综合演练二一、单项选择题(本题共5小题，每小题3分，共计15分，每小题只有一个选项符合题意．)1．放在光滑水平面上的木块受到几个水平力的作用处于静止状态，现使其中一个力方向不变，大小逐渐减小到零，然后再逐渐恢复到原来的值，同时保持其他力不变．以下是描述木块在这个运动过程中的v－t图象，其中正确的是( )． 2．(2012·温州十校联考)如图1所示，质量为M、半径为R、内壁光滑的半球形容器静放在粗糙水平地面上，O为球心．有一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在半球形容器底部O′处，另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点．已知地面与半球形容器间的动摩擦因数为μ，OP与水平方向的夹角为θ＝30°.下列说法正确的是( )．图1A．小球受到轻弹簧的弹力大小为mgB．小球受到半球形容器的支持力大小为mgC．小球受到半球形容器的支持力大小为mgD．半球形容器受到地面的摩擦力大小为mg3．如图2所示，水平地面上有一轻质弹簧，下端固定，上端与物体A相连接，整个系统处于平衡状态．现用一竖直向下的力压物体A，使A竖直向下做匀加速直线运动一段距离，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内．下列关于所加力F的大小和运动距离x之间关系图象正确的是( )．13\n4．如图3所示，斜面体固定在水平地面上，用一根轻绳跨过定滑轮连接甲、乙两滑块，它们静止于两斜面等高处，轻绳均与斜面平行．甲、乙可看成质点，不计一切摩擦(sin37°＝0.6，sin53°＝0.8)．若剪断轻绳，下列说法正确的是( )．图3A．甲、乙落地时的速度大小相等B．甲、乙落到地面所用时间之比为1∶1C．甲、乙落地时重力的功率之比为4∶3D．甲、乙在下滑到地面过程中重力做功相等5.一带电小球悬挂在平行板电容器内部，闭合电键S，电容器充电后，悬线与竖直方向夹角为θ，如图4所示．下列方法中能使夹角θ增大的是 ( )．图4A．保持电键S闭合，使两极板靠近一些B．保持电键S闭合，使滑动变阻器滑片向左移动C．保持电键S闭合，使两极板正对面积变小D．断开电键S，使两极板远离一些二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共计16分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．)6．如图5所示，某颗天文卫星飞往距离地球约160万千米的第二拉格朗日点(图中L2)，L213\n点处在太阳与地球连线的外侧，在太阳和地球的引力共同作用下，卫星在该点能与地球同步绕太阳运动(视为圆周运动)，且时刻保持背对太阳和地球的姿势，不受太阳的干扰而进行天文观测．不考虑其他星球影响，下列关于工作在L2点的天文卫星的说法中正确的是 ( )．图5A．将它从地球上发射到L2点的发射速度大于7.9km/sB．它绕太阳运行的周期比地球绕太阳运行的周期长C．它绕太阳运行的线速度比地球绕太阳运行的线速度大D．它绕太阳运行的向心加速度比地球绕太阳运行的向心加速度大7．某物理兴趣小组用加速度传感器探究一质量为m的物体从静止开始做直线运动的情况，得到加速度随时间变化的关系如图6所示，则由图可知 ( )．图6A．物体先做加速运动，再做减速运动，最后做匀速运动B．物体在t＝14s时速度为4.2m/sC．物体在10～14s内的平均速度为3.8m/sD．物体在t＝2s与t＝8s时所受合外力大小相等，方向相反8．2011年6月4日，我国网球女选手李娜获得法网单打冠军，实现了大满贯这一梦想，如图7所示为李娜将球在边界A处正上方B点水平向右击出，球恰好过网C落到D处(不计空气阻力)，已知AB＝h1，AC＝s，CD＝，网高为h2，下列说法中正确的是( )．图713\nA．击球点高度h1与球网的高度h2之间的关系为h1＝1.8h2B．若保持击球高度不变，球的初速度v0只要不大于，一定落在对方界内C．任意降低击球高度(仍高于h2)，只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内D．任意增加击球高度，只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内9.在光滑绝缘的水平面上固定有一点电荷，A、B是该点电荷电场中一条电场线上的两点，带负电的小球沿该电场线从A点运动到B点，其动能随位置变化的关系如图8所示．设A、B两点的电势分别为φA、φB，小球在A、B两点的电势能分别为EpA、EpB，则关于点电荷的位置及电势、小球电势能大小的说法正确的是( )．图8A．点电荷带正电在B点右侧B．点电荷带负电在B点右侧C．φA<φB、EpA>EpBD．φA>φB、EpA<EpB三、简答题[本题分必做题(第10、11题)和选做题(第12题)两部分，共计42分．]【必做题】10.(8分)如图9所示，两个质量分别为m1和m2的物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端(m1>m2)，1、2是两个光电门．用此装置验证机械能守恒定律．13\n图9(1)实验中除了记录物块B通过两光电门时的速度v1、v2外，还需要测量的物理量是________．(2)用已知量和测量量写出验证机械能守恒的表达式_____________________.11．(10分)在探究闭合电路规律的实验设计中，某同学用如图10甲所示电路探究某一型号电池的输出电压U与输出电流I的关系．电路原理图如图10甲所示，图中R0为阻值等于5.0Ω的定值电阻，电压表视为理想电压表．(1)请将图10乙所示的实验器材连成实验电路．图10(2)若电压表V2的读数为1.0V，则电源的输出电流I＝________A；(3)调节滑动变阻器，通过测量得到电压表V1的示数U1随电压表V2的示数U2变化的U1－U2曲线如图10丙所示，由此可知电池内阻________(填“是”或“不是”)常数，短路电流为________A，电源的最大输出功率为________W.12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．A．(选修模块3－3)(12分)(1)下列说法中正确的是________．A．布朗运动反映了悬浮颗粒分子永不停息地做无规则运动B．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做的功为2.0×105J，同时空气的内能增加了1.5×105J，则空气从外界吸收热量为0.5×105JC．压强与气体分子的密集程度及分子的平均动能有关13\nD．空气的相对湿度大，我们感觉潮湿(2)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图11所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃.求：气体在状态B、C时的温度分别为多少摄氏度．图11B．(选修模块3－4)(12分)(1)下列说法正确的是________．A．简谐运动的周期与振幅无关B．在简谐运动的回复力表达式F＝－kx中，F为振动物体受到的合外力，k为弹簧的劲度系数C．在波传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度D．在双缝干涉实验中，如果用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的明暗条纹(2)如图12所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，∠A＝30°，∠C＝90°.三棱镜材料的折射率n＝.一条与BC面成θ＝30°角的光线斜射向BC面，经AC面第一次反射后从AB面射出．求：图12①光在三棱镜中的传播速度；②光经AC面第一次反射后，反射光线与AC面的夹角．C．(选修模块3－5)(12分)(1)下列说法中正确的是________．A．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的13\nB．铀核裂变的核反应方程一定是U―→Ba＋Kr＋2nC．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3.质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1>λ2.那么，原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子(2)总质量为M的火箭被飞机释放时的速度为v0，方向水平．释放后火箭立即向后喷出质量为m的燃气，燃气对地速率大小为u，方向与v0相反．求火箭喷气后相对于地面的速度．四、计算题(本题共3小题，共计47分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(15分)如图13是利用传送带装运煤块的示意图．其中传送带长L＝6m，倾角θ＝37°，煤块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8，传送带的主动轮和从动轮半径相等．主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖起高度H＝1.8m，与运煤车车厢中心的水平距离x＝1.2m．现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点)．质量m＝5kg，煤块在传送带的作用下运送到高处．要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车厢中心．取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：图13(1)煤块在轮的最高点水平抛出时的速度大小；(2)主动轮和从动轮的半径R；(3)电动机运送煤块所消耗的电能．14．(16分)如图14甲所示，一个边长为L，电阻为R的正方形金属线框abcd，从图示位置自由下落，下落L后开始进入宽度也为L、磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场且恰好匀速下落．磁场的正下方2L处还有一个宽度未知、磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向外的水平条形有界匀强磁场(如图)，金属线框abcd穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动．已知线框在穿过磁场的过程中产生的电能全部转化为焦耳热．求：13\n图14(1)未知磁场的磁感应强度大小；(2)线框在穿过这两个磁场的过程中产生的总焦耳热；(3)在图14乙中定性画出线框中的电流I随线框下落的高度h变化的I－h图象(规定顺时针方向为电流正方向)．15．(16分)如图15所示，在空间有一坐标系xOy，直线OP与x轴正方向的夹角为30°.第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是它们的边界，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力)从平行板电容器AB的A板处由静止释放，A、B间电压为U1.质子经加速后，从O点沿与OP成30°角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出)．求：图15(1)质子从O点进入磁场的速度大小；(2)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小；(3)Q点的坐标．参考答案1．B [根据题意可知木块先做加速度逐渐增大、速度逐渐增大的变速运动，然后做加速度逐渐减小，速度继续增大的变速运动，木块的运动方向不变，速度一直增大，选项B正确．]13\n2．C [小球在P点受到竖直向下的重力mg，还受到沿PO方向的支持力和沿O′P方向的弹簧弹力，由几何关系知它们与竖直方向的夹角皆为60°，由平衡条件知它们的大小与重力大小相等，则A、B错误，C正确；由整体法知半球形容器受到地面的摩擦力为0，D错误．]3．D [由于弹簧弹力与弹簧压缩量成正比，由牛顿第二定律得，F－kx＝ma，解得F＝kx＋ma，所加力F的大小和运动距离x之间关系图象正确的是图D.]4．A5．A [要使悬线夹角θ变大，就要增大小球在电容器中所受到的电场力，即要增大电容器内部的电场强度．保持电键S闭合，即电容器两端电压不变，使两极板靠近一些，由E＝可知，电场强度E增大，夹角θ增大，选项A正确；调节滑动变阻器不能影响电容器两极板间电压的大小，选项B错误；保持电键S闭合，即电容器两端电压不变，使两极板正对面积变小，由E＝可知，电场强度E不变，夹角θ不变，选项C错误；断开电键S，电容器两极板电荷量不变，使两极板远离一些，由C＝，U＝，E＝可知，E不变，即夹角θ不变，选项D错误．]6．ACD7．BC [由题图知物体具有的加速度方向在0～14s内没有发生变化，物体一直做加速运动，在10～14s内做匀加速运动，A错；a－t图线与t轴所围面积等于其速度，可知物体在t＝14s时速度为4.2m/s，B对；物体在t＝10s时速度为3.4m/s，所以物体在10～14s内的平均速度为＝m/s＝3.8m/s，C对；物体在t＝2s与t＝8s时加速度相同，所以所受合外力相同，D错．]8．AD [本题考查平抛运动规律．由平抛运动的规律可知h1＝gt，1.5s＝v0t1，h1－h2＝gt，s＝v0t2，得h1＝1.8h2，A正确；若保持击球高度不变，球的初速度v0较小时，球可能会触网，B错误；任意降低击球高度，只要初速度合适球可能不会触网，但球必会出界，C错误；任意增加击球高度，只要击球初速度合适，使球的水平位移小于2s，一定能落在对方界内，D正确．]9．AC [由球由A到B，由图知其动能增大，电场力做正功，电势能减小，故EpA>EpB；又因小球受力与电场反向，知电场方向由B指向A，顺着电场线电势逐渐降低可得：φA<φB；由动能定理qEΔx＝ΔEk⇒＝qE，从图中看Ek－x图象斜率逐渐增大，故有EB>EA，由点电荷电场分布特征知点电荷在B的右侧，且为正电荷，A、C正确．]13\n10．(8分)解析 A、B运动过程中，若系统的机械能守恒，则有m1gh－m2gh＝(m1＋m2)(v－v)，所以除了记录物体B通过两光电门时的速度v1、v2外，还需要测的物理量有：m1和m2，两光电门之间的距离h.答案 (1)A、B两物块的质量m1和m2，两光电门之间的距离h(2)(m1－m2)gh＝(m1＋m2)(v－v)11．(10分)解析 (1)②电压表V2的读数为1.0V，根据欧姆定律得出I＝0.20A；③路端电压U1＝E－Ir＝E－r，由图丙可知，U1－U2图线为一倾斜向下的直线，故电池内阻r是常数；由图丙知r＝1Ω，短路电流为＝1.5A；当滑动变阻器电阻R＝0时电源输出功率最大，Pm＝2R0＝0.3125W.答案 (1)如下图所示 (2)0.20 (3)是 1.5 0.312512．A.(12分)(1)CD(2)解 对于理想气体：A―→B由＝得：TB＝100K，tB＝－173℃B―→C由＝得：TC＝300K，tC＝27℃B．(12分)(1)AD(2)解 ①v＝＝×108m/s②在BC界面上由折射定律得：13\n＝，得：γ＝30°，由几何关系得：α＝γ＝30°C．(12分)(1)CD(2)解 取火箭为研究对象，根据动量守恒定律得，Mv0＝(M－m)v－mu，v＝，方向跟喷火前火箭的速度方向相同．13．(15分)解析 (1)由平抛运动的公式，得x＝vt，①H＝gt2，②代入数据得v＝2m/s.③(2)要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零，由牛顿第二定律，得mg＝m，④代入数据得R＝0.4m，⑤(3)由牛顿第二定律F＝ma，得a＝μgcosθ－gsinθ＝0.4m/s2.⑥由v＝v0＋at，得t＝＝5s．⑦煤块的位移x1＝at2＝5m，⑧由于μ>tan37°，然后煤块做匀速直线运动到达顶端，传送带运送煤块消耗的电能：E＝mv2＋μmgcos37°(vt－x1)＋mgLsin37°，⑨代入数据得E＝350J．⑩答案 (1)2m/s (2)0.4m (3)350J14．(16分)解析 (1)设线框进入第一个磁场速度为v，设未知磁场的磁感应强13\n度为B′，进入未知磁场的速度为v′mgL＝mv2，mg＝BL，mg2L＝mv′2，mg＝B′L，解得B′＝.(2)由题意可知，未知磁场的宽度也为L，由能量转化和守恒，匀速穿过磁场产生的电能等于减少的重力势能，故Q＝E电＝4mgL，综上，Q＝E电＝.(3)如图所示答案 (1) (2) (3)见解析15．(16分)解析 (1)质子在电容器中加速运动，根据动能定理得qU1＝mv2，①解得：v＝.②(2)设质子在磁场Ⅰ和Ⅱ中做圆周运动的轨道半径分别为r1和r2，区域Ⅱ中磁感应强度为B′，由牛顿第二定律qvB＝m，③13\nqvB′＝m，④粒子在两区域运动的轨迹如图所示，由几何关系可知，质子从A点射出磁场Ⅰ时的速度方向与OP的夹角为30°，故质子在磁场Ⅰ中轨迹的圆心角为θ＝60°，则△O1OA为等边三角形OA＝r1，⑤r2＝OAsin30°，⑥由③④⑤⑥解得区域Ⅱ中磁感应强度为B′＝2B.⑦(3)Q点坐标设为(x,0)，则x＝OAcos30°＋r2，⑧故x＝.⑨答案 (1) (2)2B (3)13
