高中物理沪科版-试题列表-第59页

1、某小组通过实验探究气球在空气中运动时所受空气阻力的大小与速率的关系。实验操作如下：

（1）先给气球充入氦气密封，并在气球下部绑一根质量合适的硬铁丝，使气球和铁丝整体恰能在空中静止悬浮。

（2）然后用测力计测出一重物的重力G，再将该重物悬挂在铁丝下端，请一名同学在竖直固定的刻度尺上方由静止释放该气球，另一名同学用数码相机在刻度尺前方拍摄气球下落的视频，并得到分帧照片。在确认相邻两帧照片之间重物下落的距离基本相等的情况下，读出某帧照片上重物位置在刻度尺上的读数 $l_{0}$ （图甲）和再经过n帧照片后的读数 $l_{n}$ （图乙），则可以得到相邻两帧照片之间重物下落距离的平均值 $l =$ 。把上述实验中重物所受的重力G和相邻两帧照片之间重物下落的距离l作为第1组数据填在表格中。

（3）改变重物的质量，仍然用原气球重复上述步骤，得到各组不同的G和l的数据，填在同一表格中。（气球的形状保持不变，重物、铁丝的体积远小于气球体积）

次数	1	2	3	4	5	6	7
重物的重力G/（ $10^{- 2} N$ ）	4.5	5.5	6.5	7.5	8.5	9.5	10.5
相邻两帧照片重物下落的距离l/（ $10^{- 2} m$ ）	13.6	16.3	19.8	23.8	26.6	28.8	32.8

（4）已知相邻两帧照片之间的时间间隔均为 $T = 1 s$ ，以重物的重力G为纵坐标，以气球匀速运动时的速率v为横坐标，请用描点法在 $G - v$ 坐标系中描绘出G和v关系图像。

（5）在 $G - v$ 图像上选取一个点（ $v_{i}$ ， $G_{i}$ ），可知气球以速率 $v_{i}$ 运动时，其所受空气阻力的大小等于；由图像可分析得出气球在空气中运动时所受空气阻力大小跟它运动的速率成（填“正比”或“反比”）关系。

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2、如图甲所示，质量为M的长木板静置于水平地面上，质量为m的物块放在长木板上。现对木板施加从0开始逐渐增大的水平拉力F，木板与物块间的摩擦力

f_{1}

、木板与地面间的摩擦力

f_{2}

随拉力F变化的情况如图乙中实线所示，图乙中a、b、c已知。木板与物块间的动摩擦因数为

μ_{1}

、木板与地面间的动摩擦因数为

μ_{2}

，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（　　）

A、

F_{1} = b

B、当

F = F_{1}

时，物块相对木板滑动 C、

\frac{μ_{1}}{μ_{2}} = \frac{a}{c}

D、

F_{2} = (μ_{1} + μ_{2}) (M + m) g

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3、如图所示，间距为L的光滑平行金属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。导轨一端接阻值为R的定值电阻，质量为m的导体棒垂直放置在导轨上，其接入电路中的电阻为r。

t = 0

时刻，导体棒在外力作用下开始向右运动，其速度随时间的变化规律为

v = v_{0} cos ω t

，不计导轨电阻，且导体棒与导轨始终接触良好。以下说法正确的是（　　）

A、流过R的电流方向保持不变 B、

t = \frac{π}{2 ω}

时，导体棒所受安培力大小为0 C、在

0 \sim \frac{2 π}{ω}

内，R上产生的焦耳热为

\frac{2 π R B^{2} L^{2} v_{0}^{2}}{ω {(R + r)}^{2}}

D、

t = \frac{π}{ω}

时，R上的热功率为

\frac{B^{2} L^{2} v_{0}^{2} R}{{(R + r)}^{2}}

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4、如图所示，质量为m的小球用细线悬挂在天花板上，小球在竖直向上的外力F作用下静止（

F < m g

）。现保持F大小不变，并使F沿逆时针方向缓慢旋转至水平向左，在此过程中小球也缓慢移动。以下说法正确的是（　　）

A、细线对小球的拉力先增大后减小 B、细线偏离竖直方向的角度先增大后减小 C、外力F对小球一直做正功 D、细线的拉力对小球先做正功后做负功

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5、由凸透镜和玻璃平板构成一个如图甲所示的牛顿环实验装置，其中O为接触点。现用单色光垂直透镜上表面入射，可从透镜上方观察到明暗相间的同心圆环状干涉条纹，如图乙所示。现将凸透镜缓慢向上平移一小段距离（保持透镜上表面与玻璃板平行），在移动过程中，关于干涉条纹的变化，以下说法正确的是（　　）

A、圆环整体向内收缩 B、中心始终为暗斑 C、圆环整体向外扩张 D、中心由暗斑变为亮斑后保持亮斑不变

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6、将小球甲从离地面高

h_{0}

处由静止释放，同时使小球乙以某一速度从甲的正上方离地面高H处竖直向下匀速运动。甲、乙两小球位置-时间关系如图所示，两图线在

t_{0}

时刻恰好相切。图中

h_{0}

和

t_{0}

已知。以下说法正确的是（　　）

A、乙球的速度大小为

\frac{h_{0}}{4 t_{0}}

B、重力加速度大小为

\frac{h_{0}}{4 t_{0}^{2}}

C、乙球最初离地高度为

\frac{5 h_{0}}{4}

D、若H不变，要让甲乙在空中能相遇2次，只需使乙球的速度大于题设速度即可

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7、如图所示，一半径为R的光滑圆环竖直放置，AB为其竖直直径。一根细绳一端固定在A点，另一端连接一个质量为m的小球，小球套在圆环上并处于静止状态，细绳与AB夹角为30°。圆环现以角速度

ω

绕AB轴匀速转动，重力加速度为g，则（　　）

A、小球一定受三个力的作用 B、绳中拉力为0时，

ω = \sqrt{\frac{2 g}{R}}

C、圆环对小球的弹力为0时，

ω = \sqrt{\frac{2 g}{R}}

D、若小球不相对圆环滑动，则

ω

不超过

\sqrt{\frac{g}{2 R}}

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8、如图所示，地面上方某区域存在着水平向右的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的带负电小球（可视为质点）以水平向右的初速度

v_{0}

由O点射入该区域，刚好竖直向下通过P点，已知OP与初速度方向的夹角为45°，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　）

A、小球由O点到P点用时为

\frac{v_{0}}{g}

B、小球运动过程中的最小速率为

\frac{v_{0}}{2}

C、O、P两点的电势差为

\frac{m v_{0}^{2}}{q}

D、匀强电场的电场强度大小为

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

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9、我国载人登月工程的总目标是2030年前实现中国人首次登陆月球，目前各项研制建设工作正在稳步推进。假设飞船完成登月探测任务后，从月球表面升空进入近月圆周轨道运行，后续变轨脱离月球束缚，关闭发动机进入返回地球的轨道。已知月球质量为M，半径为R，引力常量为G，飞船质量为m，忽略月球自转和飞船质量的变化。以下说法正确的是（　　）

A、飞船在月球表面所受重力大小为

G \frac{M m}{R}

B、飞船在近月圆周轨道上运动的线速度大小为

\sqrt{\frac{G M}{R}}

C、飞船在变轨脱离月球的过程中，发动机需要对飞船做负功 D、关闭发动机后，飞船在靠近地球飞行的过程中速度保持不变

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10、如图所示是高中物理教材中提到的四个实验，其中探究出了原子核式结构的是（　　）

A、

汤姆孙气体放电管实验 B、

链式反应示意图 C、

光电效应实验 D、

α

粒子散射实验

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11、如图为工厂产品传输装置的简化模型：光滑水平直导槽固定于平台上方，与平台的高度差为

\frac{d}{4}

，质量为

m

的滑块A套在导槽上。初始静止在平台右边缘的正上方：A下端系有长度为

d

、不可伸长的轻质细绳，工人将在平台右边缘的质量也为

m

的产品P拴在细绳下端。现使产品P以水平向右的初速度

v_{0} = \sqrt{\frac{3 g d}{2}}

离开平台做平抛运动，当P运动到某位置时细绳瞬间绷紧，绷紧过程时间极短、内力远大于外力；此后A、P运动过程中细绳始终处于绷紧状态，最终P运动至右侧产品收集区被接收。忽略空气阻力、重力加速度为

g

， A、P均可视为质点。求：

(1)、从P离开平台到细绳刚绷紧所用的时间

t_{1}

及细绳刚绷紧时细绳与水平方向夹角

α

的正切值

\tan α

：

(2)、求细绳绷紧后瞬间产品P的速度大小

v_{P 2}

；

(3)、细绳绷紧后，经时间

t_{0}

滑块A沿水平导槽向右运动的位移大小为

s

，此时P恰好进入产品收集区，求产品收集区左边界距离平台右边缘的水平距离

L

。

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12、医用质子治疗仪通过电、磁场偏转系统实现质子精准导向，确保质子束准确抵达病灶。该偏转系统可简化为如图所示模型：

x O y

平面

y

轴右侧空间存在垂直纸面向外的匀强磁场

B_{1}

（磁感应强度大小未知），坐标为

(0, \sqrt{2} L)

的

M

点有一粒子源，能向左下方沿与

y

轴负方向成

θ = 45 °

角的方向，发射速度大小为

v_{0}

，质量为

m

，带电荷量为

+ q

的质子，不计质子的重力。

(1)、若在

y

轴左侧空间施加沿

+ x

方向的匀强电场，使质子发射后能够从

O

点处第一次进入

y

轴右侧的磁场中，求所加电场的电场强度大小

E

；

(2)、若在

y

轴左侧空间仅施加垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小

B_{2} = \frac{m v_{0}}{q L}

，使质子能通过坐标原点

O

且通过

O

点时速度与初速度相同，求质子从发射到通过

O

点所经历的时间。

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13、2026年2月8日，我国乒乓球运动员王楚钦在亚乒赛中夺得男单冠军。乒乓球运动中，若乒乓球被轻微踩瘪且无裂缝．可将其放入热水中使其恢复原状。某次踩瘪后乒乓球的容积

V_{1} = 27.2 {cm}^{3}

，内部压强

p_{1} = 1.25 \times 10^{5} Pa

，球内气体温度与室温相同为

T_{1} = 300 K

；将踩瘪的乒乓球放入水中缓慢加热，乒乓球导热性能良好，当水温升至

T_{2} = 360 K

时，乒乓球“咔哒”一声瞬间恢复原状（该过程时间极短，可视为绝热过程）。恢复原状前乒乓球容积变化可忽略，已知标准乒乓球的容积

V_{0} = 34 {cm}^{3}

，球内气体质量不变且可视为理想气体。

(1)、求乒乓球恢复原状前的瞬间其内部气体压强

p_{2}

；

(2)、乒乓球内气体内能满足

U = 0.0285 T

（

T

为气体温度），乒乓球恢复原状后的瞬间内部压强降为

p_{3} = 1.1 \times 10^{5} Pa

，求恢复原状过程中，外界对乒乓球内气体做的功

W

。

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14、汽车自动雨刷系统中的雨量感应模块是其核心部件。某物理兴趣小组欲探究一个用于雨量感应的光敏电阻的特性，并设计一个简单的雨量控制模拟电路。

(1)、探究光敏电阻的阻值特性

准备实验器材：待测光敏电阻 $R_{G}$ （阻值随光照强度增大而减小），直流电源（ $E = 5 V$ ），电压表（量程0～5V，内阻约3kΩ），电流表（量程0～3mA，内阻约10Ω），滑动变阻器（最大阻值20Ω），开关，导线若干，用于模拟雨滴的遮光物。

①小组同学先用多用电表的电阻挡粗略测量光线较弱时光敏电阻的阻值，将选择开关指在电阻挡“×100”倍率，进行正确操作后示数如图甲所示，其读数为Ω。

②为了更精确地测量不同光照强度下光敏电阻的阻值，小组同学设计电路并连接实验器材进行实验。请根据题中所给器材和测量需要，设计合理测量电路，用笔画线代替导线，在图乙中将实物图补充完整。

③小组同学用遮光物模拟雨滴，不同程度地遮挡光敏电阻，以模拟不同雨量。测得无遮挡、轻度遮挡、重度遮挡（模拟小雨、中雨、大雨）三种情况下的 $I - U$ 图线分别为图丙中的 $a$ 、 $b$ 、 $c$ ，则对应大雨情况的图线是（填“ $a$ ”“ $b$ ”或“ $c$ ”）。

(2)、设计自动雨刷启动电路

根据以上实验结果，小组同学想利用该光敏电阻设计一个模拟“自动雨刷”的控制电路。其原理是当雨量增大时，控制开关输入电压降低，且在达到中雨级别之前的适当值时，使控制开关输入的电压低于阈值（触发开关工作电压值）2.5V，触发雨刷电机启动。供电电路采用的器材为光敏电阻 $R_{G}$ ，定值电阻 $R_{1} = 2200 Ω$ ， $R_{2} = 3000 Ω$ ，电源电动势 $E = 5 V$ ，内阻不计。下列选项中可以实现上述控制功能的电路图为_____。

A、

B、

C、

D、

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15、某学习小组用如图所示的装置验证动能定理，实验步骤如下：

（1）右侧带定滑轮的长木板水平放置，质量为 $M$ 的小车（含遮光条）与砂桶用跨过定滑轮的细线相连，调节定滑轮的高度使定滑轮与小车间的细线与长木板平行；

（2）向砂桶中加入适量细砂，直到轻推小车后，小车上的遮光条通过光电门A、B时的遮光时间相等，用天平称出此时细砂及砂桶的总质量为 $m_{0}$ ；

（3）将小车放回原位置，再向砂桶中加入适量的细砂，释放后小车加速向右运动，小车上的遮光条通过光电门A、B的遮光时间分别为 $Δ t_{1}$ 、 $Δ t_{2}$ ，用天平称出此时细砂及砂桶的总质量为 $m$ ；

（4）测出两光电门间的距离 $L$ 及小车上遮光条的宽度 $d$ ，重力加速度为 $g$ ，则小车上的遮光条通过光电门A、B的过程中，小车、细砂及砂桶组成系统的动能增加量可表示为 $Δ E_{k} =$ ，合外力对系统所做的总功可表示为 $W =$ ；（均用题中已知量及测量物理量字母表示）

（5）多次重复实验，在误差允许的范围内，若 $W = Δ E_{k}$ ，则动能定理得以验证。

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16、某学习小组用饮料瓶和两端开口的塑料吸管制作了如图所示的装置研究平抛运动，两吸管穿过瓶塞竖直插入饮料瓶中，右侧吸管下端弯成水平，为了得到平抛运动的运动轨迹，在饮料瓶中装入足量水。

(1)、为了使右侧吸管喷出的水形成稳定的抛物线状水柱，应使饮料瓶中液面在_____的位置时获取水滴的运动轨迹。

A、

a

线以上 B、

b

线以上 C、

a

线到

b

线之间 D、

b

线以下

(2)、测得喷口距离地面的高度为

h

，水滴落至水平地面时的速度与水平方向夹角为45°，不计空气阻力，则水从喷口喷出时的初速度大小为（用

h

及重力加速度

g

表示）。

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17、如图所示，水平光滑金属导轨和右侧倾角为

θ

的倾斜光滑金属导轨平滑衔接，两段导轨间距均为

L

，整个导轨区域内存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为

B

。金属杆

b

置于水平导轨上，杆中间断开，断开处串联一电容为

C

的电容器且与

b

杆固连在一起，二者的总质量为

m

，电容器两极板间距离较小可忽略。实验时将质量也为

m

的金属杆

a

从倾斜导轨上端由静止释放，

a

杆始终在倾斜导轨上运动，

b

杆始终在水平导轨上运动，两杆与导轨始终垂直且接触良好，装置中所有部件电阻均忽略不计。重力加速度为

g

。下列说法正确的是（　　）

A、

a

杆的加速度先大于

b

杆，然后两者加速度大小之差逐渐减小最终保持恒定 B、

a

杆的加速度恒为

\frac{(m + B^{2} L^{2} C) g \sin θ}{2 B^{2} L^{2} C + m}

C、回路中电流恒定为

\frac{C B L m g \sin θ}{2 B^{2} L^{2} C + m}

D、两杆的速度差随时间均匀增大，速度差变化率为

\frac{2 m g \sin θ}{m + 2 C B^{2} L^{2}}

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18、如图所示为一个透明材质半圆柱体的横截面，

A B

为直径，一束由

a

、

b

两种单色光组成的复色光由真空从

A B

所在平面上的

A

点射入半圆柱体后分成

a

、

b

两种单色光，

a

光射至圆心

O

正下方的

C

点、

b

光射至

D

点，不考虑光在半圆柱体中的反射，下列说法正确的是（　　）

A、

a

、

b

两种单色光在半圆柱体中的波长

λ_{a} < λ_{b}

B、

a

、

b

两种单色光在半圆柱体中的传播时间

t_{a} < t_{b}

C、

a

、

b

两种单色光在半圆柱体中的传播时间

t_{a} > t_{b}

D、

a

、

b

两种单色光在

C

、

D

点均不会发生全反射

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19、复印机的核心原理是静电吸附，电晕丝与感光鼓间的强电场的电场线分布如图所示。一带负电墨粉颗粒（忽略重力）沿直线从

a

点运动到

b

点，以

a

为原点、

a b

连线向下为正方向建立

x

轴。设电场强度大小为

E

、颗粒加速度大小为

a

、速度大小为

v

、电势能为

E_{p}

，则下列图像可能正确的是（　　）

A、

B、

C、

D、

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20、中国行星探测工程是我国开展深空探测的综合性工程，若我国发射的行星探测器降落在行星X表面后开展探测活动，发现同一物体在行星X表面赤道处的重力是两极处的96%，物体在行星X赤道表面处随行星自转时的线速度为

v

。若行星X为质量分布均匀的球体，则它的第一宇宙速度大小为（　　）

A、

5 \sqrt{5} v

B、

5 v

C、

\sqrt{10} v

D、

4 \sqrt{6} v

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