湖北省襄阳市第四中学高三模拟测试理科综合物理试题（二）

襄阳四中高三年级高考冲刺模拟（二）理科综合能力测试试卷二、选择题1.如图所示，将一质量为m的小球从空中O点以速度v0水平抛出，飞行一段时间后，小球经过P点时动能Ek=5mvA.经过的时间为3B.速度增量为3vC.运动方向改变的角度的正切值为1D.下落的高度为5【答案】A【解析】P点的动能Ek＝12mv2＝5mv02，解得P点的速度v=10v0，根据平行四边形定则知，P点的竖直分速度vy＝v2−v02=3v0，则经历的时间t=vyg＝3v0g，故A正确．平抛运动的加速度不变，则速度的增量△v=gt=3v0，方向竖直向下，故B错误．运动方向改变的角度为tanθ＝vyv0＝3，故C2.甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其vt图像如图，下列对汽车运动状况的描述正确的是A.在第10s末，乙车改变运动方向B.在第10s末，甲、乙两车相距150mC.在第20s末，甲、乙两车相遇D.若乙车在前，则可能相遇两次【答案】D【解析】试题分析：在第10s末，乙车运动方向不变，仍沿正方向运动，A错误；甲乙出发点可能不同，B错误；在第20s末，甲乙速度相等，不一定相遇，C错误；由图像知20s前甲位移大于乙，20s后乙速度大于甲，若乙车在前，则可能相遇两次，D正确；故选D。考点：匀变速直线运动的图象。【名师点睛】解答本题应注意：（1）速度的正负表示物体速度的方向；（2）面积的正负表示物体位移的方向；（3）明确两物体的距离关系，可通过画运动的过程示意图帮助理解题意。3.如图所示，面积为S的矩形线圈共N匝，线圈总电阻为R，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线OO′为轴，以角速度ω，匀速旋转，图示位置C与纸面共面，位置A与位置C成45°角。线圈从位置A转过90°到达位置B的过程中，下列说法正确的是A.平均电动势为2B.通过线圈某一截面的电量q=0C.为保证线圈匀速旋转，外界须向线圈输入的能量应为ND.在此转动过程中，电流方向不发生改变【答案】D【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电动势，并计算电量；根据楞次定律判断感应电流方向，外力做的功等于电流做的功．根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势为：E=NΔΦΔt=NBSsin45°+BSsin45°π2ω=22NBSωπ，A错误；通过线圈某一截面的电量q=4.我国发射“天宫一号”时，先将实验舱发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200km，远地点N距地面362km。进入该轨道正常运行时，其周期为T1，通过M、N点时的速率分别是v1、v2。加速度分别为a1、a2,当某次通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃实验舱上的发动机，使在短时间内加速后进入离地面362km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，周期为T2，这时实验舱的速率为v3,加速度为a3,比较在M、N、P三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小和加速度大小，及在两个轨道上运行的周期，下列结论正确的是：A.v1>v3B.v2>v1C.a3>a2D.T1>T2【答案】A【解析】实验舱在圆形轨道上具有的机械能大于其在椭圆轨道上具有的机械能，而实验舱经过N点时的势能相等，所以实验舱在圆形轨道上经过N点时的动能大于实验舱在椭圆轨道上经过N点时的动能，即v1>v3，A正确；根据开普勒第二定律（面积定律）可知，v1>v2，B错误；根据万有引力提供向心力，则有GMmr5.如图所示，运动员“3m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中．跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是A.运动员向下运动(B→C)的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大B.运动员向下运动(B→C)的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大C.运动员向上运动(C→B)的过程中，超重，对板的压力先增大后减小D.运动员向上运动(C→B)的过程中，超重，对板的压力一直减小【答案】B【解析】试题分析：人受到重力及板向上的弹力；人在向下运动的过程中，人受到的板的弹力越来越大，开始时加速度向下减小；然后加速度再向上增大，故人应先失重后超重，但人对板的压力一直增大，故A错误，B正确；运动员在向上运动时，由于弹力减小，但开始时一定大于重力，故合外力先减小后增大，而加速度先向上，后向下，故人先超重后失重，但人对板的压力一直减小；故CD错误；故选B．考点：失重和超重【名师点睛】本题是牛顿第二定律的应用问题；解题时应明确板的弹力随形变量的增大而增大；故人受到的合力应先向下减小再向上增大，可类比于弹簧进行分析；当人的加速度向下时，人处失重状态，当人的加速度向上时，人处超重状态。6.两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则A.N点的电场强度大小为零B.C点的电场强度大小为零C.NC间场强方向向x轴正方向D.将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功【答案】BD【解析】试题分析：φx图象的斜率等于电场强度E．根据两点电荷连线的电势高低的分布如图所示，由于沿着电场线电势降低，可知两点电荷的电性．根据功能关系分析电场力做功的正负．φ−x图像的斜率表示点场强强度，故N点电场强度不为零，C点电场强度为零，A错误B正确；由图可知：OM间电场强度方向沿x轴正方向，MC间电场强度方向沿x轴负方向，NC间场强方向向x轴负方向，C错误；因为MC间电场强度方向沿x轴负方向，CD间电场强度方向沿x轴正方向，则将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后负功7.如图所示，边长为L的等边三角形ABC为两有界匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形外的磁场（足够大）方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。把粒子源放在顶点A处，它将沿∠A的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为v0的带电粒子（粒子重力不计）。粒子在磁场中运动的周期为T，对从A射出的粒子A.若带负电，v0=qBB.若带负电，v0=qBC.若带正电，v0=qBD.若带正电，v0=qB【答案】AB【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，如图所示，当v0=qBLm所以有qBLm=mv02r⇒r=mvqB=L，作出根据几何关系可知作出运动轨迹，根据轨迹可知，当电荷带正电，粒子经过一个周期到达C点，即为t3=T，C错误；当粒子带负电，粒子经过T6第一次到达C点，即为t1=T6，A正确；当v08.两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边与水平面的夹角为37°，质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨的电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中，当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时，cd杆恰好处于静止状态，重力加速度为g，以下说法正确的是A.ab杆所受拉力F的大小为mgtan37°B.回路中电流为mgsin37C.回路中电流的总功率为mgvsin37°D.m与v大小的关系为m【答案】AD【解析】试题分析：ab棒切割磁感线产生感应电流，由右手定则知方向由a至b，在cd棒中由d至c，cd棒受力如图：cd棒受安培力F安=ILB=mgtan37°，回路电流I=mgtan37°BL,ab棒所示安培力与cd棒相同，因ab棒匀速，拉力也等于安培力，又根据功能关系，拉力的功率即为电流的总功率，P=F考点：切割情况下电磁感应安培力功能关系物体平衡条件的应用三．非选择题．9.测量小物块Q与平板P之间动摩擦因数的实验装置如图所示．AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′.重力加速度大小为g.实验步骤如下：①测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h；②将物块Q在A点从静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；③重复步骤②，共做10次；④将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s.（1）用实验中的测量量表示物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ＝________.（2）回答下列问题：(ⅰ)实验步骤③④的目的是________________________________；(ⅱ)已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是__________________________(写出一个可能的原因即可)．【答案】(1).RL−s24hL(2).减小实验结果的误差【解析】（2）（i）从A到B，由动能定理得：mgR=EkB−0，则物块到达B时的动能EkB=mgR；离开C后，物块做平抛运动，水平方向：s=vCt，竖直方向：h=12gt2（ii）实验步骤④⑤的目的，是通过多次实验减小实验结果的误差；实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是圆弧轨道存在摩擦，接缝B处不平滑等．10.某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500Ω左右，电学符号与小灯泡电学符号相同．实验室提供的器材有：电流表A1（量程为0至50mA，内阻RA1=3Ω）电流表A2（量程为0至3mA，内阻RA2=15Ω）定值电阻R1=697Ω定值电阻R2=1985Ω滑动变阻器R（0至20Ω）一只电压表V（量程为0至12V，内阻RV=1kΩ）蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）电键S一只（1）在方框中画出应采用的电路图____,并在实物图中用笔代替导线将电路连接起来______。（2）写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx=_________，当表达式中的_______（填字母）达到_____，记下另一电表的读数带入表达式，其结果为正常工作时电阻．【答案】(1).(2).(3).I2R2+RA2【解析】试题分析：滑动变阻器阻值远小于LED的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法．LED灯的额定电压为3V，题目所给的电压表量程太大，测量不准确，需通过电流表和定值电阻改装为电压表，因为通过LED的电流较小，可以用题目中的电压表当电流表使用．根据闭合电路欧姆定律求出LED正常工作时的电阻．（2）根据闭合电路欧姆定律知，灯泡两端的电压U=I2R+RA2，通过灯泡的电流I=URV−11.如图所示，在光滑水平桌面上，用不可伸长的细绳（长度为L）将带电量为q、质量为m的小球悬于O点，整个装置处在水平向右的匀强电场E中。初始时刻小球静止在A点。现用绝缘小锤沿垂直于OA方向打击小球，打击后迅速离开，当小球回到A处时，再次用小锤打击小球，两次打击后小球才到达B点，且小球总沿圆弧运动，打击的时间极短，每次打击小球电量不损失。锤第一次对球做功为W1，锤第二次对球做功为W2，为使W1:W2最大，求W1、W2各多大？【答案】W【解析】为使W1：W2最大，须使W1最大，W根据动能定理，有W1−q锤第二次对球做功使小球从A运动到B，在B点，小球所受电场力提供向心力，有qE得v根据动能定理有：W2−2q12.上图为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B两端相距3m，另一台倾斜，传送带与地面的倾角θ=37°，C、D两端相距4.45m，B、C相距很近。水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动。将质量为10kg的一袋大米无初速的放在A端，到达B端后，速度大小不变地传到倾斜的CD部分，米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5。试求：（g=10m/s2）（1）若CD部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能上升的最大距离；（2）若要米袋能被送到D端，求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C端到D端所用时间的取值范围【答案】（1）1.25m（2）1.16【解析】试题分析：（1）米袋在AB上加速时的加速度a米袋的速度达到v0=5因此米袋在到达B点之前就有了与传送带相同的速度设米袋在CD上运动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得m代入数据得a=10m（2）设CD部分运转速度为v1时米袋恰能到达D点（即米袋到达D点时速度恰好为零），则米袋速度减为v1米袋速度小于v1至减为零前的加速度为由v解得v1=米袋恰能运到D点所用时间最长为t若CD部分传送带的速度较大，使米袋沿CD上滑时所受摩擦力一直沿皮带向上，则所用时间最短，此种情况米袋加速度一直为a2，由SCD所以，所求的时间t的范围为1.16s考点：牛顿第二定律、匀变速直线运动的位移与时间的关系【名师点睛】本题难点在于通过分析题意找出临条界件，注意米袋在CD段所可能做的运动情况，从而分析得出题目中的临界值为到达D点时速度恰好为零；本题的难度较大。13.如图甲所示，O点为振源，OP＝s，t＝0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从t＝0时刻开始描绘的质点P的振动图象。下列判断中正确的是________。A．该波的频率为1B．这列波的波长为sC．t＝0时刻，振源O振动的方向沿y轴负方向D．t＝t2时刻，P点的振动方向沿y轴负方向E．t＝t2时刻，O点的振动方向无法判断【答案】ABE【解析】结合题图甲、乙可知，振动从O传到P，用时t1，传播距离为s，故波速为v=st1，波的周期为T=t2−t1，故波的频率为f=1t2−t1，波长λ=vT=st2−t1t1，故AB正确；由题图乙可知14.如图所示，一透明半圆柱体折射率为n1=2，底面半径为R，长为L.现在将该半圆柱体放入折射率为n2【答案】s【解析】半圆柱体的横截面如图所示，OO设从A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件，由折射定律有nsinθ=1。其中相对折射率由几何关系得∠O'OB15.下列说法中正确的是（____）A．原子核内的所有质子间都存在核力和库仑力B．自由核子结合成原子核时，一定遵循质量数守恒C．比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢，原子核