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综合测试(三)考生须知:1.本卷满分100分,考试时间90分钟;2.本卷计算中,重力加速度g均取10 m/s2。选择题部分一、选择题(本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列有关运动的描述中,参考系的选取符合描述的是()A.诗句“飞流直下三千尺”,是以“飞流”作为参考系的B.钱塘观潮时,观众觉得潮水扑面而来,是以“潮水”为参考系的C.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以“国旗”为参考系的D.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,是以“万重山”为参考系的2.在某段公路上,分别有如图所示的甲、乙两块告示牌,告示牌上面数字的意思是()A.甲是指位移,乙是平均速度B.甲是指路程,乙是平均速度C.甲是指位移,乙是瞬时速度D.甲是指路程,乙是瞬时速度3.做曲线运动的物体,在运动过程中一定会发生变化的物理量是()A.速率B.速度C.加速度D.合外力4.小张同学在现场观看F1赛车比赛时,看到赛车一闪而过,感叹“真快啊”;当到了终点时,赛车突然刹车停住,小张又感叹“真快啊”。下列说法正确的是()A.第一个“真快”是描述速度变化大;第二个“真快”是描述速度变化大B.第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述速度大C.第一个“真快”是描述速度大;第二个“真快”是描述速度变化快D.第一个“真快”是描述速度变化快;第二个“真快”是描述速度变化快5.如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机,它是由两个大小相等、半径为R的感应玻璃盘起电的,其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮用皮带连接(如图乙所示),现玻璃盘以角速度2旋转。已知主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。若转动时皮带不打滑,则摇把的转动角速度1为()A.1=r2r12B.1=r1r22C.1=Rr22D.1=Rr126.如图所示,一幼儿园小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起,受到老师的表扬。下列说法正确的是()A.石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力B.石块b对a的支持力一定等于a受到的重力C.石块c受到水平桌面向左的摩擦力D.石块c对b的作用力一定竖直向上7.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R,地面上的重力加速度为g,则()A.卫星运动的速度为2RgB.卫星运动的周期为22RgC.卫星运动的向心加速度为D.卫星的动能为mgR48.把一质量为m的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至A的位置(图甲)。迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置C(图丙),途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)。已知A、B的高度差为h,C、B高度差为2h,弹簧的质量和空气的阻力均可忽略,选A位置为重力势能零势能点,则()A.刚松手瞬间,弹簧弹力等于小球重力B.状态甲中弹簧的弹性势能为2mghC.状态乙中小球的动能为mghD.状态丙中系统的机械能为3mgh9.图a是一个超级电容器。把此超级电容器连接到如图b所示的电路中,已知电源的电动势E=3.0 V,内阻r=0.5 ,定值电阻R=1.5 ,闭合电键K,待电路稳定后,以下有关说法正确的是()A.该超级电容器的击穿电压为2.7 VB.电源的输出功率为3.375 WC.断开电键K后,通过定值电阻的电荷量为25 650 CD.断开电键K后,定值电阻产生的焦耳热为69 255 J10.中国宋代科学家沈括在梦溪笔谈中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意图,如图所示。结合上述材料,下列说法不正确的是()A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用11.电动机是把电能转化成机械能的一种设备,在工农业、交通运输、国防及家电、医疗领域有广泛应用。图示表格是某品牌电动机铭牌的部分参数,据此信息,下列说法中不正确的是()型号YE3-132S2-2编号521780额定功率1 100 W额定电压220 V额定电流5.0 A额定转速2 900 r/min效率90.0%频率50 HzA.该电动机的发热功率为110 WB.该电动机转化为机械能的功率为1 100 WC.该电动机的线圈电阻R为4.4 D.该电动机正常工作时每分钟对外做的功为5.94104 J12.如图所示,内壁光滑、半径大小为R的圆轨道竖直固定在桌面上,一个质量为m的小球静止在轨道底部A点。现用小锤沿水平方向快速击打小球,击打后迅速移开,使小球沿轨道在竖直面内运动。当小球回到A点时,再次用小锤沿运动方向击打小球,通过两次击打,小球才能运动到圆轨道的最高点。已知小球在运动过程中始终未脱离轨道,在第一次击打过程中小锤对小球做功W1,第二次击打过程中小锤对小球做功W2。设先后两次击打过程中,小锤对小球做功全部用来增加小球的动能,则W1W2的值可能是()A.B.C.D.113.如图所示,质量为60 g的铜棒长为L=20 cm,棒的两端与等长的两细软铜线相连,吊在磁感应强度B=0.5 T、方向竖直向上的匀强磁场中。当棒中通过恒定电流I后,铜棒能够向上摆动的最大偏角=60,则铜棒中电流I的大小是()A.23 AB.33 AC.6 AD.63 A二、选择题(本题共3小题,每小题2分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)14.如图甲所示为研究光电效应的电路图,实验得到了如图乙所示的遏止电压Uc和入射光频率的图象,下列说法正确的是()A.图象与横轴交点坐标的物理意义是该金属的截止频率B.图象斜率为普朗克常量hC.遏止电压越高,截止频率越大D.入射光频率增大,遏止电压也增大15.在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波沿x轴传播,波速为5 m/s,某时刻波传到x=3 m处,其波形如图所示。下列说法正确的是()A.此时P、Q两点振动方向相同B.再经过0.5 s质点N刚好在(-5 m,20 cm)位置C.该波传入另一介质后波的频率将发生改变D.该波遇到高10 m的障碍物不会发生衍射16.云室能显示射线的径迹,把云室放在磁场中,从带电粒子运动轨迹的弯曲方向和半径大小就能判断粒子的属性。放射性元素A的原子核静止放在磁感应强度B=2.5 T的匀强磁场中发生衰变,放射出粒子并变成新原子核B,放射出的粒子与新核运动轨迹如图所示,测得两圆的半径之比R1R2=421,且R1=0.2 m。已知粒子质量m=6.6410-27 kg,粒子质量m=9.110-31 kg,普朗克常量取h=6.610-34 Js,下列说法正确的是()A.新原子核B的核电荷数为84B.放射性元素A原子核发生的是衰变C.衰变放射出的粒子的速度大小为2.4107 m/sD.如果A原子核衰变时释放出一种频率为1.21015 Hz的光子,那么这种光子能使逸出功为4.54 eV的金属钨发生光电效应非选择题部分三、非选择题(本题共7小题,共55分)17.(5分)打点计时器是高中物理中重要的实验仪器,图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的。请回答下面的问题:(1)图乙是(选填“电磁打点”或“电火花”)计时器,电源采用的是(选填“交流46 V”“交流220 V”或“四节干电池”)。(2)探究合力和分力的关系的实验情况如图丙所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。图丁是在白纸上根据实验结果画出的图。图丁中的F和F两力中,方向一定沿AO方向的是。本实验采用的科学方法是()A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法18.(5分)(1)有一个额定电压为2.8 V、功率约为0.8 W的小灯泡,现要描绘这个灯泡的伏安特性曲线,要求能测出尽可能多的数据,如图所示是连接完的实物电路。移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2 V,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向(选填“左”或“右”)端滑动;图中灯泡的伏安特性曲线是曲线而不是过原点的直线,原因是。(2)在练习使用多用电表实验中,某同学欲测量一节干电池的电压,下述操作正确的是(填字母)。A.欧姆调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数B.机械调零、选择挡位、表笔接触电池两极(其中红表笔接触正极)、读数C.选择挡位、机械调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数D.选择挡位、欧姆调零、表笔接触电池两极(其中黑表笔接触正极)、读数19.(9分)质量m=1 kg的物体放在倾角=37的足够长固定粗糙斜面上,如图甲所示,现对物体施加一个沿斜面向上的拉力F,使物体由静止开始沿斜面向上运动。t=4 s时撤去拉力。图乙为物体运动的v-t图象的一部分,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数; (2)拉力F大小;(3)前7 s内物体的位移。20.(12分)图甲为滑板运动,图乙为滑板比赛滑道示意简图,滑行轨道均在同一竖直平面内,斜轨道AB的倾角=37,与水平轨道BC间用小圆弧平滑相连(小圆弧的长度可忽略)。斜轨道DE倾角=53,与半径R=1.0 m的光滑圆弧轨道EFG相切于E点,F为圆弧轨道最低点,已知H1=4.2 m,L1=15.0 m,H2=1.0 m,H3=5.0 m。设滑板与直轨道间的摩擦因数均为=0.25,运动员连同滑板的总质量m=60.0 kg。运动员从A点由静止开始下滑,从C点水平飞出,与斜面DE碰撞后,没有反弹,继续滑行,经过圆弧轨道F点时对轨道压力大小为FN=4 800 N,从G点飞出后落在与G点同一水平面且间距为L2=6.0 m的K点,轨迹最高点I与GK面的距离H4=1.8 m。运动员连同滑板可视为质点,忽略空气阻力,sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2。求:(1)运动员从C点水平飞出时的速度大小vC;(2)运动员落在斜面DE上与斜面碰撞过程中损失的动能Ek;(3)G点与圆心O的高度差h。21.(4分)(1)如图所示,在做用双缝干涉测量光的波长实验时,光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件,已知a、b、c、d各装置中,a为滤光片,d为光屏,则b、c两个装置的名称是下列选项中的(选填“A”或“B”),如果把光屏向远离双缝的方向移动,相邻两亮条纹中心的距离将(选填“增大”或“减小”)。A.b单缝c双缝B.b双缝c单缝(2)研究电磁感应现象的实验如图所示,若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上,在开关刚刚闭合时电流表指针右偏,则开关闭合后滑动变阻器的滑片向接线柱C移动时,电流表指针将(选填“左偏”“右偏”或“不偏”),将线圈A从线圈B中拔出时电流表指针将(选填“左偏”“右偏”或“不偏”)。22.(10分)在如图所示的直角坐标系xOy中,矩形区域Oabc内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=5.010-2 T;在第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E=1105 N/C。已知矩形区域Oa边长为0.6 m,ab边长为0.20 m。在bc边中点N处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为v=2106 m/s的某种带正电粒子,带电粒子质量m=1.610-27 kg,电荷量q=3.210-19 C,不计粒子重力,求:(1)该粒子在磁场中运动的半径;(2)从x轴上射出的粒子中,在磁场中运动的最短时间;(3)放射源沿x轴负方向射出的粒子,从射出到从y轴离开所用的时间。23.(10分)如图甲所示,绝缘水平面上有一间距L=1 m的金属“U”形导轨,导轨右侧接一R=3 的电阻。在“U”形导轨中间虚线范围内存在垂直导轨的匀强磁场,磁场的宽度d=1 m,磁感应强度B=0.5 T。现有一质量为m=0.1 kg,电阻r=2 、长为L=1 m的导体棒MN以一定的初速度从导轨的左端开始向右运动,穿过磁场的过程中,线圈中的感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示。已知导体棒与导轨之间的动摩擦因素=0.3,导轨电阻不计,则导体棒MN穿过磁场的过程中,求:(1)MN刚进入磁场时的速度大小;(2)电阻R产生的焦耳热;(3)导体棒通过磁场的时间。综合测试(三)1.D2.D3.B4.C5.A6.D7.D8.D9.B10.C11.B由铭牌信息知,电动机工作的额定功率P总=UI=1 100 W,热功率P热=10%P总=110 W,输出功率P机=90%P总=990 W,电动机每分钟对外所做的功W=P机t=5.94104 J,由P热=I2R解得电动机线圈电阻R=4.4 ,故ACD正确,B错误。故本题选B。12.B第一次击打小球时小球最高运动到过O点与水平地面平行的直径的两端位置,小锤对小球做功W1=mgR;第二次击打小球,小球恰好做圆周运动,此时小球在最高点的速度v=gR,与小球在最高点对应最低点的速度为vA,根据机械能守恒定律,得-mg2R=mv2-12mvA2;第二次击打小球,小锤对小球做的功W2=12mvA2-mgR=mgR;则先后两次击打,小锤对小球做功之比W1W2的最大值为,故选B。13.A铜棒上摆的过程,根据动能定理得FBLsin 60-mgL(1-cos 60)=0,又安培力FB=BIa;代入解得I=23 A,故选A。14.A当遏止电压为零时,最大初动能为零,则入射光的能量等于逸出功,所以W0=h0,A选项正确;因为Uc=he-W0e,知图线的斜率等于,B选项错误;只有当入射光的频率大于极限频率时,遏止电压与入射光的频率才成线性关系,C选项错误;遏止电压只与材料有关,与入射光频率无关,D选项错误。15.ABP、Q两点此刻都远离平衡位置向下运动,A正确;由波的平移得经过0.5 s波峰刚好平移到N点,B正确;波在传播过程中的频率不变,始终等于波源的频率,C错误;衍射是波特有的现象,因障碍物尺寸远大于波长,会发生衍射,但衍射现象不明显,D错误。16.ACD通过轨迹圆外切,结合速度的方向和洛伦兹力的方向判断出粒子的带电性质,从而判断出是何种衰变;结合洛伦兹力提供向心力,通过半径公式、动量守恒定律求出衰变后的粒子电荷的比值,从而确定衰变前原子核的电荷数,得出原子核的种类;结合半径公式,求出放出粒子的速度大小;依据E=h,结合光电效应发生条件,入射光的能量大于或等于逸出功即可。17.答案 (1)电火花交流220 V(2)FB解析 (2)F是通过作图的方法得到合力的理论值,而F是通过一个弹簧测力计沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧测力计的拉力与两个弹簧测力计的拉力效果相同,测量出的合力相同。故方向一定沿AO方向的是F。合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法,故选B。18.答案 (1)右灯丝的电阻会随温度的升高而增大(2)B解析 (1)小灯泡的额定电压为2.8 V,而此时电压表的示数为2.2 V,故要增大小灯泡两端的电压,则应该增大滑片P和左端之间的电阻,故应将滑片P向右端滑动;由图象知电压越大,电阻越大;灯泡的实际功率越大即灯丝的温度越高,所以说灯丝的电阻会随温度的升高而增大。(2)多用电表测电压,应先机械调零,再选择电压挡位,还需使电流从红表笔流入多用电表,黑表笔流出,所以应选择B。19.答案 (1)0.75(2)18 N(3)72 m解析 (1)设力F撤去后物体的加速度为a2,由牛顿第二定律可知撤去F后:mgsin +mgcos =ma2根据图象可知:a2=12 m/s2解得=0.75(2)设力F作用时物体的加速度为a1,由牛顿第二定律可知撤去F前:F-mgsin -mgcos =ma1根据图象可知:a1=v1t1=6 m/s2得 F=18 N(3)设撤去力后物体运动到最高点时间为t2,v1=a2t2,解得t2=2412 s=2 s则物体沿着斜面下滑的时间为t3=t-t1-t2=(7-4-2)s=1 s设下滑加速度为a3,由牛顿第二定律可得mgsin -mgcos =ma3解得a3=0 m/s2所以6 s后物体静止向上加速的位移:x1=12a1t12=48 m撤去F后的位移:x2=v12t2=24 m前7 s内的总位移:x=x1+x2=72 m20.答案 (1)3 m/s(2)1 897.5 J(3)0.55 m解析 (1)设运动员从A点到C点的过程中克服阻力做功Wf,由动能定理得12mvC2-0=mgH1-WfWf=mgcos AB+mgBCL1=ABcos +BC代入数据,解得vC=2g(H1-L1)=3 m/s。(2)运动员从C点水平飞出到落到DE轨道上的M点过程中做平抛运动,设经过的时间为t1水平位移x=vCt1竖直位移y=12gt12由几何关系tan =y-H2x解得t1=1 s则运动员下落的高度y=12gt12=5 m运动员从C点水平飞出到落到DE轨道上的M点过程中,由机械能守恒定律可得EkM1=12mvC2+mgy=3 270 JM点距地面的高度hM=H3+H2-y=1 m设运动员从M点离开时的动能为EkM2,经过F点的速度为vF,从离开M到圆弧轨道最低点F,由动能定理可得12mvF2-EkM2=mg(hM+R(1-cos )-mgcos hMsin在F点,由牛顿第二定律有FN-mg=mvF2REkM2=1 372.5 J运动员落在斜面DE上与斜面碰撞过程中损失的动能为Ek=EkM1-EkM2=1 897.5 J。(3)从G点飞出后的运动过程中相对于GK水平面上升到最大高度I处的速度为v1,I到K做平抛运动,则竖直方向H4=12gt22水平方向12L2=v1t2代入数据,解得v1=5 m/s由F到I过程,由动能定理可有12mv12-12mvF2=-mg(hFG+H4)代入数据得hFG=0.45 m由几何关系得h=R-hFG=0.55 m。21.答案 (1)A增大(2)左偏左偏解析 (1)a是滤光片可得到单色光,b是单缝可得到平行光,c是双缝形成双缝干涉;根据x=,光屏远离双缝则l增大,所以条纹间距将增大。(2)开关刚闭合时,A中的电流从无到有,电流是增大的,B中的感应电流使电流表指针右偏,当滑动变阻器的滑片向C移动时,则电阻增大,A中的电流减小,所以B中的感应电流与原来方向相反,即指针左偏;当将A拔出时,效果相当于电流减小,同理B中的感应电流使电流表指针左偏。22.答案 (1)0.20 m(2)10-7 s(3)56+210-7 s解析 (1)粒子运动的轨迹如图所示,由牛顿第二定律可得qvB=mv2R,解得R=0.20 m。(2)由数学知识可知,最短弦对应最小的圆心角由图可知=60最短的时间t=T6=310-7 s。(3)粒子在磁场中的周期T=2Rv=210-7 s粒子在磁场中沿NP运动的时间t1=T4粒子在电场中的加速度a=Eqm,v=at解得t=1.010-7 s则可解得粒子在电场中往返运动的时间为t2+t3=2t=2.010-7 s由图可知cos =0.5,故=60粒子在磁场中运动的第二部分时间t4=2T=T6粒子运动的总时间t总=t1+t2+t3+t4=56+210-7 s。23.答案 (1)5 m/s(2)0.3 J(3)0.5 s解析 (1)根据闭合电路欧姆定律得I1=ER+r根据法拉第电磁感应定律得E=BLv0联立解得v0=I1(R+r)BL=5 m/s(2)导体棒通过磁场过程,由动能定理得:-mgd-W安=12mv2-12mv02而v=I2(R+r)BL=3 m/sQR=RR+rW安联立解得:QR=0.3 J(3)导体棒通过磁场过程,由动量定理得:-mgt-BILt=mv-mv0It=BLdR+r联立解得t=0.5 s
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