高中物理鲁科版-试题列表-第620页

1、某同学受“蛟龙号”载人潜水器的启发，设计了一个测量水深的装置。如图所示，导热性能良好的汽缸I、Ⅱ内径相同，横截面积均为S，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸I左端开口。汽缸I内通过活塞A封有压强为p₀的气体，汽缸Ⅱ内通过活塞B封有压强为3p₀的气体，一细管连通两汽缸，初始状态A、B均位于汽缸最左端。该装置保持水平放入水下后，通过活塞A向右移动的距离可测定水的深度。已知大气压强为p₀ ，水的密度为ρ，重力加速度为g，忽略水温变化，被封闭气体视为理想气体。求：

(1)、当活塞A向右移动了

\frac{L}{3}

，此时该活塞受到水的压力F大小。

(2)、此装置能测量的最大深度h。

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2、某学习小组为探究光电效应的规律，设计了如图甲所示的电路图，图乙是对应的装置实物图。

(1)、电路连接。

图乙中已正确连接了部分电路，请完成图中滑动变阻器R、单刀双掷开关S、灵敏电流计（G）和电压表（V）间的实物图连线。

(2)、实验探究。

①为了探究入射光的频率、强度对光电流的影响，需要把单刀双掷开关S打向端（填“a”或“b”），在光电管上加正向电压（光电管阳极接电源正极）。

②实验发现，在光照条件不变的情况下，灵敏电流计示数随着滑动变阻器滑片P向右滑动而增大，当滑片P移到某一位置后，灵敏电流计示数不再变化。此时灵敏光电流计（G）的示数如图丙所示，读数为μA。由此可知，光电效应存在饱和光电流。

③通过控制变量法，改变入射光的频率或强度，测量饱和光电流的变化情况。

④把单刀双掷开关S打向另一侧，在光电管上加反向电压，可以探究入射光的频率、强度对的影响。（填下列选项前字母）

A.遏止电压 B.饱和光电流 C.截止频率

(3)、为了实现用滑动变阻器可以控制输出正向电压或反向电压，该学习小组对实验方案进行了改进，设计电路图如图丁所示。为给光电管提供反向电压应将滑片P往端移动。（填“c”或“d”）

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3、如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.20mm的双缝。然后，接通电源使光源正常工作。已知像屏与双缝间的距离l=700mm。

(1)、已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有20个分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示，则此示数为mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻线与某条纹B中心对齐，测得A条纹到B条纹的距离为8.40mm。利用上述测量结果，经计算可得经蓝滤光片射向双缝的色光的波长λ=m（结果保留2位有效数字）。

(2)、另一同学改用红滤光片重新实验，在光屏上仍能观察到清晰的条纹，且打在光屏上的条纹数目会（选填“增加”“ 减少”或“不变”）。

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4、下列是《普通高中物理课程标准》中列出的二个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。

(1)、“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。

下列说法正确的是________。

A、每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力 B、在用图像探究加速度与质量关系时，应作

a - \frac{1}{m_{A}}

图像 C、本实验砝码及砝码盘B的总质量应远大于小车A的质量

(2)、某同学在实验中打出的一条纸带如图乙所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个点没有标出，其中s₁=7.06 cm、s₂=7.68 cm、s₃=8.30 cm、s₄=8.92 cm，纸带加速度的大小是m/s²。（结果保留2位有效数字）

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5、如图甲所示，小球B与小球C用轻弹簧拴接，静放在光滑的水平地面上，此时弹簧处于原长，另有一小球A以8m/s的初速度向右运动，t₀时刻球A与球B碰撞瞬间粘在一起，碰后AB的v−t图像如图乙所示。经过Δt时间，弹簧第一次被压缩至最短。已知小球B的质量为3kg，在Δt时间内C球的位移为0.25m，弹簧的劲度系数k=40N/m，弹簧的弹性势能

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

（x为弹簧的形变量），整个运动过程中弹簧始终在弹性限度内，小球均可视为质点。下列判断正确的是（　　）

A、t₀~t₁间某一时刻弹簧第一次压缩至最短 B、t₂时刻弹簧第一次恢复原长 C、Δt时间内，小球B的位移为

\frac{1}{3} m

D、C球的质量为10kg

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6、我国高铁技术迅猛发展，取得举世瞩目的成就。学校物理兴趣小组为研究高铁车厢间的相互作用力，用8个完全相同的滑块放在水平地面上模拟高铁车厢，滑块与地面间动摩擦因数都相同，滑块间用轻杆连接，如图所示。给滑块1施加水平向右的拉力F，滑块向右加速运动，下列分析判断正确的是（　　）

A、若减小滑块与地面间的动摩擦因数，则滑块7、8间杆的拉力变小 B、若增大水平拉力F，滑块7、8间杆的拉力变小 C、滑块7、8间杆的拉力与滑块5、6间杆的拉力大小之比为1∶3 D、滑块7、8间杆的拉力与滑块5、6间杆的拉力大小之比为2∶3

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7、高铁站内两段水平钢轨连接处设置有8mm厚的机械绝缘节，其起着电气绝缘和机械连接的作用，拉开后各部分如图甲所示。某次列车经过绝缘节时，钢轨A、B之间产生了约为60V的电势差，此时绝缘节顶部空间的等势面分布如图乙所示，其中c点位于绝缘节正上方，下列说法正确的是（　　）

A、a点的电势低于b点 B、负电荷在a点电势能比在c点大 C、c点场强方向沿着x轴正方向 D、绝缘节顶部的场强约为

{7.5 \times 10}^{3}

V/m

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8、科技赋能奥运，在2024年巴黎奥运会田径比赛场，跑道外侧安装有高速轨道摄像机系统，如图所示，当运动员加速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频，关于摄像机下列说法正确的是（　　）

A、摄像机所受合外力的大致方向可能为

F_{1}

B、摄像机在弯道上运动的速度不变 C、摄像机角速度比运动员的更大 D、摄像机向心加速度与运动员的相等

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9、沿x轴传播的一列简谐横波在

t = 0

时刻的波动图像如图甲所示，平衡位置在

x = 4 m

处的质点Q的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A、该列波的传播方向沿x轴正方向 B、该列波的传播速度为6.25m/s C、经过0.4s时间，质点Q沿波的传播方向运动了3m D、

t = 0.2 s

时，质点Q的加速度方向沿y轴正方向

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10、寻求守恒量，是解决物理问题的重要方法。

(1)、如图1所示，用细线悬挂的三个完全相同的小球，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，小球3被弹起，已知所有的碰撞都是弹性碰撞，求碰后瞬间小球3上升的最大高度。

(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1个“载流线圈”，放置着两个质量均为

m

的小磁铁充当“磁性弹头”，弹头2左侧挨着无磁性的质量均为

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。

弹头可视为半径为 $r$ ，电流恒为 $I$ 、方向如图2中方框部分所示的细圆线圈， $r$ 远小于载流线圈半径。所有的碰撞均为弹性正碰；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.载流线圈磁场方向如图所示，在弹头1处产生轴向磁场 $B_{x}$ ，径向磁场 $B_{r}$ 。试分析轴向磁场 $B_{x}$ 、径向磁场 $B_{r}$ 对弹头的安培力方向。

b.通过查阅资料得知：电流为 $i$ 、面积为 $S$ 的细圆线圈放入磁感应强度为 $B$ 的外界匀强磁场中具有的“势能”可表示为 $E_{p} = - i S B cos θ$ ，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。

已知载流线圈圆心处产生的磁感应强度大小均为 $B_{0}$ 。求弹头2理论上能获得的速度上限 $v$ 。

c.若该“电磁弹射”装置有 $n$ 级载流线圈及圆柱，如图3所示。求弹头最后出射理论上能获得的速度上限 $v_{m}$ 。

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11、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

O x

。小球在运动过程中弹簧形变始终在弹性限度内，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 $O$ 点向 $x = + L$ 处运动过程中，弹簧弹力对小球做的功 $W$ 。

b.求小球从 $O$ 处运动到 $x = + L$ 处的过程中，弹簧对小球的冲量 $I$ 。

(2)、弹簧振子在运动过程中，求弹簧弹力对小球做正功时，其瞬时功率

P

的最大值。

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12、如图，一个质量为

m = 0.6 kg

的小球，在左侧平台上运行一段距离后从边缘

A

点以

v_{0} = \frac{20}{3} m / s

的速度水平飞出，恰能沿圆弧切线从

P

点进入固定在地面上的竖直的圆弧管道，并继续滑行。已知圆弧管道口内径远小于圆弧半径

R, O P

与竖直方向的夹角是

θ = 37^{\circ}

，平台到地面的高度差为

h = 1.45 m

。取

g = 10 m / s^{2}

，

\sin 37 ° = 0.6

，

\cos 37 ° = 0.8

。求：

(1)、小球从

A

点运动到

P

点所需的时间

t

；

(2)、P点距地面的高度

Δ h

和圆弧半径

R

；

(3)、若通过最高点

Q

点时小球对管上壁的压力大小

9 N

，求小球经过

Q

点时的速度

v

大小。

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13、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

。求线框完全进入磁场的过程中

(1)、感应电流的最大值

I

；

(2)、线框完全进入磁场时的速度；

(3)、线框进入磁场产生的焦耳热。

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14、在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为

50 cm

。

(1)、用伏安法测金属丝的电阻

R_{x}

。实验所用器材为：电池阻（电动势3V，内阻约

1 Ω

）、电流表（内阻约

0.1 Ω)

、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器

R (0 \sim 20 Ω

，额定电流

2 A)

、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I/A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

由以上实验数据可知，他们测量 $R_{x}$ 是采用图中的图（选填“甲”或“乙”）。

(2)、如图2所示是测量

R_{x}

的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片

P

置于变阻器的一端，请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。

(3)、这个小组的同学在坐标纸上建立

U

、

I

坐标系，如图3所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第3、5、6次测量数据的坐标点，并描绘出

U - I

图线，由图线得到金属丝的阻值

R_{x} =

Ω

（保留两位有效数字）。

(4)、该小组同学利用上述相同实验器材，分别按照（1）中图甲和图乙的电路图正确连接电路和规范操作。将滑动变阻器滑片

P

从一端滑向另一端，探究电压表示数

U

与滑片

P

移动距离

x

间的关系，滑动变阻器电阻丝的总长度为

L

。请在图4中定性画出图甲和图乙电路对应的

U - x

关系图像，并分别用甲和乙标出。

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15、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，保持双缝间的距离不变，分别用图3所示的氢原子在可见光区的四条谱线中的

H_{β}, H_{γ}

照射双缝。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}

），式中的

R_{\infty}

为里德伯常量。实验形成如图所示的干涉图样，则图甲对应的谱线是。（填“

H_{β}

”，“

H_{γ}

”）。

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16、“验证力的平行四边形定则”的实验如图所示，同学们在操作过程中有如下讨论，其中对减小实验误差有益的说法是（　　）

A、两根细绳必须等长 B、橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 C、在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行 D、拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

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17、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。原子吸收和发出某些特定波长的电磁波，因此我们观察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 \overset{\circ}{A} (10 \overset{\circ}{A} =1nm)

的特征谱线

(D_{1} 线)

。研究人员在观测某遥远双恒星系统的光谱时，从

t = 0

时开始在表中记录对于钠

D_{1}

线的吸收光谱，其中1号恒星和2号恒星吸收光谱的波长分别为

λ_{1}

和

λ_{2}

。假定研究人员处于双星运动所在平面，双星均近似做匀速圆周运动，且不考虑双恒星系统质心的运动。不考虑相对论效应和宇宙膨胀的影响。关于该双恒星系统，下列说法不正确的是（　　）

$t / d$	$λ_{1} / Å$	$λ_{2} / Å$
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

3.0 d

B、

t = 1.5 d

观测到波长为

λ_{1}

的光是1号恒星远离观测者时发出的 C、在

1.2 d \sim 1.8 d

间观测到波长为

λ_{2}

的光是2号恒星在距离观测者最远位置附近发出的 D、通过比较观测波长变化量，可判断1号恒星转动半径较小

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18、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，任取一小块都能利用

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平方成反比 B、若飞轮质量均匀，匀速转动时，转轴所受合力为0 C、若飞轮质量不均匀，匀速转动时，转轴将受恒力作用 D、保持角速度不变，若飞轮改为绕其直径转动，则其动能不变

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19、在一个很小的厚度为d的矩形半导体薄片上，制作四个电极 E、F、M、N，它就成了一个霍尔元件，如图所示．在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，则薄片中的载流子（形成电流的自由电荷）就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N 间出现了电压，称为霍尔电压U_H ．可以证明U_H=kIB/d，k为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关．下列说法正确的是（）

A、若M的电势高于N的电势，则载流子带正电 B、霍尔系数k较大的材料，其内部单位体积内的载流子数目较多 C、借助霍尔元件能够把电压表改装成磁强计（测定磁感应强度） D、霍尔电压U_H越大，载流子受到磁场的洛仑兹力越小

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20、图中箭头所示的是真空中两点电荷中垂线上某点p的场强方向，关于两点电荷带电性质以及电量多少的判断，下列选项中正确的是（　　）

A、

Q_{a} > Q_{b}

，且

a 、 b

带正电 B、

Q_{a} > Q_{b}

，

a

带正电，

b

带负电 C、

Q_{b} > Q_{a}

，

a

负电，

b

正电 D、

Q_{b} > Q_{a}

，

a

正电，

b

负电

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