1．交通工具

我国的高铁、动车四通八达，小轿车也已进入千家万户，这些交通工具大大方便了人们的出行。

 

1．某同学在水平向右行驶的高铁车厢内，放置了一个用量角器自制的加速度测量仪，在一段时间内，测量仪上系有小球的细线与竖直方向成 θ 角，如图所示。则高铁在此时间内向右做______运动，其加速度大小为（    ）

A．gsinθ        B．gcosθ       C．gtanθ        D．gcotθ

 

2．汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，使车轮转动时汽车仍在原地不动，如图所示．车内轮 A 的半径为 R_A，车外轮 B 的半径为 R_B，滚筒 C 的半径为 R_C，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时，A、B 轮边缘的线速度大小之比为______，B、C 轮边缘的向心加速度大小之比为______。

 

3．汽车在水平路面向前运动，后轮胎外测的边缘上有一个黑色小石子，如图所示。当汽车运动速度为 v 时，小石子刚好运动到达最高点且离开轮胎。已知汽车轮胎半径为 R，重力加速度为 g，则小石子在最高点离开轮胎时的速度为______；小石子经过______时间落到路面。

 

4．某汽车安全气囊的触发装置如图所示，金属球被强磁铁吸引固定。当汽车受到猛烈撞击，且加速度大于 400 m/s² 时，金属球会脱离强磁铁，并沿导轨运动而接通电路使安全气囊打开。若金属球的质量为 50 g，则强磁铁对金属球的最大引力为______N，当汽车紧急加速时，金属球对强磁铁的压力将_____（选填“变小”“变大”或“不变”）。

 

 

 

5．在高铁的每节车厢都安装大量不同功能的传感器。如图所示为霍尔元件做成的磁传感器，该霍尔元件自由移动电荷为负电荷，若电流由 a 流向 b 时，M、N 两极电势差 U_MN > 0，则图中的磁场方向向_____（选填“上”或“下”）。电势差 U_MN 越大，测得的磁感应强度越_____（选填“大”或“小”）

【答案】

1．匀加速，C

2．R_A∶R_B，R_C∶R_B

3．2v，2\(\sqrt {\frac{R}{g}} \)

4．20，变大

5．下，大

 

2．航天科技

我国的航天科技飞速发展，在运载火箭、人造卫星、载人航天、天体探测以及失重条件下的各种实验等方面都取得了辉煌的成就。

 

1．总质量为 M（含燃料）的小型试验火箭，在极短的时间内将质量为 m 的气体以相对地面 v₀ 的速度竖直向下喷出后，火箭在重力作用下开始做匀变速直线运动。已知重力加速度大小为 g，则气体喷出后，火箭获得的速度为_____，火箭上升的最大高度为_____。

 

2．（多选）关于空间站的运行速度，正确的是（    ）

A．空间站离地越高，运行速度越小

B．空间站离地越高，运行速度越大

C．空间站的运行速度小于地球第一宇宙速度

D．空间站的运行速度介于地球第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

 

3．天宫搭载的红外线热成像仪，是通过收集待成像物体辐射的红外线能量而成像的．红外线与可见光相比，红外线（    ）

A．频率更高

B．更容易发生衍射现象

C．真空中传播速度更快

D．在同一装置中双缝干涉条纹更窄

 

4．航天科技的应用离不开相对论．按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变_______；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得______。

 

5．如图所示，在机械臂作用下，微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，且微型卫星、空间站、地球位于同一直线．则连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力（    ）

A．大小为零

B．大小不为零，方向指向空间站

C．大小不为零，方向背离空间站

【答案】

1．\(\frac{{m{v_0}}}{{M - m}}\)，\(\frac{{{m^2}v_0^2}}{{2g{{(M - m)}^2}}}\)

2．AC

3．B

4．慢，快

5．B

 

3．天宫课堂

我国航天员在空间站进行过多次太空授课，精彩纷呈的授课内容大大激发了我们对科学知识和太空探索的兴趣和动力。

 

1．航天员将天宫课堂内容传输到地面，使用了（     ）

A．机械波            B．引力波            C．物质波            D．电磁波

 

2．航天员将空气注入水球中，形成一个正中央含有同心空气球的特殊水球．已知水的折射率为 n = 4/3，气球半径 r = 3 cm，水球半径 R = 8 cm。若将一束单色光以入射角 i 射入水球，折射后光线恰好与空气球相切，如图所示，则入射角 i =_____°，光线通过水球后，偏离原入射光线的角度是_____°。（已知sin22° = 3/8）

 

 

3．（多选）航天员在空间站用小水球进行了一场类似于乒乓球的比赛，使用普通球拍击球时，水球被粘在球拍上，在球拍上包上毛巾后再击球，水球不仅没有被吸收，反而弹开了，下列说法正确的有（    ）

A．水滴呈球形是由于水的表面张力

B．水球被粘在球拍上是因为球拍表面对水是浸润的

C．毛巾表面布满了疏水的微线毛，对水是不浸润的

D．水球弹开的原因是“毛巾球拍”对水球的力大于水球对“毛巾球拍”的力

 

4．航天员在方格背景前做了以下实验：将质量为 m 的小球以速度 v 撞向质量为 6m 的静止大球，经过时间 Δt 两球发生正碰碰撞（忽略两球碰撞时间），实验过程中，相机拍下了三个时刻球的位置，如图所示．则碰撞后大球的速度为________v，如果在 2Δt 时刻还拍摄到了大球的位置，则通过该实验可以验证_______守恒定律。

【答案】

1．D

2．30，16

3．ABC

4．0.25，动量

【解析】

 

4．交变电流

交变电流在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。大型电站发电机组产生的交变电流通过输电线向城市和农村源源不断地输送着强大的电能。

 

1．交流电的有效值是根据电流的_______效应来规定的，体现了物理学中常用的_______的思想方法。

 

2．如图（甲）所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴线逆时针匀速转动，线圈通过滑环电刷外接一只电阻为 100 Ω 的灯泡。

（1）线圈在如图（甲）所示的位置，俯视看线圈，线圈中的电流方向为________时针。

（2）灯泡上的电压随时间变化图像如图（乙）所示，则灯泡消耗的电功率为_______W。

（3）根据如图（乙）所示的图像，可知：

A．灯泡每秒内电流方向改变 50 次

B．t = 0.01 s 时穿过线圈的磁通量为零

C．t = 0.01 s 时穿过线圈的磁通量的变化率为零

 

3．远距离输电时通常采用高压输电．在输送功率一定的情况下，当输电电压由 110 kV 改为 440 kV 时，输电线路上损耗的功率变为原来的（    ）

A．4             B．8              C．16            D．1/4           E．1/8           F．1/16

 

4．家用燃气灶点火装置的电路如图（甲）所示，转换器将直流电压转换为如图（乙）所示的正弦交流电，并接到理想变压器的原线圈上。当两点火针间电压大于 5 000 V 时就会产生电火花进而点燃燃气。

（1）要点燃燃气，变压器副线圈与原线圈的匝数之比 k 需满足条件：__________。

（2）当 k = 200 时，点火针每次放电的时间为_______s（结果保留两位有效数字）。

【答案】

1．热，等效替代

2．（1）逆     （2）2    （3）C

3．F

4．k > 100，6.7×10⁻³

 

5．电子偏转

电子在电场和磁场中都能发生偏转，通过对这两种偏转情况的研究，有助于我们更好地了解电子在电场和磁场中的运动规律。

 

1．质量为 m 电量为 e 的电子，以水平速度 v 从左侧垂直进入宽度为 d 的局部匀强电场，如图所示，电场强度大小为 E、方向竖直向上。

（1）电子在电场中所做的运动是（   ）

A．匀加速直线运动

B．匀加速曲线运动

C．变加速曲线运动

（2）电子在电场中运动时间为________。

（3）电子在电场中向______偏移，离开电场时偏移的距离是______。

 

2．如果将上题中宽度为 d 的局部匀强电场换成匀强磁场，如图所示，磁感应强度大小为 B、方向水平向里．

（1）电子在磁场中所做的运动是（   ）

A．匀加速直线运动

B．匀加速曲线运动

C．变加速曲线运动

（2）要使电子能从右侧离开磁场，B 与 m、e、v、d 应满足关系：__________．

（3）（计算）电子从右侧离开磁场时，在竖直方向偏移了多少距离？

【答案】

1．（1）B       （2）d/v （3）下，\(\frac{{eE{d^2}}}{{2m{v^2}}}\)

2．（1）C       （2）B < \(\frac{{mv}}{{ed}}\)

（3）y = \(\frac{{mv}}{{eB}}\) − \(\sqrt {{{\left( {\frac{{mv}}{{eB}}} \right)}^2} - {d^2}} \)

【解析】