综合模拟卷(十一)
一、选择题Ⅰ(本题共 8 小题,每小题 4 分,共 32 分.每小题列出的四个备选项中只有一个
是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.(2018·台州市外国语学校期末)如图所示是摩托车比赛转弯时的情形.转弯处路面常是外高
内低,摩托车转弯有一个最大安全速度,若超过此速度,摩托车将发生滑动.关于摩托车滑
动的问题,下列论述正确的是 ( )
A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用
B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力
C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去
D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去
答案 B
解析 摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用,没有离心力,A 项错误;摩托车
正常转弯时可看做匀速圆周运动,所受的合力等于向心力,如果向外滑动,说明提供的向心
力即合力小于需要的向心力,B 项正确;摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做
离心曲线运动,C、D 项错误.
2.第二拉格朗日点是日地连线上的一点,处于该位置上的天文望远镜与地球同步绕太阳公转,
稳定地向地球传输相关信息,如图所示,已知日地距离为 1.5 亿公里,则天文望远镜( )
A.与地球的向心加速度相同
B.与地球公转的角速度相同
C.绕太阳的线速度小于 7.9 km/s
D.绕太阳做圆周运动的向心力来自于太阳引力
答案 B
3.带电荷量分别为+4q 和-q 的两点电荷组成了电荷系统,其电场线分布如图所示,图中实
线为电场线,未标注方向,虚线上 A、B、C、D 等间距,根据图象可判断( )A.BC 间的电场方向为 C 指向 B
B.A 点附近没有电场线,A 点的电场强度为零
C.D 点电场强度为零,试探电荷在 D 点不受电场力作用
D.若把一个带正电的试探电荷从 A 移到 B,电场力做正功,电势能减小
答案 C
解析 由题图知,带电荷量为+4q 的点电荷在 B 点,带电荷量为-q 的点电荷在 C 点,电场
线的方向总是从正电荷出发终止于负电荷,即 BC 间的电场方向为 B 指向 C,A 选项错误;
由点电荷电场强度的公式:E=k Q
r2和电场的叠加,易得 A 点的电场强度并不等于零,D 点的
电场强度为零,试探电荷在 D 点不受电场力,B 选项错误,C 选项正确;AB 间电场方向为 B
指向 A,带正电的试探电荷从 A 移到 B,电场力做负功,电势能增加,D 选项错误.
4.(2019·嘉兴一中期末)光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关 S 与内阻不计、电动势为 E
的电源相连,右端与半径为 L=20 cm 的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量 m=60 g、电阻 R
=1 Ω、长为 L 的导体棒 ab,用长也为 L 的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向
的匀强磁场,磁感应强度 B=0.5 T,当闭合开关 S 后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,
细线与竖直方向成 θ=53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,
导轨电阻不计,sin 53°=0.8,g=10 m/s2,则( )
A.磁场方向一定竖直向上
B.电源电动势 E=8.0 V
C.导体棒在摆动过程中所受安培力 F=0.3 N
D.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为 0.048 J
答案 C
5.(2019·金、丽、衢十二校联考)某电力公司曾举办“计量日进您家”活动,免费上门为市民
做出家庭用电耗能诊断分析,针对每户家庭提出个性化的节能建议,根据专家统计,每使用 1
度(千瓦时)电,就相应消耗了 0.40 kg 的标准煤,同时产生 0.272 kg 碳粉尘、0.997 kg 二氧化
碳、0.03 kg 二氧化硫、0.015 kg 碳氧化物,下表是电力技术人员实测提供的数据,估算一户普通家庭待机一年相应产生的二氧化硫污染物约为( )
每户普通家庭家
用电器平均数
一台台式
电脑
2 台平
板电视
机
2 台空调
1 台洗
衣机
1 台无线
路由器
1 台饮
水机
每台电器待机平
均功率(W)
0.6 0.75 1.2 0.6 2 0.4
A.2.0 kg B.20 kg C.200 kg D.2 000 kg
答案 A
6.(2019·山西运城市 5 月适应性测试)一带负电的微粒只在电场力作用下沿 x 轴正方向运动,
其电势能随位移 x 变化的关系如图所示,其中 0~x1 段是曲线,x1~x2 段是平行于 x 轴的直线,
x2~x3 段是倾斜直线,则下列说法正确的是( )
A.0~x1 段电势逐渐升高
B.0~x1 段微粒的加速度逐渐减小
C.x2~x3 段电场强度减小
D.x2 处的电势比 x3 处的电势高
答案 B
解析 电势能 Ep=φq,由于粒子带负电,0~x1 段电势能变大,所以电势变小,A 错误;根
据电场力做功与电势能关系:|ΔEp|=E|q|Δx,图象斜率的大小代表场强大小,0~x1 段图象斜
率变小,场强变小,受力减小,加速度逐渐变小,B 正确;x2~x3 段斜率不变,场强不变,C
错误;x2 到 x3,电势能减小,粒子带负电,所以电势增大,D 错误.
7.(2019·山东泰安市 3 月第一轮模拟)如图,在水平光滑细杆上有一小环,轻绳的一端系在小
环上,另一端系着夹子夹紧一个质量为 M 的小物块两个侧面,小物块到小环悬点的距离为
L,夹子每一侧面与小物块的最大静摩擦力均为 F.小环和物块一起向右匀速运动,小环碰到
杆上的钉子 P 后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动,则小环和
物块一起向右匀速运动的速度最大为(不计小环和夹子的质量,重力加速度为 g)( )A. FL
M B. 2FL
M
C.
(F-Mg)L
M D.
(2F-Mg)L
M
答案 D
解析 当小环碰到钉子瞬间,物块将做圆周运动,则对物块:2F-Mg=Mv2
L
解得 v=
(2F-Mg)L
M
,故选 D.
8.(2019·安徽宣城市第二次模拟)如图,圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场,P 为磁场边界
上的一点.有无数个带有相同电荷量和相同质量的粒子在纸面内沿各个方向以同样的速率通
过 P 点进入磁场.这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上,这段圆弧的弧长是圆
周长的1
3.将磁感应强度的大小从原来的 B1 变为 B2,结果相应的弧长变为圆周长的1
4,则B2
B1等
于( )
A.
6
2 B.
6
3 C.4
3 D.3
4
答案 A
解析 设圆的半径为 r,磁感应强度为 B1 时,从 P 点射入的粒子与磁场边界的最远交点为
M,最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点,如图甲所示,∠POM=120°,设粒子做圆
周运动的半径为 R,则有 sin 60°=R
r,解得 R= 3
2 r;
磁感应强度为 B2 时,从 P 点射入的粒子与磁场边界的最远交点为 N,最远的点是轨迹上直径
与磁场边界圆的交点,如图乙所示,∠PON=90°,设粒子做圆周运动的半径为 R′,则有
R′= 2
2 r,由带电粒子做匀速圆周运动的半径 R=mv
qB,由于 v、m、q 相等,则得B2
B1= R
R′=
3
2
2
2= 6
2 ,故选项 A 正确,B、C、D 错误.
二、选择题Ⅱ(本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分.每小题列出的四个备选项中至少有一
个是符合题目要求的,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有错选的得 0 分)
9.下列说法正确的是( )
A.不同色光在同一种均匀介质中的传播的速度相同
B.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
C.杨氏双缝干涉实验中,当两缝间的距离以及双缝到屏的距离一定时,红光干涉条纹的相
邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小
D.光的偏振特征说明光是横波
答案 BD
解析 光在介质中传播的速度由介质本身及光的频率共同决定,故 A 错误.油膜形成的彩色
条纹,是由膜的前后表面反射光,进行光的叠加,形成的干涉条纹,故 B 正确.根据光的干
涉条纹间距公式 Δx=l
dλ,可知,红光的波长长,则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉
条纹的相邻条纹间距大,故 C 错误.光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波,故 D 正
确.
10.氢原子能级如图所示,当氢原子从 n=5 跃迁到 n=2 的能级时,辐射紫色光,光的波长
为 434 nm.以下判断正确的是( )
A.氢原子从 n=5 跃迁到 n=3 的能级时,辐射光的波长更短
B.氢原子从 n=5 跃迁到 n=1 的能级时,辐射光的频率更高
C.一群处于 n=5 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 4 种辐射光
D.若氢原子从 n=4 跃迁到 n=2 的能级时,辐射光的波长大于 434 nm
答案 BD
解析 氢原子从 n=5 跃迁到 n=3 的能级时能级差较小,辐射光的波长更长,A 错误;氢原子从 n=5 跃迁到 n=1 的能级时能级差较大,辐射光的频率更高,B 正确;根据 C25=10 知,
大量氢原子处于 n=5 的激发态,当向低能级跃迁时会辐射出 10 种不同频率的光,C 错误;
从 n=4 跃迁到 n=2 的能级,辐射出的光子的能量小于从 n=5 跃迁到 n=2 辐射出的光子的
能量,故从 n=4 跃迁到 n=2 的能级时辐射光的波长大于 434 nm,D 正确.
11.(2019·福建莆田市 5 月第二次质检)如图,装有水的杯子从倾角 α=53°的斜面上滑下,当
水面稳定时,水面与水平面的夹角 β=16°.取重力加速度 g=10 m/s2,sin 53°= 0.8,sin 16°=
0.28,则( )
A.杯子下滑的加速度大小为 2.8 m/s2
B.杯子下滑的加速度大小为 3.5 m/s2
C.杯子与斜面之间的动摩擦因数为 0.75
D.杯子与斜面之间的动摩擦因数为 0.87
答案 BC
解析 取水面上的一质量为 m 的小水滴为研究对象,受力分析如图所示,
由正交分解法结合牛顿第二定律可得:mgsin 53°-FNsin 37°=ma;mgcos 53°=FNcos 37°,解
得 a=3.5 m/s2;
对杯子和水的整体,由牛顿第二定律:Mgsin 53°-μMgcos 53°=Ma,解得 μ=0.75,故选 B、
C.
12.(2019·湖南衡阳市第二次模拟)如图所示,一根轻弹簧一端固定在 O 点,另一端固定一个
带有孔的小球,小球套在固定的竖直光滑杆上,小球位于图中的 A 点时,弹簧处于原长,现
将小球从 A 点由静止释放,小球向下运动,经过与 A 点关于 B 点对称的 C 点后,小球能运动
到最低点 D 点,OB 垂直于杆,则下列结论正确的是( )A.小球从 A 点运动到 D 点的过程中,其最大加速度一定大于重力加速度 g
B.小球从 B 点运动到 C 点的过程,小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和可能增大
C.小球运动到 C 点时,重力对其做功的功率最大
D.小球在 D 点时弹簧的弹性势能一定最大
答案 AD
解析 在 B 点时,小球的加速度为 g,在 BC 点间弹簧处于压缩状态,小球在竖直方向除受
重力外还有弹簧弹力沿竖直方向的分量,所以小球从 A 点运动到 D 点的过程中,其最大加速
度一定大于重力加速度 g,故 A 正确;由能量守恒可知,小球从 B 点运动到 C 点的过程,小
球做加速运动,即动能增大,所以小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和一定减小,故 B 错
误;小球运动到 C 点时,由于弹簧的弹力为零,所以合力为重力 G,所以小球从 C 点往下还
会加速一段,所以小球在 C 点的速度不是最大,即重力的功率不是最大,故 C 错误;D 点为
小球运动的最低点,即速度为零,弹簧形变最大,所以小球在 D 点时弹簧的弹性势能最大,
故 D 正确.
三、非选择题(本题共 5 小题,共 52 分)
13.(6 分)(2019·河北邯郸市测试)某实验小组学生采用如图甲所示的装置(实验中,小车碰到
制动装置时,钩码尚未到达地面)用打点计时器得到一条纸带后,通过分析“小车位移与速度
变化的对应关系”来研究“合外力对小车所做的功与速度变化的关系”.图乙是实验中得到的
一条纸带,点 O 为纸带上的起始点,A、B、C 是纸带上的三个连续的计数点,相邻两个计数
点间均有 4 个点未画出,用刻度尺测得 A、B、C 到 O 的距离如图乙所示,已知所用交变电
源的频率为 50 Hz,问:
(1)打 B 点时刻,小车的瞬时速度 vB=________ m/s(结果保留两位有效数字).(2)实验中,该小组同学画出小车位移 x 与速度 v 的关系图象如图丙所示,根据该图形状,某
同学对合外力做的功 W 与 v 的关系作出的猜想,肯定不正确的是________.
A.W∝v2 B.W∝v
C.W∝1
v D.W∝v3
(3)本实验中,若钩码下落高度为 h1 时合外力对小车所做的功为 W0,则当钩码下落 h2 时,合
外力对小车所做的功为________.(用 h1、h2、W0 表示)
答案 (1)0.80 (2)BC (3)h2W0
h1
解 析 (1) 匀 变 速 直 线 运 动 的 平 均 速 度 等 于 中 间 时 刻 瞬 时 速 度 , 故 : vB = xC-xA
2T =
0.250 1-0.090 1
0.2 m/s=0.80 m/s;
(2)位移-速度图象为过原点的曲线,故 W 与 v 一定不是正比关系,也一定不是反比关系,所
以肯定不正确的是 B、C;
(3)根据功的定义,有:W0=F 合 h1
当钩码下落 h2 时,合外力对小车所做的功为:W=F 合 h2
解得:W=h2
h1W0.
14.(9 分)(2019·福建宁德市 5 月质检)某同学利用图(a)所示电路测量电压表的内阻.可供选
择的器材有:电源 E,电压表 V,电阻箱 R(0~9 999 Ω),滑动变阻器 R1(最大阻值 10 Ω),滑
动变阻器 R2(最大阻值 5 kΩ),开关 S,导线若干.
实验步骤如下:
①按电路原理图(a)连接线路;
②将滑动变阻器的滑片滑至最左端,同时将电阻箱阻值调为 0;
③将开关闭合,调节滑动变阻器的滑片,使电压表满偏;④保持滑动变阻器滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表示数为满偏刻度的2
3,此时电阻
箱阻值如图(c)所示.
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”);
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连接完整;
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为________ Ω,计算可得电压表的内阻为________ Ω;
(4)通过上述方法得到电压表的内阻测量值________(填“大于”或“小于”)真实值.
答案 (1)R1
(2)
(3)1 987 3 974 (4)大于
解析 (1)由电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选择
R1;
(2)根据电路图连接实物图,实物图如图所示:
(3)由题图(c)可知电阻箱阻值为 1 987 Ω,实验过程认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不
变,电压表和电阻箱串联,电流相等,故有
2
3U
RV=
1
3U
R =
1
3U
1 987 Ω,解得 RV=3 974 Ω;
(4)电阻箱接入电路后电路总电阻变大,电路总电流变小,分压电路分压变大,故电压表示数
为满偏刻度的2
3时,电阻箱两端电压大于满偏刻度的1
3,电压表内阻小于电阻箱阻值的 2 倍,
因此电压表内阻测量值大于真实值.
15.(10 分)如图所示,竖直平面内的光滑半圆形轨道下端与粗糙水平面相切,B、C 分别为半
圆形轨道的最低点和最高点.质量 m=1 kg 的小滑块(可视为质点)沿水平面向左滑动,经过 A
点时的速度 vA=4 3 m/s.已知 AB 段长为 x=1.6 m,半圆形轨道的半径 R=0.4 m,滑块从 C
点水平飞出后恰好落到 A 点,不计空气阻力,g 取 10 m/s2.求:(1)滑块经过 C 点时半圆形轨道对滑块的支持力大小 F;
(2)滑块运动到 B 点时的速度大小 vB;
(3)滑块与水平面间的动摩擦因数 μ.
答案 (1)30 N (2)4 2 m/s (3)0.5
解析 (1)设滑块从 C 点飞出时的速度为 vC,从 C 点运动到 A 点的时间为 t
滑块从 C 点水平飞出后,做平抛运动,在竖直方向有 2R=1
2gt2
在水平方向有 x=vCt
解得 vC=4 m/s
滑块在 C 点时,由牛顿第二定律有 F+mg=mvC2
R
可得半圆形轨道对滑块的支持力 F=30 N
(2)滑块从 B 到 C 过程,由动能定理有-mg·2R=1
2mvC2-1
2mvB2
解得 vB=4 2 m/s
(3)滑块从 A 到 B 过程,由动能定理有-μmgx=1
2mvB2-1
2mvA2
解得 μ=0.5
16.(12 分)(2019·台州中学统练)如图所示,足够长的光滑水平导轨的间距为 l,电阻不计,垂
直轨道平面有磁感应强度为 B 的匀强磁场,导轨上相隔一定距离放置两根长度均为 l 的金属
棒,a 棒质量为 m,电阻为 R,b 棒质量为 2m,电阻为 2R.现给 a 棒一个水平向右的初速度
v0,求:(a 棒在以后的运动过程中没有与 b 棒发生碰撞,a、b 两棒始终与导轨垂直且接触良
好)
(1)b 棒开始运动的方向;
(2)当 a 棒的速度减为v0
2 时,b 棒刚好碰到了障碍物,经过很短时间 t0 速度减为零(不反弹).求
碰撞过程中障碍物对 b 棒的冲击力大小;
(3)b 棒碰到障碍物后,a 棒继续滑行的距离.
答案 (1)向右运动 (2)mv0
2t0 (3)3mv0R
2B2l2
解析 (1)根据右手定则知,回路中产生逆时针方向的电流,根据左手定则知,b 棒所受的安
培力方向向右,可知 b 棒向右运动.
(2)设 b 棒碰上障碍物瞬间的速度为 v2,之前两棒组成的系统动量守恒,以向右为正方向,则mv0+0=m·v0
2 +2mv2,
解得 v2=v0
4 .
b 棒碰障碍物过程中,根据动量定理得,-Ft0=0-2m·v0
4 ,解得 F=mv0
2t0 .
(3)a 棒单独向右滑行的过程中,当其速度为 v 时,所受的安培力大小为 F 安=BIl=Blv
3RlB,
极短时间 Δti→0,a 棒的速度由 v 变为 v′,根据动量定理,有:-F 安 Δti=mv′-mv,
代入后得,B2l2
3R viΔti=mv-mv′,
把各式累加,得B2l2
3R ∑viΔti=m·v0
2 -0,
a 棒继续前进的距离 x=∑Δxi=∑viΔti=3mv0R
2B2l2 .
17.(15 分)(2019·四川南充市第一次适应性考试)如图所示,在竖直平面内的平面直角坐标系
xOy 中,x 轴上方有水平向右的匀强电场,有一质量为 m,电荷量为-q(-q