综合演练一一、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．甲、乙两车在同一直线上运动，其运动的v－t图象如图1所示，已知t＝0时，两车位于同一位置，则在0～3s时间内( )．图1A．两车的平均速度相等B．t＝2s时两车相距最远C．t＝3s时两车相距最远D．t＝3s时两车再次相遇2．如图2所示，球A套在水平细杆上，球A与球B间用一细绳相连，球A、B质量分别为mA、mB(mA>mB)，由于球B受到水平风力作用，使细绳与竖直方向的夹角为θ，并保持不变．关于两球的受力及运动情况，下列说法正确的是( )．图2A．球A一定受到杆的摩擦力的作用B．球A受杆的摩擦力的大小一定等于球B受风力的大小C．两球可能均做匀速直线运动D．球A不可能处于静止状态3．2011年8月12日，我国在西昌卫星发射中心，将巴基斯坦通信卫星1R(Paksat－1R)成功送入地球同步轨道，发射任务获得圆满成功．关于成功定点后的“1R”卫星，下列说法正确的是( )．12\nA．运行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B．离地面的高度一定，相对地面保持静止C．绕地球运动的周期比月球绕地球运行的周期大D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等4．如图3所示，绝缘轻杆可绕中点O转动，其两端分别固定带电小球A和B，处于水平向右的匀强电场中．初始时使杆与电场线垂直，松开杆后，在电场力作用下，杆最终停在与电场线平行的位置上，则下列说法正确的是( )．图3A．A球一定带正电荷B．A球的电荷量一定大于B球的电荷量C．B球的电势能一定减少D．两球的电势能之和一定减少5．如图4所示，在直角坐标系的第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，正、负离子分别以相同的速度从原点O进入磁场，进入磁场的速度方向与x轴正方向夹角为30°.已知正离子运动的轨迹半径大于负离子的轨迹半径，则可以判断出( )．图4A．正离子的比荷大于负离子的比荷B．正离子在磁场中受到的向心力大于负离子受到的向心力C．正离子在磁场中运动的时间大于负离子的运动时间D．正离子离开磁场时到原点的距离大于负离子离开磁场时到原点的距离二、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12\n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，从半径为R＝1m的半圆AB上的A点水平抛出一个可视为质点的小球，经t＝0.4s小球落到半圆上，已知当地的重力加速度g＝10m/s2，则小球的初速度v0可能为( )．图5A．1m/sB．2m/sC．3m/sD．4m/s7.如图6所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向保持θ角不变，则( )．图6A．车厢的加速度为gsinθB．绳对物体1的拉力为C．底板对物体2的支持力为(m2－m1)gD．物体2所受底板的摩擦力为m2gtanθ8.如图7所示，在半径为R的四分之一光滑圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止．若物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是( )．图7A．物块滑到b点时的速度为12\nB．物块滑到b点时对b点的压力是2mgC．c点与b点的距离为D．整个过程中物块机械能损失了mgR9．如图8所示，mn为平行于斜面底边的直线，其下方有垂直于斜面的匀强磁场，一矩形导线框自粗糙斜面上端滑下，且下滑过程中线框ab边始终与mn平行．则( )．图8A．线框进入磁场过程中ab边所受安培力沿斜面向上B．线框进入磁场过程中可能做匀减速运动C．线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能D．线框从不同高度释放至完全进入磁场过程中，通过导线横截面的电荷量相等三、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)科学探究活动通常包括以下几个环节：①提出问题，②猜想与假设，③制定计划与设计实验，④进行实验与收集证据，⑤分析与论证，⑥评估，⑦交流与合作等．一位同学在学习了滑动摩擦力之后，认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小有关，于是他通过实验探究这个问题．(1)这位同学认为，滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积的大小可能成正比．这属于上述科学探究的________环节．(2)为完成本实验，需要自己选用器材，其中他选用的木块应是下列选项中的________．A．各面粗糙程度相同的正方体B．各面粗糙程度不同的正方体C．各面粗糙程度相同，长、宽、高不同的长方体D．各面粗糙程度不同，长、宽、高不同的长方体(3)在本实验中，该同学设计了两种实验方案：方案一：木板水平固定，通过弹簧秤水平拉动木块，如图9甲所示；方案二：木块与弹簧秤相连，弹簧秤水平固定，通过细绳水平拉动木板，如图9乙所示．12\n图9a．上述两种方案中，你认为更合理、更易于操作的是____________(填“方案一”或“方案二”)b．该实验应该记录的数据有________；c．如何根据数据分析并判断原来的猜想？________________________________.11．(10分)小明同学为测定某电源内阻r和一段电阻线单位长度的电阻R0，设计如图10所示的电路，ab是一段粗细均匀的电阻线，R是阻值为5Ω的保护电阻，电源电动势为10V．电流表示数用I表示，滑片P与电阻丝良好接触，用L表示aP长度，其它连接导线电阻不计．实验时闭合电键，调节P的位置，记录L和与之对应的I的数据．图10(1)闭合电键后，发现电流表示数为零，小明同学利用多用电表检查故障(电路中只有一处有故障)．先将选择开关旋至直流电压挡，再将红表笔固定在g接线柱，把另一支表笔依次接f、e、d、c、a、h接线柱．对应的现象如下表所示．由此可以判断电路发生的故障是___________________________________________.多用电表连接点现象g、f多用电表无示数g、e多用电表无示数g、d多用电表示数为10Vg、c多用电表示数为10Vg、a多用电表示数为10Vg、h多用电表示数为10V(2)排除故障后进行实验，根据得到的数据，小明同学作出了－L图象如图11所示，由图象可知电源内阻r为______________Ω；该电阻线单位长度的电阻R0为________Ω.12\n图11(3)若电流表内阻不能忽略，则电源内阻r和电阻线单位长度的电阻R0的测量值分别________、________真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”)．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．当气体温度升高时，每个气体分子的速率都会增大B．气体自由膨胀的过程是不可逆过程C．由于总能量守恒，所以不会发生能源危机D．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性(2)如图12所示，水平放置的汽缸内壁光滑，一个不导热的活塞将汽缸内的气体分为A、B两部分，两部分气体可以分别通过放在其中的电热丝加热．开始时，A气体的体积是B的一半，A气体的温度是17℃，B气体的温度是27℃，活塞静止．现缓慢加热汽缸内气体，使A、B两部分气体的温度都升高10℃，请通过计算说明在此过程中活塞向哪个方向移动？图12B．(选修模块3－4)(12分)(1)一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为________．则光在该介质中的传播速度为________m/s.(2)在一列横波上的传播方向上有相距4m的A、B两质点，波的传播方向是由A向B12\n，波长大于2m，如图13所示的是A、B两质点的振动图象，求这列波可能的波速．图13C．(选修模块3－5)(12分)(1)下列说法中正确的是________．A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B．用升温、加压或发生化学反应的方法可以改变放射性元素的半衰期C．原子核Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为原子核PbD．以mD、mp、mn分别表示氘核、质子、中子的质量，则mD＝mp＋mn(2)在光滑水平面上，有A、B两小车，水平面左侧有一竖墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩和B的总质量是A的20倍，两车从静止开始，小孩把A车以相对于地面的速度V向左推出，车A与墙碰撞后以原速率返回，小孩接到A车后再把A推出，每次推出A车后，车A相对于地面的速度都是v，方向向左，则小孩把A车推出多少次后，车A返回后，小孩不能接到A车．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14甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为10∶1，电流表A2的示数为2A，开关S断开，求：图14(1)变压器的输入功率和电压表的示数；(2)将开关S闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况．12\n14.(16分)如图15所示，半径R1＝1m的圆弧光滑轨道AB和半径R2＝0.8m的圆弧粗糙轨道BC相切于B点，两轨道置于竖直平面内，O、O′分别为两圆弧的圆心，O、O′、B三点在一条竖直线上，在C点的上方紧靠C点处有一厚度不计的水平旋转平台，沿平台的一条直径上开有两个小孔P、Q，两孔离轴心距离相等，旋转时两孔均能到达C点正上方，一质量为m＝1kg的小球自A点由静止开始下滑，滑过C点后恰能无碰撞的穿过小孔P，后又恰好无碰撞地穿过小孔Q后回到轨道中，已知小球从穿出小孔P到穿过小孔Q过程经历的时间为0.2s．不计空气阻力，g＝10m/s2.求：图15(1)小球第一次滑过B点前、后瞬间对轨道压力差的大小；(2)小球第一次从B点运动到C点过程中克服摩擦力做的功；(3)平台转动角速度ω的大小．15．(16分)如图16所示，两根相距为L的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计；一根质量为m、长为L、电阻为R的金属棒两端放于导轨上，金属棒始终与导轨垂直．N位置左侧导轨光滑，右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ，棒与导轨的接触电阻不计．导轨左端连有阻值为2R的电阻．图中磁感应强度为B1的磁场，方向与导轨所在平面垂直，宽度及相邻磁场区域的间隔均为a，匀强磁场B2(大小未知)的方向与导轨平行．开始时金属棒静止于M位置，M与N位置间距离为2a，现对棒施加一水平向右的恒力，使棒经过N位置后做匀速直线运动，求：图16(1)金属棒由M运动到N位置时的速度及所需要的时间；(2)磁感应强度B2的大小；12\n(3)金属棒由M运动到E位置过程中，回路中产生的电热及拉力F所做的功．参考答案1．B 2.C 3.B 4.D 5.C 6.AD7．BD [对m1受力分析可得：m1gtanθ＝m1a，a＝gtanθ，绳子拉力F＝.对m2受力分析可得：支持力FN＝m2g－，摩擦力Ff＝m2a＝m2gtanθ，所以选B、D.]8．CD [本题借助圆周运动考查了机械能守恒定律、向心力公式、动能定理和能量守恒定律等知识点．从a到b，由机械能守恒定律可得：mgR＝mv，vb＝，选项A错误；由牛顿第二定律和向心力公式可得：F－mg＝，F＝3mg，选项B错误；从a到c，由动能定理可得：mgR－μmgx＝0，x＝，选项C正确；由能量守恒定律可知：物块的机械能损失了mgR，选项D正确．]9．AD10．(8分)(1)猜想与假设或②(2)C (3)a.方案二 b．弹簧秤的读数，接触面积的大小．c．根据数据分析摩擦力的大小与接触面积的关系，作出判断；或分析弹簧秤的读数与接触面积的关系．(答出摩擦力的大小与接触面积无关或弹簧秤的读数与接触面积无关的不给分)11．(10分)(1)保护电阻R断路 (2)1.0 12 (3)大于 等于12．A.(12分)(1)B(2)解 先保持A、B的体积不变，当温度分别升高10℃时，对A有＝，pA′＝pA＝pA，同理，对B有pB′＝pB＝pB，由于pA＝pB，>，所以pA′>pB′，故活塞向右移动．B．(12分)(1)53° 2.25×108(2)解 由题意可知T＝0.4s，画出0时刻A、B两点间的最简单波形图，12\n由图可知：λ＝4，λ＝m/s(n＝0、1、2、3、4……)，波长大于2m，故n＝0、1，由v＝，可知v＝40m/s或8m/s.C．(12分)(1)C(2)解 设A小车质量为m，则B车和小孩总质量是20m第一次推小车，B车和小孩获得动量mv，以后每推一次，因为A车的动量改变2mv，所以B和小孩组成的系统获得动量2mv.如果最后一次推车后，小孩不能接到A.那么要求小孩的速度要大于等于A车的速度设次数为N.那么有mv＋(N－1)2mv为B车和小孩获得的总动量，对应B车的速率为v′＝，当v′大于等于v时，就不能接到A车了，得到小孩把A车推出N＝11次后，车A返回后，小孩不能再接到A车．13．(15分)解析 (1)由题图乙可知输入电压的有效值U1＝200V，由＝得U2＝＝20V，变压器的输入功率P1等于输出功率P2，故P1＝P2＝U2I2＝20×2W＝40W.(2)将S闭合，U2不变，即电压表示数不变；由于负载增多，负载总电阻减小，电流表A2的示数增大；副线圈的输出功率增大，原线圈的输入功率随之增大，电流表A1的示数增大．答案 (1)40W 20V (2)A1示数增大 A2示数增大 V示数不变14．(16分)解析 (1)小球从A点滑至B点时速度为vB；则由机械能守恒可知：mgR1＝mv设小球第一次滑过B点前瞬间受轨道的支持力为FN1，则由牛顿第二定律可知：12\nFN1－mg＝m设小球第一次滑过B点后瞬间受轨道的支持力为FN2，则由牛顿第二定律可知：FN2－mg＝m由牛顿第三定律可知小球第一次滑过B点前、后瞬间对轨道的压力大小分别为FN1、FN2，小球第一次滑过B点前、后瞬间对轨道的压力差FN2－FN1＝5N(2)小球穿过小孔P后做竖直上抛运动，第一次滑过C点时的速度大小vC＝g由A至C对小球列动能定理方程：mgR1－mgR2－Wf＝mv－0解得：Wf＝1.5J(3)由题意可知，小球滑过C点后恰能无碰撞的穿过小孔P，后又恰好无碰撞的穿过小孔Q后落入轨道中，则小球在空中运动的时间为：t＝＝0.2(n＝0、1、2、3、4……)解得：ω＝5π(2n＋1)rad/s＝15.7(2n＋1)rad/s (n＝0、1、2、3、4……)答案 (1)5N (2)1.5J (3)15.7(2n＋1)rad/s (n＝0、1、2、3、4……)15．(16分)解析 (1)棒经过N位置后做匀速直线运动，在无磁场B1区域可得F＝μmg棒在M与N位置间运动满足a＝μg棒运动到N点时的速度为v＝＝2所需的时间为t＝(2)设棒匀速运动的速度为v则棒在磁场B1中运动时产生的电动势为e＝B1Lv电流为I＝棒在B1区域受力如图12\n因F＝μmg由平衡条件得：f＋F1＝μmg(mg－F2)μ＋F1＝μmgμ＋B1L＝μmg解得：B2＝B1(3)棒受磁场B1的安培力为F1＝B1L＝产生的电热为Q＝F1×2a＝拉力F做功为W＝F×6a＝6μmga答案 (1)2 (2)B1(3) 6μmga12
