综合能力训练(二)(时间:60分钟 满分:110分)第Ⅰ卷一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.下列叙述正确的是( )A.法拉第最先提出电荷周围存在电场的观点B.伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性C.牛顿在给出万有引力定律的同时给出了引力常量D.将实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法的科学家是笛卡尔2.从地面竖直上抛一物体A的同时,在离地面高h'处有相同质量的另一物体B开始做自由落体运动,两物体在空中同时到达距地面高h时速率都为v(两物体不会相碰),则下列说法正确的是( )A.h'=2hB.物体A竖直上抛的初速度大小是物体B落地时速度大小的2倍C.物体A、B在空中运动的时间相等D.两物体落地前各自的机械能都守恒且二者机械能相等3.如图所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面、水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接。下图中v、a、Ff和x分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程,它们随时间变化的图象正确的是( )4.理论研究表明第二宇宙速度是第一宇宙速度的2倍。火星探测器悬停在距火星表面高度为h处时关闭发动机,做自由落体运动,经时间t落到火星表面。已知引力常量为G,火星的半径为R。若不考虑火星自转的影响,要探测器脱离火星飞回地球,则探测器从火星表面的起飞速度至少为( )A.7.9km/sB.11.2km/sC.2hRtD.2hRt5.两个中间有孔的质量为m0的小球A、B用一轻弹簧相连,套在水平光滑横杆上。两个小球下面分别连一轻弹簧。两轻弹簧下端系在一质量为m的小球C上,如图所示。已知三根轻弹簧的劲度系数都为k,三根轻弹簧刚好构成一等边三角形。下列说法正确的是( )A.水平横杆对质量为m0的小球的支持力为m0g+mgB.连接质量为m小球的轻弹簧的弹力为mg3C.连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为33kmgD.套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量为33kmg6.在同一匀强磁场中,α粒子(24He)和质子(11H)都做匀速圆周运动,若它们的轨道半径相等,则α粒子和质子( )A.运动角速度之比是1∶2B.运动周期之比是1∶1C.运动线速度大小之比是2∶18\nD.受到的洛伦兹力大小之比是1∶17.如图为某小型水电站的电能输送示意图,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻R=10Ω,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1,副线圈与纯电阻用电器组成闭合电路,用电器电阻R0=11Ω。若T1、T2均为理想变压器,T2的副线圈两端电压表达式为u=2202sin100πtV。下列说法正确的是( )A.发电机中的电流变化频率为100HzB.通过用电器的电流有效值为20AC.升压变压器的输入功率为4650WD.当用电器的电阻R0减小时,发电机的输出功率减小8.正对着且水平放置的两平行金属板连接在如图电路中,板长为l,板间距为d,在距离板的右端2l处有一竖直放置的光屏M。D为理想二极管(即正向电阻为0,反向电阻无穷大),R为滑动变阻器,R0为定值电阻。将滑片P置于滑动变阻器正中间,闭合开关S,让一电荷量为q、质量为m的质点从两板左端连线的中点N以水平速度v0射入板间,质点未碰极板,最后垂直打在M屏上。在保持开关S闭合的情况下,下列分析或结论正确的是( )A.质点在板间运动的过程中与它从板的右端运动到光屏的过程中速度变化相同B.板间电场强度大小为2mgqC.若仅将滑片P向下滑动一段后,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点依然会垂直打在光屏上D.若仅将两平行板的间距变大一些,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点依然会垂直打在光屏上第Ⅱ卷二、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第9~12题为必考题,每个试题考生都必须作答。第13~14题为选考题,考生根据要求作答)(一)必考题(共47分)9.(6分)如图是某同学做探究做功与速度变化的关系的实验装置。他将光电门固定在直轨道上的O点,用同一重物通过细线拉同一小车,每次小车都从不同位置由静止释放,各位置A、B、C、D、E、F、G(图中只标出了O、G)离O点的距离d分别为8cm、16cm、24cm、32cm、40cm、48cm、56cm。(1)该实验是否必须测量重物的重力: (选填“需要”或“不需要”);该实验是否必须平衡摩擦力: (选填“是”或“否”)。 (2)(多选)为了减小实验误差,下列做法正确的是( )A.增大遮光条的宽度使其宽度的测量的相对误差尽量小B.同一d值的测量多测几次以减小偶然误差8\nC.重物质量应当远小于小车质量D.调节滑轮高度,使连接小车的细线与轨道平行(3)用游标卡尺测得此装置中的遮光条的宽度d= mm。 10.(9分)某同学身边有一电动势未知的电源和电压表A,他想用以下器材组装成欧姆表,并比较准确地测量该电源的电动势和电压表B的内阻。现有下列器材:电压表A,满偏电压3V,内阻为1kΩ待测电压表B,量程0~15V,内阻为几千欧电源,电动势约15V,内阻为3Ω滑动变阻器R1,最大阻值为10kΩ滑动变阻器R2,最大阻值为1kΩ(1)本实验中应选择滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”)。请在下面的方框内画出所改装的欧姆表的内部电路结构图; (2)该同学组装完毕并进行欧姆调零后,将待测电压表接入电路中,两电压表的读数如图所示,甲、乙电表读数分别为 V、 V; (3)通过本实验测得该电源电动势为 V,电压表B的内阻为 Ω。(计算结果保留2位有效数字) 11.(12分)如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为l,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为l的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R。两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻也为R。现闭合开关S,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F=2mg的恒力,使金属棒由静止开始运动,当金属棒达到最大速度时,灯泡恰能达到它的额定功率。重力加速度为g,求:(1)金属棒能达到的最大速度vm;(2)灯泡的额定功率PL;(3)若金属棒上滑距离为x时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑2x的过程中,金属棒上产生的电热Q1。8\n12.(20分)如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量mA=4kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计,可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量mB=2kg,现对A施加一个水平向右的恒力F=10N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6s,二者的速度达到vt=2m/s,求:(1)A开始运动时加速度a的大小;(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;(3)A的上表面长度l。(二)选考题(共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分)13.(15分)【物理——选修3-3】(1)(5分)关于一定量的理想气体,下列叙述正确的是。(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.气体吸收的热量不可以完全转化为功B.气体体积增大时,其内能一定减少C.气体从外界吸收热量,其内能可能减少D.外界对气体做功,气体内能可能减少E.改变气体的体积,其内能可能不变(2)(10分)如图所示,一定质量的理想气体被水银柱封闭在竖直玻璃管内,气柱长度为h。现继续向管内缓慢地添加部分水银,水银添加完时,气柱长度变为34h。再取相同质量的水银缓慢地添加在管内。外界大气压强保持不变。①求第二次水银添加完时气柱的长度;②若第二次水银添加完时气体温度为T0,现使气体温度缓慢升高,求气柱长度恢复到原来长度h时气体的温度。8\n14.(15分)【物理——选修3-4】(1)(5分)一列简谐横波在初始时刻和再经过时间t后的波形分别如图中实线和虚线所示。已知波向左传播,时间t<T(T为波的周期),图中坐标为(12,2)的A点,经时间t后振动状态传播到B点。①B点的坐标为 ; ②A在时间t内通过的路程为 。 (2)(10分)由透明体做成的三棱柱,横截面为有一个锐角为30°的直角三角形,如图所示,AC面镀膜,经透明体射到AC面的光只能反射。现有一束光从AB面的D点垂直AB面射入透明体,经AC面E点反射后从BC面射出透明体,出射光线与BC面成30°角。①求该透明体的折射率;②若光线从BC面的F点垂直BC面射入透明体,经AC面E点反射后从AB面射出透明体,试画出经E点后的光路图,并标明出射光线与AB面所成夹角的角度(不用列式计算)。综合能力训练(二)1.A 2.D 3.C 4.D 5.C 6.AD 7.BC8.BCD9.答案(1)不需要 否 (2)BD8\n(3)3.44mm解析(1)本实验中,测量的是做功W与速度v的关系,实际上就是验证动能定理,Fl=12mv2,由于给出了不同的位移,实际上是计算l与v的关系,因此不用计算拉力大小,也不用平衡摩擦力。(2)应减小遮光条的宽度使其能准确测出小车到达该位置时的速度以尽量减小误差,选项A错误;多测几次求平均值是减小偶然误差的好方法,选项B正确;由于不必测量重物重力,也用不着求出绳子拉力,因此不必满足重物质量应当远小于小车质量,选项C错误;调节滑轮高度,使连接小车的细线与轨道平行,这样使小车运行平稳,摩擦力保持不变,选项D正确。(3)读数为3mm+22×0.02mm=3.44mm。10.答案(1)R1 见解析图 (2)1.00 9.5(3)14 9.5×103解析(1)由题意可知,要想组装欧姆表应采用电源和表头串联,由于只给出了一个满偏电压为3V的电压表,故只能利用电压表与电阻和电源串联使用;欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻,调零时电压表应该满偏,因电动势约为15V,电压表分压3V,则滑动变阻器分压约为12V,可知其阻值应为电压表内阻的4倍,故滑动变阻器应选择最大阻值为10kΩ的滑动变阻器R1,电路如图所示。(2)甲电压表量程为0~3V,最小分度为0.1V,故读数为U1=1.00V;乙电压表量程为0~15V,最小分度为0.5V,故读数为U2=9.5V。(3)“欧姆表”调零时电压表A的电压为3V,则电流为I1=31000A=0.003A,则有I1=ERVA+R1'+r;而接入待测电压表后,I2=U'RV=11000A=0.001A由闭合电路欧姆定律可知I2=Er+R1'+RVA+RVB,RVB=U2I2=9.50.001Ω=9.5×103Ω,联立以上各式解得E=14V。11.答案(1)3mgRB2l2 (2)9m2g2R4B2l2(3)32mgx-9m3g2R24B4l4解析(1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,金属棒达到最大速度,此后开始做匀速直线运动。设最大速度为vm,则速度达到最大时有E=Blvm①I=E2R②F=BIl+mgsinθ③解得vm=3mgRB2l2。④(2)PL=I2R⑤解得PL=9m2g2R4B2l2。⑥(3)设整个电路放出的电热为Q,由能量守恒定律有F·2x=Q+mgsinθ·2x+12mvm2⑦由题意可知Q1=Q2⑧解得Q1=32mgx-9m3g2R24B4l4。⑨8\n12.答案(1)2.5m/s2 (2)1m/s (3)0.45m解析(1)以A为研究对象,由牛顿第二定律得F=mAa①代入数据得a=2.5m/s2。②(2)A、B碰撞后共同运动过程中,选向右的方向为正,由动量定理得Ft=(mA+mB)vt-(mA+mB)v③代入数据解得v=1m/s。④(3)A、B碰撞过程动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mAvA=(mA+mB)v⑤A从开始运动到与B发生碰撞前,由动能定理得Fl=12mAvA2-0⑥联立并代入数据得l=0.45m。⑦13.答案(1)CDE (2)①35h ②53T0解析(1)当气体体积增大而内能不变时,气体吸收的热量全部用来对外做功,选项A错误;当气体体积增大时,对外做功,若同时吸收热量,且吸收的热量多于对外做的功,内能会增加,选项B错误;若气体吸收热量的同时对外做功,且吸收的热量少于对外做的功,则其内能会减少,选项C正确;若外界对气体做功的同时气体向外放出热量,且放出的热量多于外界对气体所做的功,则气体内能减少,选项D正确;保持气体的温度不变,使气体做等温变化,则其内能不变,选项E正确。(2)①设开始时封闭气体的压强为p0,添加的水银对气体产生的压强为p,由玻意耳定律得p0h=(p0+p)·34h①解得p=13p0②再加水银后,气体的压强变为p0+2p③设第二次加水银后,气柱长为h',则有p0h=(p0+2p)h'④解得h'=35h。⑤②气柱长度恢复到原来长度h,则有p0hT0=(p0+2p)hT⑥解得T=53T0。⑦14.答案(1)①(3,2) ②6cm(2)①3 ②见解析解析(1)①波向左传播,由于t<T,由题图知t=3T4,故B点坐标为(3,2)。②A点在时间t内通过的路程为l=3A=3×2cm=6cm。(2)①如图,由几何关系θ1=30°,θ2=60°①由折射定律n=sinθ2sinθ1=3。②②如图所示8\n③8
