高中物理沪科版（2019）-试题列表-第4页

1、某地为发展旅游经济，因地制宜利用山体举办了机器人杂技表演。表演中，需要将质量为m的机器人抛至悬崖上的A点，图为山体截面与表演装置示意图。a、b为同一水平面上两条光滑平行轨道，轨道中有质量为M的滑杆。滑杆用长度为L的轻绳与机器人相连。初始时刻，轻绳？？紧且与轨道平行，机器人从B点以初速度v竖直向下运动，B点位于轨道平面上，且在A点正下方，

A B = 1.2 L

。滑杆始终与轨道垂直，机器人可视为质点且始终作同一竖直平面内运动，不计空气阻力，轻绳不可伸长，

s i n 37 ° = 0.6

，重力加速度大小为g。

(1)、若滑杆固定，

v = \sqrt{g L}

，当机器人运动到滑杆正下方时，求轻绳拉力的大小；

(2)、若滑杆固定，当机器人运动到滑杆左上方且轻绳与水平方向夹角为

37 °

时，机器人松开轻绳后被抛至A点，求v的大小；

(3)、若滑杆能沿轨道自由滑动，

M = k m

，且

k \geq 1

，当机器人运动到滑杆左上方且轻绳与水平方向夹角为

37 °

时，机器人松开轻绳后被抛至？？点，求v与k的关系式及v的最小值。

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2、如图。直流电源的电动势为

E_{0}

，内阻为

r_{0}

，滑动变阻器R的最大阻值为

2 r_{0}

，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，板长为

\sqrt{3} d

，平行板电容器的右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。闭合开关S，当滑片处于滑动变阻器中点时，质量为m的带正电粒子以初速度

v_{0}

水平向右从电容器左侧中点a进入电容器，恰好从电容器下极板右侧边缘b点进入磁场，随后又从电容器上极板右侧边缘c点进入电容器，忽略粒子重力和空气阻力。

(1)、求粒子所带电荷量q；

(2)、求磁感应强度B的大小；

(3)、若粒子离开b点时，在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场，场强大小为

\frac{4 \sqrt{3} E_{0}}{3 d}

，求粒子相对于电容器右侧的最远水平距离

x_{m}

。

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3、用热力学方法可测量重力加速度。如图所示，粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内用液柱封闭了一段长度为

L_{1}

的空气柱。液柱长为h，密度为

ρ

。缓慢旋转细管至水平，封闭空气柱长度为

L_{2}

，大气压强为

p_{0}

。

(1)、若整个过程中温度不变，求重力加速度g的大小；

(2)、考虑到实验测量中存在各类误差，需要在不同实验参数下进行多次测量，如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下，液柱长

h = 0.2000 m

，细管开口向上竖直放置时空气柱温度

T_{1} = 305.7 K

。水平放置时调控空气柱温度，当空气柱温度

T_{2} = 300.0 K

时，空气柱长度与竖直放置时相同。已知

ρ = 1.0 \times 1 0^{3} k g / m^{3}, p_{0} = 1.0 \times 1 0^{5} P a

。根据该组实验数据，求重力加速度g的值。

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4、车辆运输中若存在超载现象，将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥，可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究。

(1)、选择一块均匀的长方体导电水泥块样品，用多用电表粗测其电阻。将多用电表选择开关旋转到“

\times 1 k

”挡，正确操作后，指针位置如图1所示，则读数为

Ω

。

(2)、进一步提高实验精度，使用伏安法测量水泥块电阻，电源E电动势

6 V

，内阻可忽略，电压表量程

0 ~ 6 V

，内阻约

10 k Ω

，电流表程

0 ~ 600 μ A

，内阻约

100 Ω

。实验中要求滑动变阻器采用分压接法，在图2中完成余下导线的连接。

(3)、如图2，测量水泥块的长为a，宽为b，高为c。用伏安法测得水泥块电阻为R，则电阻率

ρ =

（用R、a、b、c表示）。

(4)、测得不同压力F下的电阻R，算出对应的电阻率

ρ

，作出

ρ - F

图像如图3所示。
（5）基于以上结论，设计压力报警系统，电路如图4所示。报警器在两端电压大于或等于

3 V

时启动，

R_{1}

为水泥块，

R_{2}

为滑动变阻器，当

R_{2}

的滑片处于某位置，

R_{1}

上压力大于或等于

F_{0}

时，报警器启动。报警器应并联在两端（填“

R_{1}

”或“

R_{2}

”）。
（6）若电源E使用时间过长，电动势变小，

R_{1}

上压力大于或等于

F_{1}

时，报警器启动，则

F_{1}

F_{0}

（填“大于”“小于”或“等于”）。

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5、某同学通过观察小球在黏性液体中的运动，探究其动力学规律，步骤如下：

(1)、用螺旋测微器测量小球直径D如图1所示，

D =

m m

。

(2)、在液面处由静止释放小球，同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置，频闪仪每隔

0.5 s

闪光一次。装置及所拍照片示意图如图2所示（图中的数字是小球到液面的测量距离，单位是

c m

）。

根据照片分析，小球在A、E两点间近似做匀速运动，速度大小 $v =$ $m / s$ （保留2位有效数字）。

(3)、小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力

f = k D v

（k为与液体有关的常量），已知小球密度为

ρ

，液体密度为

ρ_{0}

，重力加速度大小为g，则k的表达式为

k =

（用题中给出的物理量表示）。

(4)、为了进一步探究动力学规律，换成直径更小的同种材质小球，进行上述实验，匀速运动时的速度将（填“增大”“减小”或“不变”）。

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6、如图，某爆炸能量测量装置由装载台和滑轨等构成，C是可以在滑轨上运动的标准测量件，其规格可以根据测量需求进行调整。滑轨安装在高度为h的水平面上。测量时，将弹药放入装载台圆筒内，两端用物块A和B封装，装载台与滑轨等高。引爆后，假设弹药释放的能量完全转化为A和B的动能。极短时间内B嵌入C中形成组合体D，D与滑轨间的动摩擦因数为

μ

。D在滑轨上运动

S_{1}

距离后抛出，落地点距抛出点水平距离为

S_{2}

，根据

S_{2}

可计算出弹药释放的能量。某次测量中，A、B、C质量分别为

3 m

、

m

、

5 m

，

S_{1} = \frac{h}{μ}

，整个过程发生在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度大小为g。则（　　）

A、D的初动能与爆炸后瞬间A的动能相等 B、D的初动能与其落地时的动能相等 C、弹药释放的能量为

36 m g h (1 + \frac{S_{2}^{2}}{4 h^{2}})

D、弹药释放的能量为

48 m g h (1 + \frac{S_{2}^{2}}{4 h^{2}})

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7、如图，关于x轴对称的光滑导轨固定在水平面内，导轨形状为抛物线，顶点位于O点。一足够长的金属杆初始位置与y轴重合，金属杆的质量为m，单位长度的电阻为

r_{0}

。整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。现给金属杆一沿x轴正方向的初速度

v_{0}

，金属杆运动过程中始终与y轴平行，且与电阻不计的导轨接触良好。下列说法正确的是（　　）

A、金属杆沿x轴正方向运动过程中，金属杆中电流沿y轴负方向 B、金属杆可以在沿x轴正方向的恒力作用下做匀速直线运动 C、金属杆停止运动时，与导轨围成的面积为

\frac{m v_{0} r_{0}}{B^{2}}

D、若金属杆的初速度减半，则金属杆停止运动时经过的距离小于原来的一半

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8、一匀强电场的方向平行于

x O y

平面，平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为

+ q 、 - q

和

+ 2 q

的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时，电势能均为

E_{p} (E_{p} > 0)

。下列说法正确的是（　　）

A、

O A

中点的电势为零 B、电场的方向与x轴正方向成

60 °

角 C、电场强度的大小为

\frac{\sqrt{2} E_{P}}{q d}

D、电场强度的大小为

\frac{2 \sqrt{2} E_{p}}{q d}

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9、如图，

A (0, 0) 、 B (4, 0) 、 C (0, 3)

在

x y

平面内，两波源分别置于A、B两点。

t = 0

时，两波源从平衡位置起振，起振方向相同且垂直于

x y

平面。频率均为

2.5 H z

。两波源持续产生振幅相同的简谐横波，波分别沿

A C 、 B C

方向传播，波速均为

10 m / s

。下列说法正确的是（　　）

A、两横波的波长均为

4 m

B、

t = 0.4 s

时，C处质点加速度为0 C、

t = 0.4 s

时，C处质点速度不为0 D、

t = 0.6 s

时，C处质点速度为0

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10、如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是（　　）

A、S与a相连，灯泡的电功率最大 B、S与a相连，灯泡两端的电压为

\frac{k U}{k^{2} + 3}

C、S与b相连，流过灯泡的电流为

\frac{U}{(k^{2} + 2) R}

D、S与c相连，灯泡的电功率为

\frac{U^{2}}{(k^{2} + 1) R}

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11、如图，两带电小球的质量均为m，小球A用一端固定在墙上的绝缘轻绳连接，小球B用固定的绝缘轻杆连接。A球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为

60 °

，两球连线与轻绳的夹角为

30 °

，整个系统在同一竖直平面内，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）

A、A球静止时，轻绳上拉力为

2 m g

B、A球静止时，A球与B球间的库仑力为

2 m g

C、若将轻绳剪断，则剪断瞬间A球加速度大小为g D、若将轻绳剪断，则剪断瞬间轻杆对B球的作用力变小

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12、我国研制的“天问二号”探测器，任务是对伴地小行星及彗星交会等进行多目标探测。某同学提出探究方案，通过释放卫星绕小行星进行圆周运动，可测得小行星半径R和质量M。为探测某自转周期为

T_{0}

的小行星，卫星先在其同步轨道上运行，测得距离小行星表面高度为h，接下来变轨到小行星表面附近绕其做匀速圆周运动，测得周期为

T_{1}

。已知引力常量为G，不考虑其他天体对卫星的引力，可根据以上物理得到

R = \frac{a^{\frac{2}{3}}}{b^{\frac{2}{3}} - a^{\frac{2}{3}}} h ， M = \frac{4 π^{2} R^{3}}{G c^{2}}

。下列选项正确的是（　　）

A、a为

T_{1} ， b

为

T_{0} ， c

为

T_{1}

B、a为

T_{1} ， b

为

T_{0} ， c

为

T_{0}

C、a为

T_{0} ， b

为

T_{1} ， c

为

T_{1}

D、a为

T_{0} ， b

为

T_{1} ， c

为

T_{0}

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13、如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（　　）

A、入射角θ小于45° B、该介质折射率大于

\sqrt{2}

C、增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射 D、减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射

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14、如图，物块以某一初速度滑上足够长的固定光滑斜面，物块的水平位移、竖直位移、水平速度、竖直速度分别用x、y、

v_{x}

、

v_{y}

表示。物块向上运动过程中，下列图像可能正确的是（　　）

A、

B、

C、

D、

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15、关于原子核衰变，下列说法正确的是（　　）

A、原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量 B、大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期 C、放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长 D、采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期

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16、某电磁助推装置设计如图，超级电容器经调控系统为电路提供1000A的恒定电流，水平固定的平行长直导轨处于垂直水平面的匀强磁场中，a可视为始终垂直导轨的导体棒，b为表面绝缘的无人机。初始时a静止于MM^'处，b静止于a右侧某处。现将开关S接1端，a与b正碰后锁定并一起运动，损失动能全部储存为弹性势能。当a运行至NN^'时将S接2端，同时解除锁定，所储势能瞬间全部转化为动能，a与b分离。已知电容器电容C为10F，导轨间距为0.5m，磁感应强度大小为1T，MM^'到NN^'的距离为5m，a、b质量分别为2kg、8kg，a在导轨间的电阻为0.01Ω。碰撞、分离时间极短，各部分始终接触良好，不计导轨电阻、摩擦和储能耗损，忽略电流对磁场的影响。

(1)、若分离后某时刻a的速度大小为10m/s，求此时通过a的电流大小。

(2)、忽略a、b所受空气阻力，当a与b的初始间距为1.25m时，求b分离后的速度大小，分析其是否为b能够获得的最大速度；并求a运动过程中电容器的电压减小量。

(3)、忽略a所受空气阻力，若b所受空气阻力大小与其速度v的关系为f = kv²（k = 0.025N·s²/m²），初始位置与（2）问一致，试估算a运行至NN^'时。a分离前的速度大小能否达到（2）问中分离前速度的99%，并给出结论。（0.99² = 0.980l）

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17、如图，一长为2m的平台，距水平地面高度为1.8m。质量为0.01kg的小物块以3m/s的初速度从平台左端水平向右运动。物块与平台、地面间的动摩擦因数均为0.2。物块视为质点，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s²。

(1)、求物块第一次落到地面时距平台右端的水平距离。

(2)、若物块第一次落到地面后弹起的最大高度为0.45m，物块从离开平台到弹起至最大高度所用时间共计1s。求物块第一次与地面接触过程中，所受弹力冲量的大小，以及物块弹离地面时水平速度的大小。

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18、光纤光谱仪的部分工作原理如图所示。待测光在光纤内经多次全反射从另一端射出，再经棱镜偏转，然后通过狭缝进入光电探测器。

(1)、若将光纤简化为真空中的长玻璃丝，设玻璃丝的折射率为

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

，求光在玻璃丝内发生全反射时的最小入射角。

(2)、若探测器光阴极材料的逸出功为

9.939 \times 1 0^{- 20} J

，求该材料的截止频率。（普朗克常量

h = 6.626 \times 1 0^{- 34} J \cdot s

）

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19、自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定

L C

振荡电路的频率来确定水位高度。

某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。

(1)、研究集气室内气体压强与体积的关系

①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小（填“会”或“不会”）影响集气室内气体压强的大小。

②测量集气室高度 $h_{0}$ 、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。

$H / c m$	15.00	20.00	25.00	30.00	35.00	40.00	45.00	50.00
$h / c m$	0.33	0.40	0.42	0.52	0.61	0.70	0.78	0.87

实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量，根据数据判断，测量（填“H”或“h”）产生的相对误差较小。

③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与 $\frac{1}{p}$ 的关系曲线，如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点，经检查实验仪器完好，实验装置密封良好，操作过程规范，数据记录准确，则该延长线不过原点的主要原因是

(2)、研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的

u - t

图像，u的频率即为

L C

振荡电路的频率。

L C

振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是

f = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}}

，则图中（填“甲”或“乙”）对应的水位较高。

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20、

(1)、某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中，利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。

①闭合开关S，观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时，将欧姆表两表笔分别接到热敏电阻 $a 、 b$ 两端测量其阻值，这时开关S应（填“断开”或“闭合”）。

②按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻 $R_{1} 、 R_{2}$ 与温度t的关系分别对应图2中曲线 $I 、 Ⅱ$ 。设计电路时，为防止用电器发生故障引起电流异常增大，导致个别电子元件温度过高而损坏，可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大，起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻（填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{2}$ ”）具有相同温度特性。

(2)、某学习小组在倾斜的气垫导轨上验证机械能守恒定律，实验装置如图3所示，当地重力加速度为g。

①方案设计阶段，该小组同学对需要测量哪些物理量产生了不同意见。

甲同学：需测量滑块和遮光条的总质量、滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。

乙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的竖直高度差。

丙同学：只需测量滑块通过两个光电门的速度、两个光电门间的距离。

你认为（填“甲”“乙”或“丙”）同学的方案不可行。

②如图3，光电门中光源与光敏管相对，光源发出的光使光敏管感光。当滑块经过时，遮光条把光遮住，计时器记录遮光时间，可计算出滑块的速度。实验中使用的遮光条宽度 $d_{1} = 10.0 m m$ ，光电门宽度 $d_{2} = 20.0 m$ 。某次测量时，记录通过光电门A的遮光时间为 $25.0 m s$ ，则滑块经过光电门A的速度大小为 $m / s$ 。

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