1、综合测试(四)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.下列属于国际单位制中的基本物理量的是( )A.电压、电流B.电场强度、磁感应强度C.功率、效率D.质量、时间2.某超市中,两层楼间有一架斜面式自动扶梯(无阶梯), 如图所示 ,小张乘匀速上升的自动扶梯上楼。假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止,楼层高度为 5 m,自动扶梯的倾角为 30,小张经过 20 s到达。则
2、自动扶梯的速度为( )A.0.25 m/sB.0.50 m/sC.0.05 m/sD.2.5 m/s3.为了培养学生的创造性,郭老师让学生设计一个实验方案,检验出放在讲台上一只正在发光的白炽灯中通的是交变电流(电流大小和方向随时间周期性变化 ),还是直流电。同学们设计出许多方案,其中一种是拿一个蹄形磁铁靠近白炽灯,观察灯丝,通过现象进行判断。一位同学说“快拿磁铁来试一下”。关于这个实验,下列说法正确的是( )A.如果发现灯丝弯曲,通的是交变电流B.如果发现灯丝颤动,通的是直流电C.就“快拿磁铁来试一下”这一过程而言,属于科学探究中的“实验验证”D.通过灯丝所发生的现象来判断电灯中电流特征 ,学
3、生们使用了“等效替代法”这种研究问题的方法4.在足球赛前经常看到运动员会表演颠球。如图所示是运动员用头颠球,将球竖直顶向空中,并等其落下,则足球 ( )A.上升过程中受到重力和顶力B.上升的过程中处于失重状态C.下落的过程中处于超重状态D.上升至最高处时处于平衡状态5.如图所示,是杭州 G20 演出过程中的一个场景 由全息技术产生的一把巨大的扇子正徐徐打开,则下列关于扇面上 A、B 两点(这两点跟着扇面打开而转动,始终处于同一个圆的同一条半径上) 说法正确的是( )A.A、B 两点在相同时间内的位移相同B.A、B 两点在相同时间内的路程相同C.A 点的角速度比 B 点大D.A 点的向心加速度比
4、 B 点大6.节能减排可体现在我们日常生活中。假设公交车通过城市十字路口时允许的最大速度为 10 m/s,一辆公交车在距离十字路口 50 m 的车站停留,乘客上下完后,司机看到红灯显示还有 10 s,为了节能减排,减少停车,降低能耗,公交车司机启动公交车,要使公交车尽快通过十字路口且不违章,则公交车启动后的运动图象可能是( )7.传送带靠静摩擦力把货物从低处匀速送往高处,则( )A.货物所受静摩擦力方向沿传送带向上B.货物越重则越不容易相对传送带滑动C.货物越轻则越不容易相对传送带滑动D.若使传送带反转,将货物从高处匀速送往低处 ,则静摩擦力的方向沿传送带向下8.2018 年 2 月 2 日,
5、我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空,标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期,已知地球的半径、地球表面处的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动,且不考虑地球自转的影响,根据以上信息无法计算出( )A.卫星离地高度 B.卫星受到的向心力C.卫星线速度大小 D.地球的第一宇宙速度9.滑雪是深受人们喜欢的一个运动项目,某一滑雪运动员由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 AB,从滑道的 A 点滑行到最低点 B 的过程中,由于摩擦力的存在,运动员可近似看成是匀速率运动,则运动员沿 AB 下滑过程中( )A.所受的合力为
6、零B.所受的合力做功为零C.所受的摩擦力大小不变D.机械能始终保持不变10.三峡水库水位落差约 100 m,水的流量约 1.35104 m3/s,船只通航需要 3 500 m3/s 的流量,其余流量全部用来发电,水流冲击水轮机发电时,水流减少的机械能有 20%转化为电能。按照以上数据估算,如果三峡电站全部用于城市生活用电,它可以满足约多少个百万人口城市生活用电(设三口之家平均每家每月用电 240 度)( )A.2 个 B.6 个 C.18 个 D.90 个11.如图甲所示为海影号电磁推进试验舰艇,船体下部的大洞使海水前后贯通。舰艇沿海平面截面图如图乙所示,其与海水接触的两侧壁 M 和 N 分别
7、连接舰艇内电源的正极和负极,舰艇内超导体在M、N 间产生强磁场,使 M、N 间海水受到磁场力作用被推出,船因此前进。要使图乙中的舰艇向右前进,则所加磁场的方向应为( )A.水平向左 B.水平向右C.竖直向上 D.竖直向下12.如图所示虚线 a、b、c 是电场中的等势线,实线是正点电荷仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q 是轨迹上的两点,则下列说法正确的是( )A.a 等势线的电势比 c 等势线的电势低B.点电荷在 P 点的速度大小一定比它在 Q 点的大C.点电荷在 P 点的加速度大小一定比它在 Q 点的大D.点电荷一定是从 P 点运动到 Q 点的13.中国已成为世界上高铁运营里程最长、在建规模最
8、大的国家。报道称,新一代高速列车正常持续运行牵引功率达 9 000 kW,速度为 300 km/h,假设一列高速列车从杭州到金华运行路程为 150 km。则( )A.列车从杭州到金华在动力上消耗的电能约为 9 000 kWhB.列车正常持续运行时的阻力大小约为 105 NC.如果该列车以 150 km/h 运动,则牵引功率为 4 500 kWD.假设从杭州到金华阻力大小不变 ,则列车克服阻力做功大小等于阻力与位移的乘积二、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
9、)14.下列说法正确的是( )A.德布罗意指出微观粒子的动量越大 ,其对应的波长就越小B.射线是频率极高的电磁波,其在云室中穿过会留下清晰的径迹C.根据玻尔原子模型,氢原子辐射光子后 ,其绕核运动的电子动能将增大D.太阳辐射能量的主要来源与核电站发生的核反应一样都是重核裂变15.如图所示是一束红光从空气中入射到半圆形玻璃砖界面发生反射和折射的光路图,1、2、3 为三条光线,则下列说法正确的是( )A.光线 1 是折射光,光线 2 是入射光 ,光线 3 是反射光B.普通红光由原子能级跃迁产生,红色激光由原子核衰变产生C.将红光换成绿光,以相同的入射角入射 ,折射光线可能会消失D.若红光恰好能使某
10、金属发生光电效应 ,则绿光一定能使其发生光电效应16.一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,t=0 时刻的波形如图所示,介质中质点 A 的平衡位置在距坐标原点8 cm 处,质点 B 的平衡位置在距坐标原点 16 cm 处。从该图象对应时刻算起,当质点 A 的运动状态与图示时刻质点 B 的运动状态相同时 ,所需的最短时间为 0.12 s。则( )A.该简谐横波的频率为 5 HzB.从图示时刻起,质点 A 比质点 B 先回到平衡位置C.介质中平衡位置 x=10 cm 处质点的振动方程为 y=10sin(10t+) cmD.该波传播中遇到宽为 2 m 的障碍物能发生明显的衍射现象非选择题部分三、非选择题
11、(本题共 7 小题 ,共 55 分)17.(5 分)(1)小宇同学在做探究功与速度变化的关系实验时,已有的实验器材包括:导轨(可以自由调节末端的高度)、橡皮筋、刻度尺、纸带和导线若干 ,为了顺利完成实验,从图甲中选出你认为还需要的实验器材 (写出实验器材的名称), 你认为要完成这个实验,还需要的实验器材是 (写出实验器材的名称 ); 甲(2)在实验中你是通过 改变拉力做功的数值 ; (3)在正确操作情况下,打在纸带上的点如图乙所示,已知小车的质量为 200 g,请求出橡皮筋做功后小车最终获得的动能为 J(答案请保留两位有效数字) 。 乙18.(5 分) 要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯
12、泡的伏安特性曲线 ,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V。(1)实验的电路图应选用选项图中的 (填字母代号)。 (2)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,当小灯泡的电压为 1.0 V,其电阻为 ,由图可得,当电压 U1 V 后,小灯泡电阻 R 随温度 T 的升高而 (选填“增大”或“ 减小”)。 丙丁(3)小宇同学欲用多用电表测量如图乙所示插座的电压,则应把多用电表的选择开关打到如图丙所示的 (选填 A、B、C、Q 字母)位置。 (4)经过正确操作后,电表指针指向如图丁所示,则插座的电压为 V。 19.(9 分)如图所示,是某中学在某次火灾逃生演练现场中,体重为 60 kg 的逃生者从离
13、地面 18 m 高处,利用缓降器材由静止开始匀加速下滑,当速度达到 6 m/s 时,以大小为 2.5 m/s2 加速度减速,到达地面时速度恰好为零。假设逃生者下降过程中悬空不接触墙面,不计空气阻力(g 取 10 m/s2),求:(1)减速下滑过程的位移;(2)减速下滑时逃生者对缓降绳索的拉力大小;(3)到达地面整个过程的时间。20.(12 分)探究平抛运动实验装置如图所示,半径为 L 的圆轨道(可视为光滑) 固定于水平桌面上,切口水平且与桌边对齐,切口离地面高度为 2L。离切口水平距离为 L 的一探测屏 AB 竖直放置,一端放在水平面上,其高为 2L。质量为 m 的小球从圆轨道上不同的位置静止
14、释放打在探测屏上。若小球在运动过程中空气阻力不计,小球可视为质点,重力加速度为 g。求:(1)小球从图示位置 P 处静止释放 ,到达圆轨道最低点 Q 处速度大小及小球对圆轨道压力 ;(2)为让小球能打在探测屏上,小球应从圆轨道上什么范围内静止释放 ?(3)小球从什么位置静止释放,小球打在屏上时动能最小,最小动能为多少 ?21.(4 分)(1)为完成探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验,必须要选用的是 。 A.有闭合铁芯的原副线圈B.无铁芯的原副线圈C.交流电源D.直流电源E.多用电表( 交流电压挡 )F.多用电表(交流电流挡 )用匝数 na=60 匝和 nb=120 匝的变压器 ,实验测
15、量数据如下表,Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90Ub/V 4.00 6.01 8.02 9. 98根据测量数据可判断连接电源的线圈是 (选填“n a”或“n b”) (2)在测定玻璃的折射率实验中,操作步骤如下: 先在白纸上画出一条直线 aa代表两种介质的交界面,过 aa上的 O 点画出交界面的法线 NN,并画一条线段 AO 作为入射光线。 把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的一条长边跟 aa对齐,用笔以玻璃砖的另一条长边为尺画直线bb,作为另一交界面。 在线段 AO 上间隔一定的距离,竖直地插上两枚大头针 P1、P 2,透过玻璃砖观察大头针 P1、P 2 的像,调整视线方向,直到
16、P1 的像被 P2 挡住。在观察的这一侧间隔一定距离,依次插上两枚大头针 P3、P 4,使 P3 挡住 P1、P 2 的像,P 4 挡住 P1、P 2 的像和 P3。 移去大头针和玻璃砖,连接 P3、P 4 所在位置画直线,作为折射光线,其与玻璃砖下表面(交界面)交于一点 O,过 O点画出交界面的法线,然后用量角器分别测量出入射角 1 与折射角 2,填入表格中。上述操作步骤中存在两处严重的错误,请指出并修正:(a) (b) 22.(10 分) 如图甲所示,一质量为 m=0.5 kg 的物体甲放在粗糙的水平桌面上,用轻绳通过定滑轮与一根导体棒 AB 相连。导体棒 AB 的质量为 M=0.1 kg
17、,电阻为零。整个金属框架固定,且导体棒与金属框架接触良好,无摩擦。金属框架只有 CD 部分有电阻 R=0.05 ,框架的宽度 d=0.2 m。整个装置部分处于匀强磁场内,磁感应强度 B0=1.0 T,方向垂直金属框架平面向里,导体框架内通有电流 I,方向沿ACDB 方向。水平面动摩擦因数 =0.5。(1)当金属框架中通的电流 I=5 A 时,物体静止,求此时物体受到桌面的摩擦力大小 ;(2)进一步探究电磁感应现象,如图乙所示,保持 B0 不变,在金属框架上部另加垂直金属框架向外的匀强磁场,磁场区域高度 h=0.5 m,且磁感应强度 B 随时间均匀变大 ,若此时磁感应强度的变化率 =5 T/s,
18、求回路中的电流大小;(3)在第(2)问条件下,为了保持整个装置静止,需要在物体甲上放一个物体乙,问物体乙的质量至少多大?23.(10 分) 如图为某粒子探测装置示意图。平行正对金属板 M、N 分别接直流电源的正负两极,板间电场可视为匀强电场,板长 L=10 cm,板间距离 d=5 cm,下极板 N 跟 x 轴重合,两板右侧跟 y 轴重合。y 轴右侧存在垂直纸面向内的匀强磁场。质子束沿上板内侧以 v0=1.0106 m/s 的速度水平射入,质子荷质比近似为 =1.0108 C/kg。(忽略电场边界效应,不计质子重力 )(1)若质子束恰好从坐标原点 O 点进入磁场,求两金属板间电压 U0 大小;(
19、2)若质子束正好通过 M 板的右端点 A,求磁感应强度 B;(3)保持问(2)中的磁感应强度 B 不变,若两金属板 M、N 之间所加电压为 U,01 V 时 ,图象是曲线,在 I-U 图线中各点与原点连线=1.00.10的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故随着所加电压的增大,小灯泡的温度升高,小灯泡的电阻增大。(3)插座电压大约为 220 V,且是交变电流 ,所以多用电表选择开关应打到交流 250 V,即应打到题图丙所示的 H 位置。(4)根据多用电表的读数规则,多用电表示数即插座电压应为 200.0 V。19.答案 (1)7.2 m (2)750 N (3)6.0 s解析 (1)由题
20、意可知减速过程:由 v2=2a1x1,有 x1=7.2 m(2)减速过程:F-mg=ma 1得 F=750 N根据牛顿第三定律,逃生者对缓降绳索的拉力大小 750 N(3)加速过程时间 t2= =3.6 s,减速过程时间 t1= =2.4 s2 1t 总 =t1+t2=6.0 s20.答案 (1) 3mg,方向竖直向下 (2)见解析 (3) mgL2解析 (1)小球从 P 处下滑到 Q 点,由机械能守恒可得mgL= mv212得 v= 2在 Q 点对小球受力分析得 FN-mg= ,2代入得 FN=3mg根据牛顿第三定律,小球对轨道压力大小为 3mg,方向竖直向下。(2)小球从轨道上某点 C 下
21、滑到 Q 处平拋,恰好打在 B 点,C 点到水平桌面的高度为 hC,则根据平拋运动规律竖直方向 2L= gt2 得 t=212 水平方向 vQ=从 C 到 Q 根据机械能守恒得 mghC= 得 hC=12m2 8即小球从 PC 范围内从静止释放均能打到探测屏上。(3)设从 Q 处以速度 v0 射出,打到探测屏上 ,其动能Ek= +mgh12m02而 h= 212g02=20得 Ek= mg212m02+12 202得 v0= 时 Ek 最小,E kmin=mgL释放点位置离 Q 的竖直高度 H= 。221.答案 (1)ACE nb(2)(a)步骤 中不应以玻璃砖的长边为尺,画出玻璃砖的另一个界
22、面 bb,可用大头针标注位置;或用尺顶住玻璃砖的长边,移去玻璃砖,然后画直线。(b)步骤 中应以 P3、P 4 的连线与 bb的交点 O和 aa上的入射点 O,作出玻璃砖中的光线 OO作为折线光线。解析 (1)为了完成变压器的探究,需要使用交流电源、多用电表 (交流电压挡)。为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原副线圈,因此正确答案为 ACE;由于有漏磁,所以副线圈测量电压应该小于理论变压值,即 nb 为输入端,n a 为输出端。(2) 见答案。22.答案 (1)2 N (2)10 A (3)0.1 kg解析 (1)以导体棒 AB 为研究对象 ,根据安培力公式有F 安 =B0Id代入数据得 F
23、 安 =1 N根据平衡条件有 F=Mg+F 安代入数据得绳的拉力 F=2 N以物体甲为研究对象,可知所受摩擦力为 Ff=F=2 N。(2)根据题意,以金属装置为研究对象,根据法拉第电磁感应定律有 E= hd=根据闭合电路欧姆定律有 I=代入数据得 I=10 A。(3)根据安培力公式有 F 安 =B0Id代入数据得 F 安 =2 N对导体棒 AB 进行受力分析,根据平衡条件有Mg+F 安 =F对水平面上的物体甲、乙组成的系统进行受力分析,根据平衡条件有 F=(m 甲 +m 乙 )g联立代入数据得 m 乙 =0.1 kg。23.答案 (1)5 000 V (2)0.4 T (3)y=0.1-10-5U解析 (1)粒子在板间做类平抛运动d=02202U0=5 000 V(2)设进入磁场时质子速度为 v,质子在磁场中运动的轨迹半径为 r,粒子进入磁场时速度偏向角为 d=2rcos r=0即 d=20B= =0.4 T20(3)板间电压为 U 时,离开板间时的偏移量为 y1,则y1= =10-5U2202由几何关系可知,粒子返回 y 轴时的坐标与进入磁场时的距离 y,y=2rcos =2 cos =2 =0.05m 0则粒子返回时的坐标系为 yy=d-y1+y=0.1-10-5U
