1．中国航空母舰

航空母舰是一个国家综合实力的象征，彰显着国家整体的现代国防工业能力。2011 年8 月 10 日，中国航母平台进行出海航行试验。2012 年 9 月 25 日，中国第一艘航空母舰正式交付中国海军，经中央军委批准，它被命名为“中国人民解放军海军辽宁舰”，舷号为“16”，从这一天开始，中国有了自己的航空母舰。2019 年 12 月 17 日，中国第一艘国产航空母舰“中国人民解放军海军山东舰”正式交付中国海军，舷号为“17”。2022 年 6 月 17 日，中国第三艘航空母舰“中国人民解放军海军福建舰”下水，舷号为“18”。

 

1．在下列情况中，可将航空母舰视为质点的是（    ）

A．研究航行路线时                      B．弹射舰裁机时

C．移出船坞下水时                      D．用操作仪把控方向时

 

2．若舰载机在“福建舰”上着落瞬间某个物理量的大小为 80 m/s，方向与跑道平行，这个物理量是（    ）

A．路程          B．平均速度          C．位移          D．瞬时速度

 

3．如图，舰载机在空中沿曲线 MN 向上爬升，速度逐渐减小，图中所给出的表示舰载机在 P 点受到合力的四种方向中可能的是（    ）

A．①              B．②              C．③              D．④

 

4．舰载机在“辽宁舰”的甲板上加速起飞过程中，舰载机的飞行员对座椅的压力为 F，飞行员的重力为G。此过程中飞行员处于_________（选填“超重”或“失重”）状态，F______G（选填“>”“ = ”或“<”）。

 

5．在某次航行中，若“山东舰”以 54 km/h 的速度在海上向东匀速航行，停在“山东舰”上的某架舰载机也向东起飞，舰载机在航空母舰上弹射起飞的速度为 360 km/h（相对陆地），其弹射起飞的加速度为 40 m/s²。已知“山东舰”的弹射轨道长度约 100 m。不计空气阻力，该舰载机能安全起飞吗？请通过计算来说明理由。

【答案】

1．A

2．D

3．A

4．超重，>

5．舰载机在航母上运动的时间 t = 2.125 s，舰载机的位移 x₁ = 122.187 5 m，航母的位移 x₂ = 31.875 m。因为 Δx = x₁ – x₂ = 90.312 5 m < 100 m，所以该舰载机能安全起飞。

 

2．游乐场

游乐场是儿童自由自在玩耍的好去处，通常会有跷跷板、秋千、单杠、双杠、滑梯、吊环、玩具小屋及迷宫等。大型游乐场还会建造过山车、摩天轮、旋转木马等游艺设施。这些在游乐场中的游戏能够帮助儿童发展协作能力，强健身体的同时锻炼语言能力，也为其提供了娱乐和享受。

 

1．小明坐在游乐场的旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动。关于小明做匀速圆周运动的过程中，下列物理量不发生变化的是（    ）

A．动能          B．合外力              C．线速度              D．加速度

 

2．小明在骑游园车观光时，发现游园车的传动示意图如图所示，A 轮与脚踏相连，B 轮与后轴相连，C 为后车轮。当人匀速蹬车时（    ）

A．A 轮与 B 轮的角速度相同

B．B 轮与 C 轮的角速度相同

C，A 轮边缘与 B 轮边缘的向心加速度相同

D．B 轮边缘与 C 轮边缘的向心加速度相同

 

3．（多选）在游乐场中，小明从滑梯上由静止开始下滑（假设滑梯为斜面），下列图像可以表示他在滑梯上运动和受力情况的是（    ）

 

4．如图所示为游乐场的旋转飞椅。将人和椅子一起看成质点，在水平面内做匀速圆周运动时，由_________提供向心力。当人的速度大小为 v，悬挂绳索与竖直方向夹角为 45° 时，人的转动半径为_________。

 

5．如图所示为游乐场的一种滑道示意图，滑道最高点 A 与最低点 B 之间的高度差 h = 1.8 m。一个质量 m = 20 kg 的小孩（视为质点）沿左边的台阶登上滑道顶端，再从 A 点由静止开始沿滑道下滑，小孩在滑道上的 AB 段滑行时受到的阻力忽略不计，g 取 10 m/s²。

（1）小孩沿左边的台阶向上登高的过程中，其重力势能增加还是减少？

（2）求小孩从 A 点滑到 B 点的过程中，重力所做的功 W。

（3）求小孩经过 B 点时的速度 v 的大小。

【答案】

1．A

2．B

3．AC

4．合外力（重力和绳索拉力的合力、绳索拉力的水平分力），\(\frac{{{v^2}}}{g}\)

5．（1）增加

（2）360 J

（3）6 m/s

 

3．电磁学

电磁学是研究电磁现象的规律和应用的物理学分支学科，起源于 18 世纪。广义的电磁学包含电学和磁学，狭义的电磁学是指探讨电性与磁性交互关系的学科。电磁学有时简称“电学”，主要研究对象包括静电现象、磁现象、电流现象、电磁场和电磁辐射等。

 

1．下列家用电器中利用电磁波工作的是（    ）

A．电冰箱              B．微波炉              C．电热水壶          D．冼衣机

 

2．如图所示的电场中，a、b 两点的连线与经过 b 点的电场线垂直，下列说法正确的是（    ）

A．a、b 两点的连线为等势线

B．将一正电荷从 b 点移到 c 点，电场力做正功

C．同一电荷在 b 点的加速度比在 c 点的加速度小

D．负电荷在 b 点所受的电场力方向与 b 点电场方向相同

 

3．如图，两根细绳一端悬挂在同一点，另一端分别连接两个带电小球 A、B，A、B 处在同一水平面上，小球 A 与竖直方向的夹角为 α，小球 B 与竖直方向的夹角为 β，α < β，则（    ）

A．小球 A 的质量一定大于小球 B 的质量

B．小球 B 的质量一定大于小球 A 的质量

C．小球 A 的电荷量一定大于小球 B 的电荷量

D．小球 B 的电荷量一定大于小球 A 的电荷量

 

4．将一电量为 − 2×10⁻⁸ C 的点电荷，从零电势 S 点移到电场中的 M 点，克服电场力做功为 4×10⁻⁸ J，则 φ_M = ______V，粒子在 M 点的电势能为_______J。

 

5．如图，磁感应强度为 B 的匀强磁场仅存在于边长为 2l 的正方形范围内，有一个边长为 l 的正方形导线框 abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度 v 匀速通过磁场，从 ab 进入磁场时开始计时。

（1）画出穿过线框的磁通量随时间变化的图像。

（2）判断线框通过磁场的过程中线框中的感应电流的情况。

【答案】

1．B

2．B

3．A

4．− 2，4×10⁻⁸

5．（1）

（2）线框进入磁场阶段：当 0 < t < \(\frac{l}{v}\) 时，线框中有感应电流；线框在磁场中运动阶段：当 \(\frac{l}{v}\) ≤ t ≤ \(\frac{2l}{v}\) 时，线框中无感应电流；线框离开磁场阶段：当 \(\frac{2l}{v}\) < t ≤ \(\frac{3l}{v}\) 时，线框中有感应电流。

 

4．机器人

机器人的组成部分与动物极为相似。一个典型的机器人有一套可移动的身体结构、一部类似于马达的驱动装置、一套传感系统、一个电源和一个用来控制所有这些部件的计算机“大脑”。从本质上讲，机器人是由人类制造的“动物”，它们是模仿人类和动物行为的机器。

 

1．如图所示为一个机器人的行走速度随时间变化的 v – t 图像，由图可知    （    ）

A．机器人先向前运动，后反向运动

B．机器人先做匀加速运动，后做匀减速运动

C．机器人的加速度先变大，后变小

D．机器人的加速度先变小，后变大

 

2．如图，墙面清洁机器人“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由 A 点沿直线匀速“爬行”到右上方的 B 点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析可能正确的是（    ）

 

3．如图所示为某扫地机器人，已知其工作的额定电压为 15 V，额定功率为 30 W，充电时额定电压为 24 V，额定电流为 0.5 A，电池容量为 2 000 mA·h，则下列说法错误的是（    ）

A．机器人充满电大约需要 4 h                   B．电池容量是指电池储存电能的大小

C．机器人正常工作时的电流为 2 A          D．机器人充满电后可连续工作的时间约为 1 h

 

4．如图，①、②分别为机器人的电源在充电过程中充电电流 I、电池电压 U 随时间 t 变化的图线。此过程中充电功率最大为__________W，图线①与时间轴所包围的面积对应的物理量是___________。

 

5．某同学用电流传感器和电阻箱做“测定机器人的电源的电动势和内阻”的实验，实验所用电路如图甲所示。

（1）图中定值电阻 R₀ 起___________的作用。

（2）实验测得多组数据，通过变换坐标，经计算机拟合得到如图乙所示的图像，别该图像选取了_________为横坐标。由图可知，电源的电动势为_______V。

（3）若该同学在处理实验数据时，误将电阻箱阻值作为外电路的总电阻阻值，漏算了 R₀，则最终得到的电动势和内阻的值与真实值相比：电动势________，内阻_________。（均选填“偏大”“偏小”或“相同”）

【答案】

1．D

2．B

3．B

4．4.2，电量（电荷量）

5．（1）保护电路

（2）1/I

（3）相同，偏大

 

5．中国能源目标

2022 年 1 月，国家能源局有关领导在《经济日报》刊发的《推动“十四五”可再生能源高质量跃升发展》一文中表示，我国要求到 2030 年非化石能源占一次能源消费比重达到 25% 左右，风电和太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上。2022 年 3 月印发的《“十四五”现代能源体系规划》对煤炭、天然气等化石能源消费和非化石能源消费等都提出了明确的目标。

 

1．下列能源属于不可再生能源的是（    ）

A．水能          B．风能          C．太阳能              D．天然气

 

2．下列涉及原子核裂变的链式反应的是（    ）

A．核电站发电              B．煤的形成

C．石油的形成              D．利用太阳能发电

 

3．假设某新能源汽车运行时受到的阻力与速度大小的平方成正比，该车由静止起动后做匀加速直线运动，过程中该车的（    ）

A．牵引力变大              B．牵引力保持不变

C．输出功率变小          D．输出功率保持不变

 

4．某新能源汽车以恒定功率沿公路做直线运动，途中进入一块很大的沙地。已知该车在公路及沙地上所受阻力均为恒力，且在沙地上受到的阻力是在公路上受到阻力的 2 倍。若该车在驶入沙地前做匀速直线运动，速度为 v₀，则该汽车在驶入沙地后的运动情况是_______________________，其在沙地上的最终速度为_________。

 

5．太阳常数是指地球大气层外垂直于太阳光方向的单位面积上单位时间内接收到的太阳辐射能量值。已知地球半径 R = 6 400 km，太阳常数测量值 P₀ = 1.4×10³ W/m²。

（1）求地球接收太阳辐射的功率。

（2）已知太阳与地球之间的距离 r = l.5×10¹ m，结合题目中的已知量，估算地球接收到的太阳辐射的能量与太阳辐射总能量的比值。

【答案】

1．D

2．A

3．A

4．先做加速度减小的减速运动，最后做匀速运动，v₀/2

5．（1）1.8×10¹⁷ W

（2）4.5×10⁻¹⁰∶1

 

6．体育强国

体育强国是新时期我国体育工作改革和发展的目标与任务，我国要力争实现体育大国向体育强国的转变。2019 年 9 月 2 日，国务院办公厅印发《体育强国建设纲要》，其中提出，到 2035 年，经常参加体育锻炼人数比例达到 45% 以上，人均体育场地面积达到 2.5 平方米，《国民体质测定标准》合格以上的人数比例超过 92%。体育运动在提高人民身体素质和健康水平、促进人的全面发展等方面有着不可替代的作用。

 

1．百米赛跑的冠军，与其他参赛队员相比，其整个赛跑过程中一定最大的物理量是（    ）

A．位移          B．平均速度          C．速度变化量              D．加速度

 

2．篮球比赛时，小王同学跳起投篮。在其离地上升过程中，下列说法正确的是（    ）

A．重力对小王做负功

B．重力对小王做正功

C．手对球的作用力大于球对手的作用力

D．手对球的作用力小于球对手的作用力

 

3．甲、乙两人在同一平直跑道上运动，运动的 x – t 图像如图所示，则（    ）

A．甲的速度与加速度方向相同          B．乙的速度与加速度方向相反

C．甲、乙两人的速度方向相同          D．甲、乙两人的加速度方向相同

 

4．如图，一质量为 m 的足球，被运动员以速度 v 由地面踢起，当它到达离地面高度为 h 的 B 点处（取 B 点处所在水平面为参考平面）时，重力加速度为 g，不计空气阻力，足球在 B 点处的机械能为________，运动员对足球所做的功为_______。

 

5．排球比赛时，某运动员进行了一次跳发球，若击球点恰在发球处底线上方 3.04 m 的高处，击球后排球以 25 m/s 的速度水平飞出，球的初速度方向与底线垂直，排球场的有关尺寸如图所示，试计算说明：（不计空气阻力，g 取 10 m/s²）

（1）此球能否过网？

（2）球是落在对方界内还是落在对方界外？

【答案】

1．B

2．A

3．D

4．\(\frac{1}{2}\)mv² – mgh，\(\frac{1}{2}\)mv²

5．（1）能过网。

（2）x ≈ 19.5 m > 18 m，故球落在对方界外。

 

7．牛顿运动定律的伟大意义

牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础。正如欧几里得的基本定理为现代几何学奠定了基础一样，牛顿的三大运动定律为物理科学的建立提供了基本定理。三大定律的推出、地球引力的发现和微积分的创立使得牛顿成为过去一千年中最杰出的科学巨人。

 

1．改变物体运动状态的原因是（    ）

A．能量          B．速度          C．加速度              D．力

 

2．物体以某一初速度沿着光滑的斜面直线向上运动至一定高处后又返回。规定沿斜面向上为速度的正方向，下列各图中可表示该物体的速度随时间变化规律的是（    ）

 

3．如图，在水平地面上运动的车厢中有一个用细线吊着的小球。某直方向的夹角始终为 θ，则这段时间内（    ）

A．车厢一定向左运动

B．小球一定做匀加速直线运动

C．车厢的加速度大小为 gcosθ

D．小球的加速度大小为 gtanθ

 

4．牛顿第一定律_________牛顿第二定律的推论（选填“是”或“不是”）；_________用牛顿第二定律来解释质量是物体惯性大小的量度（选填“能”或“不能”）。

 

5．图（a）为“用 DIS 研究物体的加速度与质量的关系”的实验装置。

（1）实验中应保持导轨__________且摩擦力足够小；为了研究小车的加速度与质量的关系，应保持_________不变。

（2）（单选）若测得小车和发射器的总质量为 0.3 kg，则跨过滑轮的细绳下悬挂的重物质量最适合用（    ）

A．20 g           B．100 g         C．200 g         D．500 g

（3）某同学用正确的实验操作测得实验数据，做出的 a – m 图像如图（b）。他观察到 a – m 图像为曲线，于是得出物体的加速度与质量成反比的结论。你认为他的这种数据处理方法正确吗？如果认为正确，请说明理由。如果认为不正确，请给出正确的数据处理方法。

______________________________________________________________________________。

【答案】

1．D

2．C

3．D

4．不是，能

5．（1）水平小车所受拉力（或重物的质量）

（2）A

（3）该同学的数据处理方法不正确。正确的处理方法是计算质量 m 的倒数，然后做出 a – \(\frac{1}{m}\) 的图像，如所得图像为过原点的直线，则 a 与 m 成反比，否则 a 与 m 不成反比（或正确的处理方法是检验这条曲线是否为反比例曲线，如每组数据的 a×m 的值都在误差范围内相等，则 a 与 m 成反比，否则 a 与 m 不成反比）

 

8．神舟出征，太空“会师”

2022 年 11 月 29 日，“神舟十五号”载人飞船成功发射，此次飞行任务是中国空间站建造阶段的最后一棒，也是空间站应用与发展阶段的第一棒，具有承前启后的重要作用。“神舟十五号”“神舟十四号”两个乘组共计 6 名航天员在太空“会师”，“面对面”进行在轨交接，对接于“天和”核心舱前向端口，形成三舱三船的组合体。

 

1．航天员和地面指挥中心通信时，利用了电磁波中的（    ）

A．无线电波          B．红外线              C．紫外线              D．X 射线

 

2．2022 年 12 月 4 日，“神舟十四号”载人飞船返回舱在预定区域安全降落。若返回舱打开主降落伞一段时间后匀速下落，则返回舱（含降落伞）匀速下落过程中（    ）

A．所受的合外力做正功                      B．所受的合外力做负功

C．机械能减小                                       D．机械能不变

 

3．搭载“神舟十四号”载人飞船的是长征二号 F 遥十四运载火箭，下列说法正确的是（    ）

A．长征二号F遥十四运载火箭点火瞬间，航天员的速度和加速度都为零

B．火箭的速度越大，加速度越大

C．火箭的速度变化率越大，加速度越大

D．火箭的加速度方向与速度变化量方向可以不一致

 

4．“神舟十五号”装有一片太阳能电池组板，若测得它的电动势为 2.5 V，将额定电压为 1.5 V、电流为 50 mA 的指示灯接在其两端时，指示灯恰好正常发光。则该片太阳能电池组板的内阻为_______Ω，内、外电路消耗的功率之比为________。

 

5．2022 年 9 月 17 日，“神舟十四号”乘组圆满完成第二次出舱任务。若乘组所在的“天宫一号”空间站绕地球做匀速圆周运动，它与地心的连线在单位时间内扫过的面积为 S，己知地球的半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，求：

（1）空间站的轨道半径。

（2）空间站的线速度大小。

【答案】

1．A

2．C

3．C

4．20，2∶3

5．（1）R₀ = \(\frac{{4{S^2}}}{{g{R^2}}}\)（偏难）

（2）v = \(\frac{{g{R^2}}}{{2S}}\)

 

9．法拉第在电磁学上的成就

法拉第是英国物理学家和化学家，他最早引入电场的概念，并发现了磁场产生电流的条件和规律。法拉第详细地研究载流导线四周的磁场，想出了“磁场线”，因此建立了电磁场的概念。法拉第观察到磁场会影响光线的传播，找出了两者之间的关系，还发现了电磁感应的原理、抗磁性、电解定律。

 

1．下列实验中，找到电荷间相互作用规律的实验是（    ）

A．库仑扭秤实验                          B．卡文迪许实验

C．密立根油滴实验                      D．奥斯特电流磁效应实验

 

2．如图，真空中两点电荷 + q 和 – q 以相同的角速度绕轴 OO′ 匀速转动，P 为轴上一点。P点离 + q 较近，则关于P点的磁感应强度 B 的方向，正确的是（    ）

A．从 + q 指向 − q             B．磁感应强度为零

C．沿 OO′ 轴向下               D．沿 OO′ 轴向上

 

3．如图，某带电粒子仅在电场力作用下由 A 点运动到 B 点，实线为电场线，虚线为粒子的运动轨迹，由此可以判定（    ）

A．粒子在 A 点的加速度大于它在 B 点的加速度

B．粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能

C．电场中 A 点的电势低于 B 点的电势

D．粒子在 A 点的电势能小于它在 B 点的电势能

 

4．如图，闭合金属线框 abcd 置于匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面向里，ab 边与磁场右边界 MN 重合。若将线框水平向右拉出磁场，则此过程中穿过线框的磁通量_________（选填“增大”或“减小”）。若将线框以 ab 边为轴旋转 90°，则线框中将__________（选填“会”或“不会”）产生感应电流。

 

5．如图，用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中。三个带电小球质量相等，A 球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零。

（1）指出 B 球和 C 球分别带何种电荷，并说明理由。

（2）若 A 球带电量为 Q，则 B 球的带电量为多少？

（3）若 A 球带电量减小，B、C 两球带电量保持不变，则细绳 AB、BC 中的拉力将分别如何变化？

【答案】

1．A

2．D

3．D

4．减小，会

5．（1）由于细线的拉力为 0，故 AB 间、AC 间都是吸引力，故 A 球与 B 球、C 球为异种电荷，而 A 球带正电，故 B、C 球均带负电。

（2）− \(\frac{1}{2}\)

（3）细绳 AB 中的拉力增大，细绳 BC 中的拉力不变

 

10．东海大桥海上风电场

位于浦东新区临港新城至洋山深水港的东海大桥两侧的我国首个海上风电项目——上海市东海大桥 10 万千瓦风电场于 2007 年揭标。东海大桥海上风电场作为亚洲第一座大型海上风电场，在我国风力发电建设发展史上具有里程碑意义。

 

1．下列四种能源的使用中，对环境污染最大的是（    ）

A．风能          B．煤炭          C．太阳能              D．潮汐能

 

2．如今常见的发电方式有火力发电、水力发电、核能发电、风力发电，以上几种发电方式的共同点是最后的步骤都是通过下列哪种现象产生电能（    ）

A．电流受磁场力          B．电流磁效应              C．发射电磁波              D．电磁感应

 

3．如图，在风力发电机的叶片上有 A、B、C 三点，其中 A、C 两点在叶片的末端，B 点在叶片的中间。当叶片转动时，这三点的（    ）

A．线速度大小相等              B．线速度方向相同

C．角速度相等                      D．周期不相等

 

4．如图，一位同学设计了一个风力测定仪，O 是转动轴，OC 是金属杆，杆下面连接着一块受风板，无风时 OC 是竖直的，风越强，OC 杆偏转的角度越大。AB 是一段圆弧形电阻，P 点是金属杆与弧形电阻相接触的点，电路中接有一个灯泡 L，测风力时，闭合开关 S，通过分析可知：金属杆 OC 与弧形电阻 AB 组合在一起相当于一个_________，观察灯泡 L 的亮度可以粗略地反映风力的大小；若要提高该装置反映风力大小的性能，可采取的方法是___________________________________________________________。

 

5．某风力发电机的叶片转动时可形成半径为 R 的圆面，设风速恒定为 v₀，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为 ρ，该风力发电机能将此圆面内空气动能的 10% 转化为电能。求：

（1）单位时间内经过风力发电机叶片圆面的气流的动能。

（2）此风力发电机的发电功率。

【答案】

1．B

2．D

3．C

4．滑动变阻器，串联一个电流表（或与灯并联一个电压表）

5．（1）E_k = \(\frac{1}{2}\)ρv₀³πR²

（2）P = \(\frac{1}{20}\)ρv₀³πR²

 

11．自驾游

自驾游属于自助旅游的一种类型，是有别于传统的集体参团旅游的一种新的旅游形态。自驾游在选择对象、参与程序和体验自由等方面，给旅游者提供了自由自在的空间。出发前需要提前了解当地的风土人情，开车过程中要遵守交通规则。

 

1．为了使公路交通有序、安全，路旁立了许多交通标志，图甲是限速标志，图乙是路线指示标志。标志中的两个数据 80 km/h 和 100 km 分别代表的是（    ）

A．平均速度、位移              B．平均速度、路程

C．瞬时速度、位移              D．瞬时速度、路程

 

2．如图，小明一家开车外出自驾游，在经过一段上下坡的路段时，小明感觉到自己的身体（    ）

A．在上坡时最重          B．在坡顶时最重          C．在下坡时最重          D．在坡底时最重

 

3．如图，直线和曲线分别表示在平直公路上行驶的汽车 a 和 b 的 x – t 图线。由图可知（    ）

A．a 车做直线运动，b 车做曲线运动

B．在 t₁ 时刻，a、b 两车的速度相等

C．在 0 ~ t₂ 时间内，a、b 两车通过的路程相等

D．在 t₁ ~ t₂ 时间内，a、b 两车的平均速度相等

 

4．一位自驾游爱好者打算到某风景区观光，出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路。他原计划全程的平均速度要达到 40 km/h，可是走出一半路程后他发现他的平均速度只有 20 km/h，如果他仍然打算将全程的平均速度提高到原计划水平，你认为他的想法__________（选填“能”或“不能”）实现，理由是_________________________________。

 

5．汽车具有良好的制动性能，在紧急情况下可以快速停下。在一次汽车制动性能的测试中，司机踩下刹车踏板，使汽车在阻力作用下逐渐停止运动。如图，记录的是汽车以不同速率行驶时，制动后所通过的距离。请根据图中的数据，分析下列问题：

（1）为什么汽车的速率越大，制动的距离也越大？

（2）如果汽车在以 60 km/h 的速率开始制动，那么制动的距离将为多少？

【答案】

1．D

2．D

3．D

4．不能，无论速度多快都无法达到原计划的平均速度

5．（1）设制动后的摩擦力为 f，根据动能定理有 − fx = 0 − \(\frac{1}{2}\)mv²，摩擦力固定，则汽车的速率越大，制动的距离也越大。

（2）根据 − fx = 0 − \(\frac{1}{2}\)mv²，可知制动距离 x 与速度的平方成正比，由题图数据发现，如果以 60 km/h 的速率开始制动，那么制动的距离将为 36 m。

 

12．极限运动

极限运动是一些难度较高、挑战性较大的运动项目的统称。如极限漂流，极限漂流的选手热衷于挑战湍急的水流和极端的地形，其中包括但不限于瀑布、暗礁、浅滩和岩石。总之，极限运动的精神在于：任何事物都不能阻挡自己，要面对挑战，战胜自我。极限运动是对身体、心理极限的探索和尝试。

 

1．如图所示为某次极限运动比赛过程中的一个空中飞跃情景。关于人和摩托车的受力情况（不考虑空气的作用力），下列说法正确的是（    ）

A．人和摩托车之间一定没有相互作用力

B．把人和摩托车视为整体，仅受重力作用

C．关闭摩托车发动机，摩托车不受力

D．开启摩托车发动机，摩托车将受到牵引力的作用

 

2．“蹦极”是一种富有刺激性的极限运动项目。如图，一根弹性橡皮绳一端系于跳台，另一端系于蹦极者的腿部。不计空气阻力，在蹦极者从跳台下落到最低点的过程中，则（    ）

A．蹦极者下落至最低点时橡皮绳的弹性势能最大

B．蹦极者下落至橡皮绳原长位置时动能最大

C．蹦极者的机械能先增大后减小

D．蹦极者重力势能与橡皮绳弹性势能之和一直减小

 

3．如图，滑板运动员以速度 v₀ 从距离地面高度为 h 的平台末端水平飞出，落在水平地面上，运动员和滑板均可视为质点，忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（    ）

A．h 一定时，v₀ 越大，运动员在空中的运动时间越长

B．h 一定时，v₀ 越大，运动员落地瞬间的速度越大

C．运动员落地瞬间的速度与高度 h 无关

D．运动员落地的位置与 v₀ 的大小无关

 

4．如图，电影中一位冒险的考古学家慢慢地沿着拴在岩壁之间的绳子穿过悬崖。他在绳子的中间停下休息。如果绳上张力超过 2.5×10⁴ N，绳子就会断掉。人和器材的质量为90 kg。如果 θ 为 30°，则绳中的力为__________N；如果绳子不断，则 sinθ 的最小值为________。

 

5．极限运动员乘气球升至高空盾跳下，经过约 4 min 下落，打开降落伞并安全落地。高速下落的物体受到大小可近似表示为 f = kv² 的阻力，其中 v 为速率，k 为阻力系数。该运动员在某段时间内高速下落的 v – t 图像如图所示，请描述他这段的运动过程，并根据力与运动的相关物理知识简述其运动过程。

【答案】

1．B

2．A

3．B

4．900，0.018

5．开始时阻力小于重力，合外力向下，速度增大，从而导致空气阻力增大，合外力逐渐减小，加速度减小，但加速度与速度同方向，所以做加速度减小的加速运动；当阻力增大到和重力相等时，变为匀速运动，阻力不变，合外力也保持等于零不变。

 

13．功的引入

在早期工业革命中，工程师们需要有一个用来比较各类机器工作效果的办法，在摸索和实践中，大家逐渐同意用机器举起的物体的质量与路程的乘积来量度机器的功效。于是在 1826 年法国科学家蓬瑟勒将力和力的作用点的位移之积取名为“功”，从而正式引入了功的概念。但是当时的人只是知道功的量度，并不知道功代表的是什么。1847 年，赫尔姆霍茨也只是说：“功是可以用磅或热量单位来表示的东西，而这些单位的数目对于一定量的功来说是不变的；其次，除了机械力和热外，化学力和电力也能做功，……”

 

1．人造地球卫星在椭圆轨道上运动，其由近地点运动到远地点的过程中，万有引力对卫星的做功情况，下列判断正确的是（    ）

A．做正功              B．做负功              C．不做功              D．不能判定

 

2．如图，一物体从地面上方某点 A 先后沿路径 Ⅰ、路径 Ⅱ 运动到地面上的 B 点，重力做功分别为 W₁、W₂，重力势能变化量分别为 ΔE₁、ΔE₂。则它们的大小关系是（    ）

A．ΔE₁ = ΔE₂        B．W₁ > W₂            C．W₁ ≠ W₂            D．ΔE₁ ≠ ΔE₂

 

3．如图，质量为 m 的小球以一定的初速度滑上高为 h 的光滑曲面，小球到达曲面顶端时速度刚好为零。重力加速度为 g。则下列说法正确的是（    ）

A．小球的初速度大小为 2gh                     B．小球在曲面底端时重力的功率为 mg \(\sqrt {2gh} \)

C．在该运动过程中小球的动能减小 mgh         D．在该运动过程中小球的机械能减小 mgh

 

4．如图，一质量为 10 kg 的箱子从固定斜面的顶端由静上开始下滑，滑到底端时的速度大小为 2m/s，此过程中合力对箱子所做的功为________J，箱子滑到底端时具有的动能为_________J。

 

5．如图，在“用 DIS 验证机械能守恒定律”的实验中，

（1）该实验装置中①为_________，数据处理时，连接杆的动能和重力势能可以忽略不计，这是因为_______________________________________________________；

（2）若将连接杆放置在图示位置由静止释放，已知连接杆悬点到摆锤质心的距离为 l，杆与竖直方向夹角为 θ，不计阻力，则摆锤运动到最低点的速度为_________；

（3）增大摆锤的迎风面，将质量为 m 的摆锤仍于图示位置由静止释放，测得其运动到最低点的速度为 v，则可推得此过程中阻力对摆锤做功为____________。

【答案】

1．B

2．A

3．C

4．20，20

5．（1）挡光片连接杆的质量远小于小球的质量

（2）\(\sqrt {2gl(1 - \cos \theta )} \)，\(\frac{1}{2}\)mv² – mgl(1 − cosθ)

 

14．静电除尘

静电除尘是一种高效的除尘方式。为了清除烟气中的煤粉灰尘，可采用如图所示的静电除尘装置，它由金属管 A 和在管中轴线上由重锤悬挂的一根金属丝 B 组成，A 接到高压电源正极且接地，B 接到高压电源负极，AB 间将形成很强的电场，管道有上下两个通道。

 

1．根据材料，静电除尘是（    ）

A．对静电的利用，离 B 越近，电场强度越大

B．对静电的利用，离 B 越近，电场强度越小

C．对静电的防范，离 B 越近，电场强度越大

D．对静电的防范，离 B 越近，电场强度越小

 

2．根据材料，关于静电除尘的原理，下列说法正确的是（    ）

A．煤粉等烟尘在靠近 B 时被电离成正、负离子

B．因为金属管 A 的外壳接地，所以 B 的电势比 A 的电势高

C．煤粉等烟尘吸附电子后被吸在 B 上

D．煤粉等烟尘吸附电子后被吸在 A 上，最后由于重力的作用掉落在装置底部

 

3．如图，在某静电除尘器产生的电场中，带等量负电荷的两颗微粒只受电场力作用，分别从 p 点沿虚线 pm、pn 运动，被吸附到金属圆筒上。下列说法正确的是（    ）

A．p 点的电势高于 n 点的电势

B．微粒在 p 点的电势能小于在 m 点的电势能

C．微粒从 p 到 n 的动能变化量大于从 p 到 m 的动能变化量

D．微粒从 p 到 n 的电势能变化量等于从 p 到 m 的电势能变化量

 

4．电视机、计算机等电子设备都有如图所示的静电除尘集尘器，当空气流经进气通道时，灰尘与带负电的网罩接触会带上_______电荷；进入集尘器后，由于气流速度减慢，在集尘器的_________电荷的作用下，气流中的灰尘将会落到集尘器中。（均选填“正”或“负”）

 

5．如图所示为某种烟气除尘的工作原理图，设两金属板间产生的匀强电场强度为 4×10⁴ N/C，每个尘粒带电量为 2×10⁻¹² C，静电力常量 k = 9×10⁹ N·m²/C²。

（1）如果尘粒所带的是正电荷，则尘粒将被吸向哪一块金属板？

（2）带电尘粒受到金属板间匀强电场的电场力为多大？

（3）对于相距 0.1 m 的两个尘粒，它们之间的相互作用力为多大？

【答案】

1．A

2．D

3．D

4．负，正

5．（1）由图可知，板 A 为正极，板 B 为负极；带正电的尘粒受到的电场力指向板 B，故带电尘粒将向板 B 运动，被吸附在金属板 B 上。

（2）带电尘粒受到金属板间匀强电场的电场力 F = qE = 2×10⁻¹²×4×10⁴ N = 8×10⁻⁸ N。

（3）3.6×10⁻¹² N

 

15．人造太阳

核聚变反应堆又称为人造太阳，因为太阳和其他恒星本身就是一个巨大的核聚变反应堆，它们内部有大量氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）。在太阳高温高压的环境下，这些氘原子和氚原子不停地撞击而进行聚变反应，因此产生了足以辐射整个太阳系的巨大热量。我国自行设计、自行研制的人造太阳实验装置是世界上第一个同时具有全超导磁体和主动冷却结构的托卡马克。2022 年 10 月，中国新一代人造太阳托卡马克装置取得突破性进展，等离子体电流突破 1 MA。

 

1．太阳属于中型星，再过 50 亿年将步入“老年时期”，渐渐演化为（    ）

A．白矮星              B．中子星              C．超斯星              D．黑洞

 

2．中国“人造太阳”，最高温度能达近2亿摄氏度，或将造福全世界。它的辐射能量和太阳一样来自于内部的（    ）

A．化学反应          B．核裂变反应              C．链式反应          D．热核反应

 

3．关于电流周围产生的磁场分布，下列图示正确的是（    ）

 

4．某太阳能电池置于如图所示的电路中，已知该太阳能电池的电动势 E = 0.8 V，内阻 r = 20 Ω，定值电阻的阻值 R = 20 Ω。闭合开关 S，电路正常工作。则通过电阻 R 的电流为_______A，在 100 s 内，电阻 R 产生的热量为_________J。

 

5．如图，宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波，人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波并进行观测。假设 A、B 两个天体的辐射功率相同，且都在均匀持续地向外辐射（忽略电磁波传播过程中的损耗）。天体 A 距地球 1 万光年，天体 B 距地球 5 万光年。若用一架射电望远镜接收到天体 A 发出的电磁波的功率为 P₁，则该望近镜接收到天体 B 发出的电磁波的功率 P₂ 为多大？

【答案】

1．A

2．D

3．D

4．0.02，0.8

5．由图可知，电磁波向空间发射，设接收面枳为 S，接收到的电磁波功率与辐射功率关系：P = \(\frac{S}{{4\pi {r^2}}}\) P_辐。天体 A 和天体 B 的辐射功率相同，所以接收到的功率与天体离望远镜的距离的平方成反比，所以接收到的天体 B 发出的电磁波的功率 P₂ = \(\frac{1}{25}\)P₁。

 

16．北京冬季奥运会

第 24 届冬季奥林匹克运动会，简称 2022 年北京冬季奥运会，是由中国举办的国际性奥林匹克赛事，于 2022 年 2 月 4 日开幕，2022 年 2 月 20 日闭幕。这是中国历史上首次举办冬季奥运会，北京也因此成为奥运史上第一个既举办过夏季奥运会，又举办过冬季奥运会的城市。

 

1．中国队在北京冬奥会短道速滑 2 000 m 混合团体接力决赛中，以2分37秒348的成绩滑行18圈，夺得本届冬奥会中国体育代表团的首金。在此次比赛中（    ）

A．研究运动员接力过程的技术时，可以将他们看成质点

B．中国队的 2 分 37 秒 348 的成绩，指的是时刻

C．中国队的平均速度比同组其他国家队大

D．运动员武大靖冲过终点线时的速度为瞬时速度

 

2．如图所示为滑雪运动中的一段轨迹，则在这段运动过程中，与 a 点运动方向相同的点有（    ）

A．1 个          B．2 个          C．3 个          D．4 个

 

3．花样滑冰运动员保持如图所示的姿势原地旋转，此时手臂上 A、B 两点的角速度分别为 ω_A、ω_B，线速度大小分别为 v_A、v_B，则（    ）

A．ω_A < ω_B            B．ω_A > ω_B            C．v_A < v_B              D．v_A > v_B

 

4．滑雪运动员从静止开始做匀加速直线运动，4 s 内通过的位移为 32 m，则该运动员的加速度大小为________m/s²，通过前四分之一位移时的平均速度为________m/s。

 

5．跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一。某运动员的质量 m = 50 kg，在比赛中以初速度 v₀ = 20 m/s 从倾角 θ = 37° 的斜坡顶端水平飞出（可视为平抛运动），最终又落回斜坡坡面，轨迹如图所示，g 取 10 m/s²。

（1）求运动员在空中的飞行时间。

（2）求整个过程中重力所做的功和刚要落到斜坡上时重力的瞬时功率。

【答案】

1．D

2．B

3．D

4．4，4

5．（1）t = 3 s

（2）W_G = 22 500 J，P_G = 15 000 W

 

17．《自然哲学的数学原理》

《自然哲学的数学原理》是英国物理学家牛顿创作的物理学哲学著作。全书分为三卷，第一卷“论物体的运动”，表述了牛顿的三大定律；第二卷也是“论物体的运动”，论述了阻力下物体的运动，为流体力学开了先河；第三卷“论宇宙的系统”，讨论了天体力学和宇宙系统的研究。《自然哲学的数学原理》为经典力学规定了一套基本概念，提出了力学的三大定律和万有引力定律，从而使经典力学成为一个完整的理论体系。该书以内容丰富、结构严谨、思想精湛而被誉为 17 世纪物理学、数学的百科全书。

 

1．牛顿经典力学在下列情形中能够成立的是（    ）

A．宏观物体的高速运动              B．微观世界

C．宏观物体的低速运动              D．强引力场

 

2．关子运动状态与所受外力的关系，下列说法正确的是（    ）

A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变

B．物体受到不为零的合外力作用时，它的运动状态将发生改变

C．物体受到的合外力为零时，它一定处于静止状态

D．物体的运动方向与它所受的合力方向一定相同

 

3．如图，质量为 m 的带电滑块，沿绝缘斜面匀速下滑。当带电滑块滑到有着理想边界的方向竖直向下的匀强电场区域时，滑块的运动状态为（电场力小于重力）（    ）

A．将继续匀速下滑              B．将加速下滑

C．将减速下滑                      D．上述三种情况都有可能发生

 

4．在“探究影响加速度的因素”的实验中，做出了如图所示的甲、乙两图像，图甲中的三条图线表示实验中________不同，图乙中图线不过原点的原因是______________。

 

5．放在粗糙水平面上的物块受到水平拉力 F 的作用，F 随时间 t 变化的图像如图甲所示，速度 v 随时间 t 变化的图像如图乙所示，g 取 10 m/s²。

（1）0 ~ 2 s 内物块做什么运动？

（2）求物块的质量 m。

（3）求物块与水平面间的动摩擦因数 μ。

【答案】

1．C

2．B

3．A

4．小车和砝码的总质量，导轨的倾角过大

5．（1）物块做初速度为零的匀加速直线运动

（2）m = 2 kg

（3）μ = 0.4

 

18．中国古代对电的认识

我国古代对电的认识是从雷电及摩擦起电现象开始的。早在 3 000 多年前的殷商时期，甲骨文中就有了“雷”“电”的字形。西周初期，在青铜器上就已经出现加雨字偏旁的“雹”字。《淮南子》中认为“阴阳相搏为雷，激扬为电”，即雷电是阴阳两气对立的产物。明代刘基说得符更为明确：“雷者，天气之郁而激而发也。阳气困于阴，必迫，迫极而迸，迸而声为雷，光为电。”可见，当时己有人认识到雷、电是同一自然现象的不同表现。

 

1．摩擦过的琥珀能够吸引羽毛，下列说法正确的是（    ）

A．说明羽毛带有与琥珀所带电性不同的电荷

B．说明带电体能吸引轻小物体

C．当羽毛与琥珀接触时，琥珀所带的电荷会运动到羽毛中

D．琥珀与琥珀摩擦也能带电

 

2．在静电场中，将一正电荷从 a 点移到 b 点，电场力做了负功，则（    ）

A．b 点的电场强度一定比 a 点大            B．电场线方向一定从 b 点指向 a 点

C．b 点的电势一定比 a 点高                     D．该电荷的电势能一定减小

 

3．如图，在粗糙绝缘的水平面上有一物体 A 带正电，另一带正电的物体 B 沿着以 A 为圆心的圆弧由 P 至 Q 缓慢地从物体 A 的正上方经过，若此过程中物体 A 始终保持静止，A、B 两物体可视为质点，则下列说法正确的是（    ）

A．物体 A 受到地面的支持力先增大后减小           B．物体 A 受到地面的支持力保持不变

C．物体 A 受到地面的摩擦力先增大后减小           D．库仑力对物体 A 先做正功后做负功

 

4．雷雨天的闪电是雷暴云中正电荷区与负电荷区的电场强到一定程度，空气被击穿形成的火花放电。若某次闪电，云和大地间的电压高达 1×10⁸ V，单位时间内通过云层和大地间空气层的电荷量约为 5 000 C，则此次闪电消耗的功率约为 __________kW。若一户普通人家每月平均消耗的电能为 100 kW·h，则该闪电释放的能量可供这户人家使用__________年。

 

5．某同学用图甲所示的电路做“观察电容器的充、放电现象”的实验。

（1）当开关 S 接“1”并达到稳定后，电容器上极板带_________电（选填“正”或“负”）；

（2）当开关 S 接到“2”的瞬间，电容器进行的是___________（选填“充电”或“放电”）过程，流过 R 的电流方向向___________（选填“左”或“右”）；

（3）S 接“2”后，用计算机描绘出流过 R 的电流 I 随时间 t 变化的 I – t 图像如图乙所示，已知电源电压为 2 V，则电容器的电容 C = __________F。

【答案】

1．B

2．C

3．A

4．5×10⁸，115.7

5．（1）正

（2）放电，左

（3）8.5×10⁻³

 

19．磁偏角

磁偏角是指地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角。因指南针、磁罗盘等都可测定磁偏角，所以磁偏角的发现和测定的历史也很早。在测定磁偏角时，其表现为磁针静止时，所指的北方与真正北方的夹角。我国北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中记载与验证了磁针“常微偏东，不全南也”的磁偏角现象，比西欧早了约 400 年。

 

1．将可以自由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，下图为小磁针静止时的示意图，根据材料，下列可能正确的是（黑色一端代表小磁针的 N 极）（    ）

 

2．为了解释地球的磁性，19 世纪时安培假设：地球的磁场是由绕着过地心的轴的环形电流 I 引起的。下列能正确表示安培假设中环形电流方向的是（    ）

 

3．M、N 两根通电长直导线垂直放置，通有大小相同的电流，方向如图所示，O 点和 N 在同一平面内，O 点距两导线的距离相等，测得 O 点的磁感应强度大小为 B₀，则 M 在 O 点产生的磁感应强度大小为（    ）

A．2B₀            B．\(\frac{{\sqrt 2 }}{2}\)B₀               C．\(\sqrt 2 \)B₀               D．\(\sqrt 3 \)B₀

 

4．在“用 DIS 研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，用__________传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度，得到如图所示的 B – d 图像。实验中使用的螺线管的内径（直径）为4×10⁻² m，根据图像估算螺线管中心的磁通量约为__________Wb。

 

5．场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱，并由此定义电场强度、磁感应强度等物理量。

（1）写出电场强度的定义式。

（2）写出磁感应强度的定义式，并说明各物理量的含义；磁感应强度的方向是怎么规定的？

（3）再写出一个用比值法定义的物理量，要求：是矢量、写出其定义式、单位；其方向是如何规定的？

【答案】

1．C

2．B

3．B

4．磁（5.6±0.2）×10⁻⁶

5．（1）E = \(\frac{F}{q}\)

（2）礅感应强度的定义式为 B = \(\frac{F}{{I\Delta l}}\)，IΔl 是电流元，即很短一段通电导线中的电流 I 与导线长度 Δl 的乘积，F 是电流元在磁场中所受的最大磁场力，B 是磁场中这点的磁感应强度的大小；小磁针静止时 N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向。

（3）例：加速度的定义式：a = \(\frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\)，加速度单位：m/s²，方向：加速度为矢量，方向与速度变化量的方向相同。

 

20．“风光互补”

“风光互补”是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。“风电互补”由风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。“风光互补”照明是一个新兴的新能源利用领域，它不仅能减少城市照明对常规输电的依赖，也为农村照明提供了新的解决方案。

 

1．下列属于常规能源的是（    ）

A．太阳能              B．核能          C．石油          D．地热能

 

2．如图所示为许多地方使用的“风光互补”景观照明灯。它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，腰挎照明灯，脚踩蓄电池。下列解秤合理的是（    ）

A．太阳能电池板是将电能转化为太阳能

B．照明灯是将内能转化为电能

C．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能

D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能

 

3．某同学通过测绘“风光互补”路灯的 I – U 图像来研究路灯的电阻随电压变化的规律，通过图像得出路灯的电阻随电压增大而增大，则该同学测绘的路灯的 I – U 图像可能为（    ）

 

4．“风光互补”路灯的某部分电路如图所示，电源的电压 U 一定，当滑动变阻器 R₂ 的滑片向右移动时，R₁ 两端的电压___________（选填“增大”“减小”或“不变”），灯泡 L 的亮度__________（选填“变亮”“变暗”或“不变”）。

 

5．为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至 90% 左右即停止，放电余留 20% 左右即停止电能输出。下表为某型号“风光互补”路灯系统配置方案：

风力发电机		太阳能电池组件		其他元件
最小起动风速	1 m/s	太阳能电池	36 W	蓄电池	500 A·h 12 V
最小充电风速	2 m/s
最大限制风速	12 m/s	太阳能转化效率	15%	大功率LED路灯	80 W 12 V
最大输出功率	400 W

（1）如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为 240 W/m²，要想使太阳能电池的最大输出功率达到 36 W，太阳能电池板的面积至少要多大？

（2）当风速为 6 m/s 时，风力发电机的输出功率将变为 50 W，在这种惰况下，将蓄电池的电能由 20% 充至 90% 所需的时间为多少？

【答案】

1．C

2．C

3．B

4．减小，亮

5．（1）太阳能转化效率为 15%，所以 240 W/m²×15% S = 36 W，解得 S = 1 m²。

（2）84 h。

 

21．“极速坠落”

“极速坠落”是游乐园和主题乐园常见的大型机动游艺设备，以惊险刺激深受年轻人的欢迎。这种游艺设备的乘坐台可将乘客载至高空，然后以接近重力的加速度垂直向下坠落，最后以机械将乘坐台在落地前停住，这种利用物理学中的自由落体现象设计的游艺设备已广泛出现在各类大型游乐园中。

 

1．乘坐台在刚开始做自由落体运动的瞬间（    ）

A．同时获得加速度和速度                           B．加速度和速度都为零

C．立即获得加速度，但速度仍为零          D．立即获得速度，但加速度仍为零

 

2．乘坐台上的游客匀速提升的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．合力对游客做正功                  B．重力对游客不做功

C．游客的机械能增大                  D．游客的机械能不变

 

3．假设乘坐台从跑地面 h 高处全程做自由落体运动，重力加速度为 g，以地面为重力势能的零势能面。当乘坐台的动能等于势能时，其速度大小为（    ）

A．\(\sqrt {gh} \)         B．\(\sqrt {2gh} \)               C．\(\sqrt {\frac{{gh}}{2}} \)              D．2\(\sqrt {gh} \)

 

4．假设“极速坠落”的乘坐台全程做自由落体运动，在到达地面前最后 1 s 内通过的位移是整个位移的 \(\frac{9}{25}\)，则下落前的高度为___________m，下落的时间为________s。（g 取 10 m/s²）

 

5．若“极速坠落”的乘坐台在离地面 100 m 的高处由静止开始自由下落。在离地面 20 m 时，制动系统开始启动，使乘坐台均匀减速，到达地面时刚好停下。不计空气阻力，g 取 10 m/s²。

（1）此过程中乘坐台的最大速度是多少？求乘坐台匀减速运动时的加速度。

（2）画出乘坐台下落的整个过程的 v – t 图像和 a – t 图像，并在图像上标出相应的数据。

【答案】

1．C

2．C

3．A

4．125，5

5．（1）v_m = 40 m/s，a = − 40 m/s²

（2）如图

 

22．起跑器

过去，短跑都采用直立起跑。为了提高短跑成绩，澳大利亚短跑运动员舍里尔通过观察袋鼠寻找解决方法。他发现袋鼠虽然拖着育儿袋，奔跑的速度却能达到 70 km/h，远跳一步可达 12 m。舍里尔进一步发现袋鼠跑跳前总是先向下屈身，把腹部贴近地面，然后一跃而起。舍里尔模仿袋鼠，发明了蹲式起跑，并在 1896 年的奥运会上创造了优异成绩。后来，运动员们纷纷效仿，在比赛时都采用蹲式起跑，于是田径运动场上出现了起跑器这种产品。

 

1．短跑运动员起跑的好坏对于能否取得好成绩十分关键，因此短跑运动员采用起跑器起跑，发令枪响必须奋力蹬起跑器，发挥自己最强的爆发力体能，以获取最大的（    ）

A．速度          B．加速度              C．位移          D．路程

 

2．运动员在使用起跑器起跑的过程中，下列关于运动员的受力说法正确的是（    ）

A．运动员没有发生形变，运动员不受弹力

B．运动员受向前的弹力，是因为起跑器发生了弹性形变

C．运动员受向前的弹力，是因为运动员发生了弹性形变

D．起跑器受向后的弹力，是因为起跑器发生了弹性形变

 

3．运动员站立在水平地面上时，两腿夹角的角平分线与地面垂直。下列说法正确的是（    ）

A．两条腿分开的角度越大，运动员对地面的压力越小

B．运动员对地面的压力不变，与两条腿间的角度无关

C．两条腿分开的角度越小，运动员越费力

D．两条腿分开的角度越大，运动员受到的合力越大

 

4．小明同学采用蹲式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心。如图，假设他的质量为 m，在起跑后前进的距离 s 内，重心上升高度为 h，获得的速度为 v，阻力做功为 W_阻，则在此过程中小明同学的机械能增加了___________，小明同学自身做功为____________。

 

5．在大型田径比赛中，短跑运动员都采用起跑器起跑。设运动员的脚对起跑器的压力大小是 F，斜面的倾角为 θ，试通过作图法求出压力 F 的两个分力的大小和方向。

【答案】

1．B

2．B

3．B

4．mgh + \(\frac{1}{2}\)mv²，\(\frac{1}{2}\)mv² + mgh + W_阻

5．如图

 

23．生活中的曲线运动

物体的运动轨迹是曲线的运动称为曲线运动，曲线运动是最基本的运动形式之一。生活中常见的物体运动大多是曲线运动。电扇转动、荡秋千、开车时司机握的方向盘、自行车车轮的转动、小朋友坐的过山车等，它们的运动轨迹都是曲线，都属于曲线运动。常见的曲线运动有抛体运动、圆周运动等。

 

1．下列在运动过程中保持不变的物理量是（    ）

A．做平抛运动的物体的动能                      B．做平抛运动的物体的机械能

C．做匀速圆周运动的物体的机械能          D．做匀速圆周运动的物体的向心加速度

 

2．如图，A、B 为电风扇叶片上的两点，当电风扇匀速转动时，A、B 两点具有相同的（    ）

A．线速度              B．周期          C．向心加速度              D．运动轨迹

 

3．汽车通过弯道时，由 M 点至 N 点做曲线运动，关于汽车运动的轨迹和过 C 点（C 点在 MN 上）时的速度 v、加速度 a、合外力 F 的方向，下列能正确反映它们的关系的是（    ）

 

4．小行星绕恒星运动的同时，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。则经过足够长的时间后，小行星运动的半径__________，加速度________。（均选填“变大”“变小”或“不变”）

 

5．在“探究平抛运动的规律”的实验中：

（1）在固定斜槽时，应该使斜槽末端__________，每次释放小球时应该__________________。

（2）以平抛运动的初始位置 O 为坐标原点建立 xOy 坐标系，描绘出平抛运动的轨迹如图所示。从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证轨迹是符合 y = ax² 的抛物线。若坐标纸中每小方格的边长为 L，根据图中 M 点的坐标值，可以求出 a = _________，小球平抛运动的初速度 v₀ = ________。（重力加速度为 g）

【答案】

1．B

2．B

3．B

4．大，小

5．（1）水平让小球多次从同一位置上由静止滚下

（2）\(\frac{1}{{5L}}\)，\(\sqrt {\frac{{5gL}}{2}} \)

 

24．静电喷涂

静电喷涂是指利用电晕放电原理使雾化涂料在高压直流电场作用下带负电，并吸附于带正电基底表面放电的涂装方法。静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。静电喷涂基于根据静电吸引的原理，以接地的被涂物作为正极，以油料雾化器（即喷杯或喷盘）接高压电作为负极。

 

1．下列措施中，不属于静电利用的是（    ）

A．静电喷涂          B．静电复印          C．安装避雷针              D．静电除尘

 

2．核酸采样时使用的“采样拭子”，其顶端是如图所示的植绒拭子。植绒机产生高压静电，让喷头中的绒毛带上负电荷，然后在被植绒物体表面喷涂上胶黏剂，移动喷头靠近被植绒物体，绒毛在静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面。关于植绒过程，下列描述不合理的是（  ）

A．喷头中的绒毛带上负电荷，是由于绒毛得到了电子

B．以移动的喷头为参照物，被植绒物体是运动的

C．绒毛能在高压静电作用下运动，是由于能量可以创生

D．绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面，是由于力能改变物体的运动状态

 

3．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扬，虚线为等差等势面，在强电场作用下，一带正电液滴（油漆）从发射极飞向吸板，a、b 是其路径上的两点，不计液滴的重力，下列说法正确的是（    ）

A．a 点的电场强度比 b 点的小                B．液滴在 a 点的加速度比在 b 点的小

C．液滴做加速度减小的加速运动              D．液滴在 a 点的电势能比在 b 点的小

 

4．在如图所示的实验装置中，已充电的平行板电容器的两极板竖直正对放置，极板 B 与一静电计的金属球相接，极板 A 接地，静电计的金属外壳也接地，这时静电计的指针偏转一定的角度。当极板 A 竖直上移，静电计的指针偏转角度将__________；当极板A水平左移，静电计的指针偏转角度将___________。（均选填“变大”“不变”或“变小”）

 

5．静电喷涂的原理可用理想模型替代。如图，两块足够大的平行金属板之间的距离为 d，接电源电压 U，从 A 板中心 O 点射出一批带正电荷 q 的电荷，可向任意方向喷出，电荷质量为 m，射出时速度为 v₀。问电荷喷涂到 B 板上的区域面积 S 为多大（电荷的重力不计）？

【答案】

1．C

2．C

3．C

4．变大，变大

5．S = \(\frac{{2\pi m{d^2}v_0^2}}{{qU}}\)

 

25．先有发电机还是先有电动机？

从逻辑上讲，先得有发电机而后才有电动机，但情况并不是这样，历史上，最先出现的是电动机，后来才有了发电机。人类最早应用的电力不是由发电机发出来的，而是由伏打电堆发出来的。1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，为电动机的发明提供了理论基础。1831 年，法拉第试制出了能产生稳恒电流的第一台真正的发电机，标志着人类进入了电气时代。

 

1．电机把一次能源转换成机械能的过程表述正确的是（    ）

A．一次能源→发电机→机械能

B．一次能源→电动机→机械能

C．一次能源→电动机→电能→发电机→机械能

D．一次能源→发电机→电能→电动机→机械能

 

2．如图所示为法拉第发现电磁感应现象的实验装置示意图，软铁环上绕有两个线圈，下列操作中能观寮到灵敏电流计 G 的指针发生偏转的是（    ）

A．S₁ 处于闭合状态，闭合 S₂ 的瞬间

B．S₂ 处于闭合状态，闭合 S₁ 的瞬间

C．S₁、S₂ 均处于闭合状态，断开 S₂ 的瞬间

D．S₁、S₂ 均处于断开状态，闭合 S₂ 的瞬间

 

3．如图，电源电动势为 12 V，电源内阻为 1 Ω，电路中的电阻 R₀ 为 1.5 Ω，小型直流电动机 M 的内阻为 0.5 Ω，闭合开关 S 后，电动机转动，理想电流表的示数为 2 A，则下列判断正确的是（    ）

A．电动机的输出功率为 14 W

B．电源输出的功率为 24 W

C．电动机产生的热功率为 4 W

D．电动机两端的电压为 7 V

 

4．下表列出了某国产品牌电动自行车的主要技术参数。该车在额定功率状态下正常行驶时，电动机的输入功率为_________W，电动机的内阻为_________Ω。

自重	40 kg	电动机额定电压	48 V
载重	75 kg	电动机额定电流	10 A
最大速度	20 km/h	电动机额定输出功率	350 W

 

5．如图所示为某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量 m = 50 kg，电源的电动势 E = 110 V，不计电源的内阻及各处的摩擦，当电动机以 v = 0.9 m/s 的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流 I = 5 A，g 取 9.8 m/s²，求电动机线圈的电阻。

【答案】

1．D

2．B

3．D

4．480，1.3

5．P_入 = 550 W，P_出 = 441 W，P_内 = 109 W，r = 4.36 Ω。

 

26．高速摄影机

高速摄影机是一种能够以小于 0.001 s 的曝光或超过每秒 250 帧的帧速率捕获运动图像的设备。高速摄影机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次拍摄。当以常规速度放映时，所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前了。

 

1．真空中的羽毛和苹果同时从同一高度由静止释放，用高速摄影机拍下的照片正确的是（    ）

 

2．如图，高速摄影机记录了一名魔术师的飞牌过程，虚线是飞出的扑克牌的运动轨迹。则扑克牌在图示位置所受合力 F 与速度 v 的方向关系正确的是（    ）

 

3．在某次 100 m 赛事中用一架在赛道旁运动的高速摄影机跟踪拍摄运动员，其 x – t 图像如图所示，则下列说法正确的是（    ）

A．t₁ 时刻两者处在并排的位置

B．t₁ 时刻，两者速度相等

C．0 ~ t₁ 时间内，摄影机一直比运动员快

D．摄影机做直线运动，运动员做曲线运动

 

4．如图，A、B 两木块自左向右做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置。连续两次曝光的时间间隔是相等的，t₂ 时刻 A 木块的速度________B木块的速度；t₁ 时刻，A 木块的速度__________B木块的速度。（均选填“大于”“等于”或“小于”）

 

5．某同学用高速摄影机研究小球的自由落体运动，选择如图所示的部分照片进行研究。

（1）若所用高速摄像机拍摄的频闪间隔为 T，照片上 1、3 两相点之间的距离和 1、5 两相点之间的距离分别为 s₁、s₂，则相点 2 所对应小球的速度的表达式为 v = _______，小球自由下落的加速度表达式为 g = _________。（均用 s₁、s₂、T 表示）

（2）在此过程中计算得到的 g 值相比公认的 g 值____________（选填“偏大”或“偏小”），可能的原因是_____________。

【答案】

1．C

2．B

3．A

4．等于，小于

5．（1）\(\frac{{{s_1}}}{{2T}}\)，\(\frac{{{s_2} - 2{s_1}}}{{4{T^2}}}\)

（2）偏小，空气阻力的作用

 

27．拔河

拔河为双方各执绳的一端进行角力的体育活动，属于中国的传统运动项目。拔河在中国有悠久的历史。早在春秋战国时期，就有拔河这项活动，不过在那时不叫拔河．而称为“钩强”或“牵钩”，后演变为荆楚一带民间流行的“施钩之戏”。通过拔河，我们可以享受团队合作的快乐，在轻松的氛围中增进友谊，真正融入团队，理解团结的意义，提高团队合作的能力。

 

1．拔河比赛获胜的关键原因是（    ）

A．获胜方拔河的拉力大              B．获胜方的质量小

C．获胜方的惯性小                      D．获胜方拔河的摩擦力大

 

2．如图，A、B 两位同学在进行拔河比赛。两人中间位置处有一分界线，约定先过界者输，不计绳子质量，若比赛过程中绳子始终水平，手和绳不打滑，最终 A 赢得了比赛，则（    ）

A．A 对绳的拉力与 B 对绳的拉力是作用力与反作用力

B．比赛过程中，绳对 A 做正功

C．比赛过程中，绳对 B 做正功

D．比赛过程中，绳对 B 不做功

 

3．如图，甲、乙两人在比较滑的水平地面上拔河，甲身材高瘦，乙身材矮胖，两人力气差不多，体重也差不多，穿相同材质的鞋子，则    （    ）

A．甲赢的几率大

B．乙赢的几率大

C．力气大的肯定赢

D．两人对绳子的拉力一样大，因此赢的几率相同

 

4．如图，质量为 80 kg 的爸爸和质量为 50 kg 的儿子在冰面上用一根轻绳拔河。假设儿子朝爸爸的方向运动的加速度大小是 2.4 m/s²，若忽略冰面的阻力，则绳子对儿子的拉力___________对爸爸的拉力（选填“大于”“等于”或“小于”），爸爸的加速度大小为__________m/s²。

 

5．某学校组织了一次班级拔河比赛，比赛中经过激烈的角逐，A 班战胜了对手 B 班赢得了比赛，试简要回答下列问题：

（1）有同学认为 A 班赢得比赛是因为比赛中 A 班对绳的拉力大于 B 班对绳的拉力。你认为该同学的说法是否正确？请用学过的物理知识简述理由。

（2）若 B 班想赢得比赛，在保证男女生人数相同的前提下，从物理学的角度出发，你有什么建议能够帮助 B 班增大胜算（至少给出两条建议）。

【答案】

1．D

2．C

3．A

4．等于，1.5

5．（1）该同学的说法不正确。根据牛顿第三定律可知，拔河时，A 班队员对绳的拉力与绳对 A 班队员的拉力大小相等，绳对 B 班队员的拉力与 B 班队员对绳的拉力大小相等，由于在同一根绳上，沿绳方向拉力处处相等，所以 A 班队员对绳的拉力大小一定等于 B 班队员对绳的拉力大小。

（2）一是可以换质量较大的男女生，二是队员穿鞋底较粗糙的鞋。

 

28．“天宫课堂”

“天宫课堂”是为发挥中国空间站的综合效益，推出的首个太空科普教育品牌。“天宫课堂”结合载人飞行任务，贯穿中国空间站建造和在轨运营系列化推出，由中国航天员担任“太空教师”，以青少年为主要对象，采取天地协同互动方式开展。“天宫课堂”逐渐成为中国太空科普的国家品牌。2021 年 12 月 9 日 15 时 40 分，“天宫课堂”第一课开讲。2022 年 3 月 23 日 15 时 40 分，“天宫课堂”第二课开讲。2022 年 10 月 12 日 15 时 45 分，“天宫课堂”第三课开讲。

 

1．根据材料，下列说法正确的是（    ）

A．15 时 40 分是时间间隔

B．研究空间站的运动周期时可将空间站视为质点

C．研究宇航员平时在空间站锻炼时的动作姿态时可以把宇航员看作质点

D．宇航员在研究运动中的健身单车车轮转动情况时可以把车轮看作质点

 

2．航天员在“天宫课堂”中做了一个“水球光学实验”，地面上的同学观察到水球悬浮在太空舱中，水球能悬浮的原因是（    ）

A．所受重力为零

B．受到太空舱给水球的力与重力平衡

C．所受重力比在地面上所受重力小

D．所受重力充当了水球绕地球转动的向心力

 

3．我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年探索科学的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在太空还是在地面做此实验，则（    ）

A．小球的速度大小均发生变化         B．小球的向心加速度大小均发生变化

C．细绳的拉力对小球均不做功          D．细绳的拉力大小均发生变化

 

4．中国载人空间站“天宫”已在轨运行多年，其离地面的高度约为 400 km。则“天宫”的运行速度_________7.9 km/s，向心加速度________9.8 m/s²。（均选填“>”“=”或“<”）

 

5．宇航员王亚平在空间站内开讲“天宫课堂”，演示了在完全失重状态下的物理实验。已知空间站质量为 m，距离地面高度为 h，地球质量为 M，半径为 R，引力常量为 G，求：

（1）空间站的重力加速度大小；

（2）空间站绕行地球一周需要的时间。

【答案】

1．B

2．D

3．C

4．<，<

5．（1）\(\frac{{GM}}{{{{(R + h)}^2}}}\)

（2）2π\(\sqrt {\frac{{{{(R + h)}^3}}}{{GM}}} \)

 

29．电现象

我们常说的电现象指静止或移动的电荷所产生的物理现象，是像电子和质子这样的亚原子粒子之间产生的排斥力和吸引力的一种属性。自然界的闪电就是一种电现象。电磁力是自然界四种基本相互作用之一。人们通过对各种电现象的研究，发展出了现代电力工业和电子科技。在现实生活中，电现象的机制带来了很多众所周知的效应，例如摩擦起电、静电感应、电磁感应等。人们利用电现象的机制来使电灯发光、让机械转动……

 

1．下列说法正确的是（    ）

A．摩擦起电使不带电的物体带上了电，这说明电荷可以凭空产生

B．库仑通过库仑扭秤实验得到电荷间相互作用规律

C．密立根通过油滴实验验证了电荷守恒定律

D．卡文迪许测出了静电力常量的数值

 

2．一只蜜蜂给一朵花带上正电荷后，飞走了，另一只蜜蜂带同样数量的正电荷飞近了花朵。图中电场线最能表示蜜蜂和花之间的电场的是（    ）

 

3．一带电粒子以某初速度射入一个匀强电场区域中，粒子在运动过程中仅受电场力的作用，则下列说法正确的是（    ）

A．运动轨迹可能为直线，电势能一定一直变大

B．运动轨迹可能为直线，电势能一定一直变小

C．运动轨迹可能为曲线，电势能可能一直变小

D．运动轨迹可能为曲线，电势能可能一直变大

 

4．如图，电容器上极板 A 接电源正极、下极板 B 接电源负极，且将上极板接地，电源电压恒定，开关 S 始终闭合，一带电液滴恰静止在电容器内部 P 点。现将电容器下极板 B 向下平移一小段距离，则液滴将___________（选填“静止不动”“向下运动”或“向上运动”），P点电势将_________（选填“升高”“降低”或“不变”）。

 

5．有两只额定电压都为 110 V 的灯泡 A 和 B，灯泡 A 的额定功率为 100 W，灯泡 B 的额定功率为 40 W，为了使它们接在 220 V 的电路上能正常发光。

（1）图中哪些连接方法能使两灯正常发光？

（2）哪种连接方法最省电？请简要写出分析过程。

【答案】

1．B

2．C

3．C

4．向下运动，升高

5．（1）甲，丁

（2）甲；并联部分消耗的功率与灯泡 A 的功率相同，所以消耗的总功率为 200 W。丁：电阻消耗的功率为灯泡 A、B 功率之和，所以电路消耗的总功率为 280 W。故甲的连接方法最省电。

 

30．三峡大坝

三峡大坝，位于湖北省宜昌市夷陵区三斗坪镇三峡坝区三峡大坝旅游区内，地处长江干流西陵峡河段，三峡水库东端，控制流域面积约 100 万平方千米，始建于 1994 年，集防洪、发电、航运、水资源利用等为一体，是三峡水电站的主体工程、三峡大坝旅游区的核心景观、当今世界上最大的水利枢纽建筑之一。三峡大坝最大坝高 181米，正常蓄水水位 175 米，总库容 393 亿立方米；发电总装机容量 2 250 万千瓦，年发电量超 1 000 亿千瓦时。

 

1．水力资源的开发一般是将水能转化为电能，这些电能的源头是（    ）

A．水的势能          B．水的动能          C．太阳能              D．水本身具有的能量

 

2．若三峡大坝输电给远处的用户，其输电功率为 P，输电电压为 U，输电电流为 I，输电线总电阻为 r，则下列表达式正确的是（    ）

A．U = Ir                B．P = UI               C．P = I²r               D．P = \(\frac{{{U^2}}}{r}\)

 

3．在安装三峡大坝的泄洪闸门时，假设用两条等长的钢索缓慢将其吊起，在如图所示的四种方案中，钢索受到的拉力最小的是（    ）

 

 

4．如图，一游客在三峡大坝旅游区的一倾角为 37° 的坝面上的 A 点以速度 v = 10 m/s 沿水平方向扔出一枚小石子，小石子恰好落到 O 点（水面对坝面的交点），不计空气阻力，g 取 10 m/s²。小石子在空中飞行的时间为_______s，小石子的位移大小为______m。

 

5．三峡大坝是我国最大的水力发电站之一，平均水位落差约 100 m，水的流量约 1.35×10⁴ m³/s。船只通航需要约 3 500 m³/s 的流量，其余流量全部用来发电。水流冲击水轮机发电时，水流减少的势能有 20% 转化为电能，g 取 10 m/s²。

（1）按照以上数据估算，三峡大坝的发电功率最大为多少？

（2）某省每户月平均用电量最高为 240 kW·h，三峡大坝至少可以满足该省多少户家庭生活用电？

【答案】

1．C

2．B

3．D

4．1.5，18.75

5．（1）P = 2×10⁶ kW

（2）6×10⁶ 户

 

30．无人机

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由机载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人机在军用方面分为侦察机和靶机，在民用方面的应用有航拍、农业、植物保护、快递运输、救援、观察野生动物、测绘、电力巡检等。

 

1．运动会上，有同学正在操作航拍的无人机，下列过程能将无人机看成质点的是（    ）

A．调节无人机旋翼的转速                          B．调节无人机摄像机镜头的方向

C．研究无人机在空中的飞行轨迹              D．研究无人机的外形气动性能

 

2．如图所示为无人机送货时的情景，其中无人机对货物做负功的是（    ）

A．加速上升          B．减速上升          C．匀速下降          D．悬停空中

 

3．表演中，翼龙 Ⅱ 无人机先沿直线 Oa 水平运动，再沿曲线 ab 运动，最后沿陡直线 bc 直入云霄，设飞行路径在同一竖直面内，关于无人机沿曲线 ab 的运动，下列说法正确的是（    ）

A．竖直方向的分速度可能不变          B．水平方向的分速度可能不变

C．所受合力大小可能为零                  D．所受合力方向可能竖直向下

 

4．质量为 3 kg 的无人机沿着与地面成 30° 的方向斜向上匀加速起飞，刚起飞的第 1 s 内飞行了 5 m。则空气对无人机的作用力大小为________N，方向为__________。

 

5．小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用。一架质量 m = 2 kg 的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，匀加速上升 h = 48 m，历时 t = 4 s。已知无人机运动过程中受到的空气阻力大小恒为自身重力的 0.2 倍，g 取 10 m/s²。求：

（1）无人机的加速度大小及末速度大小；

（2）无人机受到的升力大小。

【答案】

1．C

2．C

3．B

4．30\(\sqrt 3 \)，与水平方向的夹角大小为 60° 斜向上

5．（1）a = 6 m/s²，v = 24 m/s

（2）F = 36 N

 

32．斜拉桥

斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。斜拉桥可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥主要由索塔、主梁、斜拉索组成。

 

1．横跨杭州湾的嘉绍大桥，是世界上最长、最宽的多塔斜拉桥，全长 10 km，设计速度为 100 km/h。小文驾车上桥时间是 13：10，8 min 后通过该桥。下列说法错误的是（    ）

A．“10 km”是指路程                  B．“13：10”是时刻

C．“8 min”是时间间隔               D．“100 km/h”是平均速度

 

2．单面索斜拉桥具有经济、美观、视线不受遮挡的优点。单面索斜拉桥所有钢索均处在同一竖直面内，索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是（    ）

A．仅增加索塔高度可减小钢索的拉力大小

B．仅减小索塔高度可减小钢索的拉力大小

C．仅增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力

D．仅减少钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力

 

3．如图所示为单臂斜拉桥的示意图，均匀桥板 aO 所受重力为 G，三根平行钢索与桥面成 30° 角，间距 ab = bc = cd = dO。若每根钢索受力相同，左侧桥墩对桥板无作用力，则每根钢索的拉力大小是（    ）

A．G               B．\(\frac{{\sqrt 3 }}{6}\)G                C．\(\frac{G}{3}\)             D．\(\frac{{2G}}{3}\)

 

4．一列长 100 m 的列车匀加速通过长 1 000 m 的平直桥梁，列车刚好上桥的速度为 10 m/s，刚好全部离开桥梁的速度为 12 m/s。则列车完全通过此桥梁的时间为______s，列车的加速度大小为_________m/s²。

 

5．某斜拉桥的简化结构如图所示，其中 A 为主桥面，B 为索塔，C 为斜拉索，B 处于竖直方向，C 与 B 之间的夹角均为 θ。已知 A 所受的重力为 G，重心与 B 在同一竖直线上，不考虑桥梁其他部分对 A 的作用，问：

（1）一侧的斜拉索对 A 的拉力为多大？

（2）若想减小 C 的拉力可采取哪些具体措施？

【答案】

1．D

2．A

3．D

4．100，0.02

5．（1）\(\frac{G}{{2\cos \theta }}\)

（2）升高 C 在 B 上固定点的高度、减少 C 在 A 上固定点的距离、减小 C 与 B 间的夹角 θ 等。

 

33．球类运动

球类运动是以球作为基础的运动或游戏，是现代体育最为重要的组成部分，可以分为如下四类：使用球棒类、双球门类、空中击球类、击中指定目标类。这些运动不仅充满了竞技性，而且很有趣味性，颇受人们的喜爱。常见的球类运动有足球、篮球、排球、乒乓球、网球、垒球、冰球、曲棍球等。

 

1．关于排球的运动，下列说法正确的是（    ）

A．运动员在发球时，手对排球的力大于排球对手的力

B．排球在上升过程中，如果它受到的力全部消失，排球将静止

C．排球在下落过程中，速度变快，惯性变大

D．排球触网后方向改变，说明力可以改变物体的运动状态

 

2．某同学将一个网球竖直向上抛出，一段时间后落回原处，此过程中空气阻力大小保持不变，以竖直向上为正方向，下列 x – t 图像中可能正确的是（    ）

 

3．如图，某同学从同一竖直线上的 1、2 两点水平抛出两个铅球，两个铅球都经过空中的 P 点，不计空气阻力，则两个铅球从飞出到经过 P 点的过程中（    ）

A．在空中的飞行时间 t₁ = t₂

B．经过 P 点时速度的竖直方向的分量 v_y1 < v_y2

C．抛出的速度 v₁ > v₂

D．经道P点时的速度大小可能相等

 

4．从地面竖直向上抛出一质量为 0.5 kg 的足球，运动过程中足球受大小恒定的阻力作用。足球上升过程中，其动能 E_k 随距离地面高度 h 的变化关系如图所示。足球上升 3 m 的过程中机械能减少了________J，运动过程中所受的阻力大小为________N。

 

5．一个篮球运动员练习投篮，某人站在旁边观察球在空中的运动，发现篮球从离开运动员的手到运动到最高点，篮球的高度上升了 2 m，篮球在最高点的速度为 2 m/s，已知篮球的质量是 0.6 kg，g 取 10 m/s²。

（1）根据观察结果估算运动员投篮时对篮球做的功；

（2）假设观察者的观察结果是准确的，分析估算值是偏大还是偏小，说明理由。

【答案】

1．D

2．A

3．D

4．3，1

5．（1）13.2 J

（2）运动员对篮球做功在出手前，用出手后的过程估算未考虑出手前重力所做的功，故估算值偏小。

 

34．电子枪

电子枪指电真空器件中产生聚焦电子束的电极系统。一般包括热阴极、控制电极及一个或数个加速阳极。从阴极发射出的电子受各电极的静电场控制被聚成向同一方向运动的、密集的、截面很小的电子束。也可在管外加上电磁线圈，利用其磁场使电子束聚焦。改变控制极的电压，可控制通过这电极上的小孔的电子数因而改变电子束的电流密度。根据不同的要求，一个电子枪可以产生一个或多个电子束。

 

1．在某一示波管中，电子枪 2 s 内发射了 6×10¹³ 个电子，则该示波管中电子运动形成的电流大小为（    ）

A．3.2×10⁻⁶ A                B．4.8×10⁻⁶ A                C．6.4×10⁻⁶ A                D．9.6×10⁻⁶ A

 

2．如图所示为电子枪部分的原理图，阴极发射的电子在强电场的作用下从阴极飞向阳极，虚线是其中一个电子的运动路线，实线是电场线，A、B、C 是电场中的三个点，下列说法正确的是（    ）

A．C 点的电势比 A 点低

B．A 点的电场强度比 B 点的电场强度大

C．电子从 A 点运动到 B 点的过程电势能增大

D．从 A 点到 B 点的过程中电子的加速度不断增大

 

3．如图，一带电量不变的平行板电容器的两个极板与水平地面成一定角度，一个初速度为 v 的带负电的粒子恰好沿水平向右直线运动，则下列说法正确的是（    ）

A．电容器的上板带负电

B．粒子的机械能逐渐增加

C．粒子的电势能逐渐增加

D．若下极板稍平行下移一小段距离，粒子将做曲线运动

 

4．如图，示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏三部分组成。如果荧光屏上的 P 点出现亮斑，可知示波管中的极板 X 的电势______极板 X′ 的电势；极板 Y 的电势________极板 Y′ 的电势。（均选填“高于”或“低于”）

 

5．有人设想用月球上的材料在地球周围轨道上建立空间站。假定在月球表面用电子枪将这些材料发射出去，并限制每次发射的最大质量为 m，电子枪的加速电压为 U，且这些材料加速后正好能达到脱离月球的逃逸速度。问每次发射出去的材料需带有多少电荷量？（设月球质量为 m_月，半径为 R_月，万有引力常量为 G）

【答案】

1．B

2．B

3．C

4．高于，高于

5．q = \(\frac{{G{m_月}m}}{{2U{R_月}}}\)

 

35．国家电网

国家电网有限公司是根据《公司法》规定设立的中央直接管理的国有独资公司，是关系国民经济命脉和国家能源安全的特大型国有重点骨干企业。公司以投资、建设、运营电网为核心业务，承担着保障安全、经济、清洁、可持续电力供应的基本使命。

 

1．某家用台式计算机在 10 h 内用了 3 kW·h 电，那么从插座输入该计算机的电流最接近（    ）

A．1.5 A         B．1.3 A         C．1.1 A         D．1.0 A

 

2．某市正将主干道上的部分高压钠灯换成 LED 灯，已知高压钠灯功率为 400 W，LED 灯的功率为 180 W，若更换 4 000 盏，则一个月（取 30 天，每天约 10 h）可节约的电能约为（    ）

A．9×10² kW·h              B．3×10⁵ kW·h              C．6×10⁸ kW·h              D.1×10¹¹ kW·h

 

3．如图，发电站 A 到用电器 B 的距离为 L，线路上的电流为 I，已知输电线的电阻率为 ρ，为使线路上损失的功率不超过 P，则输电线横截面积的最小值为（    ）

A．\(\frac{{2\rho L{I^2}}}{P}\)               B．\(\frac{{\rho L{I^2}}}{P}\)         C．\(\frac{P}{{2\rho IL}}\)                 D．\(\frac{{P\rho }}{{IL}}\)

 

4．我国的民用电压为 220 V 的供电。一支“220 V  50 W”照明用的灯泡．若改用 200 V的供电，使用相同的时间可以节省电能__________%；如果采用 200 V 供电的同时，又不减弱照明亮度，则原灯泡电阻丝要换成电阻为________Ω 的新电阻丝。

 

5．抽水蓄能电站的工作原理：在用电低谷时，电站利用电网多余的电能把水抽到高处的蓄水池中；到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。如图，已知上、下水库落差 H = 600 m，山顶水库的表面积为 2.8×10⁵ m²（水库近似为长方体）。蓄水后一个昼夜连续发电，山顶水库水位降低 30 m，若水的重力势能的 80% 转化为电能，水的密度为 1.0×10³ kg/m³，g 取 10 m/s²，求一个昼夜连续发电所产生的电能。

【答案】

1．B

2．B

3．A

4．17.4，800

5．E = 4×10¹³ J

 

36．校运会

校运会是学校体育运动竞赛的一种重要形式，主要指每年春秋两季的田径运动会。学校运动会有多方面的教育意义，可以全面检阅学校田径运动开展情况，检查教学和训练成果，推动学校群众性体育活动的开展，促进运动技术水平的提高；同时，还可以培养学生奋发向上、遵守纪律、集体主义和荣誉感等品质，并具有振奋师生精神，活跃学校生活等作用。

 

1．某同学绕操场一周跑了 400 m，用时 85 s。这两个物理量分别是（    ）

A．路程、时刻            B．位移、时刻            C．路程、时间            D．位移、时间

 

2．运动员立定跳远起跳瞬间如图所示，下列能大致表示地面对双脚作用力方向的是（    ）

 

3．如图所示为运动员在撑杆跳高比赛中，取得优异成绩的惊人一跳，忽略空气阻力，下列说法正确的是（    ）

A．加速助跑过程中，运动员的动能增加

B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加

C．越过横杆的过程中，运动员的重心一定在横杆上方

D．越过横杆后下落的过程中，运动员一定做自由落体运动

 

4．一个篮球从高处落下，以速度 v₁ = 10 m/s 竖直落到水平地面上，碰撞后以速度 v₂ = 6 m/s 反弹，碰撞时间为 0.2 s，那么，球下落过程中的平均速度大小为________m/s，与地面碰撞过程中的平均加速度大小为________m/s²。

 

5．为了在校运会上取得好成绩，甲、乙两位同学正在操场的直跑道上练习 4×100 m 接力，已知他们奔跑时能达到的最大速度相同。如图，甲持棒以最大速度向乙奔来，乙在接力区伺机全力奔出；乙从静止开始全力奔跑需跑出 25 m 才能达到最大速度，这一过程可看作匀变速运动。

（1）若要求乙接棒时的速度需达到为最大速度的 80%，乙接棒前需在接力区奔出多远的距离？

（2）乙应该在甲距离他多远时起跑？

【答案】

1．C

2．D

3．A

4．5，80

5．（1）16 m

（2）24 m

 

37．伽利略

伽利略是意大利物理学家、天文学家。早年入修道院学哲学和宗教。1581 年入比萨大学学医。历任比萨大学、帕多瓦大学教授。主张研究自然界必须进行系统的观察和实验，是近代实验科学与机械唯物主义的奠基者之一。通过实验，推翻了向来被奉为权威的亚里士多德关于“物体落下的速度和重量成比例”的学说，建立了落体定律。还发现物体的惯性定律、摆振动的等时性、抛体运动规律，并确定了力学相对性原理，因而被认为是经典力学和实验物理学的先驱。也是利用望远镜观察天体取得大量成果的第一人。在天文学上的重要发现有力地证明了哥白尼的日心说。

 

1．伽利略设想了一个理想实验，能直接得出的结论是（    ）

A．自然界的一切物体都具有惯性

B．小球的加速度和所受合外力成正比

C．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

D．小球在光滑水平面上运动时，运动状态的维持并不需要外力

 

2．伽利略、牛顿等科学家为物理学的发展作出了巨大贡献。下列符合他们的观点的是（    ）

A．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方

B．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明物体受的力越大速度就越大

C．两物体从同一高度自由下落，较轻的物体下落较慢

D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来

 

3．下框流程图展示了伽利略在对自由落体运动的研究过程中运用的科学研究方法，其中方框 1 和方框 2 中的方法和对应内容均正确的是（    ）

A．方框 1 提出假设：落体运动的 x 与 t² 成正比

B．方框 1 提出假设：落体运动的 v 与 t 成正比

C．方框 2 得出结论：落体运动的 x 与 t² 成正比

D．方框 2 得出结论：落体运动的 v 与 t 成正比

 

4．“伽利略”木星探测器历经 6 年到达木星，此后在时间 t 内绕木星运行 N 圈。设这 N 圈都是绕木星在同一个圆周上运行，其运行速率为 v，探测器上的照相机拍摄整个木星时的视角为 θ，如图所示，则木星探测器在上述圆形轨道上运行时的轨道半径为__________，木星的第一宇宙速度为__________。

 

5．亚里士多德认为“重的物体比轻的物体坠落得快”。对此伽利略做了如下推理：

A．根据这一论断，一块较重的石头比一块较轻的石头下落速度大。

B．假定一块较重的石头下落速度为 8 个单位，一块较轻的石头下落速度为 4 个单位。

C．……

D．由此从“重物比轻物落得快”的论断推出了相互矛盾的结果。

（1）将伽利略的推理 C 补充完整；

（2）设计一个小实验使重的物体比轻的物体落得慢。

【答案】

1．D

2．A

3．C

4．\(\frac{{vt}}{{2\pi N}}\)， \(\frac{v}{{\sqrt {\sin \frac{\theta }{2}} }}\)

5．（1）两块石头拴在一起重量比原来较重的石头下落速度还要大，根据亚里士多德的理论，整个系统的下落速度应该大于 8 个单位；另一方面，较重的石头受到较轻石头的拖累下落速度小于 8 个单位，较轻的石头由于受到较重石头下落速度的影响，其下落速度应大于 4 个单位，二者拴在一起其下落速度在 4 个单位到 8 个单位之间。

（2）在重的铁块上面系一只充气的气球，另外取一质量更小的铝块，让它们从同一高度从静止开始下落，就可以观察到重的铁块比轻的铝块下落得慢。

 

38．过山车

过山车是一种机动游艺设施，常见于游乐场和主题乐园中。过山车惊险刺激，深受年轻游客的喜爱。过山车的轨道构造中，包含了爬升、滑落、倒转，其路线设计不一定是一个完整的回圈，也可以是往返移动的。大部分过山车的每节车厢可容纳 2 人、4 人、6 人或 8 人，这些车厢利用勾子相互连结起来，就像火车一样。

 

1．如图甲所示，小刚同学所坐的翻滚过山车正在下行中，如图乙所示，他此时所做的运动及所受合力的可能方向分别是（    ）

  

A．匀速圆周运动、沿 F₁ 方向        B．匀速圆周运动、沿 F₂ 方向

C．加速圆周运动、沿 F₃ 方向        D．减速圆周运动、沿 F₂ 方向

2．如图所示为游乐场里的过山车，在过山车运动过程中经过 A、B 两点时（    ）

A．在 A 点时对轨道压力较小         B．在 A 点时所受摩擦力较大

C．在 B 点时所受向心力较大         D．在 B 点时合外力方向竖直向下

 

3．如图，在同一条过山车轨道上，一辆小车与多辆相同小车连接在一起的一列小车，分别以初速度 v₀ 进入圆轨道，滑行到重心最高点时的速度分别为 v₁ 和 v₂。不计轨道和空气阻力，则 v₁、v₂ 的大小关系是（    ）

A．v₁ < v₂                   B．v₁ > v₂

C．v₁ = v₂                    D．与小车数量有关，无法判断

 

4．如图所示为游乐场中的过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力__________（选填“不”或“要”）做功，过山车的重力势能__________（选填“增加”“减少”或“不变”）。

 

5．如图甲，过山车可以底朝天在圆形轨道上运行而乘客不会脱离座椅，由此情景抽象出如图乙所示模型：弧形轨道的下端与半径为 R 的竖直圆形轨道相接，可视为质点、质量为 m 的小滑块下滑经过相接处，能量损失可忽略。

（1）小滑块运动到弧形轨道的 B 点时，受到哪些作用力？处于失重状态还是超重状态？

（2）请推导出小滑块能通过 C 点的最小速度。（质量为 m，轨道半径为 R，重力加速度为 g）

【答案】

1．C

2．B

3．A

4．不，减少

5．（1）小滑块运动到弧形轨道的 B 点时，受轨道竖直向上的支持力 F_N、重力 G 以及轨道的摩擦力（很小，可忽略）。到 B 点时，进入圆周运动状态，需要向心力，由 F_N 与 G 的合力提供，方向竖直向上，所以小滑块有向上的加速度，处于超重状态。

（2）\(\sqrt {gR} \)

 

39．充电宝

充电宝，又称为移动电源，是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以随时随地给手机等数码设备充电或待机供电。充电宝一般由锂电芯或者干电池作为储电单元。充电宝自身的充电插头可直接通过交流电源对移动设备充电且自身具有储电功能，相当于一个充电器和备用电池的混合体。

 

1．为保证人民的生命财产安全，机场规定“严禁携带额定能量超过 160 W·h 的充电宝搭乘飞机”，160 W·h的能量最接近（    ）

A．一个铅球从教室课桌落至地面时所具有的动能

B．一位 80 kg 的同学从 1 m 高的田坎跳下时减少的重力势能

C．一辆轿车在高速路上正常行驶时的动能

D．一部手机待机一天所消耗的电能

 

2．某手机电池背面印有的一些符号如图所示，则下列说法正确的是（    ）

A．“毫安·时”是电池储存的能量的单位

B．“伏特”是国际单位制中的基本单位

C．若该手机的待机电流为 10 mA，则手机最多可待机 100 h

D．若该电池工作电流为 16 mA，则每秒内定向通过电源的电子个数为 1×10¹⁷ 个

 

3．电阻 R₁、R₂ 按图示方法接入电压恒定的手机充电宝上，闭合开关后保持 R₁ 的阻值不变，改变 R₂ 的阻值，则关于 R₁ 消耗的功率 P₁ 的说法正确的是（    ）

A．R₂ 增大，P₁ 增大        B．R₂ 增大，P₁ 减小

C．R₂ 减小，P₁ 减小         D．R₂ 减小，P₁ 不变

 

4．如图，用输出电压为 1.4 V、输出电流为 100 mA 的充电宝对内阻为 2 Ω 的电池充电。充电时，电池消耗的热功率为________W，电能转化为化学能的功率为_________W。

 

5．“用 DIS 测量充电宝的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示。

（1）图中 A，B 分别为_______传感器和_______传感器。闭合开关前，滑动变阻器的滑动头 P 应置于_______端（选填“a”或“b”）；

（2）闭合开关后，调节滑动变阻器，测得两个电表的多组数据，作出的 U – I 图像如图（b）所示。根据图像可求出该充电宝的电动势 E = ______V，内阻 r = _______Ω。（结果均保留两位小数）

【答案】

1．C

2．D

3．B

4．0.02，0.12

5，（1）电流，电压，a

（2）1.48，1.29

 

40．电磁

电磁是物质所表现的电性和磁性的统称，如电磁感应、电磁波等。电流的磁效应是丹麦科学家奥斯特发现的。电磁现象产生的原因在于电荷运动产生波动，形成磁场，因此所有的电磁现象都离不开电场。电磁学是研究电、磁和电磁相互作用现象及其规律和应用的物理学分支学科。麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了经典电磁学的基础理论体系，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术，深刻地影响着人们认识物质世界的思想。

 

1．用实验证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路，被誉为无线电通信的先驱的德国物理学家是（    ）

A．安培        B．麦克斯韦        C．韦伯        D．赫兹

 

2．两个相同的金属小球，分别带有不等量同种电荷，相距 r 时，两球间的静电力大小为 F。若将两球接触一下后再分开，仍放回原处，两球间的静电力大小为 Fʹ，则（    ）

A．Fʹ = F             B．Fʹ < F             C．Fʹ > F             D．都有可能

 

3．如图所示为三根平行导线的截面图，它们的电流大小都相同，方向垂直于纸面向里。如果 AB = AC = AD，则 A 点的磁感应强度的方向是（    ）

A．向上        B．向下        C．向左        D．向右

 

4．如图，边长为 40 cm 的正方形闭合导线框，一半处在磁感应强度 B = 0.5 T 的有界匀强磁场中，则穿过导线框的磁通量为_________Wb。如果以 ab 边为轴，将导线框从图示位置转过 60° 的过程中，导线框中_________（选填“有”或“没有”）感应电流产生。

 

5．如图所示为两个等量点电荷 P、Q 的电场线分布。

（1）判断 P、Q 电荷的电性。

（2）判断 A、B 两点的电场强弱，并说明理由。

（3）某带电粒子（不计重力）以一定的初速度从 A 点射出，仅在电场力的作用下沿图中虚线由 A 点运动至 B 点。判断该粒子带何种电荷，并分析由 A 点运动至 B 点的过程中该带电粒子的能量转化情况。

【答案】

1．D

2．C

3．D

4．0.04，没有

5．（1）P 带正电，Q 带负电

（2）电场线的疏密表示电场的强弱，可知 A 点的电场强度大。

（3）由图可知，带电粒子向右偏转，可知粒子受力的方向向右，与电场线的方向大致相同，可知粒子带正电。由 A 点运动至 B 点的过程中，粒子受力的方向与位移的方向之间的夹角为锐角，则电场力做正功，粒子的电势能转化为动能。

 

41．赛龙舟

每年的农历五月初五为端午节，又称端阳节。端午是“飞龙在天”吉祥日，龙及龙舟文化始终贯穿在端午节的传承历史中。赛龙舟是端午节的习俗之一，也是端午节最重要的节日民俗活动之一，在中国南方地区普遍存在，在北方靠近河湖的部分城市虽也有赛龙舟的习俗，但大部分北方地区更偏爱划旱船舞龙的形式。

 

1．在赛龙舟的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．研究队员的划桨动作时可将队员看成质点

B．以龙舟为参考系，岸上站立的观众是静止的

C．获得第一名的龙舟，平均速度一定最大

D．获得第一名的龙舟，位移一定最大

 

2．在赛龙舟的过程中，人在划船时，下列说法正确的是（    ）

A．人对船的压力就是人的重力

B．桨对水的作用力大于水对桨的作用为

C．桨先向后划水，然后水才向前推桨

D．桨向后划水的同时，水给了桨向前的推力

 

3．如图所示的 v – t 图像描述了甲、乙两条龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划到终点线的运动全过程，下列说法正确的是（    ）

A．刚出发时，甲的加速度大于乙的加速度

B．t₁ 时刻甲乙齐头并进

C．t₂ 时刻甲在乙前面

D．比赛全程甲的平均速度大于乙的平均速度

 

4．某龙舟要渡过宽 60 m 的平直河流，若龙舟在静水中划行的速率为 4 m/s，河水的流速为 5 m/s，则该龙舟渡河的最短时间为________s，该龙舟________（选填“能”或“不能”）沿垂直河岸的航线抵达对岸。

 

5．假设龙舟在静水中运动，以 6 m/s 的速度冲抵终点时运动员立即停止划桨，龙舟立即以 0.3 m/s² 的加速度做匀减速直线运动，从停止划桨开始计时。求：

（1）龙舟 10 s 末的速度大小；

（2）经过时间 30 s，龙舟所通过位移的大小；

（3）龙舟在整个匀减速过程中的平均速度大小。

【答案】

1．C

2．D

3．D

4．15，不能

5．（1）3 m/s

（2）60 m

（3）3 m/s

 

42．力的概念形成

推拉物体时，可以直觉意识到“力”的模糊概念。被推拉的物体发生运动以及物体滑行时由于摩擦而逐渐变慢，最后停止下来，都反映了力的作用。中国古代文献《墨经》就把这个概念总结为“力，形之所以奋也”，就是说，力是使物体奋起运动的原因。可见，“力”的概念是自然地反映到人的意识中的。但是人们从直觉意识到“力”的概念到获得“力”的严格科学定义，却经历了一个漫长而叉曲折的过程。

 

1．描述运动和力的关系的物理定律是（    ）

A．牛顿第一定律和牛顿第二定律

B．牛顿第一定律和牛顿第三定律

C．牛顿第二定律和牛顿第三定律

D．牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律

 

2．将一个力 F 分解为两个不为零的力，下列分解方法不可能的是（    ）

A．其中一个分力与 F 垂直                    B，两个分力与 F 都在一条直线上

C．一个分力的大小与 F 的大小相同      D．一个分力与 F 的大小和方向都相同

 

3．如图，某人质量为 M，站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀加速运动，加速度大小为 a，下列说法正确的是（    ）

A．人受到竖直向上的支持力的作用，大小等于 Mg

B．人受到水平向右的摩擦力的作用，大小等于 Ma

C．人受到的合外力为零

D．人受到的合外力方向与加速度方向相同，大小等于 Ma

 

4．如图，一只球挂在三角形木块的右侧面，整个装置放在粗糙水平地面上，球与木块均保持静止，则木块相对于地面的运动趋势方向为__________（选填“水平向右”“水平向左”“无方向”或“无法判定”），理由是______________________________。

 

5．小明同学利用如图所示的装置“探究两个互成角度的力的合成规律”。

（1）用两只弹簧测力计分别挂住细绳套，互成夹角地拉橡皮筋，使结点到某一位置 O 点时静止，当用一只弹簧测力计拉橡皮筋时使结点仍要在___________点静止，这是因为要使合力与其两个分力产生的_________相同；

（2）请帮助小明同学在坐标纸上绘制出 F₁、F₂ 的合力 F；

（3）坐标纸每一小格的长度表示 0.5 N 的力，则合力 F 的大小为_________N。

【答案】

1．A

2．D

3．D

4．无方向球与木块均保持静止，地面与木块间无摩擦力，也无运动趋势

5．（1）O，效果

（2）

（3）6.5

 

43．宇宙飞船

宇宙飞船是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的航天器。宇宙飞船可分为一次性使用与可重复使用两种类型。宇宙飞船一般由运载火箭送入指定轨道，然后再由其自行调整。飞船上除有基本系统设备和货物外，还有生命维持系统、重返地球的再入系统、回收登陆系统等。

 

1．宇宙飞船绕地球运行，先在半径为 R₁ 的圆轨道上运行，变轨后在半径为 R₂ 的圆轨道上运行，则变轨后宇宙飞船的（    ）

A．线速度变小            B．角速度变小            C．周期变大        D．向心加速度变大

 

2．在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船上，进行微小卫星伴随飞行试验。如果将小卫星与飞船断开连接后，小卫星相对于飞船的速度为零，且不启动动力装置，小卫星将（    ）

A．做自由落体运动                                 B．渐渐远离地球

C．沿原轨道切线做匀速直线运动            D．保持与飞船的相对距离不变

 

3．如图所示为采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若飞船质量为 3.0×10⁴ kg，其推进器的平均推力为 900 N，在飞船与空间站对接后，推进器工作的 10 s 内，测出飞船和空间站速度变化是 0.05 m/s，则空间站的质量为（    ）

A．8.7×10⁴ kg

B．1.5×10⁵ kg

C．6.0×10⁴ kg

D．6.0×10⁵ kg

 

4．如图，宽度为 l 的宇宙飞船沿其长度方向以 0.9c（c 为真空中的光速）的速度远离地球，地球上的人看到的宇宙飞船宽度__________（选填“大于”“等于”或“小于”）l。飞船和地面上各有一只铯原子钟，地球上的人观察到_______________________（选填“飞船上的钟较快”“地面上的钟较快”或“两只钟一样快”）。

 

5．随着航天技术的发展，许多实验可以搬到太空中进行。宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时，无法用天平称量物体的质量。假设某宇航员在这种环境下设计了如图所示的装置（图中 O 为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设宇宙飞船中具有基本测量工具。

（1）分析物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计的原因；

（2）实验时测得的物理量有弹簧测力计的示数 F、圆周运动的周期 T 和圆周运动的半径 R，求待测物体质量 M 的表达式。

【答案】

1．D

2．D

3．B

4．等于，地面上的钟较快

5．（1）在太空中物体与桌面间几乎没有压力，物体与桌面间的摩擦力几乎为零

（2）M = \(\frac{{F{T^2}}}{{4{\pi ^2}R}}\)

 

44．电磁统一论

法拉第最先发现电磁感应现象，从而确定了电磁感应的基本定律。在此基础之上，麦克斯韦终于在 1873 年建立了系统的电磁场的基本方程。麦克斯韦首先从理论上引进“位移电流”的概念，建立了电磁场的基本方程，又由该方程组直接导出了电磁场的波动方程，从而形成了体系完整的电磁场理论。

 

1．如图所示为空间中电场的电场强度 E 或磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化的情况，其中能在空间中产生电磁波的是（    ）

 

2．某磁场的磁感线分布如图所示，将闭合导体圆环从磁场中的 M 处平移到 N 处，则（    ）

A．通过圆环的磁通量将增大            B．通过圆环的磁通量将不变

C．圆环中将产生感应电流               D．圆环中不会产生感应电流

 

3．三个点电荷附近的电场线分布如图所示，c 是电量相等的两个负电荷连线的中点，d 点在正电荷的正上方，c 点、d 点到正电荷的距离相等，则（    ）

A．c 点的电场强度为零                   B．b、d 两点的电场强度不同

C．a 点的电势比 b 点的电势高       D．c 点的电势与 d 点的电势相等

 

4．如图，足够长的光滑斜面底端固定有带电小球 A，带有同种电荷的小球 B 从斜面顶端由静止开始下滑，则小球 B 在向下运动的过程中将做_________运动，向下运动过程中小球 B 的电势能__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

 

5．如图，长为 L 的绝缘细线一端悬于 O 点，另一端系一质量为 m、电荷量为 q 的小球。现将此装置放在水平向右的足够大的匀强电场中，小球静止在 B 点，此时细线与竖直方向成 37° 角，重力加速度为 g。

（1）判断小球的带电性质，并求该匀强电场的电场强度 E 的大小。

（2）若将小球向右拉起至与 O 点处于同一水平高度且细线刚好绷紧，将小球由静止释放，求小球运动到最低点 A 时的速度大小。

【答案】

1．C

2．C

3．B

4．先加速后减速增大

5．（1）正电，E = \(\frac{{3mg}}{{4q}}\)

（2）v = \(\sqrt {\frac{{gL}}{2}} \)

 

45．家用电器

家用电器主要指在家庭及类似场景中使用的各种电器和电子器具，又称民用电器、日用电器。家用电器使人们从繁重、琐碎、费时的家务劳动中解放出来，为人类创造了更为舒适优美、更有利于身心健康的生活和工作环境，提供了丰富多彩的文化娱乐条件，已成为现代家庭生活的必需品。根据其功能和用途，家用电器大致可以分为冷冻器具、空调器具、清洁器具、厨房器具、取暖器具、整容器具、民用灯具以及配件类电器等八个大类。

 

1．在下列家用电器中，属于纯电阻家用电器的是（    ）

A．电吹风            B．白炽灯            C．电冰箱            D．电动机

 

2．要使电热器在单位时间内产生的热量减小一半，以下方案可行的是（    ）

A．电热丝的电阻不变，使通过电热丝的电流减小一半

B．电热丝两端的电压不变，使电热丝的电阻增大一倍

C．电热丝的电阻不变，使电热丝两端的电压减小一半

D．电热丝两端的电压不变，使电热丝的电阻增大为原来的 \(\sqrt 2 \) 倍

 

3．小李用功率为 1 000 W 的微波炉加热一杯 250 mL 的牛奶，牛奶从室温加热到口感适宜的温度大概需要吸收 3.0×10⁴ J的能量。已知此微波炉将电能转化为微波辐射的效率为 75%，微波辐射转化为牛奶内能的效率也为 75%，则加热这杯牛奶的适宜时间约为（    ）

A．3 min              B．2 min       C．1 min              D．0.5 min

 

4．李明最近购买了一台空调，空调说明书中的主要数据如表所示。空调工作时应选如图中__________孔插座（选填“二”或“三”），连续正常制冷 30 min 消耗的电能为_______kW·h。

电源电压	220 V
频率	50 Hz
额定制冷功率	1 320 W
额定制热功率	1 420 W

 

5．电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后的保温状态。如图所示为电饭锅电路的示意图，S 是用感温材料制造的开关，R₁ 是电阻，R₂ 是供加热用的电阻丝。

（1）写出开关 S 接通时和断开时，电饭锅分别处于哪种工作状态？

（2）如果要使 R₂ 在保温状态时的功率是加热状态时的 \(\frac{1}{4}\)，R₁∶R₂ 应为多少？

【答案】

1．B

2．B

3．C

4．三，0.66

5．（1）当接通 S 时，电阻变小，功率变大，处于加热状态；断开 S 时为保温状态。

（2）1∶1

 

46．国产大“鲲鹏”——C919

C919 飞机是中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机。C919 已经完成立项论证、可行性论证、预发展阶段工作，转入工程发展阶段。2015 年11 月 2 日，C919 完成总装下线，其性能与国际新一代的主流单通道客机相当。2017 年 5 月 5 日，C919 完成首次试飞。2022 年 8 月 1 日，中国商飞宣布，国产大飞机 C919 完成取证试飞。2022 年 9 月 29 日，C919 飞机获颁型号合格证。

 

1．2018 年 12 月 28 日 11 时 07 分，第三架 C919 从浦东国际机场起飞，历经 1 小时 38 分钟的飞行，于 12 时 45 分平稳返回浦东国际机场，圆满完成诚飞任务。下列说法正确的是（    ）

A．11 时 07 分指的是时间间隔

B．1 小时 38 分钟指的是时间间隔

C．飞机飞行的路径总长度等于飞机位移的大小

D．飞机在空中某位置的运动快慢用平均速度表示

 

2．下列各图中，可以描述 C919 在平直跑道上匀加速滑行时的运动的是（    ）

 

3．假设地球是一个质量均匀分布的球体，C919 在赤道上空绕地心做匀速圆周运动，空气阻力大小不变，不考虑油料消耗导致的飞机质量变化，关于 C919，下列说法正确的是（    ）

A．发动机的功率不变

B．飞机做匀变速运动

C．飞机处于平衡状态

D．飞机所受地球引力等于向心力

 

4．C919 在某次试飞中，飞机在平直跑道上从静止开始加速滑行 60 s 后，达到起飞速度 66 m/s。设飞机在滑行过程中做匀加速直线运动，则飞机滑行时的加速度的大小为_________m/s²；为保证安全起飞，平直跑道的最小长度为________m。

 

5．2022 年 5 月 14 日，中国商飞公司即将交付的首家用户的首架 C919 飞机首次飞行试验成功。该飞机的质量为 m，起飞过程中从静止开始沿直线滑跑，当位移为 L 时，飞机的速度为 v。在此过程中飞机的牵引力和受到的阻力均为恒力，且阻力为飞机受到的重力的 k 倍，重力加速度为 g。求：

（1）飞机的牵引力大小 F；

（2）飞机的速度为 v 时，牵引力的功率 P。

【答案】

1．B

2．A

3．A

4．1.1，1 980

5．（1）F = \(\frac{{m{v^2}}}{{2L}}\) + kmg

（2）P = \(\frac{{m{v^3}}}{{2L}}\) + kmgv

 

47．懒人支架

懒人支架是根据不同型号、不同品牌子的平板电脑、手机等数码产品设计出来的，可以支撑使用这类数码产品的支架。懒人支架可以解放人们的双手，让人们充分享受其带来的便捷。懒人支架根据人体工程学理念设计，让使用者获得更为舒适的体验。

 

1．如图所示为常见的一款懒人支架，支架放水平桌面上，手机放在支架上时（    ）

A．支架对桌面的压力等于手机的重力

B．手机一定不受到摩擦力的作用

C．支架一定不受到桌面的静摩擦力

D．手机对支架的压力和支架对手机的支持力是一对平衡力

 

2．如图所示为懒人支架和手机，现将支架调整为图乙状态，与调整前的图甲相比，支架对手机的作用力

A．大小、方向均不变

B．大小、方向均变化

C．方向不变，大小变化

D．大小不变，方向变化

 

3．磁吸式车载懒人支架，可把手机吸在支架上。若手机背面正对车前进的方向，且与水平方向成适当角度，当汽车在水平路面上匀速行驶时，关于手机所受力的做功情况，下列说法正确的是（    ）

A．摩擦力对手机做功为零        B．支持力对手机做功为零

C．合外力对手机做功为零        D．重力对手机做功不为零

 

4．如图所示为一智能手机三脚架，置于水平地面的质量为 m 的三脚架上固定着一质量为 4m 的手机。三脚架的三根支架等长，与竖直方向均成 θ 角，当 θ 变化时，三脚架的每根支架与地面之间的压力___________（选填“变化”或“不变”）。当 θ = 60° 时，三脚架每根支架对地的正压力大小为__________。

 

5．开车出行常用手机导航，图甲是一种磁吸式车载懒人支架，手机放上去会被牢牢吸住。图乙是其侧视图。若手机质量 m = 0.2 kg，支架斜面的倾角 θ = 53°，手机与支架接触面间的动摩擦因数 μ = 0.3，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，g 取 10 m/s²，汽车做匀速直线运动。

（1）若没有磁吸力，请画出手机受力示意图并通过计算说明手机会不会滑落。

（2）若磁吸力 F = 6 N，求支架对手机的弹力和摩擦力的大小。

【答案】

1．C

2．A

3．C

4．不变，\(\frac{{5mg}}{3}\)

5．（1）若没有磁吸力，手机受到重力、支持力和摩擦力，手机受力情况如图甲所示。最大静摩擦力 f_amx = μmgcosθ = 0.36 N，重力沿支架方向的分力 G_x = mgsinθ = 0.2×10×0.8 N = 1.6 N。由于 mgsinθ > f_max，所以手机会滑落。

（2）fʹ = 1.6 N

 

48．离心现象

离心力本不存在，做圆周运动的物体因其惯性，有沿圆周轨迹切线做直线运动的趋势，在所受向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，产生的逐渐远离圆心移动的物理现象。生活中常见的应用例如：洗衣机脱水桶、做棉花糖、投掷铁饼等。

 

1．下列动作利用了离心现象的是（    ）

A．投篮球            B．扣杀排球        C．射箭        D．投掷链球

 

2．某一质点做曲线运动时，其加速度（    ）

A．方向一定随时间变化                   B．大小一定不断变化

C．方向跟速度的方向一致               D．方向一定跟合力的方向一致

 

3．公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处内外侧高度不同形成斜坡。当汽车行驶的速率为 v 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处（    ）

A．路面外侧高，车速 v 有唯一确定值          B．路面内侧高，车速 v 有唯一确定值

C．路面外侧高，车速 v 有多个可能值          D．路面内侧高，车速 v 有多个可能值

 

4．铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的。如图，已知内外轨道对应水平面的倾角为 θ，弯道处的圆弧半径为 R。若火车转弯时速度为________时，则火车不挤压内外轨道；若速度小于上述速度，则火车挤压________轨道（选填“内侧”或“外侧”）。

 

5．“天宫课堂”中有利用旋转的方法将油水分离，化工中也常使用离心分离器，将微小颗粒快速从液体中沉淀析出。如图，试管中装有密度为 ρ₁ 的液体，该液体内有密度为 ρ₂、体积为 V 的微小颗粒，ρ₂ > ρ₁。请分析：当忽略重力，离心分离器带着试管以角速度 ω 高速旋转时，微小颗粒为什么会在液体中“沉”到试管底部？

【答案】

1．D

2．D

3．A

4．\(\sqrt {gR\tan \theta } \)，内侧

5．设想一个密度为 ρ₁、体积为 V 的微小液滴在距离转轴 r 处随周围液体一起做角速度为 ω 的匀速圆周运动，小液滴所需要的向心力大小 F_向1 = ρ₁Vω²r，忽略重力，小液滴受周围液体对它的合力提供向心力，即 F_合 = F_向1。把小液滴换成密度为ρ₂、体积为 V 的微小颗粒，在距离转轴 r 处，周围液体的种类及运动情况未变，微小颗粒受周围液体对它的合力大小仍为 F_合。忽略重力，微小颗粒做角速度为 ω 的匀速圆周运动所需要的向心力大小 F_向2 = ρ₁Vω²r。因为 ρ₁ < ρ₂，所以微小颗粒所受的合力小于所需要的向心力，微小颗粒做离心运动，“沉”到试管底部。

 

49．四种基本的力

生活中我们能够察觉到如海水对船的浮力，胶水的黏合力，磁铁之间的吸力或斥力等。除了这些宏观世界中我们能够察觉到的力以外，在微观世界中也存在着这样或那样的力。例如：分子或原子之间的引力或斥力、原子内的电子和核之间的引力、核内粒子和粒子之间的斥力和引力等。尽管力的种类如此复杂，但近代科学已经证明，自然界只存在四种基本的力（或称相互作用），其他的力都是这四种力的不同表现，这四种力是万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。

 

1．如图，通以电流 I 的直导线 MN 固定在竖直位置上，且与导线框 abcd 在同一平面内，则下列情况下导线框中不能产生感应电流的是（    ）

A．线框向下平动

B．通过直导线的电流减小

C．线框水平向右移动

D．线框水平向左移动

 

2．如图所示四个图中，a、b 两点电势相等、电场强度也相等的是（    ）

 

3．如图，平行金属板 A、B 水平正对放置，分别带等量异种电荷。一带电粒子沿水平方向射入板间，仅受电场力作用下，其运动轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是  （    ）

A．若粒子带正电，则 A 板带负电荷

B．若粒子带负电，则金属板间的电场方向竖直向下

C．粒子从 M 点运动到 N 点，其电势能一定增加

D．粒子从 M 点运动到 N 点，其动能一定增加

 

4．两条绝缘通电直导线通有电流强度均为 I 的电流，围成如图所示的形状，在它们所围的 4 个区域中，磁感应强度等于零的位置处在_______区，磁感应强度垂直纸面向里且最大的位置处在________区。（均填写图中数字）

 

5．在“观察电容器的充、放电现象”实验中，对给定电容值为 C 的电容器充电后放电，无论采用何种放电方式，其两极间的电势差 U 随电荷量 Q 的变化图像都相同。

（1）在图甲中画出上述 U – Q 图像。类比直线运动中由 v – t 图像求位移的方法，可以推导出两极间电压为 U 时电容器所储存的电能 E_p = ___________（用 C 和 U 表示）。

（2）在如图乙所示的放电电路中，R 表示电阻。通过改变电路中元件的参数对同一电容器用相同的电压充电后进行两次放电，对应的 Q – t 曲线如图丙中 Ⅰ、Ⅱ 所示。则 Ⅰ、Ⅱ 两条曲线不同是__________的改变造成的。

（3）若某电容器的额定电压为 2.7 V，电容为 10 F，其充满电后储存的电能为________（结果保留 3 位有效数字）。

【答案】

1．A

2．D

3．D

4．1、4，3

5．（1）\(\frac{1}{4}\)CU²

（2）电阻 R

（3）36.5

 

50．节能减排

节能减排有广义和狭义定义之分，广义而言，节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物（包括三废和噪声等）排放；狭义而言，节能减排是指节约能源和减少环境有害物排放。《中华人民共和国节约能源法》所称节约能源（简称节能），是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。

 

1．下列属于常规能源的是（    ）

A．太阳能            B．核能        C．石油        D．地热能

 

2．现代社会倡导“绿色、低碳、节能”的新型生活方式。下列做法不符合节能要求的是（    ）

A．电脑使用完毕后关机并切断电源        B．长时间外出需要切断热水器电源

C．电视机长时间处于待机状态               D．手机充电结束后拔掉充电器

 

3．一款新能源电动车在某次测试中 0 ~ 30 m/s 的加速时间为 10 s，设测试过程中车的加速度随速度的增加而逐渐减小，则该车在该段时间内（    ）

A．平均加速度大小为 1.5 m/s²                       B．加速到 15 m/s时，用时 5 s

C．运动到总位移一半时，速度为 15 m/s        D．位移大于 150 m

 

4．电动车所需能量由它所携带的蓄电池供给。如图所示为某类电动车与汽油车性能的比较。通常车用电动机的质量是汽油发动机的 4 倍或 5 倍。为促进电动车的推广使用，在技术上主要应对电动车的__________、__________等部件加以改进。给电动车蓄电池充电的能量实际上来自于发电站。一般发电站燃烧燃料所释放出来的能量仅 30% 转化为电能，在向用户输送及充电过程中又损失了 20%，这意味着使用电动车时能量转化的总效率约为________%。

 

5．电动自行车大大方便了人们的出行，同时利于整个社会的节能减排。某型电动自行车的电源、车灯、电动机的简化电路如图乙所示。已知该电动自行车的电源电动势 E = 48 V，内阻 r = 0.4 Ω，电动机的内阻 R_M = 0.5 Ω，车灯电阻 R_L = 90 Ω（不变），电流表内阻忽略不计。当 S₁、S₂ 都接通时，电流表示数 I = 7.5 A，此时电动机正常工作。求：

（1）当只有 S₁ 接通时，电流表的示数 I₁；

（2）电动机正常工作时，电动机的输出功率 P。

【答案】

1．C

2．C

3．D

4．蓄电池，电动机，16.8

5．（1）I₁ ≈ 0.53 A

（2）P = 290.5 W

 

51．F1 赛车

一级方程式赛车世界锦标赛，简称 F1，是国际汽车运动联合会组织的最高等级的年度场地赛车比赛，也是当今世界最高水平的赛车比赛，与奥运会、世界杯足球赛并称为“世界三大体育盛事”。首届比赛于 1950 年在英国银石赛车场举行。F1 赛车的变速系统非常强劲，从时速零加速到三档最高速度仅需 2.3 s，此时加速度仍达 10 m/s²，时速为五档最高速度时的加速度仍有 3 m/s²，若从 0 加速到 200 km/h 再急停到 0 只需 12 s。

 

1．关于 F1 赛车，下列说法正确的是（    ）

A．赛车起动时，地面对车轮的作用力等于车轮对地面的作用力

B．赛车在直道行驶时，速度越大，其加速度也一定越大

C．赛车转弯时，速度方向改变，其惯性也随之变化

D．赛车高速通过终点后难以立即停下，表明速度越大，其惯性越大

 

2．在 F1 赛事中，若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落，则脱落的车轮的运动情况是（    ）

A．仍然沿着赛车的弯道运动

B．沿着与弯道切线垂直的方向飞出

C．沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道

D．上述情况都有可能

 

3．在某次测试赛中，赛车在平直的路面上由静止开始 0 ~ 5 s 内运动的 x – t 图像如图所示，已知该图像在 0 ~ t₁ 时间内是抛物线的一部分，t₁ ~ 5 s 时间内是直线，两部分平滑相连，则（    ）

A．t₁ 表示 1 s 末

B．5 s 末赛车的速度为 30 m/s

C．0 ~ t₁ 内，赛车的加速度为 10 m/s²

D．t₁ ~ 5 s 内，赛车做匀加速直线运动

 

4．一辆高速行驶的 F1 赛车与一架静止在发射场的航天飞机，两者运动状态较难改变的是__________，你判断时依据的物理规律是__________，请写出你判断的逻辑过程：___________________________________________________________。

 

5．在 F1 赛车大奖赛中，在长直的赛道上，一辆安全车正以 5 m/s 的速度匀速前进。在安全车后方 x₀ = 150 m 处，有一辆 F1 赛车从静止出发，并且以 2 m/s² 的加速度向前追赶安全车。赛车经过多久追上安全车？追上之前与安全车的最远相距距离为多少？

【答案】

1．A

2．C

3．B

4．航天飞机，牛顿第二定律，根据牛顿第二定律 F = ma，物体质量 m 越大，同样的力 F 产生的加速度 a 越小，即在相同时间 Δt 内，速度变化 Δv 越小，速度是描述运动状态的物理量，Δv 越小说明运动状态改变越小，运动状态越难改变

5．赛车经过 15 s 追上安全车，追上之前与安全车的最远相距距离为 156.25 m。

 

52．上海“冰雪之星”

上海“冰雪之星”位于浦东新区临港新城，将与上海迪士尼度假区、上海海昌海洋公园和上海天文馆并肩屹立打造上海旅游观光新地标群。上海“冰雪之星”总建筑面积达 22.7 万平方米，其亮点是以阿尔卑斯山脉为主题的 9 万平方米室内滑雪场，其中配备了可从酒店直接自由滑雪进出的设计、超过 25 个戏雪项目和达到奥运会标准的雪道设施。上海“冰雪之星”将成为全球规模最大的室内滑雪胜地。

 

1．在自由式滑雪女子大跳台决赛中，空气阻力可以忽略不计，下列说法正确的是（    ）

A．滑雪运动员任何时候都可视为质点

B．滑雪运动员在空中做变加速曲线运动

C．滑雪运动员在空中滑翔时处于平衡状态

D．滑雪运动员在空中翻滚时与双脚上的滑雪板之间存在相互作用力

 

2．如图所示为固定在竖直面内的半圆形轨道滑雪场。通过滑雪运动员的控制可以从半圆形场地的坡顶匀速率下滑到坡的最低点，则在运动员下滑的过程中，轨道对运动员的作用力（    ）

A．一直增大        B．一直减小        C．先减小后增大        D．先增大后减小

 

3．某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能 E_k 与水平位移 x 的关系图像正确的是（    ）

 

4．滑雪运动员由一斜坡某处从静止开始滑下，滑到坡底又在水平面上继续运动到某处恰停下来，滑行总路程为 s，在坡上运动时间为 t₁，在水平面上运动时间为 t₂。则他滑行中的最大速率为___________，在斜坡上与水平面上运动的加速度大小之比为_________。

 

5．如图，跳台滑雪运动员从滑道上的 A 点由静止滑下，经时间 t₀ 从跳台 O 点沿水平方向飞出。已知 O 点是斜坡的起点，A 点与 O 点在竖直方向的距离为 h，斜坡的倾角为 θ，运动员的质量为 m。重力加速度为 g，不计一切摩擦和空气阻力。求：

（1）从 A 点到 O 点的运动过程中，运动员所受重力做功的平均功率 P_G；

（2）从运动员离开 O 点到落在斜坡上所用的时间 t。

【答案】

1．D

2．A

3．A

4．\(\frac{{2s}}{{{t_1} + {t_2}}}\)，t₂∶t₁

5．（1）P_G = \(\frac{{mgh}}{{{t_0}}}\)

（2）t = \(\frac{{2\sqrt {2gh} \tan \theta }}{g}\)

 

53．智能手机

智能手机是具有独立的操作系统，独立的运行空间，可以由用户自行安装办公、游戏、导航等第三方服务商提供的 APP，并可以通过移动通信网络来实现无线网络接入的手机设备的总称。智能手机为用户提供了足够的屏幕尺寸和带宽，既方便随身携带，又为 APP 的运行和内容服务提供了广阔的舞台，很多增值业务可以就此展开，如移动支付、健康管理、便捷出行、应用程序下载等。

 

1．在公园锻炼时，手机记录的运动情况如图所示，则下列说法正确的是（    ）

A．用时“01：20”是指时刻

B．行程“6.65 km”是指位移的大小

C．速度“5.0 km/h”中的“5.0 km”指的是路程

D．“286.1 kcal”的热量是矢量

 

2．据媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机电池几分钟内充满电。若用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是（    ）

A．该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大

B．该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少

C．该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变

D．充电结束后，电容器的电容为零

 

3．国产某 5G 手机电池容量为 4 100 mA·h，待机时间为 22 天，用超级快充装置对其充电时的电功率为 66 W。由此可估算该手机电池（    ）

A．待机时的电压               B．待机时的电流

C．快充时的电流               D．快充过程获得的电能

 

4．手机锂电池电动势为 3.6 V，内阻为 0.1 Ω。将 7.1 Ω 的电阻接在电池两端，通过电池的电流为____________ A；当外电阻变大时，电池的电动势___________（选填“增大”“不变”或“减小”）。

 

5．在“用 DIS 测手机电源的电动势和内阻”实验中，实验器材：待测电池、开关、滑线变阻器 R、定值电阻 R₀、电压传感器、电流传感器。

（1）图甲的电路图中，虚线框 1 应接__________________；

（2）实验时，应先将滑线变阻器的阻值调到_____________，再闭合开关 S；

（3）用实验得到的数据拟合成直线，如图乙所示，该直线对应的方程为_____________，斜率的物理含义为_________；

（4）实验中，若增大滑动变阻器的阻值，则电池消耗的总功率将__________（选填“变大”“不变”或“变小”）。

【答案】

1．C

2．B

3．B

4．0.5，不变

5．（1）电压传感器

（2）最大（最右端）

（3）U = 2.7 – 3I，电池的内阻

（4）变小

 

54．富兰克林与电荷守恒定律

富兰克林从对莱顿瓶的研究中提出了电荷守恒定律的初步设想，他在给朋友的信中写道：“在这里与欧洲，科学家已经发现，并且证实，电火是一种真实的元素或物质种类，不是因摩擦而产生，而是只能从搜集获得。”富兰克林认为，电的本性是某种电液体，当内部的电液体多于外界时，呈电正性；相反则呈电负性；内外平衡时则呈电中性。正电与负电可以抵消，由于电液体总量不变，因此电荷总量不变。富兰克林的电性理论可以解释当时出现的绝大部分的电现象，因而获得了公认。

 

1．关于摩擦起电、接触起电和感应起电的说法正确的是（    ）

A．感应起电不符合电荷守恒定律

B．只有接触起电符合电荷守恒定律

C．都符合电荷守恒定律，因为起电实质是电子的转移

D．都符合电荷守恒定律，因为起电过程中创造的正、负电荷是等量的

 

2．某静电场的电场线如图所示，a、b 是该电场中的两点。下列说法正确的是（    ）

A．该电场可能是负点电荷产生的

B．a 点的电场强度大于 b 点的电场强度

C．负电荷在 a 点的加速度小于其在 b 点的加速度

D．正电荷在 a 点受到的电场力小于其在 b 点受到的电场力

 

3．如图，用长度不等的绝缘丝线将带电小球 A、B 悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别为 α 和 β（α > β），两小球恰在同一水平线上，则下列说法正确的是（    ）

A．两小球一定带异种电荷

B．小球 A 的质量一定小于小球 B 的质量

C．小球 A 所带电荷量一定大于小球 B 所带电荷量

D．小球 A 所受库仑力一定大于小球 B 所受库仑力

 

4．如图甲，两个被固定的点电荷 Q₁、Q₂ 连线的延长线上有 a、b 两点。Q₁ 带正电，试探电荷 + q 仅受电场力作用，t = 0 时恰经过 b 点，然后沿沈向右运动，其 v – t 图像如图乙所示，则 Q₂ 带__________电；从 b 到 a 的过程中，试探电荷 + q 的电势能变化情况是______________________________________。

 

5．如图，将带正电荷 Q 的导体球 C 靠近不带电的导体。若沿虚线 1 将导体分成 A、B 两部分，这两部分所带电荷量分别为 Q_A、Q_B；若沿虚线 2 将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为 Q_A′ 和 Q_B′。

（1）分别说出以上四个部分电荷量的正负，并简述理由。

（2）列出以上四个部分电荷量（绝对值）之间存在的一些等量关系，并简述理由。

【答案】

1．C

2．B

3．B

4．负，增大

5．（1）根据静电感应现象可知，导体近端感应负电荷，远端感应正电荷，即 Q_A 和 Q_Aʹ 带正电，Q_B 和 Q_Bʹ 带负电。

（2）导体原来不带电，只是在 C 的电荷的作用下，导体中的自由电子向 B 部分移动，使 B 部分多带了电子而带负电；A 部分少了电子而带正电。根据电荷守恒定律可知，A 部分转移的电子数目和 B 部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，即 Q_A = Q_B，Q_Aʹ = Q_Bʹ。

 

55．“中国天眼”：观天巨目、国之重器

位于贵州省平塘县的 500 m 口径球面射电望远镜（FAST），是目前世界上最大的单口径射电望远镜，开创了建造巨型望远镜的新模式，建设了反射面相当于 30 个标准足球场的射电望远镜，有“中国天眼”之称。“中国天眼”的灵敏度超群，大幅拓展人类的视野，可以验证和探索很多宇宙奥秘，例如，引力理论验证、星系演化、恒星和行星起源，乃至物质和生命的起源等，是个身在洼地、心系深空的“天空实验室”。

 

1．“中国天眼”接收系统的工作原理与普通收音机类似，则“中国天眼”接收的信息属于（    ）

A．红外线            B．紫外线            C．无线电波        D．超声波

 

2．“中国天眼”发现距地球 17 光年的地方有一颗“超级地球”，据科学家测算，这颗星球具有和地球一样的自转特征。如图，OE 连线与其赤道平面的夹角为 60°，A 位置的重力加速度为 g，D 位置的向心加速度为 ，则 E 位置的向心加速度为（    ）

A．\(\frac{g}{2}\)            B．\(\frac{3g}{4}\)          C．\(\frac{{\sqrt {15} g}}{4}\)             D．\(\frac{{\sqrt {13} g}}{2}\)

 

3．脉冲星是快速自转的中子星，每自转一周，就向外发射一次电磁脉冲信号，因此而得名。若“中国天眼”观测到某中子星发射电磁脉冲信号的周期为 T，已知该中子星的半径为 R，引力常量为 G。根据上述条件可以求出（    ）

A．该中子星的密度

B．该中子星的第一宇宙速度

C．该中子星表面的重力加速度

D．该中子星赤道上的物体随中子星转动的线速度

 

4．如图所示为“中国天眼”维护时的示意图。为不损伤望远镜球面，质量为 m 的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢行走时，氮气球对其有大小恒为 \(\frac{3}{5}\)mg、方向竖直向上的拉力作用。若将人视为质点，此时工作人员受到的合力大小为___________，对球面的作用力大小为_____________。

 

5．“中国天眼”发现某颗脉冲星的质量为 m，半径为 R。已知引力常量为 G。

（1）求此脉冲星表面的自由落体加速度大小。

（2）距脉冲星表面 h 高度处有一颗小卫星，求这颗小卫星做匀速圆周运动的线速度大小。

【答案】

1．C

2．A

3．D

4．0，\(\frac{2}{5}\)mg

5．（1）\(\frac{{Gm}}{{{R^2}}}\)

（2）\(\sqrt {\frac{{Gm}}{{R + h}}} \)

 

56．磁悬浮列车

磁悬浮列车是一种利用磁力作用使车辆悬浮在轨道上运行的列车，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线感应电动机作为动力驱动列车运行。由于其悬浮在轨道上，减少了摩擦力，运行时不同于其他常规列车，只受来自空气的阻力。上海磁浮列车是世界上第一条投入商业化运营的磁浮示范线，具有交通、展示、旅游观光等多种功能。

 

1．一磁悬浮列车在某次测试中往返运行了 80 km，用时 10 min，这两个数据分别指（    ）

A．路程、时间间隔                   B．路程、时刻

C．位移的大小、时间间隔        D．位移的大小、时刻

 

2．磁悬浮列车在匀速行驶的过程中，置于车内水平桌面上的书本（    ）

A．只受重力                      B．只受重力和支持力

C．只受重力和摩擦力        D．受重力、支持力和摩擦力

 

3．磁悬浮列车在水平直轨道上运行，不计一切阻力，当牵引力为 F 时，列车从静止开始在 t 时间内前进了 x。如果牵引力增大为 2F 时，列车从静止开始在 t 时间内前进了（    ）

A．x              B．2x            C．4x            D．8x

 

4．若把质量为 20 t 的列车从轨道上浮起 10 cm，则至少所需的能量为__________J，这些能量可供一只功率为 40 W 的日光灯正常工作________s。（g 取 10 m/s²）

 

5．上海磁悬浮列车线路起于龙阳路站，止于浦东机场站，中间没有停靠。在某次试车时，列车从静止开始先加速行驶了 210 s，速度达到 120 m/s，然后匀速行驶了 30 s，最后再经过 210 s 的减速运动停在了站台。假设列车在加速和减速运动的过程中加速度大小不变。

（1）求列车在加速阶段的加速度大小。

（2）根据以上数据定性画出列车运动的 v – t 图像，并根据图像计算线路的总长度。

（3）若要进一步缩短列车在两站间的运行时间，请你提供一个可行的方法。

【答案】

1．A

2．B

3．B

4．20 000，500

5．（1）\(\frac{4}{7}\) m/s²

（2）

28 800 m

（3）增大起动时的加速度，或延长匀速运动的时间，或增大制动时的加速度。

 

57．苹果对牛顿一生的影响

苹果是牛顿一生物理学探索的灵感起源，苹果让牛顿产生了对世界探索的兴趣，牛顿也借助苹果下落的现象，开启了对于整个世界物理的研究。牛顿是整个科学界的天才，年仅 30 岁的牛顿，已在当时的物理学界和数学界拥有很高的地位。著名的高等数学微积分就是由牛顿主要参与研究的，牛顿的物理数学思想为人类文明作出了巨大的贡献。

 

1．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指（    ）

A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域

B．地球表面上的物质世界

C．人眼能看到的物质世界

D．不涉及分子、原子和电子等微观粒子的物质世界

 

2．如图，用手提一轻质弹簧，弹簧下端挂一金属球，在将整个装置匀加速上提的过程中，手突然停止不动，则在此后一小段时间内    （    ）

A．小球立即停止运动

B．小球继续向上做减速运动

C．小球的速度与弹簧的形变量都要减小

D．小球的加速度减小

 

3．如图，木块 A 放在斜面体 B 的斜面上，A、B 相对地面静止，当斜面体 B 向左做加速度逐渐增大的加速运动时，木块 A 相对于斜面体 B 仍保持静止，则木块 A 受到的支持力 N 和摩擦力 f 的大小变化情况为（    ）

A．N 增大，f 增大                          B．N 不变，f 不变

C．N 减小，f 先增大后减小            D．N 增大，f 先减小后增大

 

4．在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验中，某同学作出的 a – \(\frac{1}{m}\) 的关系图像如图所示。从图中可以看出，作用在物体上的恒力 F = ________N。当物体的质量为 2 kg 时，它的加速度为_________m/s²。

 

5．辘轳的发明和使用体现了我国劳动人民的智慧。如图，辘轳主要由支架、卷筒、手柄等部分组成，井绳的一端绕在卷筒上，另一端系在水桶上，人通过转动手柄将水桶提起，水桶在上升过程中经历了加速、匀速和减速三个阶段。

（1）在上述三个阶段中，哪个阶段绳子最容易断？为什么？

（2）若装水的水桶总质量为 20 kg，在匀速阶段上升了 20 m，上升的速度为 0.5 m/s，g 取 10 m/s²，求该阶段水桶的机械能的变化量与重力对水桶做功的功率。

【答案】

1．D

2．D

3．D

4．5，2.5

5．（1）水桶在加速上升阶段绳子最容易断。因为加速上升过程中，水桶受到重力和绳子的拉力。水桶在加速上升阶段中处于超重状态，绳子的拉力大于重力；匀速阶段，绳的拉力等于重力；在减速下降阶段中水桶处于失重状态，绳子的拉力小于重力。因此，水桶在加速上升阶段绳子最容易断。

（2）4 000 J，100 W

 

58．北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统是中国自主研制的全球卫星导航定位系统，也是继美国 GPS、俄罗斯 GLONASS 之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度的定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度 0.2 m/s，授时精度 10 ns。截止 2022 年 12 月，共有 55 颗在轨运行的北斗导航卫星。

 

1．在发射北斗导航卫星的过程中．某段时间内火箭速度的变化规律为 v = （2t + 4） m/s，由此可知这段时间内（    ）

A．火箭的初速度为 4 m/s                B．火箭的加速度为 6 m/s²

C．火箭做匀减速直线运动               D．在 3 s 末，火箭的瞬时速度为 12 m/s

 

2．2020 年 6 月 23 日，我国成功发射第 55 颗北斗导航卫星。该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。该卫星（    ）

A．入轨后与其他同步卫星共用一条轨道        B．入轨后相对于地心静止

C．距离地面高度大约 3 000 km                     D．发射速度大于第二宇宙速度

 

3．我国曾以“一箭双星”方式成功将北斗导航卫星发射升空。该卫星两翼上的太阳能电池把太阳能转化为电能供卫星使用，在正常照射下，其转化效率高达 44.5%。若这种太阳能电池可产生 0.6 V 的电动势，要获得 0.1 A 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量约为（    ）

A．0.06 J              B．0.13 J              C．1.3 J         D．6 J

 

4．如图所示为北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知 a、b、c 三颗卫星均做圆周运动，三颗卫星的轨道半径关系为 r_c = r_a > r_b,，则卫星 c 的加速度_________卫星 b 的加速度，卫星 a 的线速度大小__________卫星 c 的线速度大小。（均选填“大于”“等于”或“小于”）

 

5．如图，北斗卫星导航系统中，卫星 A 与卫星 B 在同一轨道平面内均绕地心 O 做逆时针方向的匀速圆周运动。若卫星 A 的运动周期为 T，卫星 B 的轨道半径为卫星 A 轨道半径的 2 倍。从某次卫星 A、B 距离最近时开始计时，求 O、A、B 三者间第一次构成直角三角形经历的时间。

【答案】

1．A

2．A

3．B

4．小于，等于

5．\(\frac{{4 + \sqrt 2 }}{{21}}\)T

 

59．密立根油滴实验

密立根油滴实验是美国物理学家密立根于 1908 – 1913 年进行的一项物理学实验，该实验首次测定了电子电荷。此实验的方法主要是平衡重力与电场力，使油滴悬浮于两片金属电极之间，并根据已知的电场强度，计算出整个油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后，密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数，因此认定此数值为单一电子的电荷。密立根因此获得了 1923 年诺贝尔物理学奖。

 

1．关于元电荷，下列说法正确的是（    ）

A．元电荷是自然界中电荷的最小单元

B．元电荷就是点电荷

C．元电荷就是质子

D．1 C 的电量叫元电荷

 

2．油滴在运动过程中受到的阻力可由斯托克斯公式 f = 6πηrv 计算（其中 r 为油滴半径，v 为油滴下落的速率，η 为空气黏滞系数）。则空气黏滞系数的单位可以表示为（    ）

A．\(\frac{{{\rm{m}} \cdot {\rm{s}}}}{{{\rm{kg}}}}\)        B．\(\frac{{{\rm{kg}}}}{{{\rm{m}} \cdot {\rm{s}}}}\)        C．\(\frac{{{\rm{N}} \cdot {{\rm{m}}^2}}}{{\rm{s}}}\)             D．\(\frac{{{\rm{N}} \cdot {\rm{s}}}}{{\rm{m}}}\)

 

3．密立根在做油滴实验时，将带负电的油滴喷入竖直方向的匀强电场中，用显微镜观察，发现某个油滴在电场力和重力的共同作用下，缓慢地沿竖直向下方向做匀速运动。则对于该油滴（    ）

A．它的电势能增大                   B．它的电场力不做劝

C．它的电场力小于重力            D．它在向电势更高处运动

 

4．如图，水平放置的平行板电容器上极板带负电，板间距离为 d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板正中间 P 点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，静电计指针偏角___________（选填“变大”“变小”或“不变”），P 点电势__________（选填“升高”“降低”或“不变”），油滴的电势能__________（选填“大于”“小于”或“等于”）零。

 

5．油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别接电源正负极。油滴从喷雾器喷出后，由于相互碰撞而使部分油滴带负电。油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，观察者通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的电压为 U，距离为 d，忽略空气对油滴的浮力和阻力及油滴间的相互作用。

（1）当某个质量为 m 的油滴恰好做匀速运动时，求该油滴所带电荷量 q。

（2）观察到某个质量为 2m 的带负电油滴进入电场后由静止开始做匀加速运动，经过时间 t 运动到下金属板，求此油滴电势能的变化量 ΔE_p。

【答案】

1．A

2．B

3．A

4．变小，不变，小于

5．（1）q = \(\frac{{mgd}}{U}\)

（2）ΔE_p = 2mgd − \(\frac{{4m{d^2}}}{{{t^2}}}\)

 

60．电磁学的发展

约公元前 600 年，古希腊哲学家泰勒斯便记载了天然磁矿石吸引铁等现象。16 世纪初，英国著名的医生吉尔伯特发表了《论磁》，比较系统地阐述了其在电与磁方面的研究成果。1820 年 7 月丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。1820 年 9 月法国的安培提出了通电线圈与磁铁相似。1831 年，英国物理学家法拉第在前人研究基础上，通过实验发现了电磁感应现象。1887 年德国物理学家赫兹证明了电磁波的存在。

 

1．下列关于电磁场的说法正确的是（    ）

A．电磁场的本质是电场

B．电磁场的本质是磁场

C．电磁场是电场和磁场的统称

D．电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体

 

2．下列公式中是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现的是（    ）

A．Q = I²Rt                 B．I = \(\frac{E}{{R + r}}\)

C．W = UIt                  D．P_热 = I²R

 

3．如图，A、B 两组闭合线圈用同样的导线绕成，A 组有 10 匝，B 组有 20 匝，两组线圈半径之比为 2∶1。均匀磁场只分布在 B 组线圈内。当磁场随时间均匀增强时（    ）

A．A 组线圈中无感应电流

B．B 组线圈中无感应电流

C．A 组线圈中的磁通量总是等于 B 组线圈中的磁通量

D．A 组线圈中的磁通量总是大于 B 组线圈中的磁通量

 

4．在“测量金属丝的电阻率”实验中，用伏安法测出电压为 U，电流为 I，则导体的电阻 R 为___________。用螺旋测微仪测出金属丝的直径为 D，长度为 L，则金属丝的电阻率为____________。（均用题目已知量的字母表示）

 

5．如图，电流表的示数 I = 0.75 A，电压表的示数 U = 2 V，某一电阻烧断后，电流表的示数变为 Iʹ = 0.8 A，电压表的示数变为 Uʹ = 3.2 V，已知 R₃ = 4 Ω，不计电压表和电流表对电路的影响。

（1）发生故障的电阻是哪个？写出判断依据并求出它的阻值。

（2）电源的电动势和内阻分别为多少？

【答案】

1．D

2．B

3．C

4．\(\frac{U}{I}\)，\(\frac{{U\pi {D^2}}}{{4IL}}\)

5．（1）因某电阻烧断后，电流表、电压表示数均增大，若 R₂ 或 R₃ 断路，电流表或电压表无示数，可断定发生故障的电阻是 R₁。

R₁ = 8 Ω

（2）E = 4 V，r = 1 Ω。

 

61．飞艇

我国自主研发的第一艘平流层飞艇“圆梦”号，依靠空气浮力可以升到 20 km 高的平流层并长时间悬浮。该飞艇带有推进系统，以太阳能作为其动力能源，可广泛应用于防灾减灾、气象观测等方面。该飞艇在地面充一定量的氦气后释放升空，随着飞艇上升高度的增加，空气压力减小，飞艇体积逐渐增大，空气密度也逐渐减小，最后停留在 20 km 高的平流层。当太阳照射到飞艇上的电池板后，飞艇即可开启动力系统，能在平流层沿水平方向飞行。设飞艇先匀加速直线飞行，达到某一速度后匀速飞行，关闭动力系统后匀减速直线飞行，最终仍停留在 20 km 高的平流层。

 

1．“圆梦”号飞艇在平流层飞行的过程中，速度 v 随时间 t 变化的图像是（    ）

 

2．“圆梦”号飞艇在平流层飞行的全过程中受到的合力（    ）

A．恒为零                          B．总是做正功

C．总是做负功                   D．做的总功为零

 

3．若“圆梦”号飞艇在平流层水平匀速飞行时，所受空气阻力与飞行速度成正比。当速度为 v 时，动力系统的输出功率为 P；当速度为 2v 时，动力系统的输出功率为（    ）

A．\(\frac{P}{4}\)           B．\(\frac{P}{2}\)           C．2P           D．4P

 

4．如图所示为飞艇拖曳扫雷器具扫除水雷的模拟图，当飞艇匀速飞行时，绳子与竖直方向恒成 θ 角，已知扫雷器具质量为 m，重力加速度为 g，扫雷器具所受浮力不能忽略，则扫雷器具受__________个力作用，海水对扫雷器具作用力的水平分力__________（选填“大于”“小于”或“等于”）小于绳子拉力。

 

5．在一次“模拟微重力环境”的实验中，实验人员乘坐实验飞艇到达 6 000 m 的高空，然后让其由静止下落，下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的 0.04 倍，实验人员可以在飞艇内进行微重力影响的实验，当飞船下落到距地面的高度为 3 000 m 时，开始做匀减速运动，以保证飞艇离地面的高度不得低于 500 m，g 取 10 m/s²。求：

（1）飞艇加速下落的时间；

（2）飞艇匀减速运动时的加速度不得小于多少？

【答案】

1．B

2．D

3．D

4．4，小于

5．（1）25 s

（2）11.52 m/s²

 

62．中国古代对力学的认知

《论衡》一书为东汉王充所作，其中对力和运动的关系做了精辟阐述：“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾……任重，其进取疾速，难矣。”显然，古人已知道在外力大小一定的条件下，物体越重，要使它开始运动或使之运动状态发生变化就越因难。这其实就是牛顿第二定律的萌芽。

 

1．历史上首先正确认识力和运动的关系，推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是（    ）

A．胡克        B．牛顿        C．伽利略            D．阿基米德

 

2．升降机中的弹簧测力计下端挂有一个物体，若弹簧测力计的读数小于物体的重力，则升降机可能的运动情况是（    ）

A。向上匀速运动        B．向下匀速运动        C．向上加速运动        D．向下加速运动

 

3．如图，小球 A 和物块 B 之间由轻质弹簧相连，并用细线 OA 挂在天花板上，A、B 的质量分别为 2m 和 3m，弹簧的劲度系数为 k，整个系统静止，下列说法正确的是（    ）

A．细线对小球A的拉力大小为 2mg

B．弹簧的长度为 \(\frac{{3mg}}{k}\)

c．某时刻剪断细绳 OA，该时刻小球 A 的加速度大小为 \(\frac{5}{2}\)g

D．某时刻剪断细绳 OA，该时刻物块 B 的加速度大小为 3g

 

4．质量为 20 kg 的物体，受到三个共点力作用而静止。当撤去其中一个力后（保持其他力不变），物体的加速度大小为 2 m/s²，方向向北，那么撤去的力的大小是________N，方向__________。

 

5．在“用 DIS 探究加速度和力的关系”的实验中。

（1）应保持小车的___________不变，改变不同质量的重物，重复实验，释放小车的位置_________（选填“必须相同”或“可以不同”），最后得出的实验结论是物体的加速度与作用力______________。

（2）（单选）若测得小车、砝码和发射器的总质量为 360 g，则跨过滑轮的细绳下悬挂重物的质量范围最适合用（    ）

A．1 ~ 25 g           B．100 ~ 200 g            C．180 ~ 360 g            D．大于 360 g

（3）实验中某小组获得如图所示的图像，在进行记录小车的加速度时，小明认为无论选择 AB 段还是 AC 段，获得的加速度基本相同。请发表你的观点，并说明理由：_____________________________________________________________。

【答案】

1．C

2．D

3．C

4．40，向南

5．（1）质量，可以不同，成正比

（2）A

（3）① 对，因为该区域内 v – t 图像是一条倾斜直线，在误差允许范围内取得的斜率相同，即加速度相同。② 错，因为 AC 段区域数据更多，计算机拟合出的斜率更精确，所以 AB 段与 AC 段所获得的加速度会有一定差异。

 

63．波轮洗衣机

波轮洗衣机是家用洗衣机的一种，由电动机带动波轮转动，机内衣物随水不断上下翻滚洗涤。波轮洗衣机的结构比较简单，维修方便，洗净率高，但对衣物磨损率大，用水多。波轮洗衣机的桶底装有一个圆盘波轮，上有凸出的筋。在波轮的带动下，桶内水流形成了时而右旋、时而左旋的涡流，带动衣物跟着涡流旋转、翻滚，这样就能将衣物上的脏污洗掉。

 

1．洗衣机脱水时应用的原理是（    ）

A．离心运动        B．自由落体运动        C．平抛运动        D．匀速直线运动

 

2．洗衣机脱水时，有一衣物附着在竖直的筒壁上做匀速圆周运动，此时（    ）

A．筒壁对衣物的摩擦力随筒转速的增大而增大

B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由摩擦力提供

C．筒壁的弹力随筒转速的增大而减小

D．衣物受重力、筒壁弹力和摩擦力作用

 

3．如图，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。在脱水过程中，衣物经过最高位置 A 和最低位置 B，其在 A、B 两点（    ）

A．加速度相同                   B．线速度相同

C．所受合力大小不同        D．受筒壁的作用力大小不同

 

4．某学生实验小组利用如图所示的电路测量洗衣机的某电阻，使用的器材：多用电表、电压表、滑动变阻器、导线若干。将多用电表的挡位调到电阻挡，再将红表笔和黑表笔短接，进行___________。将图中多用电表的黑表笔和__________（选填“1”或“2”）端相接，红表笔接另一端。

 

5．一台国产全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据如下表。试根据表中提供的数据计算：

（1）这台洗衣机在额定电压下洗衣或脱水时，通过洗衣机的电流为多大？

（2）如洗衣、脱水的累计时间为 40 min，则洗衣机耗电多少千瓦时（kW·h）？

（3）着洗衣机电机的直流电阻为 20 Ω，则该洗衣机的工作效率为多少？

额定频率	50 Hz
额定洗衣、脱水功率	440 W
额定洗衣、脱水容量	3 kg
额定电压	220 V
整机质量	33 kg
外形尺寸（长×宽×高）	542 mm×550 mm×920 mm

【答案】

1．A

2．D

3．D

4．欧姆，调零，2

5．（1）2 A

（2）0.293 kW·h

（3）81.8%

 

64．电容器的起源

在人类开始认识和研究电现象时面临的一个重要问题就是如何储存来之不易的电荷。一位荷兰的物理学家在 1746 年发明的莱顿瓶是世界上第一个电容器，因最先在荷兰莱顿试用，故得名“莱顿瓶”。富兰克林从 1750 年起用莱顿瓶做过许多实验和演示。那时欧洲的一些人甚至把用莱顿瓶电击鸟类和其他一些动物作为表演以谋生。传说在 1780 年前欧洲人还曾用其所存储的静电能来治疗牙疼。

 

1．下列元器件中，电容器是（    ）

 

2．某电容器在充电过程中，关于其电容 C 与所带电荷量 Q 之间的关系，下列图像正确的是（    ）

 

3．在如图所示的电路中，开关闭合后，灯泡 L 能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，已知电源内阻较小，下列判断正确的是（    ）

A．滑动变阻器 R 的阻值变小         B．灯泡 L 变暗

C．电源消耗的功率增大                   D．电容器 C 的电荷量减小

 

4．如图，平行板电容器的两个极板与水平面成一定角度，两极板与一直流电源相连（图中电源省略）。若一带电粒子恰能沿图中所示水平虚线向左通过电容器，则在此过程中，该粒子的动能逐渐___________，电势能逐渐__________，机械能逐渐____________。（均选填“不变”“增大”或“减小”）

 

5．电子从 A、B 两平行极板正中央水平射入如图所示的偏转电场，电子的初动能为 E_k，A、B 两极板间电压始终为 U，间距为 d，且可以看成电容器，电容大小为 C。若 A、B 极板的长度均为 L，不考虑电子所受重力，元电荷为 e。

（1）求 A 极板带的电荷量 Q。

（2）写出电子射出 A、B 极板时的偏转距离 y 的表达式。

（3）若使 d 稍微减小，（1）（2）题中求出的两个量将如何变化，请说明理由。

【答案】

1．B

2．C

3．B

4．增大，减小，增大

5．（1）CU

（2）y = \(\frac{{eU{L^2}}}{{4d{E_k}}}\)

（3）若使 d 稍微减小，可知电容器的电容 C 增大，U 不变，A 板所带电荷量 Q 增大，电子射出 A、B 时的偏移量 y 增大。

 

65．生活中的运动与能量

地球无时无刻不处在运动变化之中，地球的自转决定了地球上绝对静止的物体是不可能存在的。在物质的所有属性之中，运动是物质的根本属性，也是物质的存在方式，其他属性都是运动的具体表现。能量是物质运动转换的量度。按照物质的不同运动形式，可对应划分不同类型的能量，不同类型的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化。

 

1．下列国际单位制中，表示能量单位的是（    ）

A．W            B．kg·m/s²         C．kg·m²/s²        D．J/s

 

2．质量为 30 kg 的小孩从高度为 2 m 的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为 2 m/s，g 取 10 m/s²，关于力对小孩做的功，下列说法错误的是（    ）

A．支持力做功为 540 J             B．阻力做功为 − 540 J

C．合外力做功为 60 J               D．重力做功为 600 J

 

3．如图，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方 A 处自由下落，到达 B 处开始与弹簧接触，到达 C 处速度为零，不计空气阻力，则在小球从 B 处到 C 处的过程中（    ）

A．弹簧的弹性势能先增大后减小            B．小球到达 B 处时动能达最大值

C．小球的机械能逐渐减小                      D．小球的机械能守恒

 

4．一物体从高处由静止落下，取地面为零势能面，物体的机械能 E 随它离开地面的高度 h 的变化如图所示。由图可知物体的质量为_________kg，物体下落时受到的阻力大小为________N。

 

5．小明同学用实验研究“圆珠笔的上跳”。一支可伸缩的圆珠笔，内有一根弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出。如图，他手握笔杆，使笔尖向上，小帽抵在桌面上，再压下后突然放手，笔杆将竖直向上跳起一定的高度。再某次实验中，小明用刻度尺测得圆珠笔跳起的高度为 12 cm。

（1）圆珠笔由桌面静止起跳到上升至最大高度的过程中，能量发生了怎样的变化？

（2）从能量转化的角度计算出圆珠笔起跳的初速度 v₀。

【答案】

1．C

2．A

3．C

4．2.5，5

5．（1）圆珠笔的弹簧弹性势能转化为圆珠笔的动能，之后圆珠笔的动能又转化为圆珠笔的重力势能。

（2）1.55 m/s

 

66．地铁

地铁是在城市中修建的快速、大运量、用电力牵引的轨道交通。列车在全封闭的线路上运行，位于中心城区的线路基本设在地下隧道内，中心城区以外的线路一般设在高架桥或地面上。地铁是涵盖了城市地区各种地下与地上的路权专有、高密度、高运量的城市轨道交通系统。

 

1．上海地铁 13 号线线路总长约为 38.8 km，设计的最高速度为 80 km/h，单程运行时间约为 66 min。下列说法正确的是    （    ）

A．“38.8 km”是指位移的大小

B．“80 km/h”是指平均速度

C．根据题干信息，可以计算出列车单程的平均速度

D．研究列车从始发站到终点站的运行时间，可将列车看作质点

 

2．如图，为了节能环保，地铁站建碍总是比铁轨更高，这样（    ）

A．在出站时，列车的动能将转化成重力势能

B．在进站时，不需要刹车就能准确停到指定位置

C．在出站时，铁轨的支持力能使列车沿铁轨加速

D．在进站时，重力沿铁轨的分力能使列车沿铁轨减速

 

3．设列车的质量为 m，在转弯处的运动半径为 R，线速度为 v，则下列说法正确的是（    ）

A．列车可能受到重力、支持力、摩擦力、向心力四个力的作用

B．列车需要的向心力大小为 \(\frac{{m{v^2}}}{R}\)

C．列车的加速度大小为 v²R

D．列车处于平衡状态

 

4．某地铁出站自动扶梯以恒定速率 v₁ 运送乘客到达地面。小王第一次站立在扶梯上随梯向上运动，第二次以相对扶梯速率 v₂ 沿着扶梯向上走动，两次扶梯对小王做功分别为 W₁、W₂，做功功率分别为 P₁、P₂，则它们的关系为 W₁_________（均选填“>”“=”或“<”）W₂，P₁ ________ P₂。

 

5．地铁列车从 A 站出发沿直线运动，行驶过程中先做加速度大小为 1 m/s² 的匀加速运动，经过一段时间后改做加速度大小为 0.5 m/s² 的匀减速运动，到达 B 站时速度恰好为零。若列车从 A 站到 B 站所用的时间为 90 s。

（1）求 A、B 两站间的距离。

（2）画出地铁列车从 A 站到 B 站的 v – t 图像。

【答案】

1．D

2．D

3．B

4．>，=

5．（1）1 350 m

（2）

 

67．中国古代对惯性的论述

春秋时期齐国人的著作《考工记》最早给出了关于物体惯性的论述。在《轿人篇>中写道：“劝登马力，马力既竭，轿犹能一取焉。”意思是说，马拉车的时候，马已停止用力了，但车还能前进一段路程，这里指出了物体的一种基本属性——惯性，这也是世界上对惯性现象的最早论述。

 

1．惯性大的物体（    ）

A．质量一定大            B．速度一定大            C．加速度一定小        D．动能一定大

 

2．足球运动中蕴含着许多物理知识，下列说法正确的是（    ）

A．飞行的足球受到重力和推力的作用

B．足球在飞行过程中，它的运动状态不发生改变

C．踢出去的足球能继续飞行是因为足球具有惯性

D．飞行的足球若所受的力全部消失它将立即停止运动

 

3．如图，一长方体箱子沿固定斜面依惯性自由滑行，轻绳一端固定在箱顶，另一端连接一小球，小球与箱子相对静止，不计空气阻力，可判定（    ）

A．箱子沿斜面向下减速运动            B．箱子沿斜面向下加速运动

C．箱子沿斜面向上减速运动            D．箱子沿斜面向上加速运动

 

4．如图，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为 60° 和 45°，A、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则 A、B 的质量之比为__________；若快速撤去弹簧，则撤去弹簧的瞬间，A、B 的瞬时加速度大小之比为_________。

 

5．如图，将小砝码置于水平桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为 m₁ 和 m₂，各接触面间的动摩擦因数均为 μ，重力加速度为 g。要使纸板相对砝码运动，求所需拉力大小的取值范围。

【答案】

1．A

2．C

3．C

4．\(\sqrt 3 \)∶1，1∶\(\sqrt 2 \)

5．F > 2μ（m₁ + m₂）g

 

68．双星系统

双星系统由两颗恒星组成，它们在相互作用的万有引力的作用下，以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。相对于其他恒星来说，位置看起来非常靠近的天体系统——联星是指两颗恒星各自在轨道上环绕着共同质量中心的恒星系统。双星可以当成联星的同义词，但一般而言，双星可以是联星，也可以是没有物理关联，只是从地球上观察其在一起的光学双星。双星系统是天体物理学中一个重要研究课题，对于研究不同天体间的关系问题具有重要意义。

 

1．英国物理学家卡文迪许首次精确测量了万有引力常量 G 的数值，其单位是（    ）

A．\(\frac{{{\rm{N}} \cdot {{\rm{m}}^2}}}{{{\rm{k}}{{\rm{g}}^2}}}\)              B．\(\frac{{{\rm{N}} \cdot {\rm{k}}{{\rm{g}}^2}}}{{{{\rm{m}}^2}}}\)            C．\(\frac{{{\rm{N}} \cdot {\rm{m}}}}{{{\rm{k}}{{\rm{g}}^2}}}\)              D．\(\frac{{{\rm{N}} \cdot {\rm{kg}}}}{{{{\rm{m}}^2}}}\)

 

2．两个质量不同的天体构成双星系统，下列说法正确的是（    ）

A．质量大的天体的周期大                                    B．质量小的天体的角速度小

C．若在圆心处放一个质点，它受到的合力为零     D．两个天体的向心力大小相等

 

3．由于潮汐等因素影响，月球正以每年 3 ~ 5 cm 的速度远离地球。如图，地球和月球可以看作双星系统，它们绕 O 点做匀速圆周运动。多年以后，地球（    ）

A．与月球之间的万有引力变大               B．绕 O 点做圆周运动的周期不变

C．绕 O 点做圆周运动的角速度变小      D．绕 O 点做圆周运动的轨道半径变小

 

4．新发现的双星系统“开普勒 – 47”有一对互相围绕运行的恒星，运行周期为 T，其中一颗大恒星的质量为 M，另一颗小恒星只有大恒星质量的三分之一，已知引力常量为 G，则大、小两颗恒星的转动半径之比为__________，两颗恒星相距___________。

 

5．已知某双星系统中每个星体的质量都为 M₀，两者相距 L，它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动，引力常量为 G。

（1）求该双星系统中每个星体的线速度 v 的大小。

（2）如果质量分别为 m₁ 和 m₂ 的质点相距为 r 时可视为双星系统，它们之间的引力势能的表达式 E_p = − G \(\frac{{{m_1}{m_2}}}{r}\)，求该双星系统的机械能。

【答案】

1．A

2．D

3．C

4．1∶3，\(\sqrt[3]{{\frac{{GM{T^2}}}{{3{\pi ^2}}}}}\)

5．（1）v = \(\sqrt {\frac{{G{M_0}}}{{2L}}} \)

（2）E = − G \(\frac{{M_0^2}}{{2L}}\)

 

69．感应起电机

感应起电机，又名静电起电机，是一种能连续获取并可积累较多正、负电荷的实验装置。其旋转盘由两块圆形有机玻璃叠在一起组成，中有空隙，每块向外的表面上都贴有铝片，铝片以圆心为中心对称分布。感应起电机所产生的电压较高，与其他仪器配合后，可进行静电感应、雷电模拟实验、演示尖端放电等有关静电现象的实验。

 

1．为观察手摇起电机产生电火花，实验时应（    ）

A．保持空气湿度、器材良好接地                   B．保持空气湿度、器材不接地

C．保持空气干燥、器材良好接地                   D．保持空气干燥、器材不接地

 

2．取一个铜质小球置于圆形玻璃器皿中心，将蓖麻油和头发碎屑置于玻璃器皿内拌匀。用起电机使铜球带电时，铜球周围的头发碎屑会呈现如图所示的发散状图样。下列说法正确的是（    ）

A．电场线是真实存在的                   B．发散状的黑线是电场线

C．带电铜球周围存在着电场            D．只在发散状的黑线处存在着电场

 

3．用感应起电机使两个相互靠近的验电羽带上电后，出现如图所示的现象，M、N、P 分别为丝线上的三个点，下列说法正确的是（    ）

A．两个验电羽带同种电荷

B．M 点位置的电势高于 N 点

C．M 点位置的电场强度大于 P 点

D．N 点位置的电场强度的方向为沿所在丝线的切线方向

 

4．如图甲所示为中学物理实验室常用的感应起电机，装置中有两个大小相等、半径为 15 cm 的有机玻璃盘，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接，如图乙所示。现玻璃盘以 100 r/min 转速旋转，已知主动轮半径为 8 cm，从动轮半径为 2 cm，P 是玻璃盘边缘上的点，转动时皮带不打滑，则 P 点的线速度大小为________m/s，主动轮的转速为_________r/min。

 

5．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟感应起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。摇动起电机时，塑料瓶内哪里的电场强度最大？是锯条附近还是易拉罐片附近？若锯条接电源负极，易拉罐片接电源正极，这些烟尘最终会到哪里去？

【答案】

1．D

2．C

3．C

4．225

5．瓶内俯视图如图所示，尖端附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于易拉罐片附近的；且根据俯视图可以看出瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，当接通高压静电时，瓶内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，阴离子在电场力的作用下向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，带负电的烟尘在电场力的作用下，向电场强度最大的易拉罐片，即正极移动，烟尘最终被吸附到易拉罐片上。

 

70．能源开发

能源开发，一般是指以能源资源为对象进行劳动，以达到利用目的的活动。能源开发应当有利于发挥能源资源的优势，充分合理地利用能源资源；以科学的长期规划为依据，持续适时适量地保证经济和社会发展对能源的需要。能源开发，可以开采现有的能源为人类造福，也可以开发某一种未被人类发现、但在将来可以供人类使用的能源。我们要积极开发可以代替不可再生能源的新型能源。

 

1．能量转化和守恒定律是自然界的基本规律之一，下列过程中属于机械能转化为电能的是（    ）

A．光电池放电            B．给蓄电池充电        C．风力发电        D．电动机运转

 

2．世界权威科学杂志《自然》2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地探测到迄今为止最高能量的 γ 射线，能量值为 1.4×10¹⁵ eV，即（    ）

A．2.24×10⁻⁴ J             B．2.24×10⁻⁴ V            C．2.24×10⁻⁴ C            D．2.24×10⁻⁴ W

 

3．科技馆中有一个球体上移的装置，一个球体放在一个架子上，架子是倾斜的，球可以从架子的低处向高处滚动。简化装置如图所示，两条支撑杆是向上抬起的，但是杆间距离在不断增大，在球向高处滚动的过程中，不计一切阻力，下列说法正确的是（    ）

A．球的重心升高

B．杆的支持力逐渐增大

C．杆的支持力方向垂直于杆竖直向上

D．违背了能量守恒定律

 

4．用如图甲所示的电路测量某太阳能电池的电动势和内阻，画出的 U – I 图像如图乙所示。可知该电池的电动势为_________V，内阻为_________Ω。不考虑偶然误差，内阻测量值相比真实值___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。

 

5．太阳能是 21 世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接受到的太  阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车。太阳能实验车上的太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积 S = 8 m²，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率 P₀ = 1 kW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压 U = 120 V，并对车上的电动机提供 I = 10 A 的电流。

（1）求太阳能电池将太阳能转化为电能的效率。

（2）如果这辆汽车的电动杌将电能最终转化为机械能的效率为 75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为 150 N，求汽车行驶的速度。

【答案】

1．C

2．A

3．B

4．1.50，0.8，偏小

5．（1）15%

（2）6 m/s

 

71．“复兴号”电力动车组

新一代标准动车组“复兴号”是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车，它集成了大量国产高新技术，牵引、制动、网络、转向架、轮轴等关键技术实现重要突破，是中国科技创新的又一重大成果。2022 年 4 月，“复兴号”创造了高铁动车组列车明线和隧道交会速度的世界纪录。

 

1．2018 年 7 月 1 日，具有完全自主产权的我国加长版“复兴号”动车组正式在京沪线上按照时速 350 km 运营。“时速 350 km”用来描述列车（    ）

A．速度变化的多少                   B．速度变化的快慢

C．位置变化的多少                   D．位置变化的快慢

 

2．中国高铁飞速的发展，给大家的出行带来了极大的便利，也向世界展示了中国速度。“复兴号”动车组做匀减速直线运动通过某隧道时，其所用时间取决于（    ）

A．进隧道时的速度大小                   B．出隧道时的速度大小

C．该过程平均速度的大小               D．加速度的大小

 

3．如图甲，曾经一段特殊的“飙车”视频红遍网络，视频中，一辆“和谐号”动车组正和一辆“复兴号”动车组在互相追赶，两动车组均做直线运动，其运动情况如图乙所示，t = 0 时，两动车组的车头刚好并排，则（    ）

A．10 s末“和谐号”的加速度比“复兴号”的大

B．32 s时“复兴号”的速度为 80 m/s

C．0 到 32 s 内，在 24 s 末两动车组的车头相距最远

D．两动车组的车头在 24 s 末再次并排

 

4．“复兴号”动车组在直道上行驶时，两侧的车轮以等大的轮半径分别在两边的轨道上滚动；若动车组向左转弯，由于惯性，车体会偏向右侧，导致右侧车轮与轨道接触点处的车轮半径较大，如图所示（从车尾看）。此时两轮与轨道接触点相对于轮轴的角速度 ω_左 ________ ω_右，线速度 v_左 ________ v_右。（均选填“大于”“小于”或“等于”）

 

5．若某“复兴号’’动车组的额定功率为 1.0×10⁴ kW，动车组的质量为 1.0×10⁵ kg，动车组在水平路面上行驶时，阻力是车所受重力的 0.1 倍。动车组在水平轨道上行驶，受到的阻力保持不变，g 取 10 m/s²。若动车组保持额定功率行驶，80 s 后达到最大速度，求动车组能达到的最大速度与此过程中动车组的位移大小。

【答案】

1．D

2．C

3．C

4．等于，小于

5．v_max = 100 m/s，x = 3 000 m

 

72．从经典力学到相对论的发展

在以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔（长度）、时间和质量这三个物理量都与物体的运动速度无关，这就是经典力学的绝对时空观。到了 19 世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难，在新事物面前，爱因斯坦打破了传统的绝对时空观，于 1905 年发表了著名的论文——《论动体的电动力学》，创建了狭义相对论。

 

1．下列属于国际单位制规定的力学基本物理量的是（    ）

A．加速度            B．速度        C．质量        D．重力

 

2．按照相对论的时空观，下列说法正确的是（    ）

A．时间和空间都是独立于物体及其运动而存在的

B．在不同的惯性参考系中，光的传播速度都是相同的

C．运动物体的长度跟物体的运动快慢无关

D．在高速运动的飞机上，原子钟的计时会变快

 

3．黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种质量极大的天体。银河系中心为一超大密度的黑洞，其第一宇宙速度达到光速 c。某星体距离该黑洞中心的距离为 r，绕黑洞中心运动的周期为 T。则该黑洞的半径为（    ）

A．\(\frac{{4{\pi ^2}{r^3}}}{{{c^2}{T^2}}}\)             B．\(\frac{{{c^2}{T^2}}}{{4{\pi ^2}r}}\)        C．\(\frac{{4{\pi ^2}r}}{{{c^2}{T^2}}}\)        D．\(\frac{{cT}}{{2\pi }}\)

 

4．牛顿力学适用于解决宏观__________问题（选填“高速”或“低速”）。若在地面上和绕地球高速飞行的宇宙飞船中分别放置同样的两个时钟，飞船飞行几圈后返回地面，则地面上的钟走得比飞船中的钟__________（选填“快”“慢”或“一样快”）。

 

5．在“用 DIS 探究小车的加速度与外力的关系”的实验中，某实验小组采用如图（a）所示的实验装置，重物通过细线跨过滑轮拉小车，在小车和重物之间接一个力传感器，实验中力传感器的拉力为 F，保持小车（包括位移传感器发射部分）的质量不变，改变重物的重力重复实验若干次，记录多组数据，得到加速度与外力的关系如图（b）所示。

（1）该实验中____________（选填“需要”或“不需要”）使得重物的质量远小于小车（包括位移传感器发射部分）的质量。

（2）小车（包括位移传感器发射部分）的质量为_________kg。

（3）该实验小组为得到 a 与 F 成正比关系的结论，应调整导轨的倾角 θ，使得 tanθ = _________。

【答案】

1．C

2．B

3．A

4．低速，快

5．（1）不需要

（2）0.7

（3）0.071

 

73．奥林匹克运动会

奥林匹克运动会简称奥运会，是由国际奥林匹克委员会主办的世界上影响最大、水平最高、范围最广的综合性运动会，每四年一届，会期不超过 16 日。奥林匹克运动会发源于 2 000 多年前的古希腊，因举办地在奥林匹亚而得名。古代奥林匹克运动会停办了 1 500 年之后，法国人顾拜旦于 19 世纪末提出举办现代奥林匹克运动会的倡议。1894 年成立奥委会，1896 年于希腊雅典举办了首届现代奥林匹克运动会。

 

1．如图，潜泳运动员沿虚线匀速下潜，水对运动员的合力可能是（    ）

A．F₁            B．F₂            C．F₃            D．F₄

 

2．如图所示为跳高运动员正在飞越横杆时的情景，对于运动员从起跳到图示位置的过程，下列说法正确的是（    ）

A．重力做正功，重力势能减少               B．重力做正功，重力势能增加

C．重力做负功，重力势能减少               D．重力做负功，重力势能增加

 

3．篮球运动员斜向上投出质量力 m 的篮球，球出手时高度为 h₁、动能为 E_k，篮筐距地面高度为 h₂，不计空气阻力。则篮球进筐时的动能为（    ）

A．E_k + mgh₂ – mgh₁           B．E_k – mgh₂ + mgh₁

C．mgh₂ + mgh₁ − E_k           D．mgh₂ − mgh₁ − E_k

 

4．乒乓球运动员发球时要将乒乓球竖直向上抛出，乒乓球被抛出后能继续上升，是因为乒乓球具有____________；到达最高点时，乒乓球处于________（选填“平衡”或“非平衡”）状态，你判断的依据是_____________________________________。

 

5．如图，滑雪运动员连同滑雪板的总质量 m = 50 kg，他从离水平虚线 h = 15 m 的高处由静止滑下后，又从 O 点水平飞出，飞出后经时间 t = \(\sqrt 3 \) s 落在斜面雪道上的 A 点。已知斜面倾角 θ = 30°，忽略空气阻力，g 取 10 m/s²。求：

（1）滑雪运动员从 O 点飞出时速度的大小。

（2）滑雪运动员从山顶运动到 O 点的过程中克服摩擦阻力所做的功。

【答案】

1．C

2．D

3．B

4．惯性，非平衡在最高点肘，乒乓球只受到重力的作用

5．（1）v₀ = 15 m/s

（2）1875 J

 

74．物理单位中的科学家

在物理学习的过程中，我们很容易发现，很多物理单位就是以历史上一位位伟大的科学家的名字命名的。例如，物理量单位中描述力大小的单位“N”就是以提出了牛顿运动定律的牛顿的名字命名的，描述功率大小的单位“W”是以改良蒸汽机的瓦特的名字命名的，描述电阻的单位“Ω”是以发现了电阻中电流与电压关系的欧姆的名字命名的……不仅仅在物理学科，在其他很多学科中，也有大量以科学家名字命名的单位。

 

1．一台标有“12 V  12 W”的电动机正常工作，已知其线圈电阻为 2 Ω，则正常工作 1 min 产生的焦耳热为（    ）

A．720 J        B．144 J        C．120 J        D．4 320 J

 

2．将四个定值电阻 a、b、c、d 分别接入电路，测得相应的电流、电压值如图。其中阻值最接近的两个电阻是（    ）

A．a 和 b            B．b 和 d            C．a 和 c            D．c 和 d

 

3．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕原子核运动可等效为一环形电流。如图所示为一分子电流模型，电荷量为 e 的电子以角速度 ω 绕原子核沿顺时针方向做匀速圆周运动，则该环形电流的大小和方向为（    ）

A．\(\frac{{e\omega }}{{2\pi }}\)，逆时针         B．\(\frac{{\pi e}}{\omega }\)，顺时针          C．\(\frac{{\pi e}}{{2\omega }}\)，逆时针         D．\(\frac{{e\omega }}{{2\pi }}\)，顺时针

 

4．如图，图线 ① 表示某电池组的输出电压与电流的关系，图线 ② 表示其输出功率与电流的关系，则该电池组的内阻为________Ω；当电池组的输出功率为 120 W 时，电池组的输出电压为__________V。

 

5．某物理兴趣小组做“探究影响电荷间静电力对的因素”的实验，实验装置如图所示。

（1）带正电的小球 A 固定不动，带正电的小球 B 通过绝缘丝线系在铁架台上，小球 B 会在静电力的作用下发生偏离。把系在丝线上的带电小球 B 先后挂在图中横杆上的 P₁、P₂、P₃ 等位置，实验时通过调节丝线长度，始终使 A、B 两球球心在同一水平线上，待小球 B 平衡后，测得丝线偏离竖直方向的角度为 θ，A、B 两球球心间的距离为 r，小球 B 的质量为 m，当地重力加速度大小为 g，则 A、B 两球之间的库仑力大小为_________________（用题中涉及的物理量符号表示）。

（2）通过分析 A、B 两球之间的库仑力大小与 A、B 两球球心间的距离 r 的关系可知：两小球所带电荷量不变时，两小球间的静电力______________。

（3）（单选）以上实验采用的方法是（    ）

A．微小量放大法               B．控制变量法

C．等效替代法                   D．理想实验法

【答案】

1．C

2．A

3．A

4．5，20 或 30

5．（1）mgtanθ

（2）随着球心间的距离 r 的增大而减小

（3）B

 

75．“场”到底是什么？

我们经常听到电场、磁场等有关“场”的概念。但你没有想过，“场”看不见摸不着，它到底是什么？它是一种物质吗？现代科学认为，场是比基本粒子更基本的物质存在状态，场可以分为基态和激发态，而粒子实际上就是场的激发态。通俗来讲，场就像一片平静的汪洋大海，此时的大海处于基态，就不会有水花出现。一旦大海受到扰动，就会出现水花，此时的大海就处于激发态，而水花就相当于基本粒子。由于万物都是由基本粒子组成的，所以我们可以这样说：万物都是场，万事万物都是由不同形式的场叠加而成的。

 

1．在电场中的 A 点，引入不同的试探电荷，会变化的是（    ）

A．A 点的电场强度                  B．A 点的电势

C．在 A 点的电势能                D．A 点与电场中另一点间的电势差

 

2．空间存在如图所示的静电场，a、b、c、d 为电场中的四个点，则（    ）

A．a 点的电场强度比 b 点的小

B．d 点的电势比 c 点的低

C．质子在 d 点的电势能比在 c 点的小

D．将电子从 a 点移动到 b 点，电场力做正功

 

3．如图，两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边 △ABC 的 A 和 B 处。两根通电导线各自在 C 点处产生的磁感应强度大小均为 B，则 C 点处的磁感应强度（    ）

A．大小为 B，方向与 AB 垂直             B．大小为 B，方向与 AB 平行

C．大小为 \(\sqrt 3 \)B，方向与 AB 垂直        D．大小为 \(\sqrt 3 \)B，方向与 AB 平行

 

4．小明根据“磁体对周围小磁针有力的作用，且不需要接触，这说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在重力场。用假想的线描述重力场，如图甲、乙、丙所示，其中最合理的是图________。物体在月球上的重力大约是地球上的六分之一，说明月球附近的重力场比地球附近的重力场__________（选填“强”或“弱”）。

 

5．竖直方向上无限大且均匀带电的平板上有一小孔 O，平板右侧过 O 点且垂直于平板的 x 轴上的电势随距离 x 的变化如图所示。一个电荷量 q = − 1×10⁻¹⁰ C，质量 m = 1×10⁻¹⁰ kg的带电粒子从 O 点以初速度 v₀ = 10 m/s 沿 x 轴正方向运动，忽略粒子所受的重力。

（1）求粒子在 x = 0.02 m 处所受的电场力。

（2）请通过计算说明粒子能否到达 x = 0.08 m 处？若能，求粒子到达该处的速度大小；若不能，求粒子向右运动最远点的位置。

【答案】

1．C

2．D

3．D

4．甲，弱

5．（1）F = 1×10⁻⁷ N，方向水平指向 O 点。

（2）粒子不能到达 x = 0.08 m 处，粒子向右运动最远点的位置为 x = 0.05 m。