高考物理综合能力训练(三)

1、综合能力训练(三)(时间:60分钟满分:110分)第卷一、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15题只有一项符合题目要求,第68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.(2015·五市十校教研教改共同体联考)如图所示,轮子的半径均为R=0.20 m,且均由电动机驱动以角速度=8.0 rad/s逆时针匀速转动,轮子的转动轴在同一水平面上,轴心相距d=1.6 m,现将一块均匀木板轻轻地平放在轮子上,开始时木板的重心恰好在O2轮的正上方,已知木板的长度L>2d,木板与轮子间的动摩擦因数均为=0.16,则木板的

2、重心恰好运动到O1轮正上方所需的时间是()A.1 sB.2 sC.1.5 sD.条件不足,无法判断2.(2015·陕西宝鸡理科综合)一个物体沿直线运动,从t=0时刻开始,物体的xt-t的图象如图所示,图线与纵横坐标轴的交点分别为0.5 m/s和-1 s,由此可知()A.物体做匀速直线运动B.物体做变加速直线运动C.物体的初速度大小为0.5 m/sD.物体的初速度大小为1 m/s3.(2015·江西五校联考)土星的卫星很多,现已发现达数十颗,下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数,则两颗卫星相比较,下列判断正确的是()卫星距土星距离/km半径/km质量/kg发现者发现日期

3、土卫五527 0007652.49×1021卡西尼1672年土卫六1 222 0002 5751.35×1023惠更斯1655年A.土卫五的公转速度大B.土星对土卫六的万有引力小C.土卫六表面的重力加速度小D.土卫五的公转周期大4.如图所示,三个物体质量分别为m1=1.0 kg、m2=2.0 kg、m3=3.0 kg,已知斜面上表面光滑,斜面倾角=30°,m1和m2之间的动摩擦因数=0.8。不计绳和滑轮的质量和摩擦。初始用外力使整个系统静止,当撤掉外力时,m2将(g取10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.和m1一起沿斜面下滑B.和m1一起沿斜面上滑C

4、.相对于m1上滑D.相对于m1下滑5.(2015·五市十校教研教改共同体联考)如图所示,理想变压器原副线圈匝数之比为201,原线圈接入一电压为u=U0sin t的交流电源,副线圈接一个R=5.5 的负载电阻。若 U0=2202 V ,=100 rad/s,则下述结论正确的是 ()A.副线圈中电压表的读数为 112 VB.副线圈中输出交变电流的周期为0.01 sC.原线圈中电流表的读数为0.1 AD.原线圈中的输入功率为11 W6.(2015·河北邯郸教学质量检测)两个带等量正电荷的小球(可视为点电荷)固定在图中a、b两点,MN为ab连线的中垂线,交直线ab于O点,A为MN上

5、的一点。取无限远处的电势为零。一带负电的试探电荷q,仅在静电力作用下运动,则()A.若q从A点由静止释放,其将以O点为对称中心做往复运动B.若q从A点由静止释放,其在由A点向O点运动的过程中,加速度先增大后减小C.q由A点向O点运动时,其动能逐渐增大,电势能逐渐增大D.若在A点给q一个合适的初速度,它可以做匀速圆周运动7.(2015·江西六校联考)一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,如图甲所示。设垂直纸面向里的磁感应强度方向为正,垂直纸面向外的磁感应强度方向为负。线圈中顺时针方向的感应电流为正,逆时针方向的感应电流为负。已知圆形线圈中的感应电流i随时间

6、t变化的图象如图乙所示,则线圈所处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是下图中的()8.(2015·湖南浏阳、醴陵、攸县联考)在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为m1、m2,弹簧劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开挡板C时,物块A运动的距离为d,速度为v,则此时()A.物块B的质量满足m2gsin =kdB.物块A的加速度为F-kdm1C.拉力做功的瞬时功率为Fvsin D.此过程中,弹簧弹性势能的增量为Fd-m1dgsin -12m1v2第卷二、非选择题(包括必考题

7、和选考题两部分。第912题为必考题,每个试题考生都必须做答。第1315题为选考题,考生根据要求做答)(一)必考题(共47分)9.(6分)(2015·江西南昌三中月考)(1)小明同学到实验室去做“验证力的平行四边形定则”的实验时看见实验桌上有一把20分度的游标卡尺,他立即用游标卡尺测量了钢笔套的长度,如图甲所示,则钢笔套的长度为 mm。 (2)随后小明开始做“验证力的平行四边形定则”的实验,在水平放置的木板上垫上一张白纸,把橡皮条的一端固定在板上的A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套,如图乙所示。先用两个弹簧测力计钩住细绳套,互成角度拉橡皮条使之伸长,结点被拉到某一位置O,此时

8、记下两个弹簧测力计的读数F1和F2和两细绳的方向。请完成下列问题:F1的读数如图丙所示,则F1= N。 小明再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长,应该使结点拉到,记下弹簧测力计的读数,并记下。 10.(9分)(2015·山西四校联考)某同学利用伏安法测量某未知电阻Rx的精确电阻(阻值恒定),进行了如下实验:(1)他先用多用电表欧姆挡测该未知电阻的阻值。将开关置于×1挡位,指针示数如图,若想更准确一些,下面操作正确的步骤顺序是。(填序号) A.将两表笔短接进行欧姆调零B.将两表笔短接进行机械调零C.将开关置于×1k挡D.将开关置于&

9、#215;100挡E.将两表笔接未知电阻两端,待指针稳定后读数(2)然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量该电阻:A.直流电源E:电动势3 V,内阻忽略B.电流表A1:量程00.3 A,内阻约为0.1C.电流表A2:量程03 mA,内阻约为10D.电压表V1:量程03 V,内阻约为3 kE.电压表V2:量程015 V,内阻约为50 kF.滑动变阻器R1:最大阻值10 G.滑动变阻器R2:最大阻值1 000 H.开关S,导线若干为较准确测量该电阻的阻值,要求各电表指针能有较大的变化范围,以上器材中电流表应选(选填“B”或“C”), 电压表应选(选填“D”或“E”), 滑动变阻器应选(选填“F”或

10、“G”) 请在方框中画出实验电路原理图。11.(12分)起重机从静止开始起吊一质量为4 000 kg的重物,开始时,起重机拉力恒定,重物以0.2 m/s2的加速度匀加速上升,9.8 s后,起重机达到额定功率P,起重机再保持额定功率不变,又经5 s,重物达到最大速度2 m/s ,此后再保持拉力恒定,使重物以0.5 m/s2的加速度做匀减速运动至停下。g取9.8 m/s2。(1)求额定功率P的大小;(2)求重物上升的最大高度;(3)画出整个过程起重机拉力F与时间t的关系图象(不要求写计算过程)。12.(20分)如图甲所示,在以O为坐标原点的xOy平面内,存在着范围足够大的电场和磁场。一个

11、质量m=2×10-2 kg,电荷量q=+5×10-3 C的带电小球在0时刻以v0=40 m/s的速度从O点沿+x方向(水平向右)射入该空间,在该空间同时加上如图乙所示的电场和磁场,其中电场沿-y方向(竖直向上),电场强度大小E0=40 V/m。磁场垂直于xOy平面向外,磁感应强度大小B0=4 T。当地的重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力,计算结果中可以保留根式或。(1)求12 s末小球速度的大小。(2)在给定的xOy坐标系中,大体画出小球在024 s内运动轨迹的示意图。(3)求26 s末小球的位置坐标。(二)选考题(共15分。请考生从给出的3道物理题中任选一题做答。

12、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)下列说法中正确的是。(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.布朗运动是悬浮在液体中固体分子所做的无规则运动B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小E.温度升高时,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有的分子的速率都增大(2)(10分)如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,截面积为40 cm2的活塞将一定质

13、量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内,在汽缸内距缸底60 cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=1.0×105 Pa为大气压强),温度为300 K。现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330 K,活塞恰好离开a、b;当温度为360 K时,活塞上升了4 cm。g取10 m/s2。求:活塞的质量;物体A的体积。14.(15分)(2015·全国理综)【物理选修3-4】(1)(5分)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为,经折射后射出a、b两束光线。则。(填正确答案标号。选对1个得2分,选

14、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.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中,a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使角逐渐变大,则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距(2)(10分)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向),P与O的距离为35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1 s,振幅A

15、=5 cm。当波传到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过 5 s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求:()P、Q间的距离;()从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过的路程。15. (15分)【物理选修3-5】(1)(5分)下列说法正确的是。(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.卢瑟福发现了质子,表明原子具有复杂的结构B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C.调整放射性元素与其他稳定元素掺在一起的比例含量,同时提高其温度,它的半衰期会发生改变D.康普顿效应揭示了光

16、具有粒子性E.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的频率低于该金属的截止频率(2)(10分)如图所示,质量M=4 kg的滑板B静止放在光滑水平面上,其右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端C到滑板左端的距离L=0.5 m,这段滑板与木块A(可视为质点)之间的动摩擦因数=0.2,而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑。小木块A以速度v0=2 m/s由滑板B左端开始沿滑板B表面向右运动,之后被弹簧弹回,弹簧恢复原长,最终A停在木板B上。已知木块A的质量m=1 kg,g取10 m/s2。求:()弹簧被压缩到最短时木块A的速度;()试通过计算说明最终木块A停在木板上的位置。参考

17、答案1. C解析:由于木板的初速度为零,轮子转动时与木板间是滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,mg=ma可知木板的加速度a=1.6 m/s2,而轮子边缘的速度v=r=1.6 m/s,因此经过1 s时间,两者速度相同,这段时间内木板运动的距离d1=12at2=0.8 m,接下来,木板匀速运动,再运动的时间t2=d-d1v=0.5 s,因此总时间为1.5 s,选项C正确,A、B、D错误。2.C解析:物体的xt-t图象(即v-t图象)是一条直线,物体做匀加速运动,选项A、B错误;图线在纵轴的截距是初速度的大小,等于0.5 m/s,选项C正确,D错误。3.A解析:根据万有引力提供向心力得GMmr2=m42

18、T2r=mv2r,解得T=2r3GM,v=GMr。因为土卫六的轨道半径大于土卫五的轨道半径,则土卫六的周期大,线速度小,故选项A正确,D错误;万有引力F=GMmr2mr2,对土卫五,有mr2=2.49×1021(5.27×108)2 kg/m2=9×103 kg/m2,对土卫六,有mr2=1.35×1023(1.222×109)2 kg/m2=9×104 kg/m2,故对土卫六的万有引力大,故选项B错误;在卫星表面,万有引力等于重力,有mg=GMmR2,解得g=GMR2MR2,对土卫五,有MR2=4.3×109 kg/m2对

19、土卫六,有MR2=2.0×1010 kg/m2故土卫六表面的重力加速度大,故选项C错误。4.D解析:m1、m2的总重力沿斜面向下的分力小于m3的重力,将加速上滑,由题意m1、m2一起加速上滑的最大加速度a=gcos 30°-gsin 30°1.9 m/s2,假设m1、m2一起加速上滑,设绳上的拉力为FT,由牛顿第二定律,则FT-(m1+m2)gsin 30°=(m1+m2)a,m3g-FT=m3a,解得a=2.5 m/s2>1.9 m/s2,不可能一起运动,m2将相对于m1下滑,选项D正确。5.C解析:电压表测量的是有效值,根据U1U2=n1n2,

20、代入数据得220VU2=201,可得电压表示数U2=11 V,选项A错误;由于=100 rad/s,交变电流的周期为0.02 s,选项B错误;副线圈中的电流I2=U2R=2 A,因此副线圈的输出功率P=U2I2=22 W,选项D错误;而变压器本身不消耗能量,因此输入功率也是22 W,因此输入电流I1=PU1=0.1 A,选项C正确。6.AD解析:题中电场在MN上关于O点对称,背向O 点,负电荷受力指向O 点,从A到O加速,从O向下减速到零再向上加速,将以O点为对称中心做往复运动,选项A正确;题中电场在MN上延伸到无穷远处电场强度为零,在O点电场强度为零,所以电场强度从无穷远处到O是先增大后减小

21、的,所以试探电荷q由A到O的过程中加速度可能是一直变小,也可能是先增大后减小,选项B错误;q由A点向O点运动时,电场力做正功,动能逐渐增大,电势能逐渐减小,选项C错误;负电荷如以O点为圆心,OA 为半径,在垂直于ab的平面内做匀速圆周运动,受到的电场力大小不变,方向始终指向圆心,可以提供向心力,选项D正确。7.CD解析:在前0.5 s内由题图乙根据楞次定律可知,若磁场方向垂直纸面向里(正方向)时,必须是磁场增强的;若磁场方向垂直纸面向外(负方向)时,必须是磁场减弱的。而在0.51.5 s,若磁场方向垂直纸面向里(正方向)时,必须是磁场减弱的;若磁场方向垂直纸面向外(负方向)时,必须是磁场增强的

22、,故选项A错误;在前0.5 s内,若磁场方向垂直纸面向里(正方向)时,必须是磁场增强的,则磁通量也会增大;若磁场方向垂直纸面向外(负方向)时,必须是磁场减弱的,则磁通量也会减小,而在0.51.5 s,由感应电流方向,结合楞次定律可得:若磁场方向垂直纸面向里(正方向)时,必须是磁场减弱的,则磁通量也会减小;若磁场方向垂直纸面向外(负方向)时,必须是磁场增加的,则磁通量也会增大,故选项B错误;在前0.5 s内,若磁场方向垂直纸面向里(正方向)时,必须是磁场增强的,则磁通量也会增大;若磁场方向垂直纸面向外(负方向)时,必须是磁场减弱的,则磁通量也会减小,而在0.51.5 s,由感应电流方向,结合楞次

23、定律可得:若磁场方向垂直纸面向里(正方向)时,必须是磁场减弱的,则磁通量也会减小;若磁场方向垂直纸面向外(负方向)时,必须是磁场增强的,则磁通量也会增大,故选项C正确;在前0.5 s内由题图乙根据楞次定律可知,若磁场方向垂直纸面向里(正方向)时,必须是磁场增强的;若磁场方向垂直纸面向外(负方向)时,必须是磁场减弱的,而在0.51.5 s,若磁场方向垂直纸面向里(正方向)时,必须是磁场减弱的;若磁场方向垂直纸面向外(负方向)时,必须是磁场增强的。故选项D正确。8.BD解析:开始系统处于静止状态,弹簧弹力等于A的重力沿斜面向下的分力,当B刚离开C时,弹簧的弹力等于B的重力沿斜面向下的分力,故m2g

24、sin =kx2,x2为弹簧相对于原长的伸长量,但由于开始时弹簧是压缩的,故d>x2,故m2gsin >kd,故选项A错误;当B刚离开C时,弹簧的弹力等于B的重力沿斜面向下的分力,故m2gsin =kx2,根据牛顿第二定律:F-m1gsin -kx2=ma,已知m1gsin =kx1,x1+x2=d,故物块A加速度等于F-kdm1,故选项B正确;拉力的瞬时功率P=Fv,故选项C错误;根据功能关系,弹簧弹性势能的增加量等于拉力的功减去系统动能和重力势能的增加量,即为Fd-m1gdsin -12m1v2,故选项D正确。9.答案:(1)10.55(2)1.23同一位置O细绳的方向(第(1

25、)问2分,第(2)问4分)解析:(1)游标卡尺的主尺刻度为10 mm,游标尺刻度为11×0.05 mm=0.55 mm,所以游标卡尺读数为10.55 mm。(2)经估读,弹簧测力计的读数为1.23 N。验证力的平行四边形定则的依据是两弹簧测力计共同作用与一个弹簧测力计单独作用等效,应将节点拉到同一位置O。利用平行四边形定则作合力,既要知道力的大小,又要知道力的方向,所以要记下细绳的方向。10.答案:(1)DAE(2)CDF电路图如图所示(第(1)问3分,第(2)问6分)解析:(1)选择倍率后,欧姆表指针读数偏大,应该换用小倍率,更换倍率需要重新欧姆调零,所以先更换大倍率即步骤D,再欧

26、姆调零即步骤A,最后测量电阻即步骤E。(2)要使得电表指针有较大变化范围,滑动变阻器选择分压式接入,所以滑动变阻器选择阻值小的即F;电源电动势为3 V,所以电压表为读数准确选择小量程即D。根据欧姆表可知待测电阻阻值在1 000 左右,而电压最大只有3 V,所以电流不会超过3 mA,电流表选择C。滑动变阻器已经确定分压式,而待测电阻阻值较大,电流表内阻较小,所以电流表选择内接法。如答案图所示。11.答案:(1)78.4 kW(2)23.6 m(3)见解析解析:(1)重物速度最大时,有F=mgP=mgv 解得P=78.4 kW。(2)重物匀加速上升的高度h1=12at12得h1=9.6 m此过程起

27、重机拉力满足F1-mg=ma1从静止到最大速度过程中,由动能定理得F1h1+Pt2-mg(h1+h2)=12mvm2得h1+h2=19.6 m匀减速运动上升的高度h3=0-vm22a2=4 mH=h1+h2+h3=23.6 m。(3)图象如图。评分标准:本题共12分,其中式4分,其余每式1分。12.答案:(1)205 m/s(2)见解析(3)见解析解析:(1)01 s内,小球只受重力作用,做平抛运动。当同时加上电场和磁场时,电场力F1=qE0=0.2 N,方向向上G=mg=0.2 N,方向向下重力和电场力恰好平衡。此时小球只受洛伦兹力而做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有qvB0=mv2r运动周

28、期T=2rv联立解得T=2 s正好是电场、磁场同时存在时间的5倍,即在这10 s内,小球恰好做了5个完整的匀速圆周运动。所以小球在t1=12 s时刻的速度相当于小球做平抛运动t=2 s时的末速度。vy=gt=20 m/svx=v0=40 m/sv1=vx2+vy2=205 m/s。(2)小球在24 s内的运动轨迹示意图如图所示(3)分析可知,小球26 s末与24 s末的位置相同,在26 s内小球做了t2=3 s的平抛运动,23 s末小球平抛运动的位移大小为x1=v0t2=120 my1=12gt22=45 m此时小球的速度大小为v2=v02+(g1t2)2=50 m/s速度与竖直方向的夹角为=

29、53°此后小球做匀速圆周运动的半径r2=mv2qB0=50 m26 s末,小球恰好完成了半个圆周运动,此时小球的位置坐标x2=x1-2r2cos =(120-60) my2=y1+2r2sin =(45+80) m。评分标准:本题共20分,其中处4分,式3分,式2分,其余每式1分。13.答案:(1)BCE(2)4 kg 640 cm3解析:(1)布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒所做的无规则运动,选项A错误;叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,选项B正确;液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点,选项C正确;当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越大,选项D错误;温度升高时,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有的分子的速率都增大,选项E正确。(2)物体A的体积为V。T1=300 K,p1=1.0×105 Pa,V1=60×40 cm3-VT2=330 K,p2=(1.0×105+mg40×10-4) Pa,V2=V1T3=360 K,p3=p2,V3=64×40 cm3-V由状态1到状态2为等容过程p1T1=p2T2代入数据得m=4 kg。由状态2到状态3为等压过程:V2T2=V3T3代入数据得V=640 cm3。评分标准:本题共10分,其中每式2分,其余每式1分。