高中物理综合能力训练一

1综合能力训练(一)(时间:60分钟满分:110分)综合能力训练第56页第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儿答案:A解析:最先提出电荷周围存在电场观点的是法拉第,故选项A正确;牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性,故选项B错误;测量引力常量的是卡文迪许,故选项C错误;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伽利略,故选项D错误。2.下列说法不正确的是()A.β射线与γ射线一样都是电磁波,但β射线的穿透本领远比γ射线弱B.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征C.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少DU衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变答案:A3.如图所示,内壁光滑质量为m的管形圆轨道,竖直放置在光滑水平地面上,恰好处在两固定光滑挡板M、N之间,圆轨道半径为R。质量为m的小球能在管内运动,小球可视为质点,管的内径忽略不计。当小球运动到轨道最高点时,圆轨道对地面的压力刚好为零。下列判断正确的是()A.圆轨道对地面的最大压力大小为8mgB.圆轨道对挡板M、N的压力总为零2C.小球运动的最小速度为√D.小球离挡板N最近时,圆轨道对挡板N的压力大小为5mg答案:A解析:当小球运动到最高点时,圆轨道对地面的压力为零,可知小球对圆轨道的弹力大小等于圆轨道的重力,根据牛顿第二定律得,mg+FN1=m,FN1=mg,解得在最高点的速度v1=√,小球运动到轨道最低点,根据动能定理得,mg·2R=,根据牛顿第二定律得,FN2-mg=m,再根据牛顿第三定律,联立解得小球对轨道的最大压力FN2'=7mg,则圆轨道对地面的最大压力为8mg,故A正确。因为小球在光滑的管形轨道内运动,完成圆周运动的最小速度可以是0,C错误。在小球运动到离挡板N最近时,小球需要向左的向心力,由挡板N的弹力提供,所以小球对挡板M、N的压力不为零,故B错误。根据动能定理得,mgR=,根据牛顿第二定律得,FN3=m,联立解得FN3=4mg,则圆轨道对挡板N的压力为4mg,故D错误。选A。4.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2=√v1。已知某星球的半径为r,表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的,不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为()A.√B.√C.√D.gr答案:C解析:根据m,在该星球上的第一宇宙速度v1=√,因此第二宇宙速度v2=√v1=√,因此选项C正确,选项A、B、D错误。5.(2019·黑龙江双鸭山模拟)如图所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,B的环面水平且与圆盘面平行,B的轴线与A的轴线OO'重合。现使A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所指方向加速转动,则()A.B的环面有扩张的趋势,丝线受到的拉力增大3B.B的环面有收缩的趋势,丝线受到的拉力减小C.B的环面有扩张的趋势,丝线受到的拉力减小D.B的环面有收缩的趋势,丝线受到的拉力增大答案:B解析:使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所指方向加速转动,形成环形电流,环形电流的大小增大,穿过金属环B的磁通量向下,且增大,根据楞次定律可判断,金属环B的环面有收缩的趋势,且有向上的运动趋势,丝线受到的拉力减小,选项B正确,选项A、C、D错误。6.如图所示,等腰直角三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,直角边bc的长度为l。三个相同的带正电粒子从b点沿bc方向分别以速率v1、v2、v3射入磁场,在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3,且t1∶t2∶t3=3∶3∶2。不计粒子的重力及粒子间的相互作用,下列说法正确的是()A.粒子的速率关系一定是v1=v2v3B.粒子的速率可能是v2v1v3C.粒子的比荷D.粒子的比荷√答案:BD解析:根据题设条件,三个相同的带电粒子从b点沿bc方向以不同速度进入三角形磁场区域,粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得qvB=m,解得r=,粒子轨道半径与速度成正比,又因为三个粒子在磁场中运动的时间之比为t1∶t2∶t3=3∶3∶2,显然它们在磁场中的偏转角度之比为3∶3∶2。即粒子1、2打在ab上,而粒子3打在ac上,轨迹如图所示。粒子1、2打在ab上,而粒子3打在ac上,粒子3的速度比1、2的速度大,无法确定粒子1、2的速度关系,1、2两粒子的速度既可能相等也可能不相等,故A错误,B正确;对速度为v2的粒子,其偏转角度为90°,粒子在磁场中的运动时间t2=T=,则,故C错误;对速度为v3的粒子偏转60°,运动轨迹如图所示,由几何关系知r3tan30°+r3tan30°cos60°=l,解得r3=√,粒子在磁场中做匀4速圆周运动洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得qv3B=m,解得r3=√,故D正确。7.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC=h。圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A。弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g。则圆环()A.下滑过程中,加速度一直减小B.下滑过程中,克服摩擦力做的功为mv2C.在C处,弹簧的弹性势能为mv2-mghD.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度答案:BD解析:下滑过程中,圆环先加速然后减速,其加速度开始时竖直向下(大小逐渐减小),然后改为竖直向上(其大小逐渐增大),选项A错误;设下滑过程克服摩擦力做功为Wf,则上滑过程克服摩擦力做功也为Wf,对下滑过程由动能定理有mgh-Wf-W弹=0,对上滑过程由动能定理有W弹-mgh-Wf=0-mv2,联立以上两式得Wf=mv2,E弹C=W弹=mgh-mv2,可知选项B正确,C错误;设环下滑时经过B点时速度为v1,对环由A至B的过程有mghAB-Wf'-W弹'=-0,设环上滑时经过B点时速度为v2,对环由B至A的过程有-Wf'-mghAB+W弹'=0-,比较以上两式易知v2v1,选项D正确。8.如图所示,把A、B两个相同的导电小球分别用长为0.10m的绝缘细线悬挂于OA和OB两点。用丝绸摩擦过的玻璃棒与A球接触,棒移开后将悬点OB移到OA点固定。两球接触后分开,平衡时距离为0.12m。已测得每个小球质量是8.0×10-4kg,带电小球可视为点电荷,重力加速度g取10m/s2,静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,则()5A.两球所带电荷量相等B.A球所受的静电力为1.0×10-2NC.B球所带的电荷量为4√×10-8CD.A、B两球连线中点处的电场强度为0答案:ACD解析:根据电荷量均分原理知,两小球电荷量相同,A选项正确;两小球接触后再分开后的位置如图所示,已知=0.10m,=0.12m,根据几何知识可知θ=37°。对A进行受力分析如图所示,将A受到的库仑力和重力合成后合力沿OAA的延长线,可得Fq=mgtanθ=6×10-3N,B选项错误;根据库仑定律Fq=,可得q=√,其中l=0.12m,代入数据得q=4√×10-8C,C选项正确;A、B带的电荷量相等且同种性质,所以连线中点处电场强度为零,D选项正确。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)如图甲所示,由小车、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板构成伽利略理想斜面实验装置。实验时,在水平长直木板旁边放上刻度尺,小车可以从斜面平稳地滑行到水平长直平面。利用该装置与器材,完成能体现如图乙所示的伽利略理想斜面实验思想与方法的实验推论(设重力加速度为g)。甲6乙丙(1)请指出,实验时必须控制的实验条件:。(2)请表述,由实验现象可以得出的实验推论:。(3)图丙是每隔Δt时间曝光一次得到小车在粗糙水平面上运动过程中的五张照片,测得小车之间的距离分别是s1、s2、s3、s4,由此可估算出小车与水平面间的动摩擦因数μ=(用s1、s2、s3、s4、g、Δt表示)。答案:(1)小车从同一位置静止释放(2)水平面越光滑,小车滑得越远,当水平面光滑时,小车将滑向无穷远(3)-解析:(1)根据伽利略“理想实验”的内容与原理可知,需要小车到达水平面时的速度是相同的,所以在实验的过程中要求小车从同一位置静止释放。(2)根据实验的情况,可以得出的结论为水平面越光滑,小车滑得越远,当水平面光滑时,小车将滑向无穷远。(3)小车在水平面内做匀变速直线运动,结合匀变速直线运动的推论,则a=-,根据牛顿第二定律可知a==μg,所以小车与水平面间的动摩擦因数μ=-。10.(9分)某同学要通过实验描绘一个规格为“3V0.25A”的LED灯的伏安特性曲线。实验室提供的器材有:A.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为10Ω)B.电流表A2(量程为0~250mA,内阻约为5Ω)C.滑动变阻器R1(“20Ω1A”)D.滑动变阻器R2(“200Ω0.3A”)E.电压表V(量程为0~3V,内阻RV约为3kΩ)F.开关S一只G.蓄电池E(电动势为4V,内阻很小)H.导线若干(1)要完成实验,除蓄电池、电压表、开关、导线若干外,还需选择的器材有(填写器材前的字母编号)。(2)在图中他已经连接了一部分电路,请你用笔画线代替导线将电路连线补充完整。7(3)为了得到伏安特性曲线,他以电压表的读数U为横轴,以电流表的读数I为纵轴,将实验中得到的多组数据进行了描点,如图所示,请你帮他完成I-U图像。(4)如果将此灯连入如图所示电路,其中电源电动势为3V,电源内阻与保护电阻R0的总阻值为5Ω,定值电阻R的阻值为10Ω。开关S闭合后,通过小灯泡的电流是A(保留两位有效数字)。答案:(1)BC(2)如图甲所示(3)如图乙所示(4)0.18甲8乙解析:(1)用电流表测量时要保证指针有较大的偏角,滑动变阻器作为分压器使用,阻值宜小,允许通过的最大电流值宜大,故选B、C。(2)选用分压式外接电路,将实物图连接。(3)用平滑曲线将各点连接如答案图乙所示。(4)设灯两端电压为U,电流为I,则由闭合电路欧姆定律可知E=U++I(r+R0);代入数据化简可知3V=U+5Ω·I,即U=2V-Ω·I,看成等效电源()与灯连接,作出过(2V,0)和(1V,0.3A)的图像如图所示:两图线的交点即为灯的工作点,则由上图可知,电流为0.18A。11.(12分)如图所示,在倾角θ=37°的粗糙斜面上距离斜面底端x=1m处有一质量m=1kg的物块,受到竖直向下的恒力F=30N,由静止开始沿斜面下滑。到达底端时立即撤去恒力F,然后在水平面上滑动一段距离后停止。不计物块撞击水平面时的能量损失,物块与各接触面之间的动摩擦因数相同,g取10m/s2。(1)若物块运动过程中最大速度为4m/s,物块与各接触面之间的动摩擦因数μ为多少?(2)若仅改变竖直恒力F的大小,可使物块总的运动时间有一最小值,最小值为多少?此时物块在水平面上运动的位移为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)答案:(1)0.5(2)√s1m解析:(1)物块到达斜面底端时速度最大,根据运动学公式v2=2ax代入数据得a=8m/s2对斜面上物块受力分析知(mg+F)sinθ-μ(mg+F)cosθ=ma代入数据,解得μ=0.5。(2)设斜面