1、1综合测试(一)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.下列每组中的物理量均为标量的是( )A.时间 加速度 B.位移 力C.质量 动能 D.功 电场强度2.下列物理量中属于矢量,而且采用比值法定义表达正确的是( )A.加速度,a= B.电流,I= C.电容,C= D.电场强度,E=3.智能手机上装载的众多 app 软件改变着我们的生活。右图为某地图 app 软件的一张截
2、图,表示了某次导航的具体路径,其推荐路线中有两个数据:10 分钟,5.4 千米。下列说法正确的是( )A.研究汽车在导航图中的位置时,可以把汽车看作质点B.10 分钟表示的是某个时刻C.5.4 千米表示了此次行程的位移的大小D.根据这两个数据,我们可以算出此次行程的平均速度的大小4.如图甲所示,舰载机歼15 在辽宁号甲板上沿曲线 MN 向上爬升,速度逐渐增大。图乙中画出表示该舰载机受到合力的四种方法,其中可能的是( )甲乙5.2如图所示,在风力推动下,风叶带动发电机发电,M、N 为同一个叶片上的两点,下列说法正确的是( )A.M 点的线速度等于 N 点的线速度B.M 点的角速度小于 N 点的角
3、速度C.M 点的向心加速度小于 N 点的向心加速度D.M 点的周期大于 N 点的周期6.小宇同学到广州塔游玩时,从物理学角度设想了电梯的运动简化模型,认为电梯的速度 v 是随时间 t 变化的。若电梯在 t=0 时由静止开始上升,v-t 图象如图所示,张军的质量 m=70 kg,忽略一切阻力。下列说法正确的是( )A.张军乘电梯上升过程中,一直处于超重状态B.整个过程张军对电梯的压力始终为 700 NC.张军乘电梯上升到塔顶的高度约是 600 mD.电梯对张军的支持力的最大功率是 2.8 kW7.“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接,形成一个组合体,假设组合体在距离
4、地面 393 千米高的轨道上绕地球做匀速圆周运动。航天员景海鹏、陈冬随后进入“天宫二号”空间实验室,两人在“天宫二号”空间实验室中工作、生活了 30 天,期间进行了多项科学实验和科普活动。下列说法正确的是( )A.组合体绕地球做匀速圆周运动的向心加速度比同步卫星小B.在“天宫二号”空间实验室中航天员可以借助重锤和羽毛演示轻重物体下落快慢相同的实验C.组合体绕地球做匀速圆周运动的速度一定小于 7.9 km/sD.航天员在“天宫二号”空间实验室中工作的 30 天里共经历了 30 次日出8.结合下图,关于机械能守恒说法正确的是(忽略空气阻力)( )A.图甲:将箭搭在弦上,拉弓的整个过程,弓和箭组成的
5、系统机械能守恒B.图乙:在动力作用下从轨道上缓慢上行的过山车,过山车机械能守恒C.图丙:蹦床比赛中运动员某次离开床垫在空中完成动作的过程,运动员机械能守恒D.图丁:滑草运动中,某段时间内人与滑板车一起匀速下滑,人与滑板车机械能守恒9.如图所示,一物块仅在三个共点恒力 F1、F 2、F 3的作用下以速度 v0水平向右做匀速直线运动,其中F1斜向右上方,F 2竖直向下,F 3水平向左。某时刻撤去其中的一个力,其他力的大小和方向不变,一段时间后恢复该力,则下列说法不正确的是( )A.如果撤去的是 F1,则物块先做匀变速曲线运动,恢复该力之后将做直线运动3B.如果撤去的是 F1,恢复 F1时物块的速度
6、大小可能为 v0C.如果撤去的是 F3,物块将向右做匀加速直线运动,恢复该力之后做匀速直线运动D.如果撤去的是 F2,在恢复该力之前的时间内,因物块做曲线运动,故在相等时间间隔内其速度的变化量 v 的方向时刻在改变10.如图是某电子束焊接机部分结构,其中 K 为阴极,A 为阳极。在两极之间加上高压,能在 AK 之间的空间产生电场,电场线分布如图所示。现有一电子由静止开始从 M 点运动到 N 点,不考虑电子重力。下列说法正确的是( )A.电子在 M、N 两点受力大小相同B.电子从 M 点运动到 N 点做匀加速曲线运动C.电子在 M 点的电势能小于 N 点电势能D.电子从 M 点到 N 点电场力做
7、正功11.A、B 两带电小球,电量分别为+q、+9q,质量分别为 m1和 m2,如图所示,用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于 O 点,静止时 A、B 两球处于同一水平线上,其中 O 点到 A 球的间距 OA=2L,AOB=90,OAB=60,C 是 AB 连线上一点且在 O 点的正下方,带电小球均可视为点电荷,静电力常量为 k,则下列说法正确的是( )A.AB 间的库仑力 F=924B.A、B 两球的质量之比为 1 3C.C 点的电场强度为零D.若仅互换 A、B 两球的带电量,则 A、B 两球位置将不再处于同一水平线上12.浙江仙居抽水蓄能电站的工作原理是在用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电
8、能把水抽到高处蓄水池中,到用电高峰时,再利用蓄水池中的水发电。如图所示,若该电站蓄水池(上水库)有效总库容量(可用于发电)为 8.78106 m3,发电过程中上下水库平均水位差 671 m,年抽水用电量为3.2109 kWh,年发电量为 2.5109 kWh,水的密度为 =1.0103 kg/m3,相当于给华东电网建了一个“大蓄电池”,以下水库水面为零势能面,g 取 10 m/s2。则下列说法正确的是( )A.抽水蓄能电站的总效率约为 65%B.发电时流入下水库的水流速度最大可达 150 m/sC.蓄水池中能用于发电的水的重力势能约为 Ep=6.01015 JD.该电站平均每天所发电能可供给一
9、个大城市居民用电(电功率以 106 kW 计算)约 7 h13.物理学家欧姆在探究通过导体的电流和电压、电阻关系时,因无电源和电流表,利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源,用小磁针的偏转检测电流,具体的做法是在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转。4某兴趣研究小组在得知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度与通过直导线的电流成正比的正确结论后重做了该实验,他们发现:当通过导线的电流为 I1时,小磁针偏转了 30;当通过导线电流为 I2时,小磁针偏转了 60,则下列说法中正确的是( )A.I2=3I1 B.I2=2I1 C.
10、I2= I1 D.I2= I13 2二、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)14.两列简谐横波在同种介质中沿 x 轴相向传播,右图是两列波在 t=0 时各自的波形,实线波 A 向右传播,周期为 TA,虚线波 B 向左传播。已知实线波的振幅为 10 cm,虚线波的振幅为 5 cm。则下列说法正确的是 ( )A.虚线波 B 遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象B.实线波和虚线波的频率之比为 2 3C.两列波在相遇区域内会发生干涉现象D.t=TA时,x=5 m 处
11、的质点的位移为 10 cm15.利用如图所示的电路研究光电效应现象,其中电极 K 由金属钠制成,其逸出功为 2.3 eV。用 a 光照射时,逸出光电子的最大初动能为 3.0 eV。已知普朗克常量约为 6.610-34 Js,下列说法正确的是 ( )A.金属钠的截止频率约为 5.61014 HzB.若入射光频率加倍,遏止电压的大小将变为 8.3 VC.若改为 b 光入射,发现电子最大初动能变大,那么在衍射现象中 b 较 a 明显D.若改为 b 光入射,发现电子最大初动能变大,那么在某均匀介质中 b 传播速度较 a 大16.氢原子的能级如图所示,已知可见光的光子能量范围约为 1.62 eV3.11
12、 eV。下列说法正确的是( )A.从能级 n=4 跃迁到 n=3 比从能级 n=3 跃迁到 n=2 辐射出光的波长短B.氢原子从高能级向 n=3 能级跃迁时,发出的光是不可见光C.大量处于 n=4 能级的氢原子跃迁到基态的过程中可以释放出 6 种频率的光子D.处于 n=2 能级的氢原子可以吸收能量为 2 eV 的光子5非选择题部分三、非选择题(本题共 7 小题,共 55 分)17.(5 分)如图所示,用图甲所示装置做“探究功与速度变化的关系”实验、图乙所示装置做“验证机械能守恒定律”实验、图丙是“探究加速度与力、质量关系”实验。(1)三个实验中哪个实验需要从同一位置释放 (填字母);哪个实验需
13、要平衡摩擦力 (填字母) A.探究功与速度变化的关系B.验证机械能守恒定律C.探究加速度与力、质量关系(2)用图丙完成“探究加速度与力、质量关系”实验时: 下列说法正确的是 (填字母) A.实验时先释放小车,再接通电源B.实验所用打点计时器应该接直流电源C.实验过程中,小车质量应该远大于悬挂的重物的质量D.实验过程中,细线应该与长木板平行 图丁为实验时获得的某条纸带,请根据图片提供的信息,计算打计数点 x2时小车的速度为 m/s。 丁18.(5 分)有一小灯泡,标有“10 V 2 W”的字样,现用如图甲所示的电路测定它在不同电压下的实际功率与电压间的关系。实验中需要测定通过小灯泡的电流和它两端
14、的电压。现备有下列器材:A.直流电源(电动势 12 V,内阻不计)B.直流电流表(量程 0.6 A,内阻约为 0.1 )C.直流电流表(量程 300 mA,内阻约为 5 )D.直流电压表(量程 15 V,内阻约为 15 k)E.滑动变阻器(最大电阻 10 ,额定电流 2 A)F.滑动变阻器(最大电阻 1 k,额定电流 0.5 A)G.开关,导线若干(1)为了尽可能提高实验精度,实验中所选电流表为 ,所选滑动变阻器为 。(只填所列选项前的字母) (2)图甲中电压表未接入电路的一端应接于 (选填“a”或“b”)点。 (3)根据完善后的电路图,将图乙中所给实物连成实验电路。19.(9 分)6阿联酋迪
15、拜的哈利法塔高 828 米,楼层总数 162 层,大厦内设有 56 部电梯,如图所示,其中两部观光直升电梯直达高 555 m 的顶层天空景观台,电梯的速度最高达 54 km/h,电梯在加速、减速时的加速度大小均为 3.0 m/s2。假设电梯空载质量为 4 000 kg,额定载重为 1 000 kg,忽略一切阻力,g 取10 m/s2。求:(1)拉电梯的钢丝绳需承受的最小拉力;(2)电梯从底楼直达景观层所需的最短时间。20.(12 分)跳台滑雪运动员脚着专用滑雪板,不借助任何外力,从起滑台起滑,在助滑道上获得很大速度,于台端飞出,沿抛物线在空中飞行,在着陆坡着陆后,继续滑行至水平停止区静止。如图
16、所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图。助滑坡由倾角为 =37的斜面 AB 和半径为 R1=10 m 的光滑圆弧 BC 组成,两者相切于 B。AB 竖直高度差 h1=30 m,竖直跳台 CD 高度差为 h2=5 m,着陆坡 DE 是倾角为 =37的斜坡,长 L=130 m,下端与半径为 R2=20 m 的光滑圆弧 EF 相切,且 EF 下端与停止区相切于F。运动员从 A 点由静止滑下,通过 C 点,以速度 vC=25 m/s 水平飞出落到着陆坡上,然后运动员通过技巧使垂直于斜坡速度降为 0,以沿斜坡的分速度继续下滑,经过 EF 到达停止区 FG。若运动员连同滑雪装备总质量为 80 kg。不计空气
17、阻力,sin 37=0.6,cos 37=0.8,g 取 10 m/s2。求:(1)运动员在 C 点对台端的压力大小;(2)滑板与斜坡 AB 间的动摩擦因数;(3)运动员落点距离 D 多远;(4)运动员在停止区靠改变滑板方向增加制动力,若运动员想在 60 m 之内停下,制动力至少是总重力的几倍?(设两斜坡粗糙程度相同,计算结果保留两位有效数字)21.(4 分)(1)物理课上,老师做了一个有趣的“跳环实验”。如图甲所示,将一个带铁芯的线圈 L、开关 S 和电源用导线连接起来后,把一金属套环置于线圈 L 上,且使铁芯穿过套环。闭合开关 S 的瞬间,套环立刻跳起。甲7某同学另找来器材再探究此实验。他
18、连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动。对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是( )A.电源的正负极接反 B.电源电压过低C.所选线圈匝数过多 D.所用套环的材料与老师的不同(2)小李同学利用激光笔和角度圆盘测量半圆形玻璃砖的折射率,图乙是他采用手机拍摄的某次实验现象图,白色粗线是三条光线,固定好激光笔,然后将圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动了5角,发现光线 (选填“ ”“ ”或“ ”)恰好消失了,那么这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率 n= 。 乙22.(10 分)如图所示,两根足够长的平行光滑导轨,相距 1 m 水平放置。匀强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间,
19、B=0.4 T。金属棒 ab、cd 质量分别为 0.1 kg 和 0.2 kg,电阻分别为 0.4 和 0.2 ,并排垂直横跨在导轨上。若两棒以相同的初速度 3 m/s 向相反方向分开,不计导轨电阻,求:(1)金属棒运动达到稳定后的 ab 棒的速度大小;(2)金属棒运动达到稳定的过程中,回路上释放出的焦耳热;(3)金属棒从开始运动直至达到稳定,两棒间距离增加多少?23.(10 分)如图所示,匀强电场中有 a、b 两个等势面,电势差 Uab为 1.125106 V。有一群速度可视为零的正二价碳离子(以下简称为离子),从 a 等势面上各点均匀释放,经电场加速至 b 处,沿平行于x 轴正向飞出。现仅
20、考虑在纸面内且在 x 轴正上方宽度为 d=0.75 m 范围内飞出的离子,出电场后这群离子先进入直径为 d 的圆形磁场 B1,磁感应强度方向垂直纸面向外,离子在圆形磁场内偏转后都汇聚到圆形磁场的最低点 O。再进入 x 轴正下方区域足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为 B2=0.5 T,方向垂直纸面向里。在 x=1.2 m 处放置一个上端与 x 轴相齐,下端足够长的感光板用于探测和收集离子。已知离子的质量 m=2.010-26 kg,电量为 q=3.210-19 C。求:(1)离子从 b 处水平向右飞出时的速度大小;(2)沿直线 y=0.5d 飞入圆形磁场的离子先后在两个磁场中运动时间之比;(3)
21、若在 b 面上宽度为 d 的虚线上各位置飞出的离子有且仅有一个,总数为 N,这些离子经两个磁场偏转后有部分能到达感光板,且感光板上某个区域中的同一位置会先后接收到两个离子,这一区域称为二次发光区,试问二次发光区的长度以及到达二次发光区的离子数。8综合测试(一)1.C 2.D 3.A 4.B 5.C 6.C 7.C 8.C 9.D 10.D11.C AB 之间的库仑力为 F=k ,选项 A 错误;92162对 A、B 受力分析如下。对 A 球 F=m1gtan 30,对 B 球 F=m2gtan 60,两者联立可知, =3 1,选项 B 错误;两个点电12荷 A、B 在 C 的电场方向相反,大小
22、分别是 EA=k ,EB=k ,显然 C 点的合电场为零,选项 C 正确;假2 992如 A、B 两个小球的电荷量交换(质量不变),通过受力分析可知,库仑力不变,质量不变,因此库仑力、重力的比值保持不变,所以应该维持原示意图角度不变,A、B 两球位置将继续保持同一水平线位置,选项 D 错误。12.D 已知年抽水用电量为 3.2109 kWh,年发电量为 2.5109 kWh,则抽水蓄能电站的总效率为 100%78%;若不计阻力,由机械能守恒得 v= 116 m/s;蓄水池中能用于发电2.51093.2109 2的水的重力势能为 Ep= Vgh=1.01038.7810610671 J5.910
23、 13 J;该电站平均每天所发电量为 E= kWh,可供给一个大城市居民用电(电功率以 106 kW 计算)的时间约为 7 h,故2.5109365只有选项 D 正确。13.A 由题意知 B=KI,通电后小磁针偏转后重新平衡时,电流产生的磁场磁感应强度与地磁场磁感应强度在小磁针方向的合磁场方向沿着小磁针方向。如图所示。tan 30= 10=10tan 60= 20=20由 得 I2=3I1。14.AD 由波形可知,虚线波 B 的波长大于实线波 A 的波长,则虚线波 B 遇到障碍物时更容易发生明显的衍射现象,选项 A 正确;因 A 的波长为 4 m,B 的波长为 6 m,两列波的波速相同,知实线
24、波和虚线波的频率之比为 3 2,选项 B 错误;两列波的频率不同,则两列波相遇时不会产生干涉现象,选项 C错误;t=T A时,两波均向前传播 4 m,此时 x=5 m 处的质点由实线波引起的位移为 10 cm,由虚线波引起的位移为零,则此时此质点的位移为 10 cm,选项 D 正确。故选 A、D。15.AB 根据光电效应,截止频率 f0= =5.581014 Hz,选项 A 正确;最大初动能 Ek=hf-W0,截止电0压 eU=Ek,因此入射光光子能量为 5.3 eV,当入射光频率加倍,光子能量变为 10.6 eV,根据最大初动能方程可知,此时最大初动能为 Ek=(10.6-2.3) eV=8
25、.3 eV,此时的截止电压为 8.3 V,选项 B 正确;9如果用 b 光照射,电子最大初动能变大,则表明 b 光的光子频率要大,波长要短,即衍射现象应该不明显,所以 C 说法错误;频率 fbfa,则介质对光的折射率 nbna,根据 n=可知折射率大,在介质中的传播速度小,因此 b 光在介质中的传播速度要小,即选项 D 说法错误。16.BC n=4 到 n=3 跃迁释放的能量小于 n=3 到 n=2 跃迁释放的能量,因此光子频率要小,波长要长,选项 A 错误;从其他能级跃迁到 n=3 能级时,辐射出红外线,所以是不可见光,选项 B 正确;从 n=4 能级跃迁能够释放出 =6 种光子,选项 C
26、正确;n=2 能级的氢原子无法吸收 2 eV 的光子,选项 D 错误。2417.答案 (1)A AC (2)CD 0.40解析 (1)橡皮筋的势能转化为小车动能,且在平衡摩擦力之后,通过增加橡皮筋条数使做功成倍增加,因此“探究做功与速度的变化”实验需要从同一位置释放;验证机械能守恒定律,重物不一定要从同一位置释放;探究加速度与力、质量的关系,小车要在平衡摩擦力的木板上滑下,也不需要从同一位置释放。(2)探究加速度与力、质量的关系,要先开打点计时器,后释放小车,选项 A 错误;打点计时器应该使用交流电源,选项 B 错误;实验过程中,小车质量应该远大于悬挂的重物的质量,这样重物的重力几乎等于小车所
27、受拉力,选项 C 正确;实验过程中,细线应该与长木板平行,以保证绳子拉力大小等于小车所受合外力,选项 D 正确。(3)v2= =0.397 5 m/s0.40 m/s3-12 =(13.90-5.95)0.218.答案 (1)C E (2)b (3)见解析图解析 (1)因为待测电阻大约为 R= =50 ,为了测量的准确,滑动变阻器采用最大阻值为2=102210 的滑动变阻器,所以滑动变阻器选择 E。灯泡的额定电流 I= A=0.2 A,所以电流表选择 C 测210量比较准确。(2)因为待测电阻远小于电压表的内阻,属于小电阻,所以电流表采用外接法,电压表未接入电路的一端应接于 b 点。(3)根据
28、电源电动势的大小来选择电压表的量程;根据通过待测电阻的最大电流来选择电流表的量程;由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻的阻值,所以滑动变阻器应采用分压式接法,通过待测电阻阻值与电流表内阻和电压表内阻的比较,确定电流表的内外接。画出电路图如图所示。19.答案 (1)6.510 4 N (2)42 s解析 (1)根据牛顿第二定律:F-(M+m)g=(M+m)a解得:F=(M+m)(g+a)=6.510 4 N(2)电梯的最高速度 v=54 km/h=15 m/s电梯加速上升的时间 t1= s=5 s=153加速上升的高度 h1= m=37.5 m22=15223同理减速上升的时间 t2= =5 s
29、,h2= =37.5 m 22中间匀速上升的高度 h3=H-h1-h2=(555-75)m=480 m中间匀速上升的时间 t3= s=32 s=48015最短时间 t=t1+t2+t3=42 s1020.答案 (1)5 800 N (2) (3)125 m (4)1.73160解析 (1)由牛顿第二定律:F C-mg=m21解得 FC=5 800 N根据牛顿第三定律,运动员对台端压力大小为 5 800 N。(2)从 A 点到 C 点,由动能定理得mgh1- mgcos +mgR1(1-cos )=1 12m2得 =3160(3)运动员离开 C 点后开始做平抛运动到 P 点xP=vtyP= gt
30、212=tan -2=cos 得 sP=125 m,t=4 s。(4)从落点 P 到最终停下,P 点沿斜坡速度:vP=vCcos +gtsin =44 m/s根据动能定理:mg(L-s P)sin - mg(L-sP)cos +mgR2(1-cos )-Ffd=0-12m2得 Ff1 383 N故 1.7。21.答案 (1)BD (2) 或 1.41222.答案 (1)1 m/s (2)1.2 J (3)1.5 m解析 (1)ab、cd 棒组成的系统动量守恒,最终具有共同速度 v,以水平向右为正方向,则 mcdv0-mabv0=(mcd+mab)v,v=1 m/s。(2)根据能量守恒定律,产生
31、的焦耳热为Q= =(mcd+mab) =1.2 J。减02-22(3)对 cd 棒利用动量定理:-BILt=m cd(v-v0)BLq=mcd(v0-v)又 q= ,解得 x=1.5 m。1+2=1+223.答案 (1)610 6 m/s (2) (3)0.3 m 0.4N45127解析 (1)U abq= ,解得 v0= =6106 m/s12m02 2(2)由几何关系得,在磁场 1 中的运动半径为 R1= m,2=3811在磁场 2 中,由 qv0B2=m 得 R2= m02202=34经分析,离子在磁场 1 中旋转 90,在磁场 2 中旋转 127到达感光板。t1=14=14210t2=1271360=12736022012=45127(3)经分析,从 O 点出射速度方向在与 y 轴负向成 53偏左到沿 y 轴负向这一区域的离子能到达二次发光区。这部分离子到达感光板上的纵坐标范围在-1.2R 2-0.8R2间,即长度为 0.3 m。逆向考虑,这部分离子在 b 面上出射点分布在长度为 0.8R1的区域内,所以 n= N=0.4N0.8121
