1、1综合模拟(二)本试卷分选择题和非选择题两部分,满分 100 分,考试时间 90 分钟。选择题部分一、选择题(每题 6 分,共 48 分)1.有一列动车共 8 组车厢,每组车厢长度为 25 m,一站着的旅客发现动车从制动到停下从身边恰好经过了 7 组车厢,总共需要 17.5 s 时间,设动车进站时可以看做匀减速直线运动。下列说法正确的是( )A.这一过程动车可视为质点B.开始制动时的速度为 20 m/sC.制动过程中的平均速度为 20 m/sD.制动过程中的加速度为 1 m/s2答案 B 可视为质点的条件是物体的大小、形状等在所研究的问题中可忽略不计,这一过程动车组是不可以视为质点的;7 组车
2、厢总的长度 x=175 m,用时 t=17.5 s,由 x= t,求得 v0=20 m/s;制动过程中0+v02平均速度 = =10 m/s;制动过程中 a= 1.14 m/s 2;所以只有 B 正确。vxt v0t2.如图所示为跳伞爱好者表演高楼跳伞的情形,他们从楼顶跳下后,在距地面一定高度处打开伞包,最终跳伞者减速下降,安全着陆,则( )A.跳伞者在运动过程中受到重力、空气阻力B.跳伞者所受的合力方向始终向下C.跳伞者的动能始终增大D.跳伞者的机械能一直增大答案 A 跳伞爱好者跳伞经历了两个过程,打开伞之前的加速过程,动能增加,所受合力方向向下,打开伞以后的减速过程,动能减少,所受合力方向
3、向上;跳伞者在运动过程中受到重力、空气阻力;机械能守恒的条件是只有重力和系统内弹力做功,此过程中存在阻力,所以机械能不守恒。故选 A。23.2017 年中国的航天事业有三大突破:4 月发射天舟一号、7 月发射北斗三号、12 月发射嫦娥五号。如图所示是天舟一号在轨运行模拟图,可看成圆周运动。下列说法正确的是( )A.天舟一号在轨道 1 上的运行速度比在轨道 2 上的运行速度小B.天舟一号绕地球运行一周所用的时间可能是一小时C.天舟一号在轨道 1 上的加速度比在轨道 2 上的加速度大D.天舟一号在轨道 1 上受到的地球的引力是恒定不变的答案 C 万有引力提供天舟一号做圆周运动的向心力,即 =m =
4、m r=ma,可得 v= ,T= ,a= ,GMmr2 v2r 4 2T2 GMr 4 2r3GM GMr2由题图可知 r1v2,A 选项错误;天舟一号的加速度 a1a2,C 选项正确;绕地球运行的周期最小为 86 min,B 选项错误;天舟一号所受引力的方向一直发生变化,D 选项错误。4.如图所示,导电物质为电子的霍尔元件样品置于磁场中,表面与磁场方向垂直,图中的 1、2、3、4 是霍尔元件上的四个接线端。当开关 S1、S 2闭合后,三个电表都有明显示数,下列说法不正确的是( )A.通过霍尔元件的磁场方向向下B.接线端 2 的电势低于接线端 4 的电势C.仅将电源 E1、E 2反向接入电路,
5、电压表的示数不变D.若适当减小 R1、增大 R2,则电压表示数一定增大答案 D 由安培定则可判断出左侧线圈产生的磁场方向向上,经铁芯后在霍尔元件处的磁场方向向下,故 A 项正确。由左手定则可知,霍尔元件中导电物质受到的电场力向右,导电物质偏向接线端 2,导电物质为电子,则接线端 2 的电势低于接线端 4 的电势,故 B 项正确。仅将电源 E1、E 2反向接入电路,磁场反向,电流反向,霍尔元件中导电物质受到的电场力不变,电压表的示数不变,故 C 项正确。若适当减小 R1,电流产生磁场变强,通过霍尔元件的磁场变强;增大 R2,流过霍尔元件的电流减小;霍尔元件产生电压可能减小,电压表示数可能减小,故
6、 D 项错误。5.3D 手势识别技术人机交互领域可以实现非接触的感应和控制,其中比较有代表性的,要数 Microchip公司的 GesTIC 技术。它基于电场感应的原理,在电子设备周边的空间中形成一个电场。当手部在空间3中运动时会使电场发生畸变,布设在电场中的电极接收器会感应到这种变化,并通过专门的控制芯片进行信号处理,将数据传递给电子设备做出响应,其电场分布如图所示。下列说法中正确的是( )A.电场是由电子设备表面的负电荷产生的B.a 点的场强比 b 点的场强小C.a 点的电势比 b 点的电势高D.会有电流从电子设备流向手指答案 C 由空间电场线的分布及方向,可判断电场是由电子设备表面的正电
7、荷产生的,A 错误;由电场线的疏密,可知 a 点的场强比 b 点的场强大,B 错误;由电场线方向与电势高低的关系,可知 a 点的电势比 b点的电势高,C 正确;电场线的方向并不代表电流方向,并且手指也未与屏幕接触,屏幕和手指之间并无电流,D 错误。6.(多选)下列说法正确的是( )A.骑行爱好者在衣服上喷涂夜间反光喷雾以保证夜骑安全,原理是光直射到充满均匀小珠状的反光喷雾的平面上发生了反射,根据描述可知,夜间反光喷雾是利用了光线的全反射原理B.野外高压输电线的三条输电线上方另加两条导线,它们与大地相连,其作用是利用静电屏蔽原理,把高压线屏蔽起来,防止遭受雷击。C.透过平行于日光灯的刀片狭缝观察
8、正常发光的日光灯,能观察到平行的彩色条纹,这是光的干涉现象D.通过在大型水库中释放示踪放射性元素,经过一段时间后,示踪元素均匀分布。取一瓶样品检测,发现该放射性物质的浓度为 a,过了 12 天再检测,浓度变成 a/8,则此放射性元素的半衰期为 4 天4答案 ABD 光线经过夜间反光喷雾发生全反射,因此选项 A 正确;两条与大地相连的导线利用静电屏蔽,能够保护输电的高压线,选项 B 正确;通过狭缝观察正常发光的日光灯光,能够看到彩色的衍射条纹,选项C 错误;当放射物的浓度变为 a/8,说明经过了 3 个半衰期,即半衰期为 4 天,选项 D 正确。7.(多选)如图所示,同一介质中的 P、Q 两列持
9、续振动的简谐横波分别沿 x 轴正向和负向传播,质点a、b、c、d 分别位于 x=6 m、7 m、8 m、7.5 m 处,若波的传播速度为 10 m/s,图示为 t=0 s 时刻的波形图。则再经过 t=0.5 s 时( )A.质点振动的频率为 0.4 HzB.质点 a、c 处于平衡位置C.质点 b 的位移大小为 30 cmD.质点 d 的振动方向沿-y 轴答案 BD 本题考查机械振动与机械波。由题意知 v=10 m/s,=4 m,则质点振动的周 期 T= =0.4 s, v频率为 2.5 Hz,故 A 错误;质点 a、c 为振动减弱点,当 t=0.5 s 时,两波振动方向相反,所以质点 a、c
10、处于平衡位置,故 B 正确;质点 b 是振动加强点,t=0.5 s 时,两列波在质点 b 的位移均为 0,故质点 b 处的位移为 0,故 C 错误;t=0.5 s 时,简谐横波 P 在 d 处沿-y 方向振动,简谐横波 Q 在 d 处也沿-y 方向振动,所以质点 d 的振动方向沿-y 轴,故 D 正确。8.(多选)两束平行的单色光 A、B 射向长方体玻璃砖,光从上表面入射,恰好从下表面重叠射出,如图所示,比较两种单色光,下列说法中正确的是( )A.玻璃对 B 光的折射率较大B.在相同条件下做双缝干涉实验,A 光相邻条纹间距较窄C.在玻璃中,A 光的传播速度较大D.以相同的入射角从玻璃射向空气,
11、若 B 光能发生全反射,则 A 光也一定能发生全反射答案 AC 由光路图可知,B 光的偏折程度较大,则玻璃对 B 光的折射率较大,A 正确;A 光在玻璃中的折射率较小,则频率较小,波长较长,根据 x= 知,A 光相邻条纹的间距较大,B 错误;玻璃对 A 光的折射ld5率较小,根据 v= 知,在玻璃中 A 光的传播速度较大,C 正确;玻璃对 B 光的折射率较大,根据 sin C= 知,以cn 1n相同的入射角从玻璃射向空气,B 光发生全反射的临界角较小,若 B 光能发生全反射,则 A 光不一定能发生全反射,D 错误。非选择题部分二、非选择题(共 52 分)9.(4 分)利用如图甲所示的实验装置可
12、以测定瞬时速度与重力加速度。实验器材有:固定在底座上带有刻度的竖直钢管、两个光电门(可用于测量钢球从第一光电门到第二光电门的时间间隔)、钢球发射器。实验步骤如下:A.如图乙所示安装实验器材。B.钢球发射器弹射小球,记录小球从光电门 1 到光电门 2 的高度差 h 和所用时间 t,并填入设计好的表格中。C.保持光电门 1 的位置不变,改变光电门 2 的位置,多次重复实验步骤 B。求出钢球在两光电门间运动的平均速度 。vD.根据实验数据做作 -t 图像,并得到斜率 k 和截距 b。v根据以上内容,回答下列问题:(1)如果步骤 C 中改为保持光电门 2 的位置不变,改变光电门 1 的位置,其余的实验
13、过程不变,同样可以得到相应的 -t 图像,以下四个图像中符合规律的是( )v(2)根据实验得到的 -t 图像,可以求出重力加速度大小 g= ,钢球通过光电门 1 时的速度 v0= v。 (3)测量出小球的直径,结合本实验装置还能做的物理实验有( )A.验证机械能守恒定律B.探究加速度与质量、力之间的关系6C.探究物体的速度随时间变化的规律D.探究做功与物体速度变化的关系答案 (1)C (2)-2k b (3)ACD解析 (1)当小球弹起后向上做匀减速直线运动,经过光电门 1 时的速度为 v0,即 h=v0t- gt2,因此12= =v0- gt,由此可知选 C。vht 12(2)根据斜率可知
14、k=- g,即 g=-2k,通过光电门 1 时的速度为 v0=b。12(3)测量出小球的直径,则借助光电门可以很方便测量小球通过两个光电门时的瞬时速度,因此可以验证机械能守恒定律,以及重力做功与小球速度变化的关系,所以选项 A、D 正确;因为不知道小球的质量,且小球在该过程中加速度恒定,为重力加速度,无法探究加速度与质量、力之间的关系,选项 B 错误;由于可以测量小球在匀减速直线运动过程中的瞬时速度,所以可以探究物体的速度随时间变化的规律,选项C 正确。10.(4 分)在“测定电源的电动势和内阻”实验中,某同学从实验室挑选了两节新的干电池作为电源,同时也选取了其他实验器材,并完成了部分接线,如
15、图甲所示。根据所学知识,请你完成以下小题:甲(1)为了减小实验误差和提高实验的可操作性,接线柱 A、B 之间接入的滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R 2”); (2)电压表连接导线 C 应与接线柱 (填“A”或“B”)相连; (3)合理选用滑动变阻器,正确连接线路,调节滑动变阻器的阻值,根据实验测得的电流和电压值绘制 U-I图像如图乙所示,结合图像信息,可知待测电源的内阻 r= 。(结果保留三位有效数字) 7乙答案 (1)R 1 (2)B (3)2.69(2.622.70 均对)解析 (1)在研究电源电动势和内阻时,如果采用最大阻值为 200 的滑动变阻器,则最小电流约为I= =15 mA
16、与第 3 问中测量的电流相差较大,不便于操作,因此选择 R1较为妥当。ER(2)电压表应该测量电源的输出电压,即导线 C 应该与接线柱 B 相连。(3)根据闭合电路欧姆定律可得 U=E-Ir,图像的斜率代表电源内阻,因此待测电源的内阻大小为 r=2.69 。2.95-1.900.3911.(4 分)(1)“探究碰撞中的不变量”实验的装置如图甲。若实验中运动的 A 车拖着纸带,以一定的速度撞向静止的 B 车,发生碰撞后两小车粘合在一起共同运动。则此实验过程打点计时器打出的纸带可能是图乙中的 (填“”或“”)。 甲乙(2)“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置如图丙,下列说法正确的是( )丙A.调节
17、长杆使单缝与双缝相互平行B.光源右边的凸透镜起到使光会聚的作用C.仅将滤光片由红色换成蓝色,干涉条纹间距变宽D.仅将双缝间距的规格从“0.2 mm”换成“0.25 mm”,干涉条纹间距将变宽答案 (1)(2 分) (2)AB(2 分)(A、B 各 1 分)8解析 (1)碰撞过程中动量守恒,碰撞后质量变大,所以整体速度变小,所以点要密集,因此纸带是碰撞后打出的纸带。(2)双缝干涉测光的波长时要注意调节长杆使得单缝与双缝平行,光源右侧的凸透镜起到会聚光线的作用,从而使光线通过单缝后经过双缝发生干涉形成明暗相间的干涉条纹。根据 x= 可知蓝光波长短,Ld所以干涉条纹间距变窄,仅将双缝间距变大,则条纹
18、间距变小,通过以上分析可知选 A、B。12.(12 分)如图所示,在光滑水平平台上,一质量 m=1 kg,电荷量为 q=+110-3 C 的小球压缩弹簧后被锁扣 K 锁住,弹簧储存了一定的弹性势能 Ep,ABC 为竖直放置的光滑绝缘细管道,其中 AB 部分是半径为R=0.4 m、圆心角 =60的圆弧形管道,圆弧形管道圆心 O 与平台等高。BC 部分是固定的水平管道(足够长),两部分管道恰好相切于 B。水平面内的 M、N、B 三点连线构成边长为 L=0.3 m 的等边三角形,M、N 连线垂直于 BC。两个等量异种电荷分别固定在 M、N 两点,电荷量分别为 Q1=+2.510-7 C 和 Q2=-
19、2.510-7 C。若打开锁扣 K,小球将以一定的水平速度从 E 点向右滑下平台,做平抛运动,并恰好能沿光滑圆弧形管道 AB 的 A 点的切线方向进入。不考虑小球在管道上方时受到的库仑力,小球可视为点电荷,直径略小于管道内径。取 g=10 m/s2,静电力常量为 k=9109 Nm2/C2。求:(1)小球原来压缩弹簧时储存的弹性势能 Ep的大小;(2)小球运动到 B 处时受到电场力的大小;(3)小球运动到 B 处时对轨道的压力大小。答案 见解析解析 (1)设小球从 A 运动到 B 的时间为 t,由平抛运动规律得 R cos 60= gt212解得 t=0.2 s设小球抛出时的水平速度是 v0,
20、则 tan 60= ,解得 v0= m/sgtv0 233故 EP= m = J12v2023(2)设小球在 B 处受到 Q1和 Q2的库仑力分别为 F1和 F2。则F1=k ,F2=kqQ1L2 qQ2L2小球沿水平方向受到的电场力为 F1和 F2的合力 F,由平行四边形定则得F=F1 cos 60+F2 cos 609联立得 F=25 N(3)设在 B 点管道对小球沿竖直方向的弹力的分力为 NBy,在竖直方向对小球应用牛顿第二定律得NBy-mg=mv2BRE 到 B 库仑力不做功,管道对小球的弹力也不做功,只有重力做功,机械能守恒mgR= m - m12v2B12v20得 NBy= = N
21、10mg3 1003设在 B 点管道对小球在水平方向的弹力的分力为 NBx,则 NBx=F=25 N圆弧形管道最低点 B 处对小球的压力大小为 NB= = N41.7 NN2Bx+N2By1253由牛顿第三定律可得小球对圆弧形管道最低点 B 的压力大小为 NB=NB= N41.7 N125313.(14 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
22、度水平射入,质子比荷近似为 =1.0108 C/kg。(忽略电场边界效应,不计质子重力)qm(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;(2)若从坐标原点 O 点进入磁场的质子束正好通过 M 板的右端点 A,求磁感应强度 B;(3)保持(2)问中的磁感应强度 B 不变,若两金属板 M、N 之间所加电压为 U,0UU0,写出进入板间的质子束从磁场返回 y 轴时的坐标与板间电压 U 的函数关系。答案 见解析解析 (1)粒子在板间做类平抛运动d=qU0L22dmv20U0=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
23、度偏向角为 10d=2r cos r= =mvBqmv0Bqcos即 d= =mvBq2mv0BqB= =0.4 T2mv0qd(3)板间电压为 U 时,离开板间时的偏移量为 y1,则y1= =(10-5U)mqUL22dmv20由几何关系可知,粒子返回 y 轴时的位置与进入磁场时的位置的距离y=2r cos =2 cos =2 =0.05 mmvqB mv0qB则粒子返回时的坐标为y=d-y1+y=(0.1-10 -5U)m14.(14 分)有人设计了可变阻尼的电磁辅助减震系统,如图(1)所示,由三部分组成。一部分是电磁侦测系统;一部分是可变电磁阻尼系统,吸收震动时的动能;另一部分是控制系统
24、,接收侦测系统的信号,改变阻尼磁场的强弱。侦测线框、阻尼线圈固定在汽车底盘上,侦测系统磁体、减震系统磁体固定在车轴上,车轴与底盘通过一减震弹簧相连。侦测系统磁场为匀强磁场,B 1=0.01 T,长方形侦测线框宽 d=0.05 m,整个回路的电阻 R1=0.1 ,运动过程中,线框的下边不会离开磁场,上边不会进入磁场。阻尼线圈由 100个相互绝缘的独立金属环组成,这 100 个金属环均匀圈定在长为 0.2 m 的不导电圆柱体上,减震系统磁场辐向分布,俯视如图(2)所示,线圈所在位置磁感应强度 B2大小处处相等,大小由控制系统控制。汽车静止时,阻尼线圈恰好 50 匝处于磁场中,取此时侦测线框所在的位
25、置为原点,取向下为正,线框相对侦测磁场的位移记为 x,B2的大小与 x 的关系如图(3)所示。每个金属环的电阻为 R2=0.001 ,周长 L=0.3 m。不考虑阻尼线圈各金属环之间的电磁感应,忽略阻尼线圈导体的粗细,设车轴与底盘总保持平行。11(1)侦测线框向下运动时电流的方向为顺时针还是逆时针?(2)写出侦测线框由平衡位置向下运动时,侦测线框流入控制系统的电量 q 与位移 x 的大小关系式;(3)某次侦测线框由平衡位置向下运动,流入控制系統的电量 q=2.510-4 C,这一过程底盘相对车轴做v=10 m/s 的匀速运动,求这一过程阻尼线圈吸收了多少机械能;(4)某次侦测线框由平衡位置向下
26、运动,流入控制系统的电量 q=510-4 C,求这一过程中安培力对阻尼线圈的总冲量。答案 见解析解析 (1)向下运动时,侦测线框中的磁通量增大,感应电流为逆时针。(2)q=It,I= ,E=B1dv,x=vtER1由以上各式得 q= =0.005x(C)B1dxR1(3)当 q=2.510-4 C 时,x=0.05 m单个金属环进入磁场后受到安培力的大小:F= =900 NB22L2vR2此过程中下面 50 个金属环克服安培力做的功为:W1=50FxW1=2 250 J25 个新进入磁场的金属环克服安培力做的功为:W2= 25Fx=562.5 J1212W 总 =W1+W2=2 812.5 J
27、(4)当 q=510-4 C 时,x=0.1 m设单个金属环在磁场中向下运动的位移为 x,I=FtF=B22L2vR2x=vt根据以上三式,单个金属环受到安培力的冲量为:I0=B22L2xR2当 00.05 m 过程中,B 2=1 T,x=0.05 m,下面 50 个环的总冲量:I1=50 =225 NsB22L2xR225 个新进入磁场的环的总冲量:I2= 25 =56.25 Ns12 B22L2xR20.05 m0.1 m 过程中,B 2=2 T,x=0.05 m,下面 75 个环的总冲量:I3=75 =1350 NsB22L2xR2上面 25 个新进入磁场的环的总冲量:I4= 25 =225 Ns12 B22L2xR2I 总 =I1+I2+I3+I4=1 856.25 Ns方向向上
