1．固体、液体和气体

由于组成物质的分子间距离和结构不同，物质分别会呈现气体、液体、固体等不同的状态，不同的状态，物质表现的物理性质会有明显差异。

 

1．分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力，这种作用力与分子间距离 r 有关，当 r = r₀ 时，分子处于平衡位置，分子间相互作用合力为 0。由于分子间相互作用，分子还存在着与距离有关的分子势能。下列四个图线中，能反映分子势能与分子间距离关系的是

 

2．（多选）将两个系有松弛棉线的铁丝环浸入肥皂液中再轻轻提起来，环上结成一层薄薄的肥皂膜，如图所示。现用热针分别刺破 a 中棉线上侧和 b 中棉线圈内的薄膜，则最后 a 与 b 中呈现的肥皂膜形状最接近于

 

3．为了方便对气体的研究，科学家们建立了一种理想化模型——理想气体。实际气体在温度不太____（选填“高”或“低”）、______不太大的情况下，可以近似看作理想气体。

 

4．如图所示是一种研究气球内体积和压强变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积 V₀，压强 p₀，T 型管与传感器内少量气体体积可忽略不计，装置密封良好。

（1）开始实验，保持温度不变，缓慢向右推动活塞到某一位置，注射器内部分气体进入气球。等稳定后，读出注射器内剩余气体的体积为 V₀/3，压强传感器读数为 p₁，则此时气球体积为________。

（2）把密封气体看作为一个系统，在缓慢推动活塞的过程中，系统温度保持不变，外界对系统做总功为 W，系统内能增加量为_______，系统和外界的热交换情况是________（选填“吸收热量”或“放出热量”或“不发生热交换”）。

 

5．下列关于晶体和非晶体的判断正确的是

A．晶体的物理性质一定表现为各向异性

B．非晶体的物理性质一定表现为各向异性

C．晶体有规则的外形，是由晶体的空间点阵决定的

D．同种元素组成的物质，其空间点阵是唯一的

【答案】

1．A

2．AC

3．低、压强

4．（1）（\(\frac{{{p_0}}}{{{p_1}}}\) − \(\frac{1}{3}\)）V₀      （2）0、放出热量

5．C

 

2．振动与波

机械振动能产生机械波，电磁振荡能激发电磁波，它们在物理规律上都具有相似的特性。

 

1．机械振动在空气中传播形成声波。一战斗机沿直线匀速飞行时，连续发出频率为 f 的轰鸣声波，如图所示，图中一系列圆表示飞机不同时刻发出的声波传播到的位置，A 点表示飞机的位置，P 为在飞行平面内一固定监测点。已知静止声源发出的声波在空气中传播速度为 v₀，则可以判断

A．飞机在向左飞行

B．飞机速度大于 v₀

C．声波向左传播的速度大于 v₀

D．P 点测得的声波频率小于 f

 

2．消声器常用于减弱气流噪声。如图为某消声器内部结构简化模型。主管道中声波在 a 点被分为两路后再在 b 点汇合叠加，并继续向外传播。为了要实现对该声波的降噪作用，则在 b 点汇合时，两路声波的叠加要求为__________叠加（选填：A．“波峰与波峰”；B．“波谷与波谷”；C．“波峰与波谷”；D．“平衡位置与平衡位置”）。这是利用了波的_________原理。

 

3．图（a）为一列简谐横波在 t = 0 时刻的波形图，图（b）为质点 L 的振动图像。则该横波的传播方向为_________（填：“向右”或“向左”），经过时间 t =______后质点 k 与 L 第一次速度大小达到相同。

 

4．电磁振荡过程是电场能与磁场能相互转化的过程。在如图所示的 LC 振荡电路中。某时刻磁场方向如图所示，且磁场正在增强，则该时刻 a、b 两点间电流的方向为_________（选填“a 向 b”、“b 向 a”或“无电流”）。此时电容器上极板带_________（选填“正”或“负”）电。

【答案】

1．D

2．C（波峰与波谷）、干涉

3．向右，\(\frac{T}{8}\)

4．b 向 a，正

 

3．牛顿运动定律的研究

某同学利用如图所示的装置研究加速度与外力的关系。将力传感器安装在置于光滑水平轨道的小车上，通过细绳绕过光滑定滑轮悬挂钩码。位移传感器安装在小车和轨道一端。

 

1．开始实验后，依次按照如下步骤操作：

①同时打开力传感器和位移传感器；

②释放小车，DIS 记录下小车的运动和受力情况；

③关闭传感器，根据 F–t，v–t 图像记录下绳子拉力 F 和小车加速度 a。某次释放小车后得到的 F–t，v-t 图像如图所示。根据图像，此次操作应记录下的外力 F 大小为_____N，加速度 a 为_____m/s²。

④改变________质量（填“钩码”或“小车”）。

重复上述步骤。

 

2．利用上述器材得到多组数据并作出 a–F 图像，如图所示，则

A．理论上小车质量越大，直线斜率也越大

B．如果直线不过原点可能是因为轨道没有调整到水平

C．如果小车受到水平轨道的摩擦阻力，直线斜率会变小

D．随着实验中拉力增大，图像可能会出现弯曲

 

3．简答说理题：实验过程中，如果滑轮转轴处有一定摩擦力，则对实验是否有影响？答：_______。

理由：___________________________。

【答案】

1．0.815，1.64、钩码

2．B

3．无影响，力传感器测出的力的大小即为小车受到的拉力大小

 

4．LED发光二极管

LED 称为发光二极管，是现代照明系统中的重要元件。如图所示是 LED 的实物图和在电路图中的符号。当 LED 接上正向电压而发光时（b 端电势高于 a 端），会有电流流过 LED，称为正向导通。当接上反向电压时，其等效电阻很大，称为反向截止。

 

1．小崇利用电压表、电流表研究 LED 正向导通时的 I–U 特性曲线，实验电路图如图（a）所示，请在图（b）上用笔划线替代导线补全电路图。

 

2．小崇测出某型号 LED 的 I–U 特性曲线如图所示。由图可知，正向导通后，LED 的等效电阻随电压的增大而________（填“增大”、“减小”、“不变”）。若将该 LED 接在电动势为 4.5 V，内阻为 3 Ω 电源两端，使其正向导通而发光，求此时流过 LED 的电流大小为________A。

 

3．恒流源指的是输出电流保持恒定的电源。照明用 LED 通常需要恒流源驱动以保证亮度稳定。

（1）小崇在学校实验室里找到一恒流源，其输出功率为 28 ~ 45 W，输出电流为 800 mA。现用该恒流源为一 LED 灯珠组成的电路供电，已知该 LED 灯珠的额定电流为 400 mA，额定功率为 1.5 W，为使该 LED 灯珠正常发光，所搭建的电路应该有______条支路，且该恒流源最多能驱动______个 LED 灯珠。

（2）如图所示电路中，用恒流源作电源，R₁、R₂ 为定值电阻，光敏电阻 R₃ 阻值随光照强度的增大而减小，电表均为理想电表。闭合开关 S，在光照强度增大过程中

A．R₁ 两端电压增大

B．电压表示数增大

C．恒流源的输出功率不变

D．V 和 A 的示数变化量之比的绝对值 \(\left| {\frac{{\Delta U}}{{\Delta I}}} \right|\) = R₂

 

4．利用两个LED光源发出的两束单色光 a、b 分别照射同一光电管进行光电效应的研究，得到光电流 i 和电压 U 的关系如图所示。

（1）若单色光 a、b 的光强分别为 I_a 和 I_b，频率分别为 ν_a 和 ν_b。则他们的大小关系

A．ν_a > ν_b，I_a > I_b

B．ν_a < ν_b，I_a = I_b

C．ν_a = ν_b，I_a > I_b

D．ν_a = ν_b，I_a < I_b

（2）已知元电荷 e，光电子的最大初动能为_______。在达到饱和电流 i_ma 时，每秒从光电管金属板上发出的光电子数为_________。

【答案】

1．如图

2．减小、0.26 ~ 0.28

3．（1）2，30    （2）D

4．（1）C   （2）eU_c、\(\frac{{{i_{ma}}}}{e}\)

 

5．电子

电子是原子的组成部分，其所带的电量为一个元电荷e，质量为m，普朗克常量为h。

 

1．某天然放射性元素发生β衰变过程中，放出一个电子。产生新元素的原子核与原来原子核相比其核电荷数_______，中子数_______（分别选填“增加”、“减小”、“不变”）。若释放的电子速度为 v，则根据德波罗意提出的波粒二象性假说，该电子的波长 λ =________。

 

2．当原子中的电子从一个定态轨道跃迁到另一个轨道时，会发射或吸收一定频率的电磁波。如图所示为氢原子的能级示意图，现有一定量的氢原子处于 n = 4 的激发态，这些氢原子的明线光谱中有______条谱线，该光谱中波长最长的光子能量为______eV。

 

3．如图所示是洛伦兹力演示仪。励磁线圈产生一垂直纸面方向的匀强磁场。电子枪发出初速为0的电子，经加速电压 U 加速后，刚好从圆心 O 点正下方的 A 点水平向左射出，已知 OA = L。若要正常观察到以 O 为圆心的电子运动径迹，励磁线圈中的电流方向应为_______（选填“顺时针”或“逆时针”）；线圈产生的磁场磁感应强度 B =_______。

【答案】

1．增加，减小，\(\frac{h}{{mv}}\)

2．6，0.66

3．顺时针，\(\frac{1}{L}\sqrt {\frac{{2mU}}{e}} \)

 

6．消防抢险

消防员战士平时需要刻苦训练，在灾害来临时冲在最前面，保护人民群众的生命财产安全。

 

1．（多选）如图所示，消防员训练时需要沿着一根竖直的柱子匀速向上攀爬，到达顶端后抱住柱子匀速下滑。不考虑变速过程，则该消防员受到的摩擦力

A．向上攀爬时受静摩擦力，方向向上

B．向上攀爬时受滑动摩擦力，方向向下

C．下滑时受静摩擦力，方向向上

D．下滑时受滑动摩擦力，方向向上

 

2．某次消防抢险过程中，消防员在水平地面上 A 点处使用喷水枪对高楼着火点进行喷水灭火。如图中虚线所示为简化后的出水轨迹，可以看作是一段抛物线。水柱刚好能垂直击中竖直墙面上的 P 点，已知 P 点离地高度 H，不计空气阻力，g = 10 m/s²。

（1）若在 A 点处喷水枪出水口横截面积为 S，喷出水流速度恒为 v，水的密度为 ρ，水枪每秒喷出水的质量为_______。

（2）计算：若 H = 20 m，水流在 P 点时速度 v_P = 5 m/s，求 A 点处水枪喷出水的初速度 v₀ 的大小以及 v₀ 与水平方向的夹角 θ 的正切值。

 

3．出警时，消防员需要乘吊篮快速降落H高度到达地面。某同学设计了一个如图所示的电磁阻尼“速降梯”装置。宽度为L的“梯子样”导体框竖直地固定在墙壁上，其中竖直轨道电阻不计。上下均匀分布有 n 根导电横档，每个横档的电阻均为 r，相距为 h。吊篮能沿轨道自由滑动，若吊篮和人的总质量为 M（人未画出）。吊篮内固定有一个磁感应强度为 B 的匀强磁场区域随吊篮一起运动，磁场区域高度和宽度正好与两横档间空间相同，吊篮与轨道间的摩擦阻力恒为 f。

（1）吊篮向下运动过程中，最下一根导体棒上的电流方向______（选填：“向左”或“向右”）

（2）若竖直距离足够大，吊篮的速度–时间图像大致为

（3）计算：若吊篮从静止开始，速度达到 v，下降高度为 H，求在这个过程中，所有导体棒中产生的热量 Q 和所用的时间 t。

【答案】

1．AD

2．（1）ρSv

（2）v₀ = 5\(\sqrt {17} \) m/s

tanθ = 4

3．（1）向右      （2）D

（3）Q = MgH − \(\frac{1}{2}\)Mv² – fH

t = \(\frac{{Mv}}{{Mg - f}}\) + \(\frac{{(n - 1){B^2}{L^2}H}}{{nr(Mg - f)}}\)