

D

C、在时间

t

内，小球的位移大小为

v t

D、在时间

t

内，小球与圆心的连线转过的角度为

\frac{r}{v t}

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16、如图所示，真空中电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为2r，B、C为它们连线上两点（其中B 为中点），AB 为它们连线的中垂线。已知静电力常量为k，则

(1)、将试探电荷+q置于B 点时，+Q对试探电荷的库仑力大小为， +Q在 B 点产生的电场强度大小为。

(2)、将试探电荷+q沿着直线从B 移动到 C，其所受静电力；将试探电荷+q沿着曲线从 B 移动到C，其所受静电力。（上述两空选填“做正功”、“做负功”或“不做功”）

(3)、将试探电荷+q沿着直线从A 移动到 B，其所受静电力，它的电势能。（上述两空选填“增大”、“减小”或“不变”）

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17、在“验证机械能守恒定律”实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图示的纸带。相邻计数点时间间隔为0.04s，则打点计时器打B点时的速度是v_B=m/s；从起点O到打下B点过程中，物体的重力势能减少E_p=J，此过程中物体动能的增加量E_k=J。（g取10m/s²）

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18、电火花计时器是下图中的（选填“A”或“B”），该计时器使用的电源是（选填“干电池组”或“220V交流电源”）。

A. B.

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19、如图所示，

A

、

B

、

C

为真空中边长为

L

的正三角形的三个顶点，

D

为

A B

中点，在

A

、

B

两点各固定一个电荷量为

+ q

的点电荷，在

C

点固定一个电荷量为

+ 3 q

的点电荷，静电力常量为

k

，则

D

点的电场强度大小为（）

A、

\frac{3 \sqrt{3} k q}{L^{2}}

B、

\frac{4 \sqrt{3} k q}{L^{2}}

C、

\frac{9 k q}{L^{2}}

D、

\frac{4 k q}{L^{2}}

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20、如图所示，两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计相连，极板M与电位差计的外壳均接地。用电位差计测量平行板电容器两极板间的电势差U，电位差计的张角越大，说明两板的电压越大。在两板相距一定距离d时，给电容器充电，电位差计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容所带电量Q不变，下面的操作中将使电位差计指针张角变大的是（　　）

A、仅将M板向右平移 B、仅将M板向上平移 C、仅在M、N之间插入一本书 D、因为Q不变，上述三种操作张角均不变

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