高中物理教科版-试题列表-第11页

1、2024年9月10日，中国科学院国家天文台等团队发现了双星系统G3425中一颗是质量为太阳质量的3.6倍的小质量黑洞，同时观测到该双星系统中的另一颗是质量为太阳质量的2.7倍的红巨星。关于双星系统G3425，下列说法正确的是（　　）

A、小质量黑洞所受的合外力大于红巨星所受的合外力 B、小质量黑洞与红巨星的向心加速度大小之比为

3 : 4

C、小质量黑洞与红巨星的轨道半径之比为

4 : 3

D、小质量黑洞与红巨星的线速度大小之比为

3 : 4

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2、光学现象在日常生活中随处可见，下列四幅图所示的光学实验或光学应用，说法不正确的是（　　）

A、图甲为单色光的单缝衍射图样，且对同一单缝黄光对应中央亮条纹的宽度比绿光大 B、图乙为双缝干涉的实验装置，若增大挡板到屏的距离

L

，条纹间距将减小 C、若减小图丙中薄片的厚度，条纹间距将变小 D、图丁为通过3D眼镜观看立体电影，利用了光的偏振原理

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3、某款电热毯内部简化电路结构如图甲所示，其中电热丝的电阻

R = 484 Ω

，电压表为理想交流电压表，交流电压

u

的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A、交流电压

u

的变化频率为

0.5 Hz

B、图甲中交流电压表的读数为

220 \sqrt{2} V

C、电热毯工作时的电流为

\frac{5}{11} A

D、电热毯工作时的功率为

200 W

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4、如图甲所示为磁电式电流表的内部结构示意图，蹄形磁铁和铁芯之间形成均匀辐向磁场，绕在铁芯上的线圈中通入电流时，线圈带动指针发生偏转，如图乙所示为其截面图，线圈中恒定电流方向如图乙中

a

、

b

所示，下列说法正确的是（　　）

A、图乙中铁芯内的磁感应强度为零 B、通入图乙所示电流时，指针会发生逆时针偏转 C、图乙中，线圈带动指针发生偏转的过程中，安培力大小保持不变 D、图乙中，线圈带动指针发生偏转的过程中，

a

、

b

处的磁感应强度保持不变

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5、如图所示，一重力为

G

的灯笼用轻质细绳悬挂在屋檐下方，在水平风力的作用下，细绳偏离竖直方向

θ

角后保持静止。不考虑灯笼受到的空气浮力，下列说法正确的是（　　）

A、灯笼所受细绳的拉力是由于灯笼发生微小形变产生的 B、水平风力可能大于细绳的拉力 C、水平风力不可能大于重力 D、若水平风力增大，细绳的拉力一定增大

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6、研究表明，香烟中含有多种放射性物质，其中最主要的是

_{84}^{210} Po

，会发生

α

衰变，半衰期为138天，吸入肺部后会明显增加罹患癌症的风险，下列说法正确的是（　　）

A、

_{84}^{210} Po

发生

α

衰变的方程为

_{84}^{210} Po \to_{82}^{206} Pb +_{2}^{4} He

B、

_{84}^{210} Po

发生

α

衰变时，会吸收能量 C、香烟燃烧时的高温会加快

_{84}^{210} Po

发生

α

衰变的速度 D、

_{84}^{210} Po

发生

α

衰变生成的铅核中含有120个中子

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7、如图所示为兴趣小组设置的模拟游戏装置，装置由倾角

θ_{1} = 37^{\circ}

的粗糙斜面。光滑水平面和倾角

θ_{2} = 30^{\circ}

的光滑斜面组成，粗糙斜面与水平面通过小圆弧平滑连接，粗糙斜面上有沿斜面向下的直轨道AB长L=5m，光滑水平面上有光滑竖直内圆轨道1，圆心为

O_{1}

，半径

R_{1} = 1 m

，与水平面相切于 C、C'点，C、C'均为轨道最低点且略微错开以便质点进出，光滑斜面内固定着圆心为O₂的四分之一圆形透风管道MN，和一个圆心为N的四分之一圆形透风挡板GH，管道MN光滑且半径

R_{2} = 1 m

，挡板GH半径

R_{3} = 20 \sqrt{3} m

， O₂、N、G三点在平行于斜边且沿斜面向下的同一条直线上。当质量m=1kg可视为质点的小滑块在光滑斜面内任意位置运动时都会受到平行于斜边沿斜面向上大小为0.125mg的恒定风力。现让该滑块从A处以一定的初动能沿直轨道AB运动，假设小滑块从水平面经过C点后一定沿轨道1的内轨道运动，若能经过水平面左端E点，一定进入可控小圆弧通道，且在小圆弧通道内运动时速率大小不变，离开小圆弧刚好沿斜面从M处沿切线方向进入管道MN。若能进入MN运动，则能击中GH上的Q点(Q点未画出)。小滑块与AB 轨道间动摩擦因数

μ = 0.6

，重力加速度

g = 10 m / s^{2}

。

(1)、若小滑块在A处初动能为44J，求小滑块刚运动到C处时对圆轨道的压力；

(2)、为使小滑块在竖直圆轨道1内运动时不脱离轨道，求小滑块在A处初动能取值范围；

(3)、满足（2）问的小滑块运动到Q点时动能的最小值？

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8、“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，有两个非常巧妙的设计，请你借鉴这两个设计思路，完成以下实验：

(1)现需要在一个烧杯中倒入 $0.01 g$ 食盐供以后做实验用，但现有的电子秤最小只能称 $1 g$ 的质量，怎么办？请定量地具体说明操作的步骤。

(2)有一小捆粗细均匀的细铁丝，要较精确地测量细铁丝的横截面积，你认为应该怎样测量？说出所需的器材和测量方法。

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9、某一电势差计原理简化如图甲所示，E₀为标准电源，R₀为保护电阻，R₁由粗细均匀的电阻丝制成，阻值恒定。某实验小组用它来测量一节干电池的电动势和内电阻。

（1）当虚线框内接电池M（E₁=1.50V，内阻不计）时，调节滑片C，当AC间长度为12.84cm时，灵敏电流计示数为零。如果虚线框内接待测电池N（电动势为E_x ，内阻为r_x），调节滑片C，当AC间长度为12.50cm时，灵敏电流计示数为零。

（2）该实验小组将图乙电路接入图甲虚线框内，来测量测量电池的内阻 $r_{x}$ 。他们将电阻箱调至某一阻值R ，闭合开关 $S_{2}$ ，移动滑片C使电流计G示数为零，测量出此时的AC 长度L ；改变电阻箱的阻值R ，重复调节滑片C使电流计G示数为零，记录下多组R 及对应的L 值。利用记录的多组R 、L 数据，作出 $\frac{1}{L} - \frac{1}{R}$ 图像如图丙。

（3）待测电池的电动势 $E_{x}$ =V，内阻 $r_{x}$ =Ω （保留三位有效数字）

（4）本实验中若标准电池M的内阻不可忽略，则待测电池内阻的测量结果将（填“偏大”“不变”或“偏小”）。

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10、一列简谐横波沿x轴正方向传播，此波在某时刻的波形图如图甲所示。质点M的平衡位置在

x = 1.5 m

处，质点N的平衡位置在

x = 4 m

处。质点N从

t = 0

时刻开始振动，其振动图像如图乙所示。此波传播到达平衡位置为

x = 12 m

处的质点Q时，遇到一障碍物（未画出）之后传播方向立刻反向，反射波与原入射波在相遇区域发生干涉，某时刻两列波部分波形如图丙所示。则下列说法中正确的是（）

A、图甲时刻波刚好传播到

N

点，波速为

20 m / s

B、从

t = 0.05 s

到

t = 0.20 s

，质点M通过的路程小于

15cm

C、

t = 0.45 s

时，质点N的位移为

5cm

D、足够长时间后，

O 、 Q

之间有5个振动加强点（不包括

O 、 Q

两点）

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11、某兴趣小组设计了一种检测油深度的油量计，如图1所示油量计固定在油桶盖上并将油量计竖直插入油桶，通过油箱盖的矩形窗口可看见油量计的上端面明暗相间的区域。图2是油量计的正视图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底部是一个等腰直角三角形，腰长为

\frac{\sqrt{2}}{2} d

，相邻两个锯齿连接的竖直短线长度为

\frac{d}{2}

，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部，塑料的折射率小于油的折射率。若油面不会超过图2中的虚线Ⅰ，不计油量计对油面变化的影响，则（　　）

A、窗口竖直向下射入的光线在塑料和油的界面处发生折射进入油中，折射光线与反射光线垂直，形成暗区 B、窗口竖直向下射入的光线在塑料和空气的界面处发生全反射，返回油量计的上端面并射出，形成亮区 C、透明塑料的折射率至少要大于2 D、油的深度h与明线长度L满足的关系式为

h = 5 d - \frac{L}{2}

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12、1986年，阿瑟·阿什金发明了第一代光镊，经过30多年的发展，光镊技术也越来越成熟，并被广泛运用于医学及生物学等诸多领域，2018年诺贝尔物理学奖被授予美国的亚瑟·阿斯金、法国的杰哈·莫罗和加拿大的唐娜·斯特里克兰三位物理学家，以表彰他们“在激光物理领域的突破性发明”。为简单起见，我们建立如下模型。如图所示，有两束功率均为P，波长为

λ

的平行细激光束

P_{1}

和

P_{2}

，与一焦距为f的透镜主光轴平行射入凸透镜，后进入一球状透明介质，出射透明介质的光束仍与主光轴平行。透镜主光轴在竖直方向，且与球状透明介质的一条直径重合，此时透明介质球恰好处于静止状态，已知球状透明介质的质量为m，当地的重力加速度为g，真空中光速为c，以下说法正确的有（　　）

A、若激光束

P_{1}

的功率大于激光束

P_{2}

的功率，则透明介质球将向左侧偏移 B、若将介质球相对于透镜上移一小段距离，则介质球受到激光的作用力将变小 C、若将介质球相对于透镜下移一小段距离，则介质球受到激光的作用力将变小 D、题干条件下激光功率为

P = \frac{m g c}{1 - \frac{f}{\sqrt{L^{2} + f^{2}}}}

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13、“通过观测的结果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定了光具有粒子性。弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入汞蒸汽后，发现KG间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。下列说法错误的是（）

A、汞原子基态和第一激发态的能级之差可能是4.9eV B、KG间电压低于4.9V时，电流随电压增大而上升，是因为电子能量越高，越容易克服反向电压到达A极 C、KG间电压在5~10V之间时，出现电流随电压增大而上升的一段图线，是因为单位时间使汞原子发生跃迁的电子个数增加 D、即使KG间电压高于4.9V，电子也存在始终不与汞原子发生碰撞的可能性

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14、时间、长度、质量、电荷的单位通常和单位制有关。量子论的提出者普朗克发现利用真空中的光速

c

、万有引力常量

G

、普朗克常量

h

、真空介电常量

ε_{0}

可以组合出与单位制无关的质量单位

m_{P}

、长度单位

l_{p}

、时间单位

t_{P}

、电荷单位

q_{P}

，这些量分别称为普朗克质量、普朗克长度、普朗克时间、普朗克电量。

m_{P}

和

q_{P}

的表达式（用

c 、 G 、 h

和

ε_{0}

表示，不含无量纲因子）分别为和。

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15、如图所示，足够长的水平轨道的左端A固定一轻质弹簧，弹簧自由状态下右端位于B点，质量为1kg的小物块甲静止在B点，在与B点相距

L = 1 m

的C处固定一竖直光滑圆轨道，半径

R = 1 m

，圆轨道底端略微错开。在轨道CE上放有n个质量均为1kg的静止小物块，相邻两个小物块的间距均为

L = 1 m

，从左往右依次编号1、2、3…n，其中1号小物块在D处，CD的距离也为

L = 1 m

。小物块甲与BC段的动摩擦因数为

μ_{0} = 0.4

， AB段轨道光滑。所有小物块均可视为质点，小物块间碰撞时间忽略不计，重力加速度大小g取

10 m / s^{2}

。现将小物块甲向左压缩弹簧后释放弹出。参考公式：

1^{2} + 2^{2} + 3^{2} + \dots \dots + {(n + 1)}^{2} = \frac{(n + 1) (n + 2) (2 n + 3)}{6}

(1)、若小物块甲恰好能过圆轨道最高点，求弹簧的弹性势能；

(2)、若弹簧的弹性势能为54J，小物块甲与CD段轨道间的动摩擦因数为

μ = 0.1

， DE段轨道光滑，且小物块间的碰撞均为弹性碰撞。从小物块甲刚离开圆轨道C点开始计时，经过多长时间，

n = 99

号小物块开始运动；

(3)、若改变弹簧的弹性势能，让小物块甲经过C点的速度大小为14m/s，所有小物块与CE段轨道间的动摩擦因数均为

μ = 0.1

，且小物块间的碰撞均为完全非弹性碰撞。求最多与第几个小物体发生碰撞。

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16、如图所示，质量为M=2kg的木板A静止于粗糙的水平面上，木板 A 与水平地面的动摩擦因数

μ_{1} = 0.1

，质量为m=1kg的可视为质点的木块B从木板 A的左端点以初速度

v_{0} = 5 m / s

滑上木板 A，木块B与木板A的动摩擦因数

μ_{2} = \frac{13}{30}

，不计空气阻力，重力加速度取

g = 10 m / s^{2}

。

(1)、木块B刚滑上木板 A时，求此时木板 A 和木块B的加速度大小a_A、a_B；

(2)、木块B始终未从木板A右端滑下，求木块B运动的全过程的位移大小x_B；

(3)、若木块B与木板A的动摩擦因数随位置x（x表示距离木板A左端点的距离）成线性变化，即

μ_{2} = k x ， k = 0.1 m^{- 1}

， A的长度L=5m ，改变B的初速度大小使其恰好不从木板A的右端滑下，求木块B的初速度大小。

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17、某班同学分成两组来进行“验证机械能守恒定律”的实验。甲组同学采用让重锤自由下落的方法验证机械能守恒，实验装置如图甲所示；乙组同学采用气垫导轨装置验证机械能守恒定律，实验装置如图乙所示。（已知当地重力加速度为

g

）

(1)、实验过程中他们进行了如下操作，其中操作不当的步骤是________（填选项前的字母）。

A、甲组中对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验 B、甲组测量纸带上某点的速度时，可用公式

v = \sqrt{2 g h}

计算 C、乙组实验前将气垫导轨调水平 D、乙组实验时用天平测量钩码、遮光条和滑块的质量

(2)、若甲组中重物的质量为

m

，由图丙中纸带数据计算出打

B

点时重物的速度为

v_{B}

，连续相邻两点之间的时间为

T

；则从打起始点

O

到打点

B

的过程中，重物的重力势能减少量

Δ E_{p} =

（用

m

、g、

h_{B}

表示），动能的增加量

Δ E_{k} =

（用m、T、

h_{A}

、

h_{C}

表示）。若在实验误差允许范围内

Δ E_{p} = Δ E_{k}

，则可认为该过程机械能守恒。

(3)、甲组想用图像分析结论，又在纸带上多选取几个点，算出这些点的瞬时速度

v

的大小，并测出这些点分别到起始点的高度

h

，以

v^{2}

为纵轴，

h

为横轴建立平面直角坐标系描点作图得到一条过原点倾斜的直线，则该图像的斜率大小为（用

g

表示），可认为该过程机械能守恒。

(4)、乙组实验时，测出光电门1、2间的距离

l

，遮光条的宽度

d

，滑块和遮光条的总质量

M

，钩码质量

m

。由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间

t_{1}

、

t_{2}

，则系统机械能守恒成立的表达式是___________（填选项前的字母）。

A、

m g l = \frac{d^{2}}{2} M (\frac{1}{t_{1}^{2}} - \frac{1}{t_{2}^{2}})

B、

m g l = \frac{d^{2}}{2} (M + m) (\frac{1}{t_{1}^{2}} - \frac{1}{t_{2}^{2}})

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18、滑草是一项使用滑草车沿倾斜草地滑行的运动，深受青年人喜爱，甲图为滑草运动场地鸟瞰图。某滑草运动场地由倾斜滑道AB和水平滑道BC两部分组成，B点处平滑连接，如图乙所示。倾斜滑道AB长100m，与水平面夹角为37°。某游客乘坐滑草车从A点由静止开始沿滑道下滑，滑草车在AB段做匀加速直线运动。取倾斜滑道底端为零势能面，游客与滑草车在AB上运动的机械能、重力势能随位移x的变化情况如图丙所示。重力加速度大小取