高中物理试题

同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置。图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板。M板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为。N板上固定有三个圆环。将质量为的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为L处。不考虑空气阻力，重力加速度为g。求：

（1）距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；
（2）小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向；
（3）摩擦力对小球做的功。

如图，一长为10cm的金属棒用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1T，方向垂直于纸面向里，弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω，已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm。闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm，重力加速度大小取10m/s²，判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量。

光学现象在实际生活、生产中有许多应用。下列选项利用了“光的干涉现象”的是（     ）

A．用光导纤维传输信号

B．白光通过三棱镜变成七色光

C．戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感

D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度

图为一注射器，针筒上所标刻度是注射器的容积，最大刻度V_m＝20ml，其活塞的横截面积为2cm²。先将注射器活塞移到刻度V₁=18ml的位置，然后用橡胶帽密封住注射器的针孔。已知环境温度t₁=27℃，大气压p₀=1.0×10⁵Pa，为使活塞移到最大刻度处，试问：（活塞质量及活塞与针筒内壁间的摩擦均忽略不计。）

（i）若把注射器浸入水中缓慢加热，水温须升至多少℃？
（ii）若沿注射器轴线用力向外缓慢拉活塞，拉力须达到多大？

空间有一匀强电场，电场方向与纸面平行。一带正电、电量为q，质量为m的小球（重力不计），在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度由M匀速运动到N，如图所示。已知力F和MN间夹角为，MN间距离为L，则：

（1）匀强电场的电场强度大小为多少？
（2）MN两点的电势差为多少？
（3）当带电小球到达N点时，撤去外力F，则小球回到过M点的等势面时的动能为多少？

一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系。实验装置如图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小球刚好接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。

（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为          ；
（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：

弹簧压缩量x/cm	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50
小球飞行水平距离s/m	0.21	0.30	0.41	0.49	0.61	0.69

结合（1）问与表中数据，可分析得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的函数关系式为         （k为比例系数）（      ）
A．      B．     C．      D．
（3）你认为与x的关系式中的比例系数k与弹簧的什么因素有关？

某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，四个电表均为理想电表。现闭合电键S，电压表V₁的示数为4.0V，以下说法正确的是（   ）

A．电压表V2的示数为1.0V

B．电源的输出功率为3.0W

C．电流表A2的示数为0.60A

D．电源的电动势可能为8V，内阻为5Ω

如图所示，三个小球在离地面不同高度处，同时以相同的速度向左水平抛出，小球A落到D点，DE＝EF＝FG，不计空气阻力，每隔相等的时间间隔小球依次碰到地面。则关于三小球（   ）

A．B、C两球也落在D点
B．B球落在E点，C球落在F点
C．三小球离地面的高度AE∶BF∶CG＝1∶3∶5
D．三小球离地面的高度AE∶BF∶CG＝1∶4∶9

市电即电网为我们提供的工频交流电，我国的市电标准为“220V/50Hz”。它是由发电站的发电机发出，通过分级升压或降压变压器变换电压，跨越较远距离输送到用户所在地。下列说法正确的是（   ）

A．220V指的是交流电压的峰值

B．发电机转子的转速为3000r/min

C．变压器可以变换交流电的电压、功率和频率

D．采用远距离高压输电可减小输电线上的电流及功率耗损

如图所示，界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场B和匀强电场E，在PQ上方有一个带正电的小球A自O静止开始下落，穿过电场和磁场到达地面。设空气阻力不计，下列说法中正确的是（    ）

A．在复合场中，小球做匀变速曲线运动

B．在复合场中，小球下落过程中的电势能增加

C．小球从静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和

D．若其他条件不变，仅增大磁感应强度，小球从原来位置下落到水平地面时的动能不变

如图所示为一未知电路，现测得两个端点a、b之间的电阻为R，若在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，则该未知电路的电功率一定为（   ）

A．

B．

C．

D．

如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30º角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止。g取10m/s²，求：

（1）通过棒cd的电流I的大小；
（2）棒ab受到的力F的大小；
（3）棒ab运动速度的大小。

如图所示，为一回旋加速器的示意图，其核心部分为处于匀强磁场中的D形盒，两D形盒之间接交流电源，并留有窄缝，离子在窄缝间的运动时间忽略不计。已知D形盒的半径为R，在D₁部分的中央A处放有离子源，离子带正电，质量为m、电荷量为q，初速度不计。若磁感应强度的大小为B，每次加速时的电压为U。忽略离子的重力等因素。求：

（1）加在D形盒间交流电源的周期T；
（2）离子在第3次通过窄缝后的运动半径r₃；
（3）离子加速后可获得的最大动能E_km。

如图所示，某学生小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验：

（1）实验明使小车在砝码和托盘的牵引下运动，以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系。
①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材。若要完成该实验，必需的实验器材还有_________________。
②为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_________运动。
③实验开始时，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是____（填字母代号）。
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
（2）连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。

实验时测得小车的质量为M=200g，小车所受细绳的拉力为F=0.2N。
各计数点到O的距离为s，对应时刻小车的瞬时速度为v，小车所受拉力做的功为W，小车动能的变化为。请计算前补填表中空格（结果保留小数点后四位）。

计数点	s/m	v/(m·s^-1)	v^2/(m^2·s^-2)	W/J	/ J
A	0.1550	0.5560	0.3091	0.0310	0.0309
B	0.2160	0.6555	0.4297	0.0432	0.0430
C	0.2861	0.7550	0.5700	0.0572	0.0570
D	0.3670	0.8570	0.7344	0.0734	0.0734
E	0.4575	0.9525	0.9073
F	0.5575	1.051	1.105	0.1115	0.1105
G	0.6677	1.150	1.323	0.1335	0.1323

分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内                                。
（3）这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些。这一情况可能是下列个些原因造成的______________（填字母代号）。
A．在接通电源的同时释放了小车
B．小车释放时离打点计时器太近
C．平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够
D．平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大
（4）实验小组进一步讨论认为可以通过绘制图线来分析实验数据。请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点，并画出图线。

分析图线为一条通过原点的直线，直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值，也可以得出相同的结论。这种方案中直线斜率表达式为k=____________（用题目中相关物理量字母表示）。

类比和迁移是重要的物理学习方法。请根据学习过的把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理，试着把电流表改装成能够测量导体电阻的欧姆表。

如图所示电路中，电源电动势为E=1.5V、内阻r=1.5Ω，待改装的电流表满偏电流为I_g=10mA、电阻为R_g=7.5Ω，A、B为接线柱，R₁为可变电阻。
（1）用一条导线把A、B直接连起来，调节电阻R₁=______Ω时，电流表达到满偏电流。
（2）保持R₁阻值不变，在A、B之间接入电阻R₁=________Ω时，电流表的电流为5mA。
（3）把任意电阻R接在A、B之间，若电流表读数为I，则I、R的对应关系式为R=_________________。
（4）由此发现在A、B之间接入阻值不同的电阻，电流表读数不同。若在电流表刻度线上直接标注相应电阻值，则可直接读出A、B之间接入的电阻值，电流表就改装成了一块能够测量导体电阻的欧姆表。电流表“10mA”刻度线标为_______Ω；“5mA”刻度线标为_______Ω；为了操作方便在A、B处用红、黑表笔接出，其中红表笔应接在_______处。
（5）使用改装好的欧姆表测量导体电阻前应该进行的操作是___________，这项操作叫“欧姆调零”。
（6）下图是一块多用电表的表盘，某次测量电阻选择“×10”挡位，指针示数如图所示，此被测电阻的阻值为______Ω。