1．物质的微观结构

物质是由分子或原子组成，电子的发现揭开了人类探索物质微观世界的序幕，人们意识到原子并非是组成物质的最小粒子，原子内部还有复杂的结构。

 

1．分子的运动：单个分子的运动是随机的，大量分子的运动符合统计规律．我们用________来量度物体分子热运动的平均动能．物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和，叫做物体的_________。

 

2．分子有大小：由于分子太小，人类无法直接测量．在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中，我们把组成物质的分子视作是球形；把油膜看作是油酸分子一个紧挨着一个平铺开来而形成的单分子油膜。

（1）这一处理方法在物理科学思维方法中与下列哪种方法最接近

A．控制变量          B．积累法              C．估测法              D．科学建模

（2）已知配置好的油酸酒精溶液浓度为 c，测得n滴油酸酒精溶液的体积为 V₀。则一滴油酸酒精溶液中，油酸的体积 V₁ =_________。滴入一滴油酸酒精溶液至均匀撒有痱子粉的水面上，油膜充分散开后的面积为 S。则可以估测出油酸分子的直径为_______。

 

3．（多选题）分子间相互作用：在液体与固体接触的地方，由于固体分子对附着层内液体分子的作用力和液体内部分子间作用力的大小不同，液体对固体表面有浸润和不浸润两种现象．对下列判断正确的是（    ）

A．水对玻璃是浸润的                           B．水对医用脱脂棉是不浸润的

C．水银对玻璃是浸润的                      D．水对防水衣材料是不浸润的

 

4．原子的模型：玻尔在卢瑟福原子核式结构的基础上，引入了量子化概念，提出了玻尔原子理论。根据这一理论，原子从一个能量状态跃迁到另外一个能量状态，会吸收或发射一定频率的光子。

（1）如果氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（    ）

A．放出光子，能量增加                              B．放出光子，能量减少

C．吸收光子，能量增加                               D．吸收光子，能量减少

（2）如一束复色光 a 在图示平面内，经圆心 O 从空气中射入半圆形玻璃砖，出射光为 b、c 两束单色光。这是光的________现象；玻璃砖对 b、c 两束光的折射率大小 n_b________n_c（填“等于”、“大于”或“小于”）。

 

5．原子核内部有结构：卢瑟福发现了质子以后，猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子 X，后来科学家用 α 粒子轰击铍核实验证实了这一猜想，该核反应方程为：⁴₂He + ⁹₄Be → ¹²₆C+ ^m_nX，则（    ）

A．X 是中子，m = 1，n = 0                        B．X 是电子，m = 1，n = 0

C．X 是中子，m = 0，n = 1                        D．X 是电子，m = 0，n = 1

【答案】

1．温度，内能

2．（1）D                （2）cV₀/n，cV₀/nS

3．AD

4．（1）B                （2）折射或色散，大于

5．A

 

2．钟摆力学原理

摆钟是最早能够精确计时的一种工具。十七世纪意大利天文学家伽利略研究了教堂里吊灯的运动，发现单摆运动具有等时性，后人根据这一原理制成了摆钟，其诞生三百多年来，至今还有很多地方在使用。

 

1．把摆钟的钟摆简化成一个单摆。如果一个摆钟，每小时走慢 1 分钟，可以通过调整钟摆来校准时间，则应该（    ）

A．增加摆长                  B．增加摆锤质量

C．缩短摆长                  D．减小摆锤质量

 

2．如图，一单摆的摆长为 L，摆球质量 m，用力将摆球从最低点 A 在竖直平面内向右缓慢拉开一个偏角 θ（θ < 5°），到达 B 点后从静止开始释放。刚释放摆球的瞬间，摆球的回复力大小为________。摆球从释放开始到达最低点 A 的时间为______________。

 

3．（计算）接上题，如摆球静止在 A 点时，给摆球一个水平向左的冲量 I，使得摆球能够继续绕悬挂点 O 在竖直平面内做一个完整的圆周运动，则需要的最小冲量为多少？

【答案】

1．C

2．mgsinq，\(\frac{{(2n - 1)\pi }}{2}\sqrt {\frac{l}{g}} \)（n = 1、2、3……）

3．I = m\(\sqrt {5gl} \)

 

3．阴极射线管

如图（1）是一个经过改装的阴极射线管，其简化模型如图（2）所示．将阴极 K 和阳极 A 与直流高压电源相连，阴极射线中带电粒子自 K 射出，并在 AK 间加速．从 A 处狭缝射出的粒子沿直线向右运动。CD 为一对平行金属板，接在另一个直流电源上，CD 间电场对粒子束产生偏转作用，使粒子做类平抛运动。粒子束从 CD 板右侧射出后沿直线射到右端荧光屏上 P 点。管外 CD 极板前后两侧加装 a 和 b 两个载流线圈，通电线圈产生一个与 CD 间电场和粒子束运动方向都垂直的匀强磁场 B。调节线圈中电流，可使得粒子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的 O 点。已知 KA 间加速电压为 U₁，CD 间偏转电压为 U₂，CD 板的长度为 L，板间距离为 d，忽略粒子从阴极 K 发出时的初速度和重力的大小。

 

1．自 K 射出的带电粒子是____________。它是由物理学家_________（选填：①卢瑟福，②汤姆孙，③玻尔，④法拉第）最早发现并通过实验确定这种带电粒子属性的。

 

2．该粒子从阴极 K 发出后，向阳极 A 运动过程中，其电势能和动能变化情况是（    ）

A．电势能增加，动能减小                           B．电势能增加，动能增加

C．电势能减小，动能增加                           D．电势能减小，动能减小

 

3．若已知粒子离开阳极 A 时的速度 v_A，为使粒子束不发生偏转，

（1）在载流线圈中通入的电流方向（    ）

A．a 线圈中顺时针，b 线圈中逆时针              B．a 线圈中顺时针，b 线圈中顺时针

C．a 线圈中逆时针，b 线圈中逆时针              D．a 线圈中逆时针，b 线圈中顺时针

（2）此时的磁感强度 B =________。

 

4．（计算）若已知该粒子的比荷 q/m 大小为 N，在载流线圈未通电时，粒子通过 CD 板后发生偏转（设磁场和电场仅局限于 CD 板之间）。求

（1）粒子离开阳极 A 时的速度 v_A 大小；

（2）粒子打到荧光屏 P 点时速度 v_P 大小；

（3）v_P 与 v_A 方向的偏转角 θ 的正切值 tanθ。

【答案】

1．电子，②或“汤姆孙”

2．C

3．（1）B              （2）\(\frac{{{U_2}}}{{d{v_{\rm{A}}}}}\)

4．（1）v_A = \(\sqrt {2N{U_1}} \)

（2）v_P = \(\sqrt {2N{U_1} + \frac{{NU_2^2{L^2}}}{{2{U_1}{d^2}}}} \)

（3）tanθ = \(\frac{{{U_2}L}}{{2{U_1}d}}\)

 

4．家庭电路

随着电气化的发展，电在逐步改变着人们的生活方式。现代人生活已经离不开电。为了保障家庭用电的安全，我们需要掌握基本的用电知识，确保自己的生命和财产安全。

 

1．接入小敏家的电源为 50 Hz，220 V 的交流电，其中 220 V 是指交流电压的（    ）

A．有效值                      B．瞬时值                      C．最大值

 

2．如图，从发电站到小敏家附近的变电站需要经过一段远距离输送过程。已知发电站输出功率为 P，输出电压为 U，A 到 B 间有两根长度为 L 的输电线，其电阻率为 ρ，横截面积为 S。

（1）在输电过程中输电线上损耗的功率 P_损 =__________；

（2）（简答题）简要说明，为什么远距离输电需要采用高压输电？

______________________________________________________________________。

 

3．空调的能效比是指额定制热（冷）功率与额定输入功率之比，一般都大于 1，所以冬天用空调制热要比直接用电热器制热更节能．小敏家最近购买了一台 1.5 匹的空调，其制热时输出功率为 P_出 = 3200 W，其能效比为 n = 2.5。空调工作时应选如图中______孔插座（选填“二”或“三”），如果连续正常制热 0.5 小时消耗的电能为______kW·h。

 

4．小敏学习了电磁学知识以后，在家里制作了一个简单的电磁灶．如图所示，让线圈接上一个电源，在线圈上端放置一盛有冷水的玻璃杯，闭合开关一段时间，发现没有加热效果．请指出小敏同学这个实验装置中的两个主要错误，并说明原因：

错误 1：___________，理由：_________________________________；

错误 2：___________，理由：_________________________________。

【答案】

1．A

2．（1）\(\frac{{2\rho L{P^2}}}{{S{U^2}}}\)

（2）在输送功率一定的情况下，输电线上能量损耗与输电电压的平方成反比。为了减少能量损耗，需要高压输电。

3．三，0.64

4．错误 1：使用了直流电源（不能用直流电源；要使用交流电）。

理由：直流电产生的磁场不变，不能产生电磁感应，得不到涡流。

错误 2：盛水使用了玻璃杯（不能用玻璃杯；用金属杯）。

理由：玻璃是绝缘体，不能产生涡流。

 

5．新能源汽车

新能源车以其环保、智能等优势越来越受到广消费者的青睐，新能源车将逐步替代传统燃油汽车成为家庭用车的主流。某款国产纯电四驱 SUV 汽车，其说明书的相关数据如下：重量 2 440 kg，搭载了 108.8 kW·h 大容量电池，电池能量密度为 150 W·h/kg。续航里程（充满电后汽车能行驶的最大路程）635 公里，百公里耗电 17.6 kW·h。最高时速达到 180 km/h。零至 100 km/h 加速时间 4.4 秒。

 

1．下列哪种情况可以将汽车看作质点（    ）

A．在倒车入库时                          B．高速公路上检测车速时

C．避让障碍物时                           D．交通事故中核定责任时

 

2．该款 SUV 汽车，在某次充电过程中，显示充电功率为 6.1 kW，电能量剩余为 35%，充电剩余时间为 11 小时 30 分钟．该电池的实际最大容量为________kW·h。充满电后，在某路段实际运行过程中，屏幕显示：近 50 公里内计算得出每百公里平均耗电 22 kW·h。如果按照这样的耗电，该车实际能续航_______公里（保留小数点后 1 位数字）。

 

3．提速快是新能源汽车的一个重要优势．假设该 SUV 汽车在说明书提供的最短时间内，速度从零提速至 100 km/h 的过程是匀加速直线运动，则其平均加速度大小为________m/s²，这过程中，汽车行驶的距离为_______m。（保留 2 位有效数字）

 

4．一汽车静止时测得车长为 L₁，高速行驶时在静止地面上观察者测得其长度为 L₂。如仅考虑相对论效应，比较两者的大小。（    ）

A．L₁ > L₂                       B．L₁ < L₂                       C．L₁ = L₂                       D．不能确定

 

5．（多选题）电动汽车在向右运动过程中，司机发现用细线吊在车内的一个小玩偶（可以看作质点）相对前挡风玻璃向后发生了偏移，如图示，则该时刻汽车的运动情况可能是（    ）

A．匀速向右运动                           B．加速向右运动

C．向右转向运动                           D．沿着斜坡匀速上坡

 

6．电动汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率 P 随时间 t 的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小 f 恒定不变。下列描述该汽车的速度 v 随时间 t 变化的图像中，可能正确的是（其中 a = \(\frac{{{P_1}}}{f}\)，b = \(\frac{{{P_2}}}{f}\)）（    ）

 

7．若两辆汽车做碰撞安全试验，汽车甲的质量 2 000 kg，汽车乙的质量为 1 500 kg，两车碰撞前后的速度随时间变化的图像如图所示．碰撞过程中，系统的总动量_________（填“守恒”或“不守恒”），汽车甲受到的合外力大小为________N。

 

8．安全防爆轮胎，在轮胎漏气甚至直接和外界联通时，轮胎也不会被压扁爆胎。假设一个防爆轮胎的容积为 30 升，维修工人在修补完轮胎后，需要用气泵向轮胎内充气，使胎压达到 250 kPa，当时外界大气压为 101 kPa，温度为 37℃。则还需要充入 101 kPa 的空气______升。在汽车行驶一段时间后，胎压检测显示为 260 kPa，此时轮胎内温度为_______℃。整个过程轮胎容积保持不变。（保留三位有效数字）

 

9．电动汽车在正常行驶时靠电源通过电动机提供动力，在减速或刹车时，又可以将汽车的动能通过发电机反馈给电源充电，实现能量回收目的。小敏同学为了研究电动汽车这一工作原理，设计了一个小实验。如图，两根相距为 L 的平行光滑金属导轨水平放置，导轨间分布着竖直向下的匀强磁场，其磁感强度为 B，一导体棒 AB 垂直置于导轨上，其电阻为 R，并与金属导轨接触良好．图左侧为充、放电电路，已知电源的电动势为 E，内电阻为 r。电容器的电容为 C。除了电源、金属棒的电阻外，不计其它电阻。

（1）在模拟汽车启动时，将开关 S 接到 1 位置，电源对外放电，导体棒受到安培力相当于汽车的牵引力。此时电源的电能主要被转化为_______能和_______能，某时刻电流强度为 I，则此时导体棒的速度为 v₁ =__________。在图上标出导体棒速度方向。

（2）在模拟汽车减速时，将开关 S 接到 2 位置，电路与电源脱开，和电容器联接，导体棒对电容充电。充电过程中，电容器上极板带________电。在导体棒速度减速为 v₂ 时，充电电流为 I，此时电容器的所带的电量为__________。

【答案】

1．B

2．107.9，490.5（或490.6）

3．6.3，61

4．A

5．BD

6．B

7．不守恒，20000

8．44.3，49.4

9．（1）内能，机械能，\(\frac{{E - IR - Ir}}{{BL}}\)，方向：向右

（2）正，C（BLv₂ − IR）