1．广西平陆运河

广西平陆运河建设是我国新时代西部大开发的重要组成部分，它被称为世纪工程，全长约 135 公里，北起郁江西津水库南至钦州湾，有大约 65 米的落差，为实现船舶的连续航行需要建设三个梯级船闸（马道、企石、青年闸）来克服落差，如下图所示。

 

1．下列能将船舶当作质点的过程是（    ）

A．船舶避让来往船只          B．船舶通过闸室          C．计算船舶完成航程的时间

 

2．一艘货运船为运输货物往返于西津水库和北部湾之间，往返过程的位移________（选涂：A．相同    B．不同）；船舶平均航速为 22 km/h，则单次航程所需要的时间约为________h（保留 2 位有效数字）。

 

3．一艘 5 000 吨的船舶通过企石闸，上下游的高度差为 27.3 m，假设在闸室中通过注水将船舶缓慢抬升，抬升过程需要一小时，重力加速度 g 取 10 m/s²。

（1）抬升过程中船舶所受重力做功为 W_G，机械能变化为 ΔE，则（    ）

A．W_G = − 1.365×10⁹ J，ΔE = 1.365×10⁹ J                 B．W_G = 1.365×10⁹ J，ΔE = 1.365×10⁹ J

C．W_G = − 1.365×10⁹ J，ΔE = − 1.365×10⁹ J              D．W_G = 1.365×10⁹ J，ΔE = − 1.365×10⁹ J

（2）该过程中江水对船身的浮力的功率为________W。（保留 2 位有效数字）

（3）在船舶抬升时，甲板上的水手从船尾沿直线匀速走至船头，以地面为参考系，水手的运动轨迹可能是（    ）

（4）假设通过企石闸后，船舶在平直的航道上由静止开始匀加速运动，经 3 min 航速达到 16.2 km/h，则船舶的加速度大小为________ m/s²。

 

4．船舶运动的加速度与其质量的关系可用实验验证。在“用 DIS 研究加速度与质量的关系”实验中，实验装置如图所示。

（1）图中装在小车上的是位移传感器的______（选涂：A．发射器    B．接收器）；

（2）实验过程中，要保持______不变，通过______来改变小车质量。

（3）某同学将测得的五组数据标在下图所示的坐标纸上，请作出 a – 1/m 的关系图线。

【答案】

1．C

2．B，6.1

3．（1）A                        （2）3.8×10⁵         （3）C            （4）0.025

4．（1）A                （2）钩码重力/质量/个数，增减配重片

（3）如图

 

2．天宫二号

天宫二号是中国首个具备补加功能的载人航天科学实验空间实验室，在预设的离地 390 km 处在轨运行，重 8.6 吨，设计在轨寿命 2 年。其中搭载了空间冷原子钟是国际上首台在轨运行的冷原子钟，可以支持开展广义相对论验证、基本物理常数测量、地球重力位测量等重大科学研究与应用研究。

 

1．天宫二号用电磁波与地面控制台传输信号，红外线、可见光、________（写出一种即可）等都属于电磁波。

 

2．天宫二号绕地球运动可以看作是匀速圆周运动。

（1）天宫二号在轨道上运动过程中，发生变化的物理量是（    ）（多选）

A．速度               B．角速度                   C．加速度                   D．合外力

（2）在天宫二号中的冷原子钟需要考虑到相对论效应，与地面上的冷原子钟相比，它（    ）

A．走得慢                   B．走得快                   C．快慢不变

（3）已知地球的质量为 5.972×10²⁴ kg、半径约为 6 371 km，万有引力常量 G = 6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²，则天宫二号在轨道上受到地球的万有引力大小为________N。（保留 2 位有效数字）

（4）搭载天宫二号的火箭在地球表面的发射速度需________第一宇宙速度，天宫二号在预定轨道的速度________第一宇宙速度（均选涂：A．大于    B．等于    C．小于）。

【答案】

1．无线电波/紫外线/X 射线/γ 射线等均可

2．（1）ACD          （2）B            （3）7.5×10⁴         （4）A，C

 

3．静电驻极技术

熔喷布是口罩的中间过滤层，它经过了静电驻极技术处理，即通过高压放电，使电荷附着在熔喷无纺布上，使它能吸附一些颗粒较小的污染物，甚至病毒这种纳米级的物质也可进行吸附或阻隔。

 

1．驻极处理装置中针状电极与平板电极间的电场如图所示。

（1）用虚线画出通过a点的等势面；

（2）a、b 两点中，电场较强的是_______点，电势较高的是_______点（均选涂：A．a  B．b）。

 

2．若 a 点处一带电尘埃在电场力的作用下由静止开始运动，被熔喷布吸附，则

（1）尘埃携带的是_______（选涂：A．负电荷  B．正电荷）。

（2）已知带电尘埃的电势能变化量为 E，电场力对尘埃做的功为______；尘埃的质量为 m，不计其所受重力，则它运动到熔喷布时的速度大小为______。（用 E、m 表示）

 

3．据悉，口罩废料能用来生产超级电容器电池，这能有效解决废旧口罩回收难题。

（1）若用口罩废料生产的某电容器的电容为 C，其所带电荷量为 Q，则该电容器两端的电压为______（用 C、Q 表示）。

（2）用如图所示的电路给电容器进行充、放电。单刀双掷开关 S 接通 1 位置一段时间后，接到 2 位置，电容器此时处于______（选涂：A．充电    B．放电）状态，电容器两端电压的变化情况是______（选涂：A．增大    B．减小）。

【答案】

1．（1）如图

（2）A，B

2．（1）A                （2）− E，\(\sqrt {\frac{{ - 2E}}{m}} \)

3．（1）Q/C            （2）A，A

 

4．家庭电路

家中几乎所有的用电器都需要接入家庭供电线路，而家庭配电箱则控制着其中的各条线路。在实际生活中，接入电路的用电器数目及总功率往往不时发生改变，因此为了保障家庭用电的安全，我们应该根据实际需求来选择合适的电路元器件。

 

1．为了避免用电器通断时的相互影响，所有用电器都是______（选涂：A．并联  B．串联）连接在相线、零线间，且有的用电器还需与地线连接。

 

2．在进行家庭装修时，为了用电安全，需根据需求选择合适截面积的铜导线。

（1）为测量铜导线的电阻率，某同学进行了以下实验：

①用刻度尺测量铜丝长度，用______（选涂：A．螺旋测微器    B．刻度尺）测量铜丝的直径，为了______多次测量求平均值，得到铜丝长度 L 和直径 d。

②根据电路图连接电路，将该铜丝两端分别与电路中的 A、B 两端连接；

③闭合开关 S，调节滑动变阻器，记录多组电压和电流；

④测得铜丝的阻值 R。由此可知铜丝的电阻率 ρ 为______。

（2）已知接入如图所示电路的铜丝阻值为 R，电源电动势为 E，内阻为 r。闭合开关 S，电压表和电流表的示数分别为 U 和 I，则接入电路的滑动变阻器阻值为______。

 

3．电磁炉和电暖器都是常见的大功率家用加热设备。

（1）某电暖器用的是三脚插头，如图所示，其上标有“10 A  250 V”字样，插头正面中表示“地线”的插脚是（    ）

A．“L”脚           B．“N”脚           C．“E”脚

（2）一台标有“220 V  2 200 W”字样的电暖器的内阻为______Ω，工作一小时所消耗的电能为______J（保留三位有效数字）；

（3）电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，炉盘内线圈中的交变电流产生变化的磁场，锅底将产生感应电流。某时刻，线圈中电流方向为______（选涂：A．顺时针    B．逆时针）时（自上而下观察），会产生如图所示的磁场，若锅盖和锅底的面积相同，则通过锅底的磁通量______（选涂：A．大于    B．等于    C．小于）通过锅盖的磁通量。

【答案】

1．A

2．（1）A，减小误差，\(\frac{{\pi R{d^2}}}{{4L}}\)              （2）\(\frac{{E - U - Ir}}{I}\)（如 \(\frac{E}{I}\) – R – r 等其他表达式也可以）

3．（1）C              （2）22，7.92×10⁶             （3）B，A

 

5．消防演习

质量为 60 kg 的消防队员在一幢高楼进行索降入室训练。他从楼顶顺着绳子下滑至距楼顶 h = 12 m 的窗口，略作停顿后，他蹬玻璃窗荡起，再次到达玻璃窗时用力猛踹，实现破窗而入。

 

1．假设消防员的下降过程是先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动，且加速时的加速度大小等于减速时的加速度，下滑总时间为 3 s。

（1）下降过程中消防员的最大速度为______m/s；

（2）求加速下降过程中，绳索对消防员的作用力大小 F；

（3）减速下降过程中，加速度的方向为______；此时消防员处于______（选涂：A．超重    B．失重）状态。

 

2．如图，消防员双脚撑在玻璃窗上处于静止状态，不计他和玻璃窗之间的摩擦。

（1）消防员此时的受力情况可能是（    ）

（2）消防员双手抓绳的位置离开窗的水平距离约为 1 m，重力加速度 g 取 10 m/s²，则窗对人的弹力大小约为______N。

（3）在消防员双脚缓慢弯曲的过程中，绳对人的作用力大小将______（选涂：A．增大    B．减小    C．不变）。

 

3．无人机由于小巧灵活，国内已经逐步尝试通过无人机进行灭火救援。假设无人机悬停在火灾点附近，水平喷出灭火水流恰好到达着火点。某同学根据无人机灭火时的照片（照片尺寸与实际长度比例为 1∶20），在方格纸中描绘了水的运动轨迹。已知每小格长宽均为 2 cm，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s²。

（1）无人机与着火点的水平距离为______m；

（2）水流的初速度大小为______m/s；

（3）若水流未到达着火点，且低于着火点高度，为了保证成功灭火，可采取什么措施？_________________。（写出一种，合理即可）

【答案】

（1）8

（2）消防员下滑的加速度 a = \(\frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}\) = \(\frac{8}{{1.5}}\) m/s² = \(\frac{16}{{3}}\) m/s²

受力如图所示，根据牛顿第二定律 mg − F = ma

得，绳索对消防员的作用力 F = m（g − a） = 280 N

（3）竖直向上，A

2．（1）C              （2）50         （3）B

3．（1）3.2           （2）4\(\sqrt 2 \)       （3）靠近着火点/升高一点等均可