高中物理教科版（2019）-试题列表-第13页

1、如图所示，质量为

3 m

的物块静止在光滑水平地面上，其左端

P

点与水平地面平滑连接。物块上表面是以

O

为圆心、半径为

R

的八分之一光滑圆弧轨道

P Q

。弹簧左端固定在挡板

A

上，右端与质量为

m

的小球（可视为质点）接触（未拴接），弹簧处于原长时右端与

P

点对齐。现给小球施加一个向左的外力缓慢压缩弹簧至图示位置时撤去外力，小球由静止被弹出，恰好不从

Q

点离开物块。重力加速度为

g

，不计空气阻力，求：

(1)、撤去外力时弹簧的弹性势能

E_{p}

；

(2)、小球再次回到

P

点时，对物块的压力大小

F_{N}^{'}

。

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2、如图所示，在一个配有活塞的厚壁有机玻璃筒底放入一小团蘸了酒精的硝化棉，用力迅速压下活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。初始时，玻璃筒内封闭体积为

200 mL

的气体，其压强等于

1.0 \times 10^{5} Pa

，气体温度为

27^{\circ} C

；迅速压下活塞后气体体积变为

20 mL

，温度达到

210^{\circ} C

时硝化棉即被点燃。该气体可看作理想气体。求：

(1)、硝化棉被点燃前瞬间，封闭气体的压强为多少？

(2)、若在压缩过程中，封闭气体放出15J的热量，外界对气体做功70J，则压缩后气体的内能变化量是多少？

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3、多用电表简化电路图如图甲所示，选择开关

S

分别与

1 \sim 5

连接点连接构成多用电表的不同挡位，多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”的字样。电源电动势

E = 1.5 V

，电阻挡倍率为“×10”。

(1)、用多用电表的电阻挡测量导体的电阻时，下列说法正确的是（　　）

A、测量时，若两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小 B、若红、黑表笔接反了，测量值将偏大 C、若指针偏转角度很小，则应换倍率较小的挡再进行测量 D、测量结束后，要将选择开关置于OFF位置

(2)、某同学发现如图乙所示的实验电路不能正常工作，为排查电路故障，闭合开关

S

后，他用多用电表测得各点间的电压

U_{a b} = U_{b c} = U_{a c} = 0

、

U_{e f} = 6 V

。已知只有一处故障，为进一步判断电路故障的性质，他断开开关

S

后，将选择开关置于电阻挡，分别将红黑表笔接

c 、 e

端时，指针位置如图丙所示，则测量值为

Ω

；他将红黑表笔接

e 、 f

.端时，指针几乎不偏转，因此电路故障为。

(3)、当选择开关与2连接时是多用电表较小的电流挡，其量程为

A

；当选择开关与5连接时是较大电压挡，其量程为

25 V

，若虚线框内电阻为

100 Ω

，则

R_{3} + R_{4} =

Ω

。

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4、某同学用图甲所示的实验装置测量物块与木板间的动摩擦因数。水平桌面上放一木板，木板上放置一物块，物块一侧连接穿过打点计时器的纸带，另一侧用跨过定滑轮的细绳与重物相连，滑轮左侧的细绳沿水平方向。释放重物，物块开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离最终停在木板上。图乙为该同学截取重物落地前物块运动过程的一段纸带，a、b、c、d、e为5个连续计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出。已知打点计时器所接交流电源的频率为50Hz。（以下计算结果均保留两位有效数字）

(1)、从纸带记录的信息可知纸带的（选填“a”或“e”）计数点更靠近物块。

(2)、重物落地前物块运动过程的加速度大小a=m/s²。

(3)、已知物块质量为

M = 2 kg

，重物质量

m = 1 kg

，当地的重力加速度大小为10m/s² ，则物块与木板间的动摩擦因数为。

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5、如图甲所示，倾角

θ = 30 °

的光滑斜劈固定在水平地面上，一轻质弹簧一端与斜劈顶部相连，另一端与可视为质点的小球B相连，静止时小球B与斜面底端相距2l。现将与小球B完全相同的小球A从斜劈底部以一定的初速度沿弹簧轴线方向滑上斜劈，两球发生碰撞且碰撞时间极短，碰后粘连在一起共同运动2l后速度减为零。以A、B碰撞位置为坐标原点O，沿斜面向上为正方向建立x轴，碰后A、B整体的重力势能随x变化的图像如图乙中

Ι

所示，弹簧的弹性势能随x变化的图像如图乙中Ⅱ所示，重力加速度为g，则（）

A、小球A的质量为

\frac{4 k l}{g}

B、弹簧的劲度系数为k C、碰撞后两小球的速度为

2 \sqrt{g l}

D、小球A在斜劈底部的初速度为

\sqrt{10 g l}

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6、如图，在竖直面内存在水平向右的匀强电场，一带正电的小球质量为m、电荷量为q，从匀强电场中的A点以初速度v₀沿右上方射出，速度与电场方向的夹角为30°，一段时间后，小球经过与A点等高的B点。已知匀强电场场强

E = \frac{\sqrt{3} m g}{3 q}

，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、小球从A点到B点所花的时间

t = \frac{v_{0}}{g}

B、A、B两点间的距离

L = \frac{\sqrt{3} v_{0}^{2}}{2 g}

C、小球在B点的速度与电场方向的夹角

θ = 30^{°}

D、小球在B点的动能

E_{k} = \frac{7}{6} m v_{0}^{2}

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7、如图所示，沿

x

轴负方向传播的一列横波在

t = 0

时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为

10 m / s

。下列说法正确的是（　　）

A、质点

b

比质点

a

先回到平衡位置 B、经

0.2 s

时间，质点

b

通过的路程为

40 cm

C、

x = 2 m

处的质点在

t = 0.1 s

时位于波峰 D、该波传播过程中遇到宽约10m的障碍物时，能发生明显的衍射现象

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8、如图所示，水平面内有两根足够长的平行光滑金属导轨，间距为L，两端分别接有电容为C的电容器和阻值为R的定值电阻，导轨间有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．现有一长为

\frac{5}{2} L

的金属棒O

O^{'}

垂直放在导轨上，与导轨相交于M、N两点，其中

O M = \frac{1}{2} L

，导轨和金属棒均不计电阻。现将金属棒以O点为轴沿逆时针方向以角速度

ω

匀速旋转，从开始转动到

O^{'}

即将与上导轨脱离的过程中，下列说法正确的是（）

A、刚开始时通过定值电阻R的电流方向由a到b B、金属棒刚开始转动时，产生的感应电动势最大 C、通过定值电阻R的电荷量为

\frac{\sqrt{3} B L^{2}}{2 R}

D、电容器C所带电荷量最大为

\frac{25}{9} C B L^{2} ω

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9、如图所示，水平地面上有一固定斜面ABC，D为斜面中点，斜面倾角为30°。物块以120J的初动能从底端A沿斜面向上滑动，恰能滑到顶端B，当它再次回到底端A时动能为40J。已知物块与AD部分的动摩擦因数为

μ

₁ ，与DB部分的动摩擦因数为

μ

₂ ，且

μ_{1} = 3 μ_{2}

，则动摩擦因数

μ

₁为（）

A、

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

B、

\frac{\sqrt{3}}{4}

C、

\frac{\sqrt{3}}{8}

D、

\frac{\sqrt{3}}{12}

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10、2025年我国新能源汽车产销突破1600万辆，连续11年稳居全球首位。某新能源汽车蓄电池供电简化电路图如图所示，电源电动势

E = 12 V 、

内阻

r = 2 Ω

，车灯电阻

R_{L} = 2 Ω

，定值电阻

R_{0} = 4 Ω

，电动机的额定电压

U_{M} = 4 V 、

线圈电阻

r_{M} = 1 Ω

，电流表为理想电表。闭合开关

S

后，电动机正常工作，下列说法正确的是（　　）

A、通过电动机的电流为1A B、电动机的机械效率为

62.5 %

C、电源的输出功率为18W D、若电动机被卡住，电流表读数为

1.5 A

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11、分别在星球A和星球B表面进行单摆实验，得到单摆周期的平方与摆长之间的关系图像如图所示。已知星球A和星球B质量相等，且均可视为质量均匀分布的球体，忽略星球A和星球B的自转。关于星球A和星球B的半径R、密度

ρ

，下列比例关系正确的是（）

A、R_A：R_B=4：1 B、R_A：R_B=1：2 C、

ρ

_A：

ρ

_B=1：8 D、

ρ

_A：

ρ

_B=1：4

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12、如图所示，工人将长为5m的杆状货物从货箱里取出时，用机械装置控制着货物的A端沿着竖直的箱壁匀速上升，同时货物的B端在箱底的水平面上向左滑行。下列说法正确的是（）

A、B端向左加速滑行 B、B端向左先加速滑行后减速滑行 C、

θ = 45^{°}

时B端向左滑行的速度最大 D、当B端距离货箱左壁4m时，A、B两端的速度大小之比为3：4

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13、氢原子能级如图所示。现有大量氢原子处于

n = 3

能级上，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为

2.0 eV

的某锑铯化合物，下列说法正确的是（　　）

A、这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 B、该锑铯化合物逸出光电子的最大初动能为

10.09 eV

C、这些原子跃迁过程中只有1种频率的光可使该锑铯化合物逸出电子 D、

n = 3

能级的氢原子电离至少需要吸收

12.09 eV

的能量

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14、关于如图所示的四幅插图，下列说法正确的是（　　）

A、

用3D眼镜看立体电影利用了光的折射原理 B、

光导纤维中内芯的折射率小于外套的折射率 C、

用单色光检查工件表面的平整度利用了光的干涉原理 D、

在沙漠中看到“海市蜃楼”现象属于光的干涉

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15、某些物质具有抗磁性，即该物质在外磁场中会产生微弱的磁化，从而表现出抗拒或削弱外磁场的特性。例如，如图甲所示，无论以强磁铁的哪个磁极靠近悬挂的葡萄，葡萄均受到非常微弱的排斥力。

为研究抗磁性的微观机制，我们先考察下述问题，然后尝试给出经典解释。如图乙所示为一个基态氢原子示意图，电子以速率v绕核做匀速圆周运动，轨道半径为r，所形成的环形电流在其圆心处产生的磁感应强度为 $B_{1}$ 。如图丙所示，现外加一个匀强磁场，方向垂直于轨道平面，大小为 $B_{2}$ ， $B_{2} ≪ B_{1}$ 。假设外加磁场 $B_{2}$ 后，电子仍做匀速圆周运动，且轨道半径r与未加磁场时保持不变，设相应的速率变化量为 $Δ v$ ，导致 $B_{1}$ 的变化量为 $Δ B_{1}$ 。已知半径为r的环形电流I在其圆心处产生的磁感应强度大小的公式为 $B = k_{1} \frac{I}{r}$ ， $k_{1}$ 为常数。元电荷e、电子质量m、轨道半径r、静电力常量k、常数 $k_{1}$ 均为已知量，其余量为未知量。

(1)、求：

①电子速率v；

②环形电流I；

③磁感应强度 $B_{1}$ ；

(2)、若

Δ v ≪ v

：

①求 $|\frac{Δ B_{1}}{B_{2}}|$ 的表达式；

②已知静电力常量 $k = 9.0 \times 10^{9} N \cdot m^{2} / C^{2}$ ，元电荷 $e = 1.6 \times 10^{- 19} C$ ，电子质量 $m = 9.1 \times 10^{- 31} kg$ ，常数 $k_{1} = 2 π \times 10^{- 7} N / A^{2}$ ，轨道半径 $r = 0.53 \times 10^{- 10} m$ ，计算 $|\frac{Δ B_{1}}{B_{2}}|$ （结果保留一位有效数字）。

(3)、实际上，抗磁性物质原子结构是复杂的，环形电流的方向也是杂乱无章的。现将原子结构简化为氢原子，环形电流的方向简化为总与

B_{2}

垂直且顺逆随机分布。请结合

B_{1}

、

B_{2}

和

Δ B_{1}

三者方向的关系，给出抗磁性的解释。

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16、如图甲所示，一个方形台安装在足够大的水平地面上，方形台的横截面是边长为a（未知）的正方形，沿方形台的轴线开凿有半径为R（

a > 2 R

）、与台等长的圆柱形中空光滑通道，

O_{1} O_{2}

为通道底部的中心线。现有一个内含少量炸药的可视为质点的滑块在通道底部中心线附近滑行，俯视轨迹近似为正弦曲线，如图乙所示。滑块每次通过中心线时的速度大小为v，方向与中心线夹角为45°。某次通过中心线时，滑块瞬间炸裂成速率不等的两个小滑块，炸裂前后各速度方向均在同一条直线上，炸裂处距通道两端均足够远。炸裂后，两个小滑块在离开通道前均刚好不脱离轨道，离开通道后均做平抛运动且平抛运动的水平位移大小相等。忽略炸裂前后滑块总质量的变化，重力加速度为g。

(1)、若

v = 1 m/s

、

R = 5 m

， g取

{10m/s}^{2}

，求图中轨迹的“波长”

λ

；

(2)、求炸裂刚结束时，两个小滑块中的较小速率

v_{小}

和较大速率

v_{大}

；

(3)、求方形台横截面的边长a；

(4)、若

v = \sqrt{g R}

，求两个小滑块中较大质量与较小质量的比值。

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17、一种热电偶温度计的基本原理如图甲所示，把I、II两种金属丝的两端分别熔焊组成闭合电路。当下端焊点为预设温度

T_{0}

（如273.15K）、上端焊点为待测温度

T_{x}

（如500K）时，电路中的热电动势为

E = α (T_{x} - T_{0})

，其中系数

α

由两种材料共同决定，当

T_{x} > T_{0}

时，电流为顺时针方向。表头主要由方形线框（及指针）、两个扇形辐向磁场和两个对称的螺旋弹簧组成。线框匝数为N、电阻值恒为

R_{g}

，与磁感线垂直的两条边框（以下简称边框）有效长度均为L、所处磁场的磁感应强度大小恒为B。当线框转动角度

θ

时，每个弹簧对线框的反弹力均可等效为作用点在边框上、方向与安培力相反、大小

F = k θ

的力，其中k为等效劲度系数。不考虑其它力对线框转动的影响，不考虑边框转离扇形辐向磁场和超量程的情况，除方形线框电阻外，不计热电偶电路中其余部分的电阻。

(1)、当下端温度保持为

T_{0}

：

①求待测温度 $T_{x}$ 与线框电流I的关系 $I = f (T_{x})$ ；

②求待测温度 $T_{x}$ 与指针偏角 $θ$ 的关系 $T_{x} = f (θ)$ ；

(2)、实际测量中，下端往往不能保持为

T_{0}

而是等于环境温度T。现采用如图乙所示的方法补偿，即消除环境温度对测量的影响。

R_{1}

为定值电阻，忽略阻值随环境温度的变化，

R_{2}

为感温电阻，其阻值与环境温度T的关系为

R_{2} = R_{1} + β (T - T_{0})

，系数

β

由感温材料决定。

a b

之间和

b c

之间分别接入电源1和电源2，使得流过

R_{1}

和

R_{2}

的电流大小恒为

I_{0}

，方向如图中所示。

①求a、c之间电势差 $U_{a c}$ 与环境温度T的关系 $U_{a c} = f (T)$ ；

②求系数 $β$ 与系数 $α$ 应满足的关系 $β = f (α)$ 。

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18、空调机由室内机、室外机以及连接两者的铜管、线路构成。制冷模式下，室外机（压缩机和冷凝器）将热量释放到外界环境，其过程可以简化为：如图所示，一定质量的理想气体由状态A绝热压缩至状态B，再等温压缩至状态C，已知：

状态A： $p_{A} = 1.00 \times 10^{5} Pa$ ， $V_{A} = 1.00 \times 10^{- 3} m^{3}$ ， $T_{A} = 300 K$ ；

状态B： $p_{B} = 2.64 \times 10^{5} Pa$ ， $V_{B} = 5.00 \times 10^{- 4} m^{3}$ ；

状态C： $V_{C} = 2.50 \times 10^{- 4} m^{3}$ ；

过程A→B中，气体内能增加 $Δ U_{AB} = 80 J$ ；

过程A→B→C中，外界对气体做功 $W_{AC} = 600 J$ 。

(1)、已知加工铜管所用的铜材的熔点是1083℃，显微镜下可以看到其微观结构是由许多杂乱无章的细小晶粒组成的。则该铜材属于（选填“晶体”或“非晶体”），导热性能具有（选填“各向同性”或“各向异性”）。

(2)、求理想气体状态B的温度

T_{B}

、状态C的压强

p_{C}

；

(3)、过程A→C中，理想气体释放到外界环境的热量Q（以气体吸热为正）。

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19、下列四个实验中，图甲为“观察铝框的运动”，图乙为“探究气体等温变化的规律”，图丙为用紫外灯照射锌板观察验电器指针偏转，图丁为研究影响平行板电容器电容大小的因素，两板正对面积为S、距离为d，静电计已连好但未拍出。下列有关分析正确的是（　　）

A、甲中，匀速转动手柄，铝框始终不会与手柄等速转动 B、乙中，给柱塞涂抹润滑油主要是为了减少摩擦 C、丙中，紫外灯照射之前应使锌板预先带上负电 D、丁中，适当减小S或d，都能使静电计指针偏角变大

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20、学习小组探究制作一款拉力表。现有如下实验器材：

A.电阻应变片和金属梁一套； B.可调恒压电源一台（ $0 ~ 30 V$ ）；

C.MF141型指针式多用电表一块； D.数显电压表V（量程 $0 ~ 30 mV$ ，接入电阻 $6MΩ$ ）

E.定值电阻若干； F.钩码若干、电键、导线若干、铁架台等。

机械部分如图甲所示，将电阻应变片粘贴在金属梁上，将金属梁左端水平固定，右端挂待测重物。已知应变片电阻 $R = R_{0} (1 + k F)$ ，其中F为挂钩受到拉力的大小， $k = 10^{- 3} N^{- 1}$ 。在测量范围内，应变片电阻的变化量 $Δ R ≪ R_{0}$ 。

电路部分有两个方案。方案一：将应变片接入多用电表的×1 欧姆挡，在表盘上标注相应拉力值，将指针式多用电表改装成为拉力表。方案二：电路如图乙所示，R是应变片，三个定值电阻 $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 、 $R_{3}$ 的电阻值均为 $R_{0}$ ， U为恒压直流电源，制作一张电压读数与拉力值的对照表，将数显电压表改装成为拉力表。

回答下列问题：

(1)、图_________所示的元件是电阻应变片。

A、

B、

C、

(2)、方案一中：

①不挂钩码时表盘如图丙所示，电阻值为 $R_{0} =$ Ω。

②调试中，反复增减钩码的数量，发现指针始终停在图丙所示的位置，无法测量。请给出合理的解释：（写一条即可）。

(3)、方案二中：

①电压表读数 $U_{V}$ 与 $Δ R$ 的近似线性关系是 $U_{V} =$ 。

②为将拉力表的量程设计为 $0 ~ 10 N$ ，应配置 $U =$ （保留两位有效数字）V的恒压电源。

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