1．声音的产生和传播

声音由物体振动而产生，以波的形式传播。

 

1．如图，甲、乙两人正以 10 m/s 的速度相向跑动。在两人的连线上，有一发声装置一边发出频率为 f₀ 的声音，一边以 10 m/s 的速度向乙运动，甲、乙两人听到的声音频率分别为 f_甲、f_乙。可得_______。（多选）

A．f_甲 < f₀     B．f_甲 > f₀      C．f_乙 < f₀      D．f_乙 > f₀     E．f_甲 < f_乙 F．f_甲 > f_乙

 

2．如图，将弦一端固定，在另一端系一个小物体，让其自然下垂，使弦绷紧，拨动弦AB使其振动，改变 AB 间距 L 及小物体质量 m，多次实验，得到振动频率 f 与 L、m 的关系为：f ∝ \(\dfrac{{\sqrt m }}{L}\)。

（1）若挂在弦上的小物体质量变为原来的 \(\dfrac{1}{2}\)，AB 间距变为原来的 2 倍，则弦的振动频率变为原来的_______。

（2）弦上系一小物体自然下垂，拨动弦 AB，发出声波的频率为 f₁、波速为 v₁；按住弦 AB 的中心，拨动其右侧半段弦，发出声波的频率为 f₂、波速为 v₂。可得_______。

A．f₁ = f₂，v₁ > v₂                         B．f₁ = f₂，v₁ < v₂

C．f₁ < f₂，v₁ = v₂                          D．f₁ > f₂，v₁ = v₂

 

3．操场上的喇叭正在播放音乐，有高音也有低音。走到离操场不远的教学大楼后面，听到喇叭播放的音乐声有所减弱，减弱得更明显的是高音还是低音？判断并说明理由。（简答）

【答案】

1．DE

2．（1）           （2）C

3．高音减弱更明显。声波在空气中传播速度 v 一定，由 v = λf 可知，高音频率f高，波长 λ 较短。波发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相当或比波长小，大楼尺寸较大，低音波长长，容易发生明显衍射绕到大楼后面，高音波长短，衍射不明显，更多被阻挡，所以高音减弱更明显。

 

2．运动的相对性

为描述物体的运动，必须选定另一个物体作为参照。

 

1．匀速行驶的帆船桅杆顶部和中部各有一石块，将两石块同时释放，_______。

A．岸上的人看到两石块均竖直下落               B．帆船上的人看到两石块均竖直下落

C．落到甲板前，两石块间距不断减小            D．落到甲板前，两石块间距不断增大

 

2．一列高铁高速经过一座桥梁，已知高铁的静止长度与桥梁长度相同。根据狭义相对论，_______。（多选）

A．列车上的观察者认为桥梁比列车短            B．列车上的观察者认为桥梁比列车长

C．桥梁上的观察者认为桥梁比列车短            D．桥梁上的观察者认为桥梁比列车长

 

3．通过外部动力装置将舰载机从匀速行驶的航母的水平甲板上同方向弹射飞出，当舰载机的速度相对静止空气达到 80 m/s 时起飞。已知舰载机弹射起飞时间只有 2.0 秒，在甲板上的运动近似为匀加速直线运动，若舰载机在甲板上弹射加速的距离为 70 m。则舰载机的加速度为________m/s²，航母匀速航行的速度大小为________m/s。

 

4．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运行的轨道半径如下表所示，天文单位 AU 为日地平均距离。根据题中信息，相邻两次冲日的时间间隔最长的行星为________，其时间间隔为________年。（保留 2 位有效数字）

行星	地球	火星	木星	土星	天王星	海王星
轨道半径 R/AU	1.0	1.5	5.2	9.5	19	30

【答案】

1．B

2．AD

3．35，10

4．火星，2.2

 

3．带电粒子的运动

带电粒子受到电场、磁场的作用，从而产生各种不同的运动形式。

 

1．一个电子在通过空间某区域时不偏转，忽略粒子受到的重力，该区域_______。（多选）

A．可能只存在电场                   B．一定只存在电场

C．可能只存在磁场                   D．一定只存在磁场

 

2．如图为洛伦兹力演示仪的结构示意图。由电子枪产生电子束，玻璃泡内充有稀薄气体，当电子通过时能够显示电子的径迹。玻璃泡前后各有一个通电的励磁线圈，它们能够在两线圈之间产生与两线圈中心的连线平行的匀强磁场。电子速度 v 的大小可以通过电子枪的加速电压 U 调节。

（1）根据图中标出的电子速度方向，判断前、后两个励磁线圈中的电流方向分别为_______。

A．顺时针、逆时针                                 B．逆时针、顺时针

C．顺时针、顺时针                                 D．逆时针、逆时针

（2）为使电子束的圆周运动半径减小，可_______。（多选）

A．保持磁感应强度不变，增大电子枪的加速电压

B．保持磁感应强度不变，减小电子枪的加速电压

C．保持电子枪的加速电压不变，增大磁感应强度

D．保持电子枪的加速电压不变，减小磁感应强度

 

3．一质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，仅受电场力作用以恒定速率 v 沿圆弧从 A 点运动到 B 点，圆弧所对圆心角为 60°，弧长为 L。电场力对带电粒子所做的功为_______，此过程中电场力对带电粒子的冲量大小为_______。

 

4．如图，两个定值电阻的阻值分别为 R₁ 和 R₂，直流电源的电动势为 E，内阻不计。平行板电容器两极板水平放置，板间距离为 d，极板间存在方向水平、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。用喷雾器喷入带电油滴，某一油滴正好在两板间做半径为 r 的圆周运动。已知重力加速度大小为 g，忽略空气阻力。求该油滴的速率。（计算）

【答案】

1．AC

2．（1）C              （2）BC

3．0，mv

4．\(\dfrac{{Brgd({R_1} + {R_2})}}{{E{R_1}}}\)

 

4．汽车检测

为确保车辆在行驶过程中能够最大程度地保障驾乘人员的生命安全以及道路交通安全，需要对汽车各项参数进行评估与测试。

 

1．实验测得空气阻力的大小 F_阻 与空气密度 ρ、物体迎风面积 S、物体与空气的相对运动速度 v 的关系式为 F_阻  = kρSv^x，其中 k 是一个无单位的常数。根据国际单位制推断速度 v 的指数 x 的数值为________。

 

2．一辆汽车在水平高速公路上以 90 km/h 的速度匀速行驶，测得其在 1 s 内的能量分配情况如图所示，从图中可得_______。（多选）

A．发动机的输出功率为 9 kW                   B．发动机的输出功率为 17 kW

C．汽车驱动力的大小为 360 N                   D．汽车驱动力的大小为 480 N

 

3．智能雨刮器会在下雨时自动启动，如图为前挡风玻璃的横截面示意图。雨刮器的工作原理可做如下简化：激光光源 P 发出的光在玻璃内传播，发生全反射后被接收器 Q 接收，下雨会导致 Q 处接收到的光照强度发生突然变化，从而启动雨刮器。设挡风玻璃的折射率为 n，玻璃厚度为 d。

（1）光源 P 和接收器 Q 之间的距离 s 与折射率 n 应满足的关系式为________。

（2）从题意可知，________。（多选）

A．下雨时接收器 Q 收到的光照强度减弱

B．下雨时接收器 Q 收到的光照强度增强

C．玻璃对水的临界角小于玻璃对空气的临界角

D．玻璃对水的临界角大于玻璃对空气的临界角

 

4．小明同学用图（a）电路模拟电动汽车对电容器 C 储能。先闭合开关 S₁，调节滑动变阻器滑片位置，使电压表示数为 8.0 V。然后将开关 S₂ 掷向 1，得到电容器充电过程的 I–t 图线，如图（b）所示，图线与坐标轴所围面积约为 39 小格。

（1）该电容器的电容约为________F。（保留 2 位有效数字）

（2）为使电压表示数改为 10.0 V，滑动变阻器滑片应向________滑动。

A．a 端                   B．b 端

（3）电容器充满电后，将开关 S₂ 掷向 2，流过电阻箱 R₁ 的电流方向为________。

A．向左                 B．向右

 

5．小明发现当家里汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。如图为汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路。已知汽车电源电动势为 13 V，内阻为 0.05 Ω。先闭合开关 S₂，电流表示数为 10  A；再闭合开关 S₁、电动机启动的瞬间，电流表示数达到 50 A。则电动机启动时，车灯消耗的电功率为________W，电动机消耗的电功率为________W。

 

6．根据我国《机动车运行安全技术条件》，乘用车在时速 50 公里的情况下，其制动距离不得超过 20 米。质量为 2 t 的汽车 A 匀速行驶时被质量为 1 t 的汽车 B 从后方追尾后无法松开，一起向前制动滑行 15 m 后停下。已知撞击前汽车 A 的速度为 10 m/s，该机动车道的法定最高限速为 50 km/h。通过计算证明汽车B的司机存在超速行驶的危险驾驶行为。（论证）

【答案】

1．2

2．BC

3．（1）s ≥ \(\frac{{2d}}{{\sqrt {{n^2} - 1} }}\)           （2）AD

4．（1）3.9×10⁻⁴            （2）B                   （3）A

5．88.2，436.8

6．v_B ≥ 16.08×3.6 km/h ≈ 57.9 km/h > 50 km/h

所以汽车 B 的司机存在超速行驶的危险驾驶行为。

 

5．电磁感应

电磁感应是电磁学中最重大的发现之一，它进一步揭示了电、磁之间的相互联系。

 

1．如图，一条形磁体从环形线圈上方很远处开始向下匀速穿过线圈，t₁表示磁体中部与线圈共面的时刻。如果规定俯视顺时针方向电流为正方向，那么能够正确反映环形线圈中电流随时间变化情况的是图_______。

 

2．如图，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒 ab 以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，金属棒在运动过程中产生的感应电动势大小_______。

A．不断增大                 B．保持不变                 C．不断减小

 

3．某一区域的水平地面下 1 m 深处埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流。用一闭合试探小线圈平行于地面测量时，测得在地面上 a、c 两处试探线圈中的电动势为零，地面上 b 处测得线圈中的电动势不为零。经测量，a、b、c 恰好位于边长为 2 m 的等边三角形的三个顶点上，如图所示。据此可以判定，地下电缆在________两点连线的正下方。当线圈平面与地面成________夹角时，才可能在 b 处测得试探小线圈中电动势为零。

 

4．如图（a），智能电源的输出端连接线圈 a，在线圈 a 内产生可控的变化磁场。磁传感器测试端插入线圈 a 的中部，测量线圈 a 内磁感应强度 B 的大小。线圈 b 套在线圈 a 的中段，线圈 b 内部的磁感应强度与线圈 a 内的磁传感器测量值 B 相同。当线圈 a 输入“连续的锯齿形电压”信号，磁传感器测得的 B–t 图线如图（b）所示。

（1）图（b）的 5 条图线中，在线圈 b 中产生的感应电动势 E 最大的图线为________。

A．①      B．②             C．③             D．④             E．⑤

（2）图线②和图线③在线圈b中产生的感应电动势分别为 E₂、E₃，从图中数据可得，\(\dfrac{{{E_2}}}{{{E_3}}}\) =________。（保留 2 位有效数字）

 

5．如图，空间存在两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，方向分别为竖直向下和竖直向上，磁场宽度均为 L。一质量为 m、边长为 L 的正方形金属线框 abcd 在光滑水平面上受恒力 F 作用向右运动，当线框 ab 边进入磁场边界 eeʹ 时恰好以速度 v 开始做匀速直线运动。

（1）若线框 ab 边进入磁场边界 eeʹ 时，线框 ab 边产生的感应电动势大小为 E。则线框 ab 边刚越过磁场边界 ffʹ 时，线框 ab 边产生的感应电动势大小为________，线框中总感应电动势大小为________。

（2）线框 ab 边刚越过磁场边界 ffʹ 时线框的加速度大小为________，方向为________。

（3）当线框 ab 边到达离两磁场边界 ggʹ 与 ffʹ 距离相等的正中间位置时，线框恰好又做匀速直线运动。从线框 ab 边越过 ffʹ 到 ab 边到达 ggʹ 与 ffʹ 的正中间位置时，求线框产生的热量 Q。（计算）

【答案】

1．B

2．B

3．a、c，60°

4．（1）E               （2）0.71

5．（1）E，2E               （2）\(\dfrac{{3F}}{m}\)，水平向左           （3）\(\dfrac{1}{2}\)FL + \(\dfrac{15}{32}\)mv²