1．通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为（    ）

A．10⁻⁷ m               B．10⁻⁹ m               C．10⁻¹² m              D．10⁻¹⁶ m

【答案】

B

 

2．2．如图为电磁振荡过程中的 4 个状态，按照一个周期内发生的先后顺序可将其排序为（    ）

A．④①②③    B．②③①④          C．①③④②          D．③②④①

【答案】

D

 

3．（多选）当一些不稳定的微观粒子被加速到接近光速时，随着速度的增大可观测到其（    ）

A．质量变大          B．质量变小         C．“寿命”变长          D．“寿命”变短

【答案】

AC

 

4．（多选）远距离输送同样的电功率时，输电线上损失的功率（    ）

A．与输送电压的平方成正比                      B．与输送电压的平方成反比

C．与输送电流成正比                                   D．与输送电流的平方成正比

【答案】

BD

 

5．屏幕发出的蓝光、微波炉发出微波和医疗检查用的 X 射线的频率分别为 f₁、f₂ 和 f₃。三个频率的大小关系应为_______。其中微波的频率 f₂ = 2.45×10⁹ Hz，则其在真空中的波长 λ =_______m（保留三位有效数字）。

【答案】

f₃ > f₁ > f₂，0.122

 

6．如图（a）所示电路中，定值电阻的阻值为 R，电源内阻不可忽略。t = 0 时闭合开关 S，一段时间后断开 S。图（b）为电流传感器记录的电流 i 随时间 t 变化的图像，其中 I₁、I₂ 和 I₃ 均为已知。

（1）（作图）以向左为电流正向，在（b）图中画出流经 R_L 的 i – t 图线；

（2）断开 S 后，电路中所消耗的电能是由_______转化而来的；

（3）电源内阻 r =_______。

【答案】

 （1）

（2）电感器中储存的磁场能

（3）R

 

7．图示为交流发电的装置简图，边长为 L、匝数为 N 的正方形导线框 abcd，在匀强磁场中以恒定的角速度 ω 绕中轴 OO′ 沿图示方向转动。线框总电阻为 r，定值电阻阻值为 R。

（1）图示时刻线框 ab 边中的电流方向为_______；若磁感应强度 大小为 B，ab 边受到的安培力大小为_______。

（2）以图示时刻开始计时，设 t = 0 时电流为 I₀，则线框中的电流 I 随时间 t 变化的关系可表示为 I =_______；一个周期内电阻 R 产生的热量 Q_R =_______。

【答案】

（1）由 a 向 b，\(\frac{{{N^2}{B^2}\omega {L^3}}}{{R + r}}\)

（2）I₀cosωt；\(\frac{{\pi I_0^2R}}{\omega }\)

 

8．光

光作为一种电磁波与机械波在本质上虽然不同，但同样具有波动的一些共同特征。

（1）一束激光通过单缝照射到光强分布传感器上，得到的光强分布图像可能为（    ）

（2）两圆形偏振片 M、N 平行共轴放置，一束自然光沿图示方向穿过两偏振片，a、b 为光路上两点。N 保持静止的同时缓慢绕轴转动 M，可观察到（    ）

A．仅 a 处光强变化            B．仅 b 处光强变化

C．a、b 光强均变化            D．a、b 光强均不变

（3）如图所示，一束激光从空气垂直射入透明均匀三棱柱，经折射后传播方向偏转了 22.6°，该三棱柱的材料折射率为________（保留三位有效数字）

（4）已知声波在空气和水中的传播速度大小分别为 340 m/s 和 1500 m/s。类比光的传播规律可知，当声波从________斜射入_______中时可能发生全反射现象，临界角约为________°（保留三位有效数字）。

（5）某校同学使用激光垂直照射一竖直双缝片 ，在远处的墙面上得到如图所示的干涉图样。已知双缝间距为 d，测得双缝到墙面的距离为 L，a、b 两标线间距为 x，可知激光波长 λ =________。

【答案】

（1）C

（2）B

（3）1.59

（4）空气，水，13.1

（5）\(\frac{{xd}}{{9L}}\)

 

9．智能电源

某小组利用如图（a）所示装置探究线圈匝数和面积均不变时，感应电动势大小与相关因素之间的关系。通过调节智能电源在线圈 a 中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈 b 内的磁感应强度 B，并在 M、N 间接入电压传感器测量线圈 b 内的感应电动势E。某次实验中得到的 B – t、E – t 图像如图（b）所示。

（1）观察图（b）图像，可得：在线圈 b 中产生的感应电动势的大小与_______有关。为进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出_______图像；若得到的图线为过原点的倾斜直线，可得到的实验结论应为：___________________________________。

（2）若在 M、N 间接入保护电阻，当线圈 a 中的电流逐渐增大时（    ）

A．a、b 中电流方向相同，b 有收缩趋势              B．a、b 中电流方向相反，b 有收缩趋势

C．a、b 中电流方向相同，b 有扩张趋势                D．a、b 中电流方向相反，b 有扩张趋势

（3）若将智能电源替换为交流电源，测得线圈 a 输入端的电压为 U_a，线圈 b 输出端的电压为 U_b。

①已知线圈 a、b 的匝数分别为N_a、N_b，两线圈电阻均可忽略。则应有（    ）

A．\(\frac{{{U_{\rm{a}}}}}{{{N_{\rm{a}}}}}\) > \(\frac{{{U_{\rm{b}}}}}{{{N_{\rm{b}}}}}\)                 B．\(\frac{{{U_{\rm{a}}}}}{{{N_{\rm{a}}}}}\) = \(\frac{{{U_{\rm{b}}}}}{{{N_{\rm{b}}}}}\)                   C．\(\frac{{{U_{\rm{a}}}}}{{{N_{\rm{a}}}}}\) < \(\frac{{{U_{\rm{b}}}}}{{{N_{\rm{b}}}}}\)

②（论证）对上述①中选择做出解释。

【答案】

（1）线圈中的磁感强度 B（或磁通量 Φ）的变化率；E–ΔB/Δt；

当线圈匝数与所包围的面积保持不变，仅磁感应强度发生变化时，线圈中产生的感应电动势 E 与 磁感强度变化率 ΔB/Δt（或磁通量变化率 ΔΦ/Δt）成正比。

（2）D

（3）①A

②根据法拉第电磁感应定律 E = N \(\frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}\)，不计线圈电阻，输入电压 U_a 和输出电压 U_b 分别等于其感应电动势 E_a 和 E_b，则有 \(\frac{{{U_{\rm{a}}}}}{{{N_{\rm{a}}}}}\) = \(\frac{{\Delta {\Phi _{\rm{a}}}}}{{\Delta t}}\)，\(\frac{{{U_{\rm{b}}}}}{{{N_{\rm{b}}}}}\) = \(\frac{{\Delta {\Phi _{\rm{b}}}}}{{\Delta t}}\)

如图所示，由于缺少铁芯约束，交变电流产生的磁场在线圈 a 中的磁通量 Φ_a 大于线圈 b 中的磁通量 Φ_b，且 Φ_a 与 Φ_b 同比变化 ，相同 Δt 时间内 \(\frac{{\Delta {\Phi _{\rm{a}}}}}{{\Delta t}}\) > \(\frac{{\Delta {\Phi _{\rm{b}}}}}{{\Delta t}}\)，故有 \(\frac{{{U_{\rm{a}}}}}{{{N_{\rm{a}}}}}\) > \(\frac{{{U_{\rm{b}}}}}{{{N_{\rm{b}}}}}\)

 

10．钠离子质量

如图所示为一种测量钠离子质量的实验装置。高真空的玻璃管中插有针状电极 M 与平板电极 N，两电极间电压 U = 90.0 V。

向管中通入稀薄的钠蒸气，蒸气中的钠原子在针状电极附近失去电子而成为电量 q = 1.6×10⁻¹⁹ C 的正离子。带电后的钠离子经电场加速后通过 N 极板中心的小孔进入磁感强度 B = 0.100 T 且方向垂直纸面的匀强磁场区域。钠原子电离后的初速度可忽略不计。

（1）如图为一定温度下液态钠中钠原子的速率分布图线。随着液态钠温度升高，图线峰值点 p 的纵坐标 f_p 与横坐标 v_p 的变化应为（    ）

A．f_p 增大，v_p 增大            B．f_p 减小，v_p 增大

C．f_p 增大，v_p 减小            D．f_p 减小，v_p 减小

（2）蒸气中相距大于 10 倍钠原子直径的两个钠原子相互远离时，两原子间的合力表现为（    ）

A．增大的斥力              B．增大的引力              C．减小的斥力              D．减小的引力

（3）针状电极 M 应接电源_______极。钠离子在两电极间加速过程中，加速度大小变化情况为_______。为使钠离子在匀强磁场中沿图（a）所示轨迹做圆周运动，匀强磁场方向应为_______。

（4）（计算）测得钠离子在磁场中做圆周运动的半径 r = 0.0660 m，不计离子间相互作用，求钠离子的质量 m（保留三位有效数字）。

【答案】

（1）B

（2）D

（3）正，不断减小，垂直纸面向外

（4）m ≈ 3.87×10⁻²⁶ kg

 

11．冲击摆

冲击摆在电子计时器出现前被用来测量高速运动物体的速率。其结构如图所示，两条长度均为 L 的轻质平行长绳水平悬挂一条静止的大木块。一质量为 m 的子弹水平射入质量为 M 的木块后，两者迅速达到相对静止，随即一起向上摆动。测得木块上升的最大高度为 h，运动过程始终保持在同一竖直平面内，且木块保持水平，已知重力加速度大小为 g，不计空气阻力。

（1）木块到达最大高度时，两绳对木块的合力大小 T =_______；

（2）子弹打入木块过程中，子弹与木块的机械能变化量分别为 ΔE₁ 与 ΔE₂，则（    ）

A．ΔE₁ + ΔE₂ > 0          B．ΔE₁ + ΔE₂ = 0           C．ΔE₁ + ΔE₂ < 0

（3）（计算）求子弹在刚接触木块前瞬间的速度大小 v；

（4）（计算）若木块开始向上摆动后再次回到初始位置所用的时间为 t，求 t 时间内两长绳对木块拉力的总冲量大小 I_T。

【答案】

（1）(M + m)g \(\frac{{L - h}}{L}\)

（2）C

（3）v = \(\frac{{M + m}}{m}\sqrt {2gh} \)

（4）I_T = (M + m) \(\sqrt {8gh + {g^2}{t^2}} \)