1．静电现象

静电现象在生活中十分常见，比如摩擦过的梳子可以吸引细小水流，冬天脱毛衣的时候常会听到“噼噼啪啪”的声音，并伴有“小火星”。人们可以利用静电，也要防范静电带来的危害。

 

1．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，和橡胶棒摩擦过的毛皮也带正电。如果将均不带电的毛皮与玻璃棒摩擦，它们________（选填“能”或“不能”）各自带电。

 

2．不能用“同种电荷相互排斥”来解释的现象是（    ）

 

3．18 世纪中叶以前，研究带电体之间的静电力遇到三大困难：一是带电体上的电荷分布、带电体之间的距离难以确定，解决办法是建立________模型；二是静电力非常小，难以测量，库仑采用________装置解决了这一难题；三是电荷量大小的量度，库仑利用电荷在两个相同金属球之间________（选填“等量”或“不等量”）分配的原理实现了电荷量的成倍变化，最终得到静电力作用规律。

 

4．在氯化钠晶体结构中相邻的一价钠离子与一价氯离子之间的距离 d = 2.8×10⁻¹⁰ m。它们之间的静电力大小为_______________N。（提示：一价正离子电荷量 e = 1.6×10⁻¹⁹ C，静电力常量 k = 9.0×10⁹ N·m²/C²，结果保留 2 位有效数字）

 

5．如图所示为某种静电喷涂装置的原理图，接上高压电源后，装置的两极间产生强电场，虚线表示电场的等差等势面，实线表示该电场的部分电场线。

（1）（作图）请根据图中信息标出电场线方向；

（2）根据图中信息，电荷量为 q 的正电荷在 a 点受到的电场力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）在 b 点受到的电场力；若 a、b 两点的电势分别为 φ_a、φ_b，则将电荷量为 q 的正电荷由 a 移动到 b 的过程中，电场力做的功为________（用已知物理量字母表示）。

 

6．（多选）加油站的静电安全工作非常重要，属于防范静电危害的举措有（    ）

A．加油前人要触摸一下静电释放器               B．在加油站禁止穿脱化纤服装

C．油罐车应装有拖地的铁链                          D．定期检查电路以防止线路老化

【答案】

1．能

2．D

3．点电荷，扭秤，等量

4．2.9×10⁻⁹

5．（1）如图

（2）大于，q(φ_a − φ_b)

6．ABC

 

2．密立根油滴实验

美国物理学家密立根通过实验首次测定了元电荷。实验方法是通过调节电场使油滴受力平衡，从而计算出油滴的电荷量。经过大量实验，密立根发现所有油滴的电荷量均为某个最小固定值的整数倍。

 

1．实验装置如图甲所示，能在两极板之间悬浮的油滴带_______电（选填“正”或“负”）。如果该油滴质量为 m，所在位置处电场强度为 E，则该油滴所带电荷量 q = __________。实验中两极板间距为 5 mm（视为匀强电场），电压加至 400 V 时，两极板间的电场强度大小为______N/C。若该油滴所受电场力与电荷量可在 F – q 图中用 a 点表示，则另一电荷量为 q′ 的油滴在图中可能由______点表示（选填“b”、“c”或“d”）。

2．某带电物体所带电荷量不可能是（    ）

A．3.2×10⁻²⁰ C            B．4.8×10⁻¹⁶ C             C．6.4×10⁻¹⁷ C             D．8.0×10⁻¹⁹ C

 

3．两个靠得很近的平行金属板构成电容器，将它连成如图乙所示的电路。闭合开关 K，先将开关 S 拨到 1，这时电容器开始________（选填“放电”或“充电”），一段时间后再将 S 拨到 2，通过小灯的电流方向为______（选填“A 到 B”或“B 到 A”）；实验测得一个电容为 100 μF 的电容器充电完成后两端电势差为 6 V，则在它放电过程中经过灯泡的总电荷量为______C。

【答案】

1．负，，8×10⁴，b

2．A

3．充电，A 到 B，6×10⁻⁴

 

3．地球的磁场

地球可以看作一个天然的大磁体。地磁场对人类的生存和活动都有着重要意义，如利用它为航海、行军导航，利用地磁场的分布特征寻找矿藏等。

 

1．地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，相关解释正确的是（    ）

A．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时 N 极指向北方

B．地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时 N 极指向南方

C．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时 S 极指向北方

D．地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时 S 极指向南方

 

2．某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下：

（1）如图甲所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线 ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针 N 极指向_______(选填“相同”或“相反”）。改变电流大小，小磁针指向将______(选填“变化”或“不变”）；

（2）（作图）请在图乙中画出通电长直导线周围的磁感线平面分布图。（要求：画出三条磁感线）

3．据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为 3.0×10⁻⁵ T。

（1）1 T = 1___________(用国际单位制基本单位表示）；

（2）若该处有半径为 10 cm 并绕制了 100 匝的闭合线圈竖直放置且与地磁场方向垂直，如图丙，则穿过该线圈平面的磁通量为_____Wb（保留 2 位有效数字），当该线圈绕其竖直直径转动时，线圈内_____感应电流（选填“有”或“无”）；

（3）某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图丁所示，开关断开，小磁针静止时 N 极指向处于水平面内 xOy 坐标系中的 y 轴正方向。闭合开关后，发现小磁针 N 极的指向与 y 轴正方向的夹角为 45°。

①（作图）请在图上标明螺线管上导线的绕向；

②（计算）求该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小。

【答案】

1． A

2．（1）相反，不变

（2）如图

3．（1）kg/(A·s²)

（2）9.4×10⁻⁷，有

（3）①如图

②B_电 = 3.0×10⁻⁵ T

 

4．电能的使用

电给人们的生产生活带来了极大的便利，炎炎夏日里可以使用电扇、空调；冷冷冬日里可以使用电热水袋、热水器。在使用电能时应该提高效率，以减少资源的浪费；还要注意用电安全。

 

1．我国民用照明电路使用的是_________（选填“交流电”或“直流电”），火线与零线间的电压为___________（选填“220 V”或“380 V”）。

 

2．在一个三口之家中，共有 10 盏 40 W 白炽灯，倘若使用照明亮度相近的 5 W LED 灯代替，每年可因此节约_________元电费。（保留 3 位有效数字，假设每盏灯平均每天照明时间为 5 h，家庭电费为 0.61元/kW·h）

 

3．（简答）如图甲所示的家庭电路中存在三处不同类型的安全隐患，试找出其中两处。（1）___________________________；（2）___________________________。

4．某品牌电热水袋的电路原理图如图乙所示。电压 U 恒定，发热丝 R₂ 置于液体中。正常工作时指示灯呈现绿色，出现故障时指示灯不亮或呈现红色。

（1）当指示灯因烧断而不能正常发光时，发热丝 R₂ 每小时产生的热量将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（2）某同学想探究亮红灯和亮绿灯时电压的差异，找到同一型号的指示灯、一个恒压源、一个多用电表，正确的连接方式是（    ）

5．某品牌的落地电风扇，其内部工作电路如图丙所示，总电阻 220 Ω。给电风扇接通 220 V 电源后，电路中电流_______ 1 A（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

【答案】

1．交流电，220 V

2．390

3．（1）两孔插座的开关接在零线上了，应该接在火线上；

（2）三孔插座没有接地，应将中间孔接地。

（或：空调和热水器应该分别连接在单独的断路器上。三者选其二即可得分。）

4．（1）不变         （2）A

5．小于

 

5．能源

能源是现代社会发展不可或缺的重要资源。然而，随着全球人口的增长和经济的发展，能源消耗不断增加，给环境带来了巨大压力，因此，寻找可持续的能源利用方案已成为当今社会的重要课题。

 

1．光伏发电是利用太阳能实现________转换（选填“光热”或“光电”）的新能源技术，________能是利用核反应获得的新能源。

 

2．（多选）风能是我国未来开发和利用的重要能源之一，属于（    ）

A．一次能源        B．二次能源        C．不可再生能源        D．可再生能源

 

3．如图所示是一种被称为“郁金香风力发电机”的小型发电机，该风力发电机能将通过有效面积内空气动能的约 40% 转化为电能。某同学根据“发电机在发电过程中能量有损耗”这一事实得出结论：发电过程能量是不守恒的，是与能量守恒定律相矛盾的。你认为呢？

（简答）________________________________________________________________。

 

4．电磁波也具有能量，可被人们用来传输信号、杀菌、加热、探测、定位等，除了可见光、红外线、γ 射线，请再列举两个电磁波其他频段的名称：

________________________，________________________。

【答案】

1．光电，核

2．AD

3．空气动能除 40% 转化为电能外，其余一部分转化为内能，能量并没有消失，只是没有被利用，这与能量守恒定律不矛盾（合理即可）。

4．无线电波，紫外线，X 射线（任选其二即可，若写微波、长波、短波等也可）。

 

5．电子吊秤

物理兴趣小组的同学用一根拉力敏感电阻丝制作电子吊秤。他们按图甲所示电路设计了一个简易“吊秤”，通过光滑绝缘环可吊起重物。

已知：E = 3V，r = 1Ω；毫安表电阻 R_A = 50 Ω；不吊重物时，电阻丝电阻 R₀ = 100 Ω。

1．电源是闭合电路的重要元件，干电池所标“1.5 V”表示（    ）

A．每一个电子经过电池时有 1.5 J 化学能转化为电能

B．每 1 s电荷经过电池时有 1.5 J 化学能转化为电能

C．每 1 C 电荷经过电池时有 1.5 J 化学能转化为电能

 

2．某实验小组在测该电阻丝的电阻率时，先用________________（填仪器名称）直接测出电阻丝横截面直径为 d，再用伏安法测出长度为 L 的电阻丝阻值为 R。用以上测量值计算电阻率的表达式是 ρ = ____________。

 

3．不吊重物时，闭合开关，调节 R₁，当 R₁ = ________Ω 时，毫安表指针满偏至 10 mA；此时电源的总功率为________W，拉力敏感电阻丝的热功率为________W。

 

4．不吊重物时，闭合开关，调节 R₁ 使毫安表指针满偏的操作可视为吊秤的“调零”过程。调零结束后，保持 R₁ 滑片位置不变。接着在环下吊上重物，如图乙所示，已知电阻丝 B 端或 A 端每增加 1 N 拉力，其阻值将增加 0.5 Ω。则吊上重物之后，毫安表中电流的示数将________（选填“减小”、“不变”或“增大”），AB 两端电压将________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。当毫安表示数为 5 mA 时，电阻丝对 B 端的拉力为________N。如果将毫安表盘作为重物质量表盘标上质量示数，则________侧质量示数更大（选填“左”或“右”）。

【答案】

1．C

2．游标卡尺（或螺旋测微器等均得分），\(\frac{{\pi R{d^2}}}{{4L}}\)

3．149，0.03，0.01

4．减小，增大，600，左