高中物理教科版（2019）-试题列表-第60页

1、下图为某风力发电机内部简化图，两磁极间存在匀强磁场。发电期间，风力驱动线圈

a b c d

绕着虚线轴匀速转动，某时刻线圈位于图中所示位置，下列说法正确的是（　　）

A、该时刻线圈处于中性面 B、该时刻线圈磁通量变化率为零 C、若该时刻电流方向从a到b，可知线圈顺时针转动 D、当线圈再转过

90 °

时，流经线圈的电流为零

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2、“工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分空气（可视为理想气体）。下列说法正确的是（　　）

A、玻璃盖碗是非晶体 B、水温越高，每个水分子运动的速率越大 C、温度降低，玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大 D、水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水不能浸润茶托

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3、如图所示是我国拥有的世界最大的单口径射电望远镜——“天眼”。若“天眼”的“眼眶”所围圆平面的面积为S，地磁场垂直穿过该面积的磁通量为

Φ

，在该圆平面内有一根长为L、电流为I的长直导线，其受到的安培力（　　）

A、大小为

\frac{Φ I L}{S}

，方向与磁场方向相同 B、大小为

\frac{Φ I L}{S}

，方向与电流方向垂直 C、大小为

\frac{Φ}{S I L}

，方向与电流方向相同 D、大小为

Φ S I L

，方向与磁场方向垂直

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4、如图所示，表面光滑的水平面中间存在光滑凹槽

M N

，质量为m长度小于

M N

的木板C放置在凹槽内，其上表面恰好与水平面平齐。开始时木板C静置在凹槽左端M处，其右端与凹槽右端N有一定的距离。水平面左侧有质量分别为

24 m

与

12 m

的物块A、B之间锁定一压缩轻弹簧，其弹性势能为

E_{p}

，弹簧解除锁定后，将A、B两物块弹开，物块B滑上木板C，当B刚滑到C上某位置时B、C共速，其后C与N发生弹性碰撞。已知物块与木板间的动摩擦因数

μ

，重力加速度g，

\lg 11 = 1.041, \lg 13 = 1.114

。求：

（1）若在整个运动过程中B未滑出C，B相对C所能滑动的最大距离；

（2）假如C与N碰撞次数多于2次，至少经过多少次碰撞，B的动能小于 ${(\frac{12}{13})}^{2} \cdot \frac{2}{3} \times 10^{- 6} E_{p}$ ？

（3）若弹簧解除锁定后，弹簧将A、B两物块弹开，物块B滑上木板到达C右端时，C恰好第一次碰到N点。再改变C的质量为 $m^{'}$ ，弹簧解除锁定后，弹簧将A、B两物块弹开，让C第k次碰撞N点时，木块B恰好滑到C右端，此时B的速度大于C的速度，求 $\frac{m^{'}}{m}$ 与k的关系。

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5、某小轿车雨刮器自动控制装置的主要部件是雨量传感器，雨量传感器的结构如图所示。传感器的光学元件MNQP紧贴在前挡风玻璃内表面，其折射率与挡风玻璃相同，光学元件的MN、PQ边分别与挡风玻璃表面垂直，MN、PQ的长度均为3.4cm，MP的长度为

2 \sqrt{5} cm

，挡风玻璃的厚度为0.8cm。当挡风玻璃外表面处于干燥状态时，红外发射管发出一细束红外线从MN中点射向挡风玻璃，红外线恰好在挡风玻璃的外表面发生全反射后射向PQ中点，最终被红外接收管接收；当挡风玻璃外表面有雨滴时，入射到挡风玻璃的红外线不能发生全反射，导致接收管接收的红外线变弱，从而自动控制雨刮的转动。

（1）求挡风玻璃和光学元件的折射率n；

（2）请通过计算判断在图中红外发射管应该在a还是在b位置？红外接收管应该在c还是在d位置？请画出当挡风玻璃外表面处于干燥状态时，红外线在挡风玻璃和光学元件中传播的光路图。

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6、某同学利用如图甲所示的实验装置探究合外力做功与物体动能改变量之间的关系．

实验步骤如下：

①用游标卡尺测量遮光条的宽度d，测得小车（含遮光条）的质量为M，用刻度尺测出两光电门中心间的距离为L．调节滑轮高度，让细线与木板始终平行．已知重力加速度为g；

②挂上沙桶，调节木板的倾角，使小车沿木板下滑时通过甲、乙两光电门的遮光时间相同；

③取下沙桶，测得沙和沙桶的总质量为m．将小车从木板上端由静止释放，分别记录小车通过两光电门甲、乙时的遮光时间 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ ；

④改变沙桶总质量和木板倾角，重复步骤②③；

⑤进行数据处理．

回答下列问题：

（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度 $d =$ $cm$ ；

（2）取下沙桶后，小车加速运动过程中受到的合外力大小为（用所给物理量符号表示）；

（3）若小车下滑过程中满足表达式（用所给物理量符号表示），则说明合外力做的功等于动能的改变量．

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7、如图所示，两足够长的水平光滑导轨置于竖直方向的匀强磁场中，左端分别连接一定值电阻和电容器，将两导体棒分别垂直放在两导轨上。给甲图导体棒一水平向右的初速度v，乙图导体棒施加水平向右的恒定拉力F。不计两棒电阻，两棒向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、图甲中，导体棒速度的减小量与运动的时间成正比 B、图甲中，导体棒速度的减小量与通过的距离成正比 C、图乙中，电容器储存的电能与运动时间的平方成正比 D、图乙中，导体棒速度的增加量与通过的距离成正比

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8、柱状光学器件横截面如图所示，OF左侧是以O为圆心，半径为R的

\frac{1}{4}

圆，右侧是矩形，OB长为

\frac{3}{8}

R。一细激光束从EB面入射，入射方向与EB面夹角始终为

37^{\circ}

，入射点从E向B移动，当入射点为A时，激光从F点射出。已知光速为c，

E A = \frac{1}{4} R, \sin 37^{\circ} = 0.6

，不考虑光线在器件内部的多次反射，下列说法正确的是（　　）

A、光学器件折射率为

\frac{4}{3}

B、入射点为O时，激光在光学器件中传播路程为

\frac{5}{8}

R C、入射点为O时，激光在光学器件中传播路程为

\frac{5}{4}

R D、入射点为O时，激光在光学器件中传播时间为

\frac{5 R}{3 c}

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9、如图所示，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，OA垂直于AB，∠AOB=60°，将一质量为m的小球沿某一方向以一定的初动能自O点抛出，小球在运动过程中通过A点时的动能是初动能的2倍。使此小球带电，电荷量为q（q>0），同时加一匀强电场，场强方向与三角形OAB所在平面平行，从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过A点时的动能是初动能的3倍；将该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，通过B点的动能也是初动能的3倍。已知重力加速度大小为g，则所加电场的场强大小为（　　）

A、

\frac{m g}{2 q}

B、

\frac{\sqrt{3} m g}{2 q}

C、

\frac{m g}{q}

D、

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

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10、如图所示，折射率

n = \sqrt{2}

的透明玻璃半圆柱体，半径为R，O点是某一截面的圆心，虚线

O O^{'}

与半圆柱体底面垂直。现有一条与

O O^{'}

距离

\frac{R}{2}

的光线垂直底面入射，经玻璃折射后与

O O^{'}

的交点为M，图中未画出，则M到O点的距离为（）

A、

(\sqrt{3} + 1) R

B、

\sqrt{3} R

C、

(\sqrt{6} - \sqrt{2}) R

D、

\sqrt{2} R

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11、如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O为该三角形中心，在A点和B点分别固定一个电荷量均为q的正电荷，在O点固定某未知电荷

q^{'}

后，C点的电场强度恰好为零。则O点处的电荷

q^{'}

为（）

A、负电荷，电荷量为q B、负电荷，电荷量为

\frac{\sqrt{3}}{3} q

C、正电荷，电荷量为q D、正电荷，电荷量为

\sqrt{3} q

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12、下列说法正确的是（）

A、在核聚变反应方程

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

中，X表示中子 B、发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 C、天然放射产生的三种射线中，穿透能力最强的是

α

射线 D、由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减少，电势能增加

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13、双星系统是指由两颗恒星组成的引力束缚系统，它们在相互的引力作用下围绕共同的质心（质量中心）做轨道运动。

(1)、如图所示为某双星系统，恒星A、B绕其连线的中点O做角速度相等的匀速圆周运动，A、B的质量均为

M_{0}

，恒星A、B中心之间的距离为L，引力常量为G，求恒星A绕O点做圆周运动的角速度

ω

。

(2)、宇宙中某双黑洞系统可以看成双星模型，随着时间推移，系统会通过引力波辐射能量，导致轨道逐渐收缩，最终合并成一个黑洞。假设该双黑洞系统中，两个黑洞的质量均为M，中心之间的距离为r，已知此时这个系统辐射引力波的功率

P = \frac{32 G^{4} M^{5}}{5 c^{5} r^{4}}

，其中G为引力常量，c为光在真空中传播的速度。

a.该双黑洞系统到地球的距离为D（D远大于r），不计传播过程中引力波能量的损失，求地球表面接收到该系统此时刻辐射引力波的能流密度S（能流密度是指单位时间内通过垂直于能量传播方向上单位面积的能量，单位为 ${W/m}^{2}$ ）。

b.已知质量为 $m_{1}$ 和 $m_{2}$ ，距离为R的两个质点间的引力势能 $E_{p} = - G \frac{m_{1} m_{2}}{R}$ 。设黑洞合并过程中系统的机械能全部转化为引力波的能量，在t时间内该双黑洞之间的距离由r收缩为 $\frac{r}{2}$ ，求此过程中该双黑洞系统辐射引力波的平均功率。

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14、如图1所示，MN、PQ为两根水平放置相距

L = 1.0 m

平行且光滑的金属导轨，PM两点间接阻值

R = 2.0 Ω

的定值电阻，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。

t = 0

时刻给导体棒施加

F = 2.0 N

水平向右的恒力，导体棒从静止开始运动，

t = 2.0 s

时导体棒的速度

v = 2.0 m / s

。已知匀强磁场的磁感应强度

B = 1.0 T

，方向竖直向上，导体棒的质量

m = 0.2 kg

，不计导轨、导体棒的电阻，重力加速度g取

10 {m/s}^{2}

。则在导体棒向右运动的过程中，求：

(1)、

t = 2.0 s

时导体棒切割磁感线产生的感应电动势的大小E；

(2)、

t = 2.0 s

时导体棒的加速度大小a，并在图2中定性画出导体棒运动过程的速度v随时间t变化的图像；

(3)、0至2.0s时间内导体棒通过的位移大小x。

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15、如图所示，竖直面内的光滑轨道ABCD，AB段为曲面，BC段水平，CD段是半径

R = 0.2 m

的半圆形轨道，BC段与CD段在C点相切。在A点由静止释放一质量为

m = 0. 2kg

的小球，小球沿轨道运动至D点后，沿水平方向飞出，最终落到水平轨道BC段上的E点，A点距水平面的高度

h = 0.8 m

，重力加速度g取

10 {m/s}^{2}

，求：

(1)、小球运动到B点时的速度大小

v_{B}

；

(2)、小球运动到D点时轨道对小球的弹力大小

F_{N}

；

(3)、C、E两点的距离x。

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16、用单摆测量重力加速度的实验中

(1)、在测量周期时，为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最（选填“高”或“低”）点的位置时开始计时。

(2)、用秒表记录单摆n次全振动所用时间为t，则单摆的周期

T =

。

(3)、多次改变摆线长度，并测出相应的周期T，绘制摆长L随周期的平方

T^{2}

变化的图像如图所示。由图像求

g =

（用

L_{1} 、 L_{2} 、 T_{1} 、 T_{2}

表示）。

(4)、在摆球和细线相同的情况下，单摆小角度摆动的周期（选填“大于”“小于”或“等于”）圆锥摆（摆球在水平面做匀速圆周运动）的周期。

(5)、如图所示，单摆摆长为L，摆球质量为m。将摆球拉离平衡位置后释放，摆球沿圆弧做往复运动。摆线与竖直方向夹角（摆角）为

θ

，试说明单摆在“摆角很小”的情况下做简谐运动。

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17、利用如图所示装置做“验证动量守恒定律”实验，在导轨上，小车A以初速度

v_{1}

撞击静止的小车B。

碰撞前：小车A上的遮光条通过光电门1的时间为 $t_{1}$ 。

碰撞后：小车A与小车B粘在一起，小车B上的遮光条通过光电门2的时间为 $t_{2}$ 。

已知：小车A与遮光条的总质量为 $m_{1}$ ，小车B与遮光条的总质量为 $m_{2}$ ，遮光条的宽度为d。

则碰撞前小车A的速度 $v_{1} =$ ；碰撞后系统的总动量 $p^{'} =$ 。

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18、利用如图所示的装置完成“验证机械能守恒定律”的实验。得到重锤下落速度的平方

v^{2}

与下落高度h之间关系的

v^{2} - h

图像，下列图像中可能正确的是（　　）

A、

B、

C、

D、

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19、用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A放入线圈B中。开关闭合瞬间，电流表指针向左偏转。电路稳定后，将线圈A向上拔出，电流表指针向偏转。

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20、量子隧穿效应是当电子或者其它微观粒子（例如质子和中子等）从势垒（可以理解为是一种能量壁障）的一边入射时，即使它们不具有足够的动能从势垒顶部翻越过势垒，它们仍然有一定概率能够在入射的一边消失而在势垒的另一边出现的现象。粒子的隧穿概率

P = e^{- 2 k L}

，

k = \sqrt{\frac{8 π^{2} m (Φ - E)}{h^{2}}}

，其中m为粒子质量，h为普朗克常量，

Φ

为势垒的高度（单位是能量单位），E为粒子的能量，L为势垒的宽度（单位是长度单位）。扫描隧道显微镜是根据量子力学原理中的隧穿效应而设计成的，当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时，在针尖与样品之间加一大小为U的电压，针尖与样品之间产生隧穿效应而有电子逸出，形成隧穿电流。当探针沿样品表面按给定高度匀速扫描时，因样品表面原子的凹凸不平，使探针与样品表面间的距离不断发生改变，从而引起隧穿电流随时间不断发生改变，这种变化便反映了样品表面原子水平的凹凸形态。设电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　）

A、扫描隧道显微镜可以探测样品的深层信息 B、量子隧穿效应是宏观物体也能表现出的常见现象 C、改变探针和样品之间的电压U可以改变电子的能量E D、扫描隧道显微镜系统中产生隧穿效应的电子应满足

Φ - E = e U

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