高中物理沪科版（2019）-试题列表-第410页

1、甲、乙两组同学在实验室用不同的方案验证机械能守恒定律。

计数点	A	B	C	D	E	F	G
h/cm
$v / (m \cdot s^{- 1})$
$v^{2} / {(m \cdot s^{- 1})}^{2}$

(1)、甲组同学安装实验器材如图1所示，经检查发现一处错误，错误是。

甲组同学纠正错误后顺利完成实验，选出符合要求的纸带，如图2所示（纸带其中一段未画出）。在纸带上选取等时间间隔T的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点，O点是比A点更早打出的点。测出这些计数点到O点的距离h记录在表中。由此计算出物体下落到B、C、D、E、F各点时的瞬时速度v，并依据表中数据作出v²-h图像。

(2)、关于甲组同学的实验，下列说法正确的是

A、实验中选择密度大、体积小的重物 B、安装实验器材时，调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上 C、为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源 D、为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，先测量该点到O点的距离h，再根据公式

v = \sqrt{2 g h}

计算，其中g应取当地的重力加速度

(3)、甲组同学画出了v²-h图像，h是计数点到点O的距离，v是该计数点的速度，如下判断正确的是

A、若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒 B、若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒 C、若图像是一条不过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定不守恒

(4)、甲组同学按照正确的操作多次完成实验后，发现同一过程中重锤重力势能的减少量总是略大于动能的增加量。该误差属于误差（选填“偶然”或“系统”），该误差产生的原因可能是。

(5)、乙组同学利用如图3的装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨放在水平桌面上，细绳两端分别与钩码和滑块相连，滑块在钩码的牵引下运动。已知光电门固定在气垫导轨上，遮光条的宽度为d，钩码的质量为m，滑块（含遮光条）的质量为M。保持M和m不变，多次改变遮光条到光电门的距离l，记录每次遮光条的遮光时间t，通过

\frac{1}{t^{2}} - l

图像验证系统机械能守恒。根据以上乙组同学的设计方案，下列属于必要的实验要求是

A、滑块由静止释放 B、应使滑块（含遮光条）的质量远大于钩码的质量 C、已知当地重力加速度 D、实验前调节气垫导轨水平

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2、如图，在某次高空作业平台测试中，平台缆绳断裂后向下坠落。已知下落过程中两侧制动装置对平台施加的滑动摩擦力共为

f = 15000 N

，平台刚接触缓冲轻弹簧时速度为

v = 3 m / s

，此后经

t = 0.1 s

平台停止运动，轻弹簧被压缩了

x = 0.3 m

。若平台的质量为

m = 1200 kg

，

g

取

10 m / s^{2}

，不考虑空气阻力。求：

(1)、轻弹簧的最大弹性势能；

(2)、下落过程中轻弹簧对平台的冲量。

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3、将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，皮球从抛出到落回抛出点过程中，其运动的动能E_k与上升高度h之间关系的图像可能正确的是（　　）

A、

B、

C、

D、

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4、如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场，第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。一质量为m，电荷量为q的带正电粒子在x轴上的A(- d，0)点沿y轴正方向射入电场区域，粒子第一次经过y轴时的速度方向与y轴正方向的夹角为60°，之后每相邻两次经过y轴时的位置间距相等。不计粒子重力。求：

（1）粒子的初速度v₀的大小；

（2）匀强磁场磁感应强度B的大小；

（3）粒子从A点运动到第n次经过y轴的时间。

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5、在实验室里某班甲同学用如图（a）所示实验装置做“探究平抛运动的特点”实验。

(1)、甲同学在实验中必须满足的实验条件和必要的实验操作是________；（选填选项代号）

A、用天平测量平抛小球的质量

m

B、每次从斜槽上不同位置释放小球 C、保证斜槽的末端水平 D、保持木板竖直

(2)、甲同学通过实验得到了平抛小球的运动轨迹，为了便于进一步探究平抛运动的特点，该同学以平抛起点

O

为原点建立如图甲所示的

x O y

坐标系，他在轨迹上取一些点，测量这些点的水平坐标

x

和竖直坐标

y

，然后作

y - x^{2}

图像。他作出的

y - x^{2}

图像是下面________图像就能够说明小球的运动轨迹为抛物线。（选填选项代号）

A、

B、

C、

D、

(3)、图（b）是该班乙同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的闪光照片，图乙背景中每一小方格的边长为

L = 10 cm

， A、

B

、

C

是照片中小球的3个位置，当地重力加速度

g = 9.8 m / s^{2}

，请回答下面问题：

①频闪照相机的曝光时间间隔 $T =$ $s$ ；（结果可保留分数形式）

②小球做平抛运动的初速度大小为 $m / s$ 。（计算结果保留2位有效数字）

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6、如图所示，粗细均匀的绝缘圆环位于空间直角坐标系xOy平面内，其圆心与坐标原点重合。圆环的半径为R，圆环上均匀分布着＋Q的电荷量，在z轴上有A、B两点，已知A点到O点的距离为B点到O点距离的2倍，且A、O之间的距离远小于R，z轴上A、O之间电场强度的大小满足

E = k \frac{Q}{R^{3}} x

，其中k为静电力常量，x为该点到O点的距离，规定圆心O处电势为零。下列判断正确的是（　　）

A、A、B两点的电势之比为4∶1 B、z轴上关于xOy平面对称的两点电场强度相同 C、从A点静止释放一电子，到达O点时速率为v，仅将圆环上的电荷量增大为原来的2倍，再从A点静止释放一电子，到达O点时速率为2v D、从圆环最右端处取足够小、电荷量为q的小段（其他位置处电荷分布不变），将其置于z轴上方距O为R处，则O点电场强度大小为

\sqrt{2} k \frac{q}{R^{2}}

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7、如图甲所示，间距为

L

的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为

B

，轨道左侧连接一定值电阻

R

。垂直导轨的导体棒

a b

在水平外力

F

作用下沿导轨运动，

F

随

t

变化的规律如乙图所示。在

0 ~ t_{0}

时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动。

t_{0}

，

F_{1}

，

F_{2}

均为已知量，棒和轨道电阻不计。则（　　）

A、在

t_{0}

以后，导体棒一直做匀加速直线运动 B、在

t_{0}

以后，导体棒先做加速直线运动，最后做匀速直线运动 C、在

0 ~ t_{0}

时间内，通过导体棒横截面的电量为

\frac{(F_{2} - F_{1}) t_{0}}{2 B L}

D、在

0 ~ t_{0}

时间内，导体棒的加速度大小为

\frac{(F_{2} - F_{1}) R}{B^{2} L^{2} t_{0}}

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8、如图所示是沿x轴正向传播的一列简谐横波，实线是在

t_{1} = 2 s

时刻的波形图，虚线是在

t_{2} = 6 s

时刻的波形图。则下列说法正确的是（　　）

A、该波的周期可能为

6s

B、该波的波速可能为

0.05 m / s

C、若波的周期

T > 3 s

，则

t = 10 s

时，

x = 12 cm

处的质点位于平衡位置下方且速度方向向下 D、若波的周期

T > 3 s

，则

t = 10 s

时，

x = 12 cm

处的质点位于平衡位置上方且加速度方向向下

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9、如图所示，平行的太阳光直射地球的赤道，地球自西向东的自转周期T=24h，某日，天刚黑时，位于地球赤道上N点的人用天文望远镜恰好能看到一地球静止轨道卫星M。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。下列说法正确的是（　　）

A、卫星M离地面的高度为

\sqrt[3]{\frac{g R^{2} T^{2}}{4 π^{2}}}

B、卫星M和N点的人的向心加速度之比为

\frac{4 π^{2} R}{T^{2}} : g

C、天黑之后，N点的人一整晚都能看到卫星M D、天黑之后，N点的人将有一段时间观测不到卫星M

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10、图甲为小型发电机与理想变压器变压输电过程的示意图，图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。理想变压器的匝数比

n_{1} : n_{2} : n_{3} = 4 : 2 : 1

，电阻

R_{1}

阻值未知，电阻

R_{2} = 5 Ω

，灯泡的额定电压为10V，额定功率为5W。不计发电机线圈内阻及交流电表

A

的内阻。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　）

A、

t = 0.02 s

时，通过发电机线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大 B、电流表A的示数为

\sqrt{2} A

C、电阻

R_{1} = 4 Ω

D、发电机的输出功率为

22 W

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11、如图所示，在同一竖直平面内，水平面的右端固定一倾角为

θ = 24 °

的斜面，在水平面上D点正上方O点处水平向右以

v_{0} = 6 m / s

的速度抛出一个小球M，同时位于斜面底端C点、质量

m = 5 kg

的滑块，在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由静止开始向上加速运动，经过时间

t = 1 s

恰好在P点被M击中。已知滑块与斜面间动摩擦因数

μ = 0.2, C D = 3.75 m, \cos 24 ° = 0.9, \sin 24 ° = 0.4

，重力加速度

g = 10 m / s^{2}

，小球和滑块均可看成质点，不计空气阻力，则拉力F大小为（　　）

A、

27 N

B、

36N

C、

48N

D、

54N

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12、中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形。如图所示为用起重机将，一质量

m = 75 \sqrt{2} kg

的重物竖直向上吊起。若重物上表面是边长为d的水平正方形，四根长均为d的吊绳分别连接在正方形的四个角，另一端连接在吊索下端的O点。重力加速度

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

，忽略空气阻力和吊绳的重力，在重物匀速上升过程中，每根吊绳上的拉力大小为（　　）

A、四条吊绳中的拉力相同 B、每条吊绳中的拉力大小均为

375N

C、若将四条吊绳减小同样长度但仍对称分布，则每条吊绳中的拉力将减小 D、若将四条吊绳减小同样长度但仍对称分布，则挂钩承受的压力将变大

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13、下列说法中正确的是（　　）

A、图甲是研究光电效应的电路图，只要入射光照射时间足够长，电路中就能形成光电流 B、图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福分析实验数据后提出原子的核式结构模型 C、图丙对氢原子能级图，处于基态的氢原子，可吸收能量为

10.5 eV

的光子发生跃迁 D、如图丁所示，放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最弱

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14、如图所示，一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢的从底部经过b点爬到a点。则下列说法正确的是（　　）

A、在a点碗对蚂蚁的支持力大于在b点的支持力 B、在a点碗对蚂蚁的摩擦力大于在b点的摩擦力 C、在a点碗对蚂蚁的作用力大于在b点的作用力 D、在a点蚂蚁受到的合力大于在b点受到的合力

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15、“打水漂”是古老的游戏，将扁平的石子向水面快速抛出，若成功，石子会在水面上连续跳跃飞向远方，形成如图所示的“水漂”效果。

若“打水漂”机器向平静的湖面抛出的石子恰好砸中湖面一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，距浮漂1.6m的水面有一片小树叶。

“嫦娥五号”月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从 $a$ 点滑入大气层，然后经 $b$ 点从 $c$ 点“跳出”，经d点后再从e点“跃入”。d点为轨迹最高点，距离地面高度为h，已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R。

(1)、以一定的高度水平扔出的石子和水面相撞后，在水面上弹跳前进，形成“水漂”。假设水平方向速度没有损失，竖直方向碰撞后速度变小，下图有可能是石子“水漂”轨迹的是（）

A、

B、

C、

(2)、受浮漂振动形成水波的影响，小树叶逐渐远离浮漂。（选涂：A.能B.不能）

(3)、若浮漂在4.0s内全振动了8次，当它开始第9次振动时，小树叶刚好开始振动，则此水波的周期为s，此水波的传播速度为

m / s

。

(4)、下列选项正确的是（　　）

A、

v_{a} > v_{c} > v_{e}

B、

v_{a} = v_{c} = v_{e}

C、

v_{a} > v_{c} = v_{e}

(5)、下列关于返回舱在b、d两点的状态判断正确的是（　　）

A、超重失重 B、失重超重 C、失重失重

(6)、返回舲在

d

点的加速度大小为。

(7)、返回舱在

d

点时的线速度

\sqrt{\frac{g R^{2}}{R + h}}

。（选涂：A.大于B.等于C.小于）

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16、有心力是指力的作用线始终经过一个定点（力心）的力。行星绕太阳运动时，太阳可视为固定，行星所受引力始终指向太阳中心，即为有心力。万有引力，库仑力都是有心力。理论上可以证明，质点在有心力的作用下运动时，满足面积定律：质点与力心的连线在相等时间内扫过的面积相等。

(1)、开普勒从第谷观测火星位置所得资料中总结出来类似的规律，称为开普勒第二定律。如图1所示，将行星绕太阳运动的轨道简化为半径为

r

的圆轨道。

a．设极短时间 $Δ t$ 内，行星与太阳的连线扫过的面积为 $Δ S$ 。求行星绕太阳运动的线速度 $v$ 的大小，并结合开普勒第二定律证明行星做匀速圆周运动；（扇形面积 $= \frac{1}{2} \times$ 半径 $\times$ 弧长）

b．若测得行星公转周期为 $T$ ，求行星的向心加速度 $a$ 的大小。

(2)、如图2所示，用

α

粒子束入射待测材料靶（例如金箔），通过测量不同角度方向上散射

α

粒子的数目，可确定材料靶原子的种类、浓度及深度分布等信息。

a． $α$ 粒子可通过放射性元素衰变获得。一个静止的 $_{84}^{210} Po$ （钋）衰变为 $Pb$ （铅），同时放出一个 $α$ 粒子，写出此衰变过程的反应式。

b．如图3所示，质量为 $m$ 、电荷量为 $q (q > 0)$ 、速度为 $v_{0}$ 的 $α$ 粒子从足够远处沿某直线入射靶核 $A$ ，该直线与靶核 $A$ 的距离为 $b$ 。在库仑力作用下， $α$ 粒子最终将被散射远离靶核 $A$ 而去。散射过程中，电荷量为 $Q (Q > 0)$ 的靶核 $A$ 近似不动，可视为固定的正点电荷。已知当以无穷远处为电势零点时，电荷量为 $Q^{'}$ 的点电荷在距离自身 $r$ 处的电势为 $φ_{r} = k \frac{Q^{'}}{r}$ ，式中 $k$ 为静电力常量。求 $α$ 粒子接近靶核 $A$ 的最近距离 $x$ 。

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17、目前正在运转的我国空间站天和核心舱，搭载了一种全新的推进装置——离子推进器，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。该装置获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（初速度忽略不计），A、B间电压为

U

，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。已知每个离子质量为

m

、电荷量为

q

，单位时间内飘入的正离子数目为

N

。将该离子推进器固定在地面上进行试验。

(1)、求正离子经过电极B时的速度

v

的大小；

(2)、求推进器获得的平均推力

F

的大小；

(3)、加速正离子束所消耗的功率

P

不同时，引擎获得的推力

F

也不同，试推导

\frac{F}{P}

的表达式，并指出为提高能量的转换效率，要使

\frac{F}{P}

尽量大可以采取的两条措施。

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18、如图所示为导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为

B = 2.0 T

。已知两导轨内侧间距

l = 0.10 m

，滑块的质量

m = 0.04 kg

，滑块沿导轨滑行

x = 6 m

后获得的发射速度

v = 3.0 km / s

（此过程可视为匀加速运动）。

(1)、求滑块在发射过程中的加速度

a

的大小；

(2)、求发射过程中电源提供的电流

I

的大小；

(3)、若滑块所在电路的总电阻为

R = 0.2 Ω

，试推导论证滑块在发射过程中可视为匀加速运动的合理性。

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19、如图所示，轻绳下端吊着一个质量

M = 9.98 kg

的沙袋。一个质量

m = 0.02 kg

的子弹以

v_{0} = 300 m / s

的速度水平射入沙袋，经过极短的时间与沙袋达到共同速度

v

，然后随沙袋一起摆动。已知重力加速度大小

g = 10 m / s^{2}

，不计空气阻力。求：

(1)、子弹射入沙袋后，子弹与沙袋共同速度

v

的大小；

(2)、子弹随沙袋一起摆动上升的最大高度

h

；

(3)、子弹射入沙袋过程中系统损失的机械能

Δ E

。

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20、在利用如图1所示的“验证机械能守恒定律”的实验中。

(1)、除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是（　　）

A、交流电源 B、刻度尺 C、天平（含砝码） D、秒表

(2)、实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点

A 、 B 、 C

，测得它们到起始点

O

的距离分别为

h_{A}

、

h_{B}

、

h_{C}

，已知当地重力加速度为

g

，打点计时器打点的周期为

T

。设重物的质量为

m

，从打点计时器打

O

点到打

B

点的过程中，只要表达式在误差允许的范围内成立，就可以验证机械能守恒。（用本小问中所给字母书写表达式）

(3)、某同学设计出如图3所示的实验装置来验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小球从

A

点自由下落，下落过程中通过光电计时器（图中未画出）记录小球通过光电门

B

的时间

Δ t

，测出

A 、 B

之间的距离

h

。已知当地重力加速度为

g

。

a．该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图4所示，则其直径 $d =$ mm。

b．保持电磁铁的位置不变，上下调节光电门，改变释放点到光电门的距离 $h$ ，多次实验记录多组数据，作出 ${(\frac{d}{Δ t})}^{2}$ 随 $h$ 变化的图像如图5所示，若该图线的斜率 $k$ 近似等于，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。

c．考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为 $f$ ，则实验过程中所受的平均阻力 $f$ 与小球重力 $m g$ 的比值 $\frac{f}{m g} =$ （用 $k$ 、 $g$ 表示）。

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