全程综合评估一.docx
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全程综合评估一.docx
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全程综合评估一
全程综合评估
(一)
时间:
90分钟 满分:
100分
一、选择题(每小题5分,共50分)
1.一物体重为50N,与水平桌面间的动摩擦因数为0.2,现加上如图所示的水平力F1和F2,若F2=15N时物体做匀加速直线运动,则F1的值可能是(g=10m/s2)( )
A.3N B.25N C.30N D.50N
解析:
若物体向左做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知:
F2-F1-μG=ma>0,解得F1<5N,A正确;若物体向右做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知:
F1-F2-μG=ma>0,解得F1>25N,C、D正确.
答案:
ACD
2.如图所示的电路中,电源的输出电压恒为U,电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同,电动机正常工作,在相同的时间内,下列判断正确的是( )
A.电炉放出的热量与电动机放出的热量相等
B.电炉两端电压小于电动机两端电压
C.电炉两端电压等于电动机两端电压
D.电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率
解析:
电炉是纯电阻,电动机是非纯电阻,由于电炉和电动机构成串联电路,二者的电流相等,则电炉两端电压小于电动机两端电压,又Q=I2Rt,选项AB正确,选项CD错误.
答案:
AB
3.如图所示,小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动,到达最高点B后返回A,C为AB的中点.下列说法中正确的是( )
A.小球从A出发到返回A的过程中,位移为零,外力做功为零
B.小球从A到C与从C到B的过程,减少的动能相等
C.小球从A到C与从C到B的过程,速度的变化率相等
D.小球从A到C与从C到B的过程,损失的机械能相等
解析:
小球从A出发到返回A的过程中,位移为零,重力做功为零,但有摩擦力做负功,选项A错误;因为C为AB的中点,小球从A到C与从C到B的过程合外力恒定,加速度恒定,速度的变化率相等,选项C正确;又因为重力做功相等,摩擦力做功相等,合外力做功相等,故减少的动能相等,损失的机械能相等,选项B、D正确.
答案:
BCD
4.2010年10月26日21时27分,北京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施了降轨控制,卫星成功由轨道半径为a、周期为T1的极月圆轨道进入远月点距离为a、周期为T2的椭圆轨道,为在月球虹湾区拍摄图象做好准备,轨道如图所示.则“嫦娥二号”( )
A.在圆轨道上运行周期T1小于它在椭圆轨道运行周期T2
B.经过圆轨道上B点时的速率大于它经过椭圆轨道上A点时的速率
C.在圆轨道上经过B点和在椭圆轨道上经过A点时的加速度大小相等
D.在圆轨道上经过B点和在椭圆轨道上经过A点时的机械能相等
解析:
由开普勒第三定律可知,从极月圆轨道到椭圆轨道周期变小,A选项不正确;圆轨道A点和B点速率相同,由圆轨道A点变为椭圆轨道A点时要减速,B选项正确,D选项不正确;在椭圆轨道上经过A点和在圆轨道上经过A点时加速度大小相等,所以经过圆轨道的B点和椭圆轨道A点时加速度相等,故C选项正确.
答案:
BC
5.空间有一沿x轴对称分布的电场,其电场强度E随x变化的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.O点的电势最低
B.x1和x3两点的电势相等
C.x2和-x2两点的电势相等
D.x2点的电势低于x3点的电势
解析:
在坐标原点O右侧,沿x轴正方向,电场强度先变大后变小,电势一直降低,故O点电势不是最低,x1和x3两点的电势不相等,电场关于坐标原点O对称分布,则x2和-x2两点的电势相等,A、B、D项错误,C项正确.
答案:
C
6.如图所示为圆柱形区域的横截面.在没有磁场的情况下,带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时,穿过此区域的时间为t;若该区域加垂直该区域的匀强磁场,磁感应强度为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射,粒子飞出此区域时,速度方向偏转了
,根据上述条件可求得的物理量为( )
A.带电粒子的初速度
B.带电粒子在磁场中运动的半径
C.带电粒子在磁场中运动的周期
D.带电粒子的比荷
解析:
假设圆柱截面半径为R,则没有磁场时2R=v0t;加上磁场时,由几何关系可知,粒子运动半径为r=
R,已知速度偏转角为
,可知粒子在磁场中的运动时间为t′=
T=
,可求得周期T;由周期T=
,可求得带电粒子的比荷,选项C、D正确;因半径R不知,因此无法求出带电粒子的初速度及带电粒子在磁场中运动的半径.
答案:
CD
7.如图所示的电路中,L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡,E是内阻不计的电源.在t=0时刻,闭合开关S,电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向,分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流,则下图能定性描述电流I随时间t变化关系的是( )
解析:
在t1时刻断开开关S后,由于自感现象通过D1的电流逐渐减小,方向不变,A错误,B正确;而通过D2和D3的电流方向立即改变,C正确,D错误.
答案:
BC
8.如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,当线圈由图示位置转过60°的过程中,下列判断正确的是( )
A.电压表的读数为
B.通过电阻R的电荷量为q=
C.电阻R所产生的焦耳热为Q=
D.当线圈由图示位置转过60°时的电流为
解析:
线圈在磁场转动产生了正弦交流电,其电动势的最大值Em=NBSω,电动势的有效值E=
,电压表的读数等于交流电源的路端电压,且为有效值,则U=
×R,A错误;求通过电阻R的电荷量要用交流电的平均电流,则q=
×t=
=
=
,故B正确;电阻R上产生的热量的计算应该用有效值来计算,则电阻R产生的热量Q=I2Rt=[
]2R×
=
,故C错误;线圈由图示位置转过60°时的电流为瞬时值,则符合瞬时值表达式为i=
×sinωt=
×sin
=
,故D错误.
答案:
B
9.电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器.如图甲所示为电吉他拾音器的原理图,在金属弦的下方有一个连接到放大器的螺线管.一条形磁铁固定在管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声信号.若由于金属弦的振动,螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示,则对应感应电流的变化为( )
解析:
由法拉第电磁感应定律可知,E=n
,即磁通量变化率越大,感应电动势、感应电流也就越大.分析螺线管内的磁通量随时间的变化关系图线可知,图线斜率越大产生的感应电流越大,斜率为零,感应电流也为零,对比各选项可知,选项B正确.
答案:
B
10.如图所示,平行板电容器与直流电源连接,下极板接地,一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态,现将上极板竖直向上移动一小段距离,则( )
A.带电油滴将沿竖直方向向上运动
B.P点电势将降低
C.电容器的电容减小,极板带电荷量减小
D.带电油滴的电势能保持不变
解析:
因为电容器与电源连接,两极板电势差不变,将上极板竖直向上移动一小段距离,两极板距离增大,电容器电容将减小,由Q=CU,U=Ed可知极板带电荷量减小,电场强度减小,带电油滴受到的电场力减小,带电油滴将沿竖直方向向下运动,此时电场力做负功,电势能增大,选项A、D错误,C正确;下极板接地,电势始终为0,P点到下极板距离恒定,所以P与下极板电势差降低,P点电势将降低,选项B正确.
答案:
BC
二、实验题(每题7分,共14分)
11.在探究摩擦力的实验中,用水平拉力拉一放在水平桌面上的小木块,力电传感器能显示出水平拉力的大小,如图所示,小木块的运动状态与计算机的读数如下表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同),则通过分析下表可知以下判断中正确的是________.
实验次数
小木块的运动状态
计算机读数(N)
1
静止
2.2
2
静止
3.4
3
直线加速
3.8
4
直线匀速
3.2
5
直线减速
1.9
6
静止
1.2
A.木块受到的最大静摩擦力为3.8N
B.木块受到的最大静摩擦力可能为3.4N
C.在这六次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D.在这六次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同
解析:
木块只要发生运动,木块与水平桌面间的摩擦力就是滑动摩擦力,从表格中的第4组数据可以得出,滑动摩擦力为3.2N,结合其他组数据可知,最大静摩擦力可能为3.4N,B正确,A错误;表格中的第3、4、5组数据的摩擦力都是滑动摩擦力,大小均为3.2N,C正确,D错误.
答案:
BC
12.有一个小灯泡上标有“4V2W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性曲线.有下列器材供选用:
A.电压表(0~5V,内阻约为10kΩ)
B.电压表(0~10V,内阻约为20kΩ)
C.电流表(0~3A,内阻约为1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为0.4Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,2A)
F.学生电源(直流6V),还有开关、导线若干
(1)实验中所用电压表应选用________,电流表应选用________.
(2)实验时要求尽量减小实验误差,测量电压从零开始多取几组数据,请将下列实物连接成满足实验要求的测量电路.
(3)某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图所示),若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是________W.
解析:
由“4V 2W”小灯泡及6V学生电源可知:
电压表选5V量程,电流表选0.6A量程较合适;实验要求尽量减小实验误差,测量电压从零开始多取几组数据,可知电路应为分压电路,连接电路图如图所示.若用电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源给该小灯泡供电,作出电源的伏安特性曲线,交点处即为小灯泡此时的实际电压、电流值,可得P=UI=0.80W.
答案:
(1)AD
(2)如图所示
(3)0.80(0.78~0.82均对)
三、计算题(共36分,每题12分)
13.A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知mA=mB=1kg,轻弹簧的劲度系数为100N/m.若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动.取g=10m/s2.求:
(1)使木块A竖直向上做匀加速运动的过程中,力F的最大值是多少?
(2)若木块A竖直向上做匀加速运动,直到A、B分离的过程中,弹簧的弹性势能减小了1.28J,则在这个过程中,力F对木块做的功是多少?
解析:
(1)F-mAg+FBA=mAa,所以当FBA=0时,F最大,即Fm=mAg+mAa=12N
(2)初始位置弹簧的压缩量x1=
=0.20m
A、B分离时,FAB=0,以B为研究对象可得:
FN-mBg=mBa,FN=12N
此时:
x2=
=0.12m
A、B上升的高度:
Δx=x1-x2=0.08m
A、B的速度vA=vB=v=
=
m/s
以A、B作为一个整体,由动能定理得
WF+WN-(mA+mB)gΔx=
(mA+mB)v2
可得:
WF=0.64J
14.如图所示,在xOy坐标系中有虚线OA,OA与x轴的夹角θ=30°,OA与y轴之间的区域有垂直纸面向外的匀强磁场,OA与x轴之间的区域有沿x轴正方向的匀强电场,已知匀强磁场的磁感应强度B=0.25T,匀强电场的电场强度E=5×105N/C.现从y轴上的P点沿与y轴正方向夹角60°的方向以初速度v0=5×105m/s射入一个质量m=8×10-26kg、电荷量q=+8×10-19C的带电粒子,粒子经过磁场、电场后最终打在x轴上的Q点,已知P点到O的距离为
m(带电粒子的重力忽略不计).求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)粒子从P点运动到Q点的时间;
(3)Q点的坐标.
解析:
(1)由F向=qv0B=m
得r=
=0.2m
(2)粒子由P点进入磁场,由于∠O′PO=30°
延长PO′交OA于O″,则PO″⊥OA,则PO″=OPcos30°=0.3m
则O′O″=PO″-PO′=0.1m
得O′O″=
O′M,即得∠O′MO″=30°,由此得出粒子从OA边射出时v0与OA的夹角为60°,即得从OA边射出时v0与x轴垂直
即从P点到Q点的时间为在磁场中运动的时间t1和电场中运动的时间t2之和
t1=
=8.4×10-7s
t2=
=3.5×10-7s
粒子从P点到Q点的时间为t=t1+t2=1.19×10-6s
(3)粒子在电场中qE=ma,a=
=5×1012m/s2
水平位移x2=
at
=0.3m
粒子在磁场中水平位移x1=r+rsin30°=0.3m
Q点的坐标x=x1+x2=0.6m
四、模块选做题(任选一题,共12分)
15.
(1)当密闭在气球内的空气(可视为理想气体)温度缓慢升高时________.
A.气体分子的体积增大
B.气体分子的动能增大
C.气体分子的平均动能增大
D.单位体积内分子数增多
(2)若只对一定质量的理想气体做1500J的功,可使其温度升高5K.若改成只用热传递的方式,使气体温度同样升高5K,那么气体应吸收________J的热量。
如果对该气体做了2000J的功,使其温度升高了5K,表明在该过程中,气体还________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.
(3)有一种气体,在一定的条件下可以变成近似固体的硬胶体.设该气体在某状态下的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,将该气体分子看做直径为D的球体,体积为
πD3,则该状态下体积为V的这种气体变成近似固体的硬胶体后体积约为多少?
解析:
(1)C
(2)1500 放出 500
(3)体积为V的这种气体的摩尔数n=
变成近似固体的硬胶体后体积V′=nNAV球=
16.两列简谐横波的振幅都是20cm,传播速度大小相同.实线波的频率为2Hz,沿x轴正方向传播;虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图所示区域相遇,则________.
A.在相遇区域会发生干涉现象
B.平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零
C.平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y>20cm
D.从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0
(2)如图所示,上下表面平行的玻璃砖折射率为n=
,下表面镶有银反射面,一束单色光与界面的夹角θ=45°射到玻璃表面上,结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h=2.0cm的光点A和B(图中未画出A、B)
①请在图中画出光路示意图;
②求玻璃砖的厚度d.
解析:
两列简谐横波传播速度大小相同,波长不同,则频率不同,故在相遇区域不会发生干涉现象,选项A错误;平衡位置为x=6m处的质点此刻速度方向沿y轴正方向,不为零,故选项B错误;平衡位置为x=8.5m处的质点此刻速度方向沿y轴负方向,位移y>20cm,则选项C正确;因实线波的频率为2Hz,波长为4m,实线波传播速度为8m/s,周期为
s;而虚线波波长为6m,传播速度为8m/s,则虚线波的频率为
Hz,周期为
s,则从图示时刻起再经过0.25s,平衡位置为x=5m处的质点的位移y<0,则选项D正确.
(2)①光路图如图所示
②设第一次折射时折射角为r.则有:
n=
解得:
r=30°
设第二次折射时折射角为α,则有:
=
解得:
α=45°
由几何关系得:
h=2dtanr
d=
=
=
cm
17.
(1)如图所示是光电管的原理图,已知当有波长为λ0的光照射到阴极K上时,电路中有光电流,则________.
A.若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流
B.若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时,电路中一定有光电流
C.增加电路中电源电压,电路中光电流一定增大
D.若将电源极性反接,电路中一定没有光电流产生
(2)左端固定在墙壁上的轻弹簧将一质量为M的小物块A弹出,物块A离开弹簧后与一质量为m的静止在水平地面上的小物块B发生弹性正碰,如图所示,一切摩擦均不计,为使二者至少能发生两次碰撞,则m与M的比值应满足什么条件?
解析:
用波长为λ0的光照射阴极K,电路中有光电流,说明入射光的频率ν=
大于金属的极限频率,换用波长为λ1的光照射阴极K,因为λ1>λ0,根据ν=
可知,波长为λ1的光的
频率不一定大于金属的极限频率,因此不一定能发生光电效应现象,A错误;同理可以判断,B正确;光电流的大小与入射光的强度有关,在一定频率与强度的光照射下,光电流与电压之间的关系为:
开始时,光电流随电压U的增加而增大,当U大到一定程度时,光电流达到饱和值,这时即使再增大U,在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动,光电流也就不会再增加,即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流,增大电源电压,若光电流达到饱和值,则光电流也不会增大,C错误;将电源极性反接,若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功,电路中仍有光电流产生,D错误.
(2)设A与B碰撞前的速度为v0,碰后A与B的速度分别为v1与v2
由动量守恒及机械能守恒定律有:
Mv0=Mv1+mv2
Mv
=
Mv
+
mv
令m与M的比为k
由此解得:
v1=-
v0
v2=
v0
为使A碰后能返回,要求v1<0,即k>1,
为使A返回能再追上B,应有-v1>v2,k-1>2,即k>3,
于是,为使第二次碰撞能发生,要求:
k>3
答案:
(1)B
(2)大于3
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