1．通电导线

19 世纪 20 年代，物理学家奥斯特发现电流的磁效应后开启了电磁学研究的新纪元。如图，水平放置的长直导线中通有向右的恒定电流。

 

1．若导线正下方有一小磁针，当小磁针静止时其 N 极的指向为（    ）

A．向上                                           B．垂直纸面向里

C．向下                                           D．垂直纸面向外

 

2．如图，该导线处于垂直纸面向外的匀强磁场中时，所受安培力的方向为（    ）

A．向上                                           B．垂直纸面向里

C．向下                                           D．垂直纸面向外

 

3．如图，若该导线正上方有一金属框，为使金属框内产生感应电流，可将金属框（    ）

A．向左平动                     B．向上平动               C．向右平动

【答案】

1．B

2．C

3．B

 

2．乒乓运动

乒乓球被称为我国的“国球”，是一种世界流行的球类体育项目。

 

1．乒乓板打击乒乓球时，乒乓球所受弹力是由于_______（选涂：A．乒乓板  B．乒乓球）发生形变而产生的。

 

2．如图，若球在球台左边缘 O 点正上方高度为 h 处水平发出，落在球台右边缘 P 点处。已知球台长 L，重力加速度为 g，不考虑乒乓球的旋转和空气阻力。

（1）球在空中________（选涂：A．是  B．不是）做匀变速运动。

（2）球在空中的运动时间为________，球在 O 点正上方发出时的速度大小为________。

 

3．运动员常会用高抛发球，假设球向上抛出后在竖直方向运动，运动过程中球所受空气阻力大小不变、方向与运动方向相反，以竖直向上为正方向，球运动过程的 v – t 图可能是（    ）

【答案】

1．A

2．（1）A          （2）\(\sqrt {\frac{{2h}}{g}} \)，L \(\sqrt {\frac{g}{{2h}}} \)

3．C

 

3．宇宙探秘

人类对宇宙的探索已经有很长的历史。从 2 300 多年前我国战国时期的思想家尸佼给出了宇宙的定义到广义相对论建立之后，宇宙学真正成为了现代科学意义上的一门学科。

 

1．1929 年，美国天文学家哈勃通过对大量星系的观测发现，银河系外的绝大部分星系都在________（选涂：A．靠近 B．远离）我们。据此，科学家提出了________宇宙学，以解释宇宙的起源。

 

2．火星是太阳系的内层行星，它有火卫一与火卫二两个卫星。

（1）火星绕太阳公转时的轨道形状是________。火星公转过程中不变的物理量是（    ）

A．线速度                   B．万有引力                      C．周期                      D．向心加速度

（2）现已测得火卫一距离火星 9 378 km，火卫二距离火星 23 459 km。若仅考虑火星对其作用力，两者绕火星转动的线速度大小分别为 v₁ 和 v₂，周期分别为 T₁ 和 T₂，则（    ）

A．v₁ < v₂，T₁ < T₂                                                B．v₁ < v₂，T₁ > T₂

C．v₁ > v₂，T₁ < T₂                                                D．v₁ > v₂，T₁ > T₂

（3）已知火星的质量为 M、半径为 r，火星与太阳的距离为 l。有同学认为：根据万有引力定律和牛顿第二定律可得：G \(\frac{{Mm}}{{{l^2}}}\) = mg，就可以求出火星表面重力加速度 g = G \(\frac{{M}}{{{l^2}}}\)。请判断该同学的观点是否有误，并说明理由。

 

3．为探索外太空，使发射的卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。

（1）发射卫星的初速度必须达到（    ）

A．7.9 km/s                B．11.2 km/s                      C．16.7 km/s

（2）在地面上的时钟，与在高速运行卫星上的时钟相比，它（    ）

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

 

4．万有引力定律是支持宇宙探秘的重要理论之一。

（1）第一次在实验室验证万有引力定律，并较精确测出万有引力常量的是________（选涂：A．牛顿  B．卡文迪什）。

（2）用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（    ）

A．N·m²/kg²                B．N·kg²/m²                C．m³/（kg·s²）                 D．kg·s²/m³

（3）右图为测量万有引力常量的装置，该实验中为测量石英丝极微小的扭转角，采取“微小量放大”的主要措施是（    ）

A．增大石英丝的直径

B．增大 T 型架横梁的长度

C．增大光源与平面镜的距离

D．增大刻度尺与平面镜的距离

【答案】

1．B，大爆炸

2．（1）椭圆/圆，C             （2）C

（3）有错误。求火星表面重力加速度时，万有引力表达式中应取火星的半径 r，即火星表面重力加速度应为 g = G \(\frac{{Mm}}{{{r^2}}}\)。

3．（1）C              （2）B

4．（1）B              （2）C          （3）D

 

4．燃油汽车

燃油汽车是常见的交通工具，它使用的能源是汽油。某燃油车从静止开始做匀加速直线运动，经 5 s 后速度达到 72 km/h。

 

1．汽油是能源中的不可再生能源。

（1）以下也属于不可再生能源的是（    ）

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

（2）汽车行驶过程中，汽油的化学能转化为了汽车及环境的内能和汽车的________能。

 

2．该汽车在加速过程中的加速度大小为________m/s²，5 s 内运动的距离为________m。

 

3．若汽车以 90 km/h 的速度在平直路面上匀速行驶时，输出功率约为 9.1 kW，求此时汽车受到的阻力大小。

 

4．余老师驾驶汽车上下班。

（1）他使用北斗卫星导航系统导航，导航系统传递信息是利用（    ）

A．机械波                          B．超声波                   C．引力波                   D．无线电波

（2）余老师家到学校的直线距离为 6 km，某次他驾驶汽车行驶了 7.2 km 到学校，用时 10 min，则此次他的平均速度大小为_________m/s。

（3）如图，他上班左转通过某十字路口，路面水平，则提供汽车向心力的是（    ）

A．重力                      B．弹力                      C．摩擦力

（4）若他以 54 km/h 匀速行驶，发现前方 60 m 处路口交通信号灯是红灯，立即开始刹车做匀减速直线运动，到路口时恰好停止，则汽车减速的加速度大小约为（    ）

A．1.88 m/s²                       B．3.75 m/s²                C．24.3 m/s²

【答案】

1．（1）C              （2）机械/动

2．4，50

3．汽车匀速行驶时，受到的阻力 F_f = F_牵，P_出 = F_牵v

因此，F_f = F_牵 = \(\frac{{{P_出}}}{v}\) = \(\frac{{9100}}{{\frac{{90}}{{3.6}}}}\) N = 364 N

4．（1）D             （2）10         （3）C          （4）A

 

5．电场性质

当架空线路的一根带电导线断落在地上时，地面上以导线落地点为中心，形成一个电势分布区域，且离落地点越远，地面电势也越低。如果人或牲畜靠近电线落地点，就可能发生触电事故。带电导线落地之后所形成的电场可以近似看成是在落地点放置了一个点电荷 Q 所产生的电场。

 

1．该点电荷 Q 应为_______（选涂：A．正  B．负）电荷。如图，a、b 为该电场某条电场线上两点，若两点处电场强度大小分别为 E_a、E_b，电势分别为 φ_a、φ_b，则（    ）

A．E_a > E_b，φ_a > φ_b                                               B．E_a > E_b，φ_a < φ_b

C．E_a < E_b，φ_a > φ_b                                                D．E_a < E_b，φ_a < φ_b

 

2．若一电荷量为 − 1.0×10⁻⁸ C 的试探电荷在电场中的某点处所受电场力大小为 F = 2.0×10⁻⁴ N，且方向向右，则该点处电场强度的大小 E = _______N/C，方向_______（选涂：A．向左  B．向右）；若试探电荷电量改为 − 2.0×10⁻⁸ C，则该点处的电场强度的大小 E = _________N/C。

 

3．若将一个电子从 A 点移至 B 点，电场力做功 6.4×10⁻¹⁸ J，则此过程中电子的电势能_______（选涂：A．增加  B．减小），AB间的电势差为_______V。

 

4．若测得该电场中某位置的场强大小为 ρ \(\frac{I}{{2\pi {r^2}}}\)，其中 ρ 为大地的电阻率，I 为落地点流入大地的电流强度，r 为落地点到测量位置的距离，则点电荷 Q 的电量大小为_______。

【答案】

1．A，A

2．2.0×10⁴，A，2.0×10⁴

3．B，− 40

4．\(\frac{{\rho I}}{{2\pi k}}\)

 

6．滑动变阻器

滑动变阻器是实验室中常见的电路元件，可用于调节电流和电压，达到控制电路的目的。

 

1．小余用滑动变阻器等器材测量某金属丝的电阻率，电路如图（a）所示。

（1）实验中，用______测量金属丝长度，用______（均选涂：A．刻度尺  B．螺旋测微器）测量金属丝的直径，可测得金属丝长度 L 和直径 d。

（2）根据实验电路图，用笔画线代替导线，在实物图（b）中完成接线。

  

（3）实验前，滑动变阻器滑动片 P 应滑到______（选涂：A．a  B．b）端。闭合开关，调节滑动变阻器，记录多组电压和电流，画出 U – I 图，图线的斜率就表示金属丝的阻值 R。由此可知金属丝的电阻率 ρ 为______（用 L、d、R 表示）。

2．小余用滑动变阻器等器材测量某个电源的电动势和内阻，电路如图（c）所示。连接电路后，闭合开关，改变变阻器 R 的阻值，记录电压表示数 U 和电流表示数 I。将多组实验数据描在 U – I 图中，得到图（d）。

     

（1）根据图中的数据点画出 U – I 图像。

（2）由图线可知，该电源的电动势为______V，内阻为______Ω。

（3）定值电阻 R₀ 为 1.0 Ω，当电流表示数为 0.6 A 时，变阻器 R 的阻值为______Ω。

【答案】

1．（1）A，B

（2）如图

（3）B，\(\frac{{\pi R{d^2}}}{{4L}}\)

2．（1）如图

（2）6，3

（3）6