高中物理试题

常见的激光器有固体激光器和气体激光器，世界上一些发达国家已经研究出了自由电子激光器，其原理的简单示意如图（a）所示．自由电子（设初速度为零，不计重力）经电场加速后，射入上下排列着许多磁铁的管中，相邻的两块磁铁的极性是相反的，在磁场的作用下电子扭动着前进，犹如小虫在水中游动．电子每扭动一次就会发出一个光子（不计电子发出光子后能量的损失），管两端的反射镜使光子来回反射，结果从透光的一端发射出激光．若加速电场电压U＝1.8×10⁴ V，电子质量为m＝0.91×10^-30  kg，电子的电荷量q＝1.6×10^-19 c，每对磁极间的磁场可看做是均匀的，磁感应强度B＝9×10^-4 T，每个磁极的左右宽度为a＝30 cm，垂直于纸面方向的长度为b＝60 cm，忽略左右磁极间的缝隙，从上向下看两极间的磁场如图（b），当电子在磁极的正中间向右垂直于磁场方向射入时，求：

（1）电子进入磁场时的速度v；
（2）电子在磁场中运动的轨道半径R；
（3）电子可通过磁极的个数n。

如图所示，质量为m=1kg的小滑块，从光滑、固定的圆弧轨道的最高点A由静止滑下，经最低点B后滑到位于水平面的木板上。已知木板质量M=2kg，其上表面与圆弧轨道相切于B点，且长度足够长。整个过程中木板的v—t图像如图所示，g=l0,求：

（1）滑块经过B点时对圆弧轨道的压力．
（2）滑块与木板之间的动摩擦因数．

如图所示，MN、PQ为足够长的平行导轨，间距L=0.5m。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°。NQ⊥MN，NQ间连接有一个R=3Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B₀=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r=2Ω，其余部分电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd处时速度大小开始保持不变，cd 距离NQ为s=2m。试解答以下问题：（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）金属棒达到稳定时的速度是多大；
（2）从静止开始直到达到稳定速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少；
（3）从静止开始直到达到cd处的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（4）分析19、20两个题，总结相关规律：
求热量的方法（至少两个方法）             求电量的方法（一个方法）

如图所示，在与水平面成θ=30º的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场，磁感应强度B=0.20T，方向垂直轨道平面向上.导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与金属轨道接触良好构成闭合回路，每根导体棒的质量m=2.0×10^-2kg，回路中每根导体棒电阻r=5.0×10^-2Ω，金属轨道宽度l=0.50m.现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力，使之匀速向上运动.在导体棒ab匀速向上运动过程中，导体棒cd始终能静止在轨道上.g取10m/s²，求：

（1）通过棒cd的电流I是多少；
（2）棒ab受到的外力F多大；
（3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少。

如图，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上的M点，以速度v₀垂直于y轴射入电场，经x轴上的P点时的速度方向与x轴的方向夹角为进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场。不计粒子重力。

（1）画出粒子运动轨迹，标出粒子在磁场中运动的轨道半径和圆心，不用计算.
（2）总结相关规律：分析17、18两个题总结带电粒子在磁场中做圆周运动，如何用作图法找到圆心（至少写出一个方法）.

如图所示，在直角坐标系xOy的第—象限内有沿x轴正方向的匀强电场，在x<0的空间中，存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，—个质量为m、带电荷量为q的负粒子；在x轴上的P（h．0）点沿y轴正方向以速度进入匀强电场，在电扬力的作用下从y轴上的Q点离开电场进入磁场，在磁场力的作用下恰好经过坐标原点再次进入电场．已知Q点的纵坐标，不考虑带电粒子的重力和通过O点后的运动，求：

（1）匀强电场的电场强度E；
（2）匀强磁场的磁感应强度B；

（1）小方同学想测出某种材料的电阻率，由于不知其大约阻值，他只好用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻。经正确操作后，选“×100W”挡时发现指针偏转情况如图甲所示，由图可知，其阻值约为      W（只填数量级）。由于指针太偏左，他应该换用      挡（填“×10W”或“×1k”），换挡后，在测量前先要______________。

（2）要测出上述样品的电阻率，必须精确测出其电阻的阻值。除导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：
电流表A₁，量程1A，内阻r₁约0.5Ω
电压表V₁，量程6V，内阻R_V1等于20kΩ
电压表V₂，量程10V，内阻R_V2约30kΩ
滑动变阻器R₁，0～2000Ω，额定电流0.1A
滑动变阻器R₂，0～20Ω，额定电流2A
电源E（电动势为12 V，内阻r约2Ω）
①请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图画在方框中。其中滑动变阻器应选            。
② 用螺旋测微器测得该材料直径d的读数如图，则d=       mm
       

某实验小组设计了下面的实验电路测量电池的电动势和内电阻，闭合开关S，调整电阻箱的阻值R，读出电压表相应示数U，测出多组数据，利用测的数据做出如右下图像。则电池的电动势为       ，内电阻为      。

电动势的测量值与真实值相比      （填“偏大”、“偏小”或“相等”）

要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增大到3V，并便于操作。已选用的器材有：
电池组（电动势4.5V，内阻约1Ω）；
电流表（量程为0～250mA，内阻约5Ω）；
电压表（量程为0～3V，内阻约3kΩ）；
电键一个、导线若干。
（1）实验中所用的滑动变阻器应选__（填字母代号）。
A．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A）
B．滑动变阻器（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
（2）实验得到的小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。现将一个这样的小灯泡与一个4Ω的定值电阻R串联，接在电动势为1.5V，内阻为1Ω的电源两端，如图乙所示。小灯泡消耗的功率是________W。
     

在探究加速度与力、质量的关系时，小王同学采用如图所示装置，图中小车及砝码的质量用M表示，沙桶及沙的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出．

（1）往沙桶中加入—定量的沙子，当M与m的大小关系满足_______时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于沙桶和沙的重力；

（2）在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的—段如图所示，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50Hz，则小车的加速度大小______m/s²；（结果保留三位有效数字）
（3）小张同学用同—装置做实验，他们俩在同—坐标系中画出了a-F关系图，如图所示，小张和小王同学做实验，哪—个物理量是不同的_______________．

闭合矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如右图所示。规定垂直纸面向外为磁场的正方向，线框中顺时针电流的方向为感应电流的正方向，水平向右为安培力的正方向。关于线框中的感应电流i与ad边所受的安培力F随时间t变化的图像，下列选项正确的是（      ）

如图所示，水平地面上的物体A，在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是（ ）

A．物体A可能只受到三个力的作用

B．物体A一定受到了四个力的作用

C．物体A受到的滑动摩擦力大小为Fcos θ

D．物体A对水平地面的压力的大小一定为Fsin θ

一小水电站，输出的电功率为P=20KW，输出电压U₀=400V，经理想升压变压器Τ1变为2000V电压远距离输送，输电线总电阻为r=10Ω，最后经理想降压变压器Τ2降为220V向用户供电。下列说法正确的是（    ）

A．变压器的匝数比

B．输电线上的电流为

C．输电线上损失的电功率为

D．变压器的匝数比

图甲为一列横波在t=0时的波动图象，图乙为该波中x=2m处质点P的振动图象，下列说法正确的是 （     ）

A．若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的频率为0. 25Hz

B．若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4m大很多

C．再过0.5s，P点的动能最大；

D．波沿x轴正方向传播；

一列简谐横波沿x轴传播，相距2.0m的两个质元的振动图象分别为图示中的实线和虚线，已知该波的波长m，则以下说法正确的是（   ）

A．该波上质元振动的振幅为4.0cm

B．该波上质元振动的周期为0.25s

C．该波的波长一定为8.0m

D．该波的波速可能为m/s