高中物理试题

截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流 $I_1$，四根平行直导线均通入电流 $I_2$， $I_1\gg I_2$，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（　　）

A．

B．

C．

D．

由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆 $\mathit{OP}$与横杆 $\mathit{PQ}$链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆 $\mathit{PQ}$始终保持水平。杆 $\mathit{OP}$绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．	P点的线速度大小不变
B．	P点的加速度方向不变
C．	Q点在竖直方向做匀速运动
D．	Q点在水平方向做匀速运动

唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为 $\alpha$和 $\beta$， $\alpha <\beta$，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（ ）

A．	耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B．	耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C．	曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D．	直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力

2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　）

A．	核心舱的质量和绕地半径
B．	核心舱的质量和绕地周期
C．	核心舱的绕地角速度和绕地周期
D．	核心舱的绕地线速度和绕地半径

科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为 ${}_{13}^{26}\text{Al}{\to }_{12}^{26}\text{Mg}+\text{Y}$，下列说法正确的是（　　）

A．	Y是氦核
B．	Y是质子
C．	再经过72万年，现有的铝26衰变一半
D．	再经过144万年，现有的铝26全部衰变

如图，间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m的金属杆放在导轨上。金属杆在水平外力作用下以速度 $v_0$向右做匀速直线运动，此时金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为 $u_0$。设金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，除了电阻R以外不计其它电阻。

（1）求金属杆中的电流和水平外力的功率；

（2）某时刻撤去外力，经过一段时间，自由电子沿金属杆定向移动的速率变为 $\frac{u_0}{2}$，求：

（i）这段时间内电阻R上产生的焦耳热；

（ii）这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离。

如图，一长木板在光滑的水平面上以速度 $v_0$向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。

（1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小；

（2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离；

（3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。

一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在 $0~4s$内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为 $0.5m/s$。

（1）求这列横波的波长；

（2）求波源在4s内通过的路程；

（3）在图（b）中画出 $t=4s$时刻的波形图。

为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。

（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________；

①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；

②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；

③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；

④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；

⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；

⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间 $\text{Δ}{t}_1$、 $\text{Δ}{t}_2$；

⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面高度 $h_1$、 $h_2$；

⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。

（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则 $d=$___________ $\text{mm}$；某次实验中，测得 $\text{Δ}{t}_1=11.60\text{ms}$，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度 $v_1=$___________ $\text{m/s}$（保留3位有效数字）；

（3）在误差允许范围内，若 $h_1-h_2=$___________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；

（4）写出两点产生误差的主要原因：___________。

在伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源E（电动势约 $\text{6V}$，内阻约 $\text{1Ω}$），待测电阻 $R_{\text{x}}$（阻值小于 $10\text{Ω}$），电压表V（量程 $3\text{V}$，内阻约 $3\text{kΩ}$），电流表A（量程 $0.6\text{A}$，内阻约 $1\text{Ω}$），滑动变阻器（最大阻值 $20\text{Ω}$），单刀开关 ${\text{S}}_1$，单刀双掷开关 ${\text{S}}_2$，导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。

回答下列问题：

（1）闭合开关 ${\text{S}}_{\text{1}}$前，滑动变阻器的滑片P应滑到___________（填“a”或“b”）端；

（2）实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将 ${\text{S}}_2$拨向___________（填“c”或“d”）；在上述操作正确的情况下，引起实验误差的主要原因是___________（填正确选项前的标号）；

A．

电流表分压

B．

电压表分流

C．

电源内阻分压

（3）实验时，若已知电流表的内阻为 $1.2\text{Ω}$，在此情况下，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将 ${\text{S}}_{\text{2}}$拨向___________（填“c”或“d”）；读得电压表的示数为 $2.37\text{V}$，电流表的示数为 $0.33\text{A}$，则 $R_{\text{x}}=$___________ $\text{Ω}$（结果保留两位有效数字）。

如图，在平面直角坐标系 $\mathit{Oxy}$的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的 $P(0,\sqrt{3}L)$点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为 $\alpha \left(0\le \alpha \le 180°\right)$。当 $\alpha ={150}^{°}$时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（　　）

A．	粒子一定带正电
B．	当 $\alpha =45°$时，粒子也垂直x轴离开磁场
C．	粒子入射速率为 $\frac{2\sqrt{3}\mathit{qBL}}{m}$
D．	粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为 $3\sqrt{5}L$

如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线 $\mathit{ac}$过原点。则气体（　　）

A．	在状态c的压强等于在状态a的压强
B．	在状态b压强小于在状态c的压强
C．	在 $b\to c$的过程中内能保持不变
D．	在 $a\to b$的过程对外做功

如图，在匀强电场中有一虚线圆， $\mathit{ab}$和 $\mathit{cd}$是圆的两条直径，其中 $\mathit{ab}$与电场方向的夹角为 $60°$， $\mathit{ab}=0.2\text{m}$， $\mathit{cd}$与电场方向平行，a、b两点的电势差 $U_{\mathit{ab}}=20\text{V}$。则（　　）

A．	电场强度的大小 $E=200\text{V}/\text{m}$
B．	b点的电势比d点的低 $5\text{V}$
C．	将电子从c点移到d点，电场力做正功
D．	电子在a点的电势能大于在c点的电势能

甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动， $t=0$时经过路边的同一路标，下列位移-时间 $(x-t)$图像和速度-时间 $(v-t)$图像对应的运动中，甲、乙两人在 $t_0$时刻之前能再次相遇的是（　　）

A．

B．

C．

D．

如图，理想变压器原线圈接在 $u=220\sqrt{2}\sin 100\mathit{\pi t}\left(\text{V}\right)$的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 $n_1:n_2=2:1$，为了使图中“ $\text{100V}$， $\text{50W}$”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（　　）

A．	仅将滑片P向上滑动
B．	仅将滑片P向下滑动
C．	仅在副线圈电路中并联一个阻值为 $20\text{Ω}$的电阻
D．	仅在副线圈电路中串联一个阻值为 $20\text{Ω}$的电阻