高中物理沪科版-试题列表-第61页

1、一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ。若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在

t = \frac{T}{4}

时刻的波形曲线为（）

A、

B、

C、

D、

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2、简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形图如图所示，P、Q分别为介质中的质点，从该时刻起（　　）

A、P比Q先回到平衡位置 B、经过了

\frac{1}{4} T

， P、Q的位移相等 C、经过

\frac{1}{4} T

， P、Q通过的路程相等 D、经过

\frac{1}{2} T

， P、Q通过的路程相等

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3、一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示。则该波的（　　）

A、波速变大 B、波长变大 C、周期变大 D、频率变大

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4、电动汽车公司“蔚来”于2022年7月表示，将于今年第四季度计划交付150kW·h固态电池，单体能量密度达360Wh/kg，这里与“kW·h”相对应的物理量是（　　）

A、能量 B、功率 C、电量 D、电容

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5、为了提高能源的利用率，目前国内外的城市轨道交通车辆中，大都采用再生制动方式，即将列车a制动产生的电能转化为待启动状态的列车b的动能，城市轨道交通的启停过程原理如图所示：两足够长粗糙平行金属直导轨MN、PQ的间距为L = 0.5 m固定在同一水平面内，轨道平面内存在磁感应强度大小为B = 1 T、方向竖直向下的匀强磁场，质量为m = 0.5 kg、电阻为R = 6 Ω的均匀金属丝制成一个半径为L = 0.5 m的单匝圆环a，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。t = 0时，开关S与1接通，恒流源（提供的电流强度恒为4 A）与金属环a连接，金属环a从静止开始向右做匀加速运动，t₁ = 4 s时刻，将开关S掷向2接通阻值为R₀ = 0.5 Ω定值电阻，同时对金属环a施加外力F，使金属环a做匀减速运动，在t₂ = 6 s时刻金属环a减速至0，已知圆环与导轨的摩擦因数为μ = 0.2，忽略导轨的电阻、金属环的可能形变，金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g = 10 m/s²。求：

(1)、t₁ = 4 s时刻，金属环a的加速度的大小；

(2)、4 s ~ 6 s时间内，外力F随金属环a的速度v变化的关系式（以水平向左为正方向）；

(3)、若在t₂ = 4 s时刻断开S，同时在金属环a的右侧足够远处无初速度地平放上金属环b（未画出），金属环b与金属环a完全相同，其圆心到两直导轨的距离也相等，经过时间Δt = 0.8 s，金属环b的速度达到最大值，则金属环b获得的最大动能是多少？

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6、如图所示，APB为四分之一光滑圆弧轨道，O点为圆心，半径为R，最低点B点的切线水平，一平板车b放在足够长光滑水平凹槽内，可以自由移动，平板车长为2.75R，初始时平板车一端与轨道B端平滑相接且静止，在凹槽右侧的水平光滑地面EF（平板车顶端与EF刚好齐平）上方固定有一根光滑横杆，两物块c、d通过一根轻弹簧相连，其中物块d套在光滑横杆GH上，可自由移动，物块c放在光滑水平面EF上，初始时弹簧处于原长。现一物块a以某一竖直向下的初速度

v_{0}

从A点开始运动，经过P点时物块a对轨道的压力大小为4.4mg，OP与水平方向的夹角为53°，物块a滑上平板车后，经过一段时间，平板车b与凹槽右壁相撞后马上被锁定，且物块a和物块c碰后粘在一起，再经过一段时间，物块a、c刚好离开地面。已知物块a与平板车b的质量均为m，物块c、d的质量均为0.5m，物块a与平板车b间的动摩擦因数为

μ = 0.5

，弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能表达式为

E_{p} = \frac{1}{2} k x^{2}

（x为弹簧的形变量），重力加速度大小为g。求：

(1)、物块a在A位置的初速度大小；

(2)、物块a与物块c碰撞前的速度大小；

(3)、物块a与物块c刚好离开地面时，弹簧与水平方向夹角的正弦值。

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7、如图所示，一个导热良好的圆柱形气缸开口向上竖直放置于水平面上，缸内有一形状不规则的文物，且封闭有一定质量的理想气体.初始时刻，气体的温度为7℃，质量为m、横截面积为S的活塞到气缸底部的距离为h.现环境温度缓慢升高到27℃时，活塞离气缸底部的距离变为H，此过程中缸内气体吸收的热量为Q。已知大气压恒为

p_{0}

，重力加速度大小为g，热力学温度T与摄氏温度t之间的数量关系为

T = (t + 273) K

，活塞与气缸壁密封良好且不计摩擦，忽略文物热胀冷缩的影响。求：

(1)、气缸内放置的文物的体积；

(2)、该过程中气体增加的内能。

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8、如图所示为一双量程（“×1”和“×10”）电阻表的内部电路图，当单刀双掷开关

S_{1}

接1时，电阻表的挡位为（选填“×1”或“×10”），电阻调零后将待测电阻

R_{x}

接在a、b间，发现电流表指针偏转角很小，断开电路并将挡位换成另一挡位，再次电阻调零时，需将滑动变阻器R的滑片（选填“向上”或“向下”）移动。一同学用改装好的电阻表按如图所示的电路与二极管相连，电阻表的指针偏转角（选填“很小”或“很大”）。

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9、如图为一折射率

n = 2

的玻璃砖截面示意图，其截面一侧是以O点为圆心、半径为R的四分之一圆弧，其余两侧为直面AC与BC，且

A C = B C = R

。仅靠O点下方有一单色激光发射器S，能在玻璃砖截面所在的平面内发出过O点的光束，现让激光发射器S绕过O点垂直于纸面的轴开始顺时针匀速转动，转动周期为T，观察到玻璃砖AC面和BC面上有光斑移动，光在真空中速度大小为c，不考虑光线的多次反射，下列说法正确的是（　　）

A、光线透过玻璃砖最长时间为

\frac{(\sqrt{2} - 1) R}{c}

B、光斑从玻璃砖AC面消失到BC面出现的时间间隔为

\frac{1}{6} T

C、光斑在玻璃砖AC面上刚要消失的瞬时速度为

\frac{8 π R}{3 T}

D、在发射器S开始转动的一个周期内，能观察到AC面和BC面上有光斑的时间为

\frac{T}{6}

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10、如图所示的竖直平面内，螺线管与电容器两极板相连，两极板间距离足够大，两板之间有一水平固定绝缘平台上放置有带正电小球，

t = 0

时对螺线管区域施加竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度随时间的变化率

\frac{Δ B}{Δ t} = k t (k > 0)

，不计一切电阻，以下关于小球的速度v，加速度a、流过螺线管线圈某截面的电流i随时间t的变化v-t、a-t、i-t图像可能正确的是（　　）

A、

B、

C、

D、

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11、在x轴上传播的简谐横波在

t = 0

时刻的波形图如图（a）所示，P、Q为该波上两个质点，此时P位于平衡位置，Q位于波峰。图（b）为P质点的振动图像。则（　　）

A、该波传播方向为x轴正方向 B、

t = 1.2 s

时，质点Q的速度最大 C、在0~1.2s内质点P运动的路程为1m D、

x = 1.25 m

处质点的振动方程为

y = 0.2 \sin (\frac{5 π t}{2} - \frac{π}{4}) m

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12、如图所示，将一个中间有孔的质量为m的小木块套在粗糙横杆上，木块两侧连接相同的轻弹簧，轻弹簧的另一端与箱子内壁连接，横杆两端固定在箱子上，箱子与横杆总质量为M，现将整个装置放在光滑地面上，此时木块位于横杆中点，且两弹簧均处于自然长度，

t = 0

时刻对箱子施加水平向右的恒力F，在

t = t_{0}

时（

t_{0}

足够大），撤去F，该过程F对箱子做功为W。已知木块与横杆之间动摩擦因数为

μ

，重力加速度大小为g，整个运动过程，弹簧的变化始终在弹性限度内，木块并未接触箱子左右两侧，则下列说法一定正确的是（　　）

A、

W = \frac{{(F t_{0})}^{2}}{2 (M + m)}

B、最终稳定时箱子速度大小为

\frac{F t_{0}}{M + m}

C、若

F > μ m g

， F作用瞬间，箱子的加速度大小为

\frac{F}{M + m}

D、若

F > μ (M + m) g

， F作用瞬间，箱子的加速度大小为

μ g

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13、如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从b点沿ba方向以初速度大小v（未知）射入磁场，粒子仅能从正方形cd边（含c、d两点）射出正方形区域，该粒子在磁场中运动时间为t，不计粒子的重力，则（　　）

A、

\frac{3 π m}{4 q B} \leq t \leq \frac{π m}{q B}

B、

\frac{3 π m}{8 q B} \leq t \leq \frac{π m}{2 q B}

C、

\frac{\sqrt{2} q B L}{m} \leq v \leq \frac{q B L}{m}

D、

\frac{(\sqrt{2} - 1) q B L}{m} \leq v \leq \frac{q B L}{m}

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14、如图所示，一根轻质的不可伸长的细线两端分别系在水平天花板上的A、B两点，有一质量及大小均不计的光滑动滑轮跨在细线上，滑轮通过绝缘细线悬挂一带正电且可视为质点的物块。空间存在竖直向下的匀强电场，物块处于静止状态。现将电场强度方向由竖直向下缓慢逆时针转动到水平向右，A、B间细线的张力大小为F₁ ，滑轮与物块之间细线张力大小为F₂ ，则（　　）

A、F₁逐渐增大 B、F₁逐渐减小 C、F₂逐渐增大 D、F₂先减小后增大

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15、如图（a）所示，以地球球心为坐标原点，建立xOy平面直角坐标系，某人造卫星在xOy平面内绕地球做匀速圆周运动，运动方向如图中标注，其圆周运动轨迹与x轴交点为A。现从卫星经过A点开始计时，将人造卫星所受地球的万有引力沿x轴、y轴两个方向进行正交分解，得到沿x轴、y轴两个方向的分力

F_{x}

，

F_{y}

，其中

F_{x}

随卫星运动时间t变化

F_{x} - t

图像如图（b）所示，已知卫星质量为m，地球半径为R，地球表面重力加速度大小为g，忽略地球自转，则（　　）

A、该人造卫星圆周运动轨迹半径为2R B、图（b）中

t_{1} = π \sqrt{\frac{2 \sqrt{2} R}{g}}

C、任何时刻均满足

\sqrt{{(\frac{F_{x}}{m})}^{2} + {(\frac{F_{y}}{m})}^{2}} = g

D、该人造卫星的速度大小与地球第一宇宙速度大小之比为

1 : \sqrt{2}

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16、边长为2L的正方形abcd，点M、N、P、S分别为边ab、cd、ad、bc的中点，点O为直线PS和MN的交点，a、M、b、N、d五点处固定有电荷量为

+ Q

的点电荷，点c处固定有电荷量为

- Q

的点电荷，已知

φ_{P}

、

φ_{O}

、

φ_{S}

分别表示点P、O、S三点处的电势，E表示点O处的电场强度大小，静电力常量为k，则（　　）

A、

φ_{P} < φ_{O}

B、

E = \frac{k Q}{L^{2}}

C、将一带负电的检验电荷沿着直线PS从P点移动到S点过程中电场力先不做功再做负功 D、将一带正电的检验电荷沿着直线PS从P点移动到S点过程中电场力先做正功再做负功

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17、篮球是中学生喜欢的一项运动，如图所示，某同学从同一高度的A、B两点先后将同一篮球抛出，且抛出点到篮板的水平距离B是A的两倍，篮球恰好都能垂直打在篮板上的P点，不计空气阻力，篮球从抛出到打在篮板的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、从A点抛出时该同学对篮球做的功较多 B、从B点抛出时篮球的动量变化量较大 C、两次抛出的篮球运动时间相等 D、两次抛出的篮球克服重力做功的功率均先增大后减小

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18、放射性同位素电池简称“同位素电池”，它的热源是放射性同位素。如图把放射性同位素

_{94}^{238} Pu

放在电池中心作为热源，周围用热电元件包覆，其核反应方程为

_{94}^{238} Pu \to_{92}^{234} {U+}_{2}^{4} He

，衰变过程放出高能量的射线，使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化成电能。以下说法正确的是（　　）

A、α射线比γ射线更易于屏蔽 B、

_{94}^{238} Pu

核比

_{92}^{234} U

核比结合能更大 C、为保证电池的长寿命应选用半衰期短的热源 D、同位素电池须做好防护，在五六千米深海的高压下热源的半衰期可能导致改变

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19、自由电子激光器是以自由电子束为工作物质，将相对论性电子束的动能转变成相干的电磁辐射能的装置，其中产生电磁波的核心装置为“扭摆器”（如图所示），由沿z方向交错周期排列的2n对宽度为a的永磁体组成（

n ≫ 10

， 2a被称为扭摆器的“空间周期”），产生x方向的周期静磁场。本题我们利用高中知识，在被简化的模型中分析注入扭摆器的电子的运动。已知电子质量为m，带电荷-e，一束电子经加速后由弯曲磁体沿yOz平面引入扭摆器，不考虑引入过程速度损失，不考虑任何相对论效应，忽略电磁辐射过程的动能损耗。

(1)、假设一对永磁体间的磁感应强度恒定为

B_{0}

，电子束中电子进入扭摆器的初速度与z轴夹角为30°，且能经过扭摆器后被完整收集，求：

①电子束加速器的加速电压U；

②该电子束中的一个电子在扭摆器中的运动时间T。

(2)、实际上，扭摆器的一个空间周期内，磁感应强度的大小是有变化的，一对永磁体间沿x轴的磁感应强度随与该对永磁体最左边的水平距离d近似满足

B_{x} (d) = B_{0} (1 - \frac{2 d}{a})

的线性关系（

0 < d < a

，

B_{0}

的方向由N极指向S极），电子束经电压

U_{0} = 100 U

加速后沿z轴正方向进入扭摆器，仍然能经过扭摆器后被完整收集，求电子运动过程偏离z轴的最大距离

Δ s_{\max}

。

（提示：①实验中， $B_{0}$ 可认为是相当弱的磁场；②可能用到的数学公式： $Δ x \to 0$ 时， $\sum_{x = 0}^{x_{0}} x^{n} Δ x = \frac{1}{n + 1} x_{0}^{n + 1}$ ）

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20、在热力学中，“奥托循环”（Otto cycle）用于描述四冲程内燃机在理想状态下的工作过程，由两个绝热过程与两个等容过程构成。在一个封闭的气缸内，一定质量的理想气体作奥托循环的

p - V

图像如图所示，

a \to b \to c \to d \to a

为一个完整循环。在a、b点处，该理想气体的体积分别为

V_{2}

、

V_{1}

。

(1)、若

b \to c

过程中理想气体吸热大小为

Q_{1}

，

d \to a

过程中理想气体放热大小为

Q_{2}

，求图中阴影部分的面积，并简述其物理含义。

(2)、通过查阅资料得知：对于一定质量的理想气体：

①绝热过程满足 $p V^{γ} = 常量$ ， $γ$ 为一个常数且 $γ > 1$ ；

②内能满足 $U = c T$ ， $c$ 为一个常量。

利用这些资料，计算这一奥托循环的效率 $η$ （即一个循环中对外做功与总吸热量之比，用 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 及有关的常量表示）。

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