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相关试卷

1、如图所示。一细束白光从O点射入某矩形透明材料，经下表面反射后在上表面形成一条光带AB。已知透明材料的厚度为d，O、A间的距离为d，O、B间的距离为kd，透明材料对从A处射出光的折射率为 $n_{a}$ ，真空中的光速为c。

(1)、从A处射出的是紫光还是红光？求该光在材料中的速度大小v；

(2)、求透明材料对从B处射出光的折射率 $n_{b}$ 。

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2、兴趣小组用如图甲所示装置验证向心力公式，将力传感器和光电门分别固定，细线上端固定在力传感器上。下端栓接一金属小球。力传感小球自然下垂时球心与光电门中心重合，已知球心到悬点O的距离为l，小球的直径为d，重力加速度为g。实验如下：
（1）小球自然下垂时力传感器读数为 $F_{0}$ ，则小球的质量 $m =$ （用题中已知量表示）；
（2）将小球拉离竖直方向成一定角度后由静止释放，摆动过程中，测得小球通过光电门的时间t，力传感器对应测得细线的最大拉力F，则小球经过最低点时的速度大小 $v =$ （用题中已知量表示）；
（3）改变细线与竖直方向的夹角，重复步骤（2），多次采集实验数据；
（4）正确操作得到一组数据，下列图像中能验证向心力公式的是；
（5）向心力的实际值为 $F_{1} = F - F_{0}$ ，理论值为 $F_{2} = m \frac{v^{2}}{l}$ ，实验中发现 $F_{2}$ 明显大于 $F_{1}$ ，可能的原因是（写一个原因即可）；
（6）力传感器的核心是电阻应变片，如图乙所示，4个应变片固定在横梁上，横梁右端受向下的作用力向下弯曲，4个应变片的电阻发生改变，上表面应变片的电阻（选填“变大”或“变小”），将4个应变片连接到如图丙所示电路中，B、C端输出电压的大小反映了横梁右端受力的大小，则图丙中 $R_{1}$ 对应的是（选填“ $R_{b}$ ”或“ $R_{d}$ ”）。

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3、如图甲所示，弧形磁铁固定在把手的表面，转动把手改变弧形磁铁与霍尔元件的相对位置。如图乙所示，霍尔元件通以向右的恒定电流，使垂直穿过霍尔元件的磁场增强，则霍尔元件（　　）

A、上下表面间的电势差变大 B、上下表面间的电势差变小 C、前后表面间的电势差变大 D、前后表面间的电势差变小

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4、炮弹的速度越大，受到的空气阻力越大，一炮弹从水平面A处射出，落到B点，其弹道曲线如图所示。炮弹从A运动到B的过程中（　　）

A、水平方向的分速度一直减少 B、上升的时间大于下降的时间 C、在最高点时的速度最小 D、在最高点时的加速度最小

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5、用图示装置研究光电效应的规律，v为入射光的频率，Uc为遏止电压，I为电流表示数，U为电压表示数。下列反映光电效应规律的图像可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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6、如图所示，在水平面上固定一竖直挡板M，现用水平力F向左推楔形木块B，使球A缓慢上升，所有接触面均光滑。在此过程中（　　）

A、A对B的压力始终不变 B、A对M的压力逐渐增大 C、水平外力F逐渐增大 D、水平面对B的支持力逐渐增大

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7、如图所示，矩形线圈在磁极间的匀强磁场中匀速转动，外接交流电压表和定值电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行。此时（　　）

A、穿过线圈的磁通量最大 B、通过线圈的电流最大 C、电压表的示数为零 D、流经电阻的电流方向改变

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8、2024年12月17日，中国航天员创造了最长太空行走的世界纪录，空间站在距离地面约400km高处的圆轨道上运动。则航天员（　　）

A、受到的合力为零 B、始终在北京的正上方 C、绕地球运动的周期为24h D、绕地球运动的速度小于 $7.9 km / s$

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9、类比是研究问题的常用方法。

(1)、情境1：图甲是弹簧振子的模型。将振子从平衡位置向左压缩一段距离后释放，振子就开始来回振动，不计空气和摩擦阻力，其位移 $x$ 、速度 $v = \frac{Δ x}{Δ t}$ 等物理量呈现出周期性变化。已知振子的质量为 $m$ ，弹簧劲度系数为 $k$ 。
a.在图乙中画出小球所受弹力 $F$ 随位移 $x$ 的变化图像，并利用图像求位移为 $x$ 时弹簧振子的弹性势能 $E_{p}$ ；
b.若该弹簧振子的振幅为 $A$ ，根据能量守恒定律，试推导小球的速度 $v$ 与位移 $x$ 的关系式。

(2)、情境2：图丙是产生电磁振荡的原理图。先把开关置于电源一侧，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。此后电容器极板上的电荷量 $q$ 、线圈中的电流 $i = \frac{Δ q}{Δ t}$ 等物理量呈现出周期性变化。已知电容器的电容为 $C$ ，线圈的自感系数为 $L$ 。
a.类比情境1，利用图像求电容器极板上的电荷量为 $q$ 时电容器储存的电场能 $E_{C}$ ；
b.比较情境1和情境2中各物理量的变化关系，通过类比猜想完成下表。
情境1
情境2
$v = \frac{Δ x}{Δ t}$
$i = \frac{Δ q}{Δ t}$

$- L \frac{Δ i}{Δ t} = \frac{1}{C} q$

$T = 2 π \sqrt{L C}$
对于依据类比猜想出的简谐运动周期的表达式，请你从其他角度提供一条其合理性的依据。

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10、构建物理模型是一种研究物理问题的科学思维方法。

(1)、如图甲所示，一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度的大小为45m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.002s，求球棒对垒球的平均作用力大小F。

(2)、我们一般认为，飞船在远离星球的宇宙深处航行时，其他星体对飞船的万有引力作用很微弱，可忽略不计。此时飞船将不受外力作用而做匀速直线运动。设想有一质量为M的宇宙飞船，正以速度 $v_{0}$ 在宇宙中飞行。如图乙所示，飞船可视为横截面积为S的圆柱体。某时刻飞船监测到前面有一片尘埃云，已知尘埃云分布均匀，密度为 $ρ$ 。
a、假设尘埃碰到飞船时，立即吸附在飞船表面，若不采取任何措施，飞船将不断减速。求飞船的速度由 $v_{0}$ 减小1%的过程中发生的位移大小x。
b、假设尘埃与飞船发生的是弹性碰撞，且不考虑尘埃间的相互作用。为了保证飞船能以速度 $v_{0}$ 匀速穿过尘埃云，在刚进入尘埃云时，飞船立即开启内置的离子加速器。已知该离子加速器是利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速（远大于飞船速度）粒子流，从而对飞行器产生推力。喷射粒子过程中，飞船的加速度很小，可视为惯性系。若发射的是一价阳离子，每个阳离子的质量为m，加速电压为U，元电荷为e。在加速过程中飞行器质量的变化可忽略，求单位时间内射出的阳离子数N。

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11、寻求守恒量，是解决物理问题的重要方法。

(1)、如图1所示，用细线悬挂的两个完全相同的小球，静止时恰能接触且悬线平行、球心等高。把小球1向左拉起一定高度h后由静止释放，与小球2发生弹性正碰。已知重力加速度为g，求碰后瞬间小球2的速度大小v。

(2)、某同学设计了一个“电磁弹射”装置，并将其简化成如图2所示的模型。在水平光滑导轨上，固定着两个相同的“载流线圈”，放置着三个质量均为m的小磁铁充当“磁性弹头”，弹头2和弹头3左侧都非常靠近无磁性的、质量均为m的弹性“圆柱”。弹头和圆柱可以在水平导轨上沿轴线自由移动，圆柱静止时，其左端恰好位于载流线圈圆心处。发射过程如下：弹头1仅受载流线圈1施加的磁力作用从静止开始加速运动，通过碰撞将动能传给中间的弹头2；弹头2被载流线圈2加速，通过碰撞将动能传给弹头3，弹头3最终被弹出。
弹头可视为半径为r，电流大小恒为I、方向如图2方框中所示的单匝细圆线圈，且r远小于载流线圈半径。所有碰撞均可视为弹性正碰，不考虑弹头之间的磁力作用，相邻两线圈之间的距离足够远，水平轨道足够长。
a．标出载流线圈1和载流线圈2中电流的方向。
b．已知弹头1在载流线圈1处产生磁场的磁感应强度的轴向分量B_x和径向分量Br。求弹头1在图2方框中所示情况下受到载流线圈1的作用力的大小F。
c．通过查阅资料得知：电流为i、面积为S的单匝细圆线圈放入磁感应强度为B的外界匀强磁场中所具有的“势能”可表示为 $E_{p} = - i B S cos θ,$ ，其中θ为细圆线圈在轴向上产生的磁场与外界匀强磁场之间的夹角。
已知载流线圈1和载流线圈2在各自圆心处产生的磁感应强度大小均为 $B_{0} 。$ 求弹头3理论上能获得的速度上限 $v_{m}$

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12、如图1所示，把一个质量为m的小球连接在劲度系数为k的轻质弹簧的右端，弹簧的左端固定，小球置于光滑水平面，小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子。以弹簧原长时小球的位置为坐标原点O，以水平向右为正方向建立坐标轴Ox。小球在运动过程中弹簧始终在弹性限度内，忽略摩擦阻力的影响。

(1)、把小球拉向O点的右方x=+L处，然后由静止释放，小球沿着坐标轴做往复运动。
a．在图2中画出弹簧弹力F随x变化的示意图，并由此求出小球从x=+L处静止释放至第一次运动到平衡位置O的过程中，弹簧对小球做的功W。
b．求小球从x=+L处静止释放至第一次运动到平衡位置O的过程中，弹簧对小球冲量的大小I。

(2)、动量p随位移x变化的图像在理论物理、近代数学分析的发展中扮演了重要的角色。如图3所示，小球运动过程的p-x图线为椭圆，已知弹簧振子系统的机械能为E。
a．求该椭圆的半长轴a和半短轴b。
b．实际上，小球在运动过程中受到微小的阻力，在相当长的时间内可近似认为其p-x图线是一系列面积不同的封闭椭圆。经过一段相当长的时间T，椭圆的面积减小为原来的90％，求这段时间内克服微小阻力做功的平均功率P。（已知椭圆面积S=πab)

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13、如图所示，运动员以一定速度从P点沿水平方向离开平台，恰能从A点与轨道相切进入粗糙圆弧轨道AC，沿圆弧轨道在竖直平面做圆周运动。已知运动员（含装备）质量m=50kg，运动员进入圆弧轨道时的速度大小v_A=10m/s，圆弧轨道的半径R=4m，圆弧轨道AB对应的圆心角∠ $A O B = 37^{\circ}$ 。测得运动员在轨道最低点B时对轨道的压力是其总重力的3.8倍。取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ， $sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $cos 37^{\circ} = 0.8$ 。将运动员视为质点，忽略空气阻力。求：

(1)、运动员从P点到A点运动过程所用时间t；

(2)、运动员在B点时的动能 $E_{k B}$ ；

(3)、在圆弧轨道AB段运动过程中，摩擦力对运动员所做的功W。

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14、如图所示，光滑水平面内存在一有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向如图所示。一边长为L的正方形单匝导线框位于水平面内，某时刻导线框以垂直磁场边界的初速度v从磁场左边缘进入磁场。已知导线框的质量为m、电阻为R。求导线框完全进入磁场的过程中，求：

(1)、感应电流的最大值I；

(2)、加速度的最大值a；

(3)、流过导线截面的电荷量q。

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15、某实验小组用图1所示电路测量一段粗细均匀、阻值约为5Ω的金属丝的电阻率。

(1)、实验室有电源（电动势E为3.0V，内阻约为1Ω）、开关和导线若干，以及下列器材：
A．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω）
B．电流表（量程0～3A，内阻约0.025Ω）
C．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）
E．滑动变阻器（0～5Ω，额定电流2A）
F．滑动变阻器（0～1kΩ，额定电流0.5A）
为了比较准确地测量金属丝的电阻阻值 $R_{x}$ ，实验中电流表应选，滑动变阻器应选。（选填器材前的字母）

(2)、图2所示为测量R₂的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，请根据图1电路图补充完成图2中实物间的连线。

(3)、该小组同学正确连接电路，改变滑动变阻器的滑片位置，测量得到多组电压U和电流I，并在图3坐标系中标出。
a．请在图3中画出U-I图线。
b．已通过U-I图线得到了R_x。为准确测量待测金属丝的电阻率，请写出还需要测量的物理量及对应的测量方法。

(4)、该小组同学利用上述相同实验器材，分别按照图1和图4的电路图正确连接电路。按操作规范，将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，探究电压表示数U与滑片移动距离x 间的关系，分别得到图线甲和乙。已知滑动变阻器电阻丝的总长度为L，下列反映U-x关系的示意图中可能正确的是。

A、 B、 C、

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16、某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长。该同学调整好实验装置后，分别用图所示的氢原子在可见光区的四条谱线中的H_β和H_γ两条谱线的光照射双缝。已知氢原子四条谱线的波长 $λ$ 满足 $\frac{1}{λ} = R_{\infty} (\frac{1}{2^{2}} - \frac{1}{n^{2}}) (n = 3 、 4 、 5 、 6)$ ，其中 $n = 3$ 对应H_α ， $R_{\infty}$ 为常量）。在干涉图样中，条纹间距较小的是谱线所对应的光形成的。（选填“H_β”或
“H_γ”）

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17、用图所示装置探究两个互成角度的力的合成规律。如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，橡皮条的另一端固定，橡皮条恰好伸直时的长度为GE。通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力 $F_{1} 、 F_{2}$ 的共同作用，静止于O点，橡皮条伸长的长度为EO，如图乙所示。改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它静止于O点，如图丙所示。关于本实验，下列说法正确的是（　　）

A、需要记录GE和EO的长度 B、描点确定拉力方向时，所描两点之间的距离应适当大一些 C、借助该实验数据也可以完成“探究力的分解规律”的实验

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18、现有一个阻值约为2kΩ的定值电阻，用多用电表测其电阻，应选用电阻挡（选填“×10”“×100” 或“×1k”)；图为已选定挡位后正在测量中的多用电表表盘，其对应的阻值是Ω。

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19、当波源与观测者发生相对运动时，观测者接收到波的频率发生变化，这是我们熟悉的多普勒效应。观测者和波源之间的距离变化越快，多普勒效应越明显。原子会吸收和发出某些特定波长的电磁波，我们观测到的某颗恒星的光谱包含由此恒星的大气层中的原子引起的吸收谱线。已知钠原子具有一条波长为

5895.9 A

(1 A = 10^{- 10} mm)

的特征谱线（

D_{1}

线）。研究人员在观测某双恒星系统时，从t=0时开始在表中记录双恒星系统中的钠原子在

D_{1}

线对应波长处的吸收光谱，其中1号恒星和2号恒星在吸收波长处吸收光谱的波长分别为λ₁和λ₂假定研究人员处于双恒星运动所在平面，双恒星均近似做匀速圆周运动，且不考虑双恒星系统质心（质点系的质量中心）的运动。不考虑相对论效应和宇宙膨胀的影响。关于该双恒星系统，下列说法正确的是（　　）

t/d	λ₁/ $A$	λ₂/ $A$
0.3	5893.1	5897.5
0.6	5892.8	5897.7
0.9	5893.7	5897.2
1.2	5896.2	5896.2
1.5	5897.3	5895.1
1.8	5898.7	5894.3
2.1	5899.0	5894.1
2.4	5898.1	5894.6
2.7	5896.4	5895.6
3.0	5894.5	5896.7
3.3	5893.1	5897.3
3.6	5892.8	5897.7
3.9	5893.7	5897.2

A、双恒星绕质心转动的周期约为1.8d B、

t = 1.5 d

观测到波长为

λ_{1}

的光是1号恒星靠近观测者时发出的 C、在

2.7 d ~ 3.0 d

间观测到波长为

λ_{1}

的光是1号恒星在距离观测者最近位置附近发出的 D、通过比较观测波长变化量，可判断1号恒星质量较小

20、飞轮储能是一种利用高速旋转的飞轮来储存和释放能量的技术。飞轮能储存能量，是因为转动的物体具有动能。如图所示，将飞轮简化为圆盘，可绕通过其圆心且与圆盘平面垂直的转轴转动。可以把圆盘分成很多小块，任取一小块都能根据 $E_{k} = \frac{1}{2} m v^{2}$ 来计算其动能，将所有小块的动能累加即可以求得飞轮转动的动能。下列说法正确的是（　　）

A、飞轮转动时的动能与其转动的角速度成正比 B、飞轮转动的动能与其质量分布是否均匀无关 C、保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能不变 D、保持角速度的大小不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能变小

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