寒假高三综合模拟1(教师版).docx

寒假综合模拟1 一、选择题 1．某物体在三个力作用下做匀速直线运动，若其中某个力突然消失，而其余两个力不变，则该物体的运动可能变为（　　） A．匀速直线运动 B．匀变速曲线运动 C．匀速圆周运动 D．机械振动 【考点】物体做曲线运动的条件．菁优网版权所有 【分析】物体受到三个力的作用，物体做匀速直线运动，这三个力是平衡力，如果其中一个力突然消失，剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，是非平衡力，物体在非平衡力的作用下一定改变了物体的运动状态；曲线运动的条件是合力与速度不共线． 【解答】解：A、有一个作匀速直线运动的物体受到三个力的作用，这三个力一定是平衡力，如果其中的一个力突然消失，剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线； 物体受到非平衡力的作用，物体的运动状态一定发生了改变，可能是运动方向改变，可能是运动速度改变，可能运动速度和方向都发生了改变，即速度一定改变，故A错误； B、曲线运动的条件是合力与速度不共线，当其余两个力的合力与速度不共线时，物体做曲线运动；由于合力恒定，故加速度恒定，即物体做匀变速曲线运动，故B正确； C、其余两个力的合力恒定，而匀速圆周运动合力一直指向圆心，是变力，故C错误； D、其余两个力的合力恒定，而机械振动合力充当回复力，故D错误； 故选B． 2．如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在时刻（　　） A．线圈中的感应电流最大 B．穿过线圈的磁通量最大 C．线圈中的感应电动势最小 D．穿过线圈磁通量的变化率最小 【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；交流发电机及其产生正弦式电流的原理．菁优网版权所有 【分析】一矩形线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，线圈从垂直中性面开始计时时，磁通量为零时，磁通量变化率最大；每当线圈经过中性面时，电流方向改变． 【解答】解：在时刻，即经过周期，圈平面与磁场方向又平行了，此时又处于中性面，磁通量为零时，磁通量变化率最大，感应电动势和感应电流也最大．故A正确，BCD错误． 故选：A． 3．有一小段通电直导线长1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场作用力为0.1N，则该点磁感强度为（　　） A．B=2T B．B≤2T C．B≥2T D．以上情况都有可能 【考点】安培力；磁感应强度．菁优网版权所有 【分析】根据电流在磁场中受到的安培力的特点与磁感应强度的定义式即可正确解答 【解答】解：长为1cm，电流强度为5A，把它置入某磁场中某点，受到的磁场力为0.1N， 当垂直放入磁场时，则公式B= 若不是垂直放入磁场时，则磁感应强度比2T还要大，故C正确 故选：C 4．如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，O为两电荷连线的中点，a、b两点所在直线过O点，且a与b关于O对称．以下判断正确的是（　　） A．a、b两点场强相同 B．a、b两点电势相同 C．将一负电荷由a点移到O点，电势能减小 D．将一正电荷由a点移到b点，电势能先减小后增大 【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度；电势．菁优网版权所有 【分析】据等量异号电荷的电场分布特点分析各点的场强关系，由电场线性质及电场的对称性可知ab及bc两点间的电势关系；由电势能的定义分析电势能的大小． 【解答】解： A、如图所示，根据两等量异种电荷电场线的分布情况，由对称性可知，a、b两点场强相同；故A正确； B、根据顺着电场线电势逐渐减小，可知，a点的电势高于两点电荷连线中垂面的电势，b的电势低于两点电荷连线中垂面的电势，而中垂面是一个等势面，所以a点的电势高于b点的电势，故B错误． C、由上分析可知，a点的电势高于O点的电势，负电荷在电势高处电势能小，则将一负电荷由a点移到O点，电势能增大，故C错误． D、a点的电势高于b点的电势，正电荷在电势高处电势能大，则将一正电荷由a点移到b点，电势一直降低，电势能一直减小，故D错误． 故选：A 5．有一款绿色环保冰箱的产品规格如表：该冰箱每天正常工作的平均功率为（　　） 电源 耗电量 输入功率 净重 220V 50Hz 0.9kW•h/24h 125W 72kg A．相当于900W电饭煲的功率 B．接近于90W电热毯的功率 C．相当于125W彩电的功率 D．小于40W白炽灯泡的功率 【考点】电功、电功率．菁优网版权所有 【分析】由表格中的耗电量可知，该冰箱冰箱正常工作时24小时耗电0.9KW•h，根据P=求解功率即可． 【解答】解：由表格中的耗电量可知，该冰箱冰箱正常工作时24小时耗电0.9KW•h，即24小时消耗的电能W=0.9KW•h=0.9×3.6×106J， 根据P=可得：冰箱的功率为P==37.5W 故选D 6．汽车甲沿着平直公路以速度V做匀速直线运动，当它路过某处时，该处有一辆汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动去追赶甲车，根据上述的已知条件（　　） A．可求出乙车追上甲车时乙车的速度 B．可求出乙车追上甲车时乙车所走的路程 C．可求出乙车从起动到追上甲车所用的时间 D．不能求出上述三者中的任何一个 【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系．菁优网版权所有 【分析】作出汽车甲、乙的速度时间图线，根据速度﹣时间图线分析能求出的量． 【解答】解：作出汽车甲、乙的速度﹣时间图线如图所示． 当汽车乙车追上汽车甲车时，两车位移相等，从图象上可以看出，当甲乙位移相等时，两图象与时间轴所围的“面积”相等，则得 乙车的速度为2v0． 但从图象上无法知道乙车追上甲车所用的时间，故不能求出乙车走的路程．故A正确，B、C、D错误． 故选：A． 7．如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈．通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　） A．铜线圈与传送带之间应该比较粗糙为好，这样才有利于检测出不合格线圈 B．一旦线圈完全进入磁场，不论线圈是否闭合，一定立即停止与传送带之间的相对滑动 C．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈 D．从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈 【考点】楞次定律．菁优网版权所有 【分析】当线圈通过磁场时，穿过线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生感应电动势，从而出现感应电流，则安培力促使线圈在运动．由楞次定律可知：当磁通量变大时，安培力去阻碍其变大，所以安培力方向与运动方向相反；当磁通量变小时，安培力去阻碍变小，则安培力的方向仍与运动方向相反．当线圈没有闭合，则线圈中虽有感应电动势，但没有感应电流，所以没有安培力作用，则其位置不变． 【解答】解：A、若线圈闭合，进入磁场时，线圈中出现感应电流，受到安培力使线圈相对传送带向后滑动，若铜线圈与传送带之间比较粗糙，则很难出现滑动，故A错误； B、若线圈不闭合，进入磁场时，线圈中没有感应电流，则相对传送带位置不变，故B错误； C、从图中可以看出，第3个线圈是不合格，若是闭合的，则在安培力作用下，会向后滑动，故C正确； D、从图中可以看出，第4个、5个及6个线圈均是合格的，其位置均匀．故D错误； 故选：C． 　 8．如图所示，同一竖直面内有上下两条用相同材料做成的水平轨道MN、PQ，两个完全相同的物块A、B放置在两轨道上，A在B物块正上方，A、B之间用一细线相连．在细线的中点O施加拉力，使A、B一起向右做匀速直线运动，则F的方向是（图中②表示水平方向）（　　） A．沿①方向 B．沿②方向 C．沿③方向 D．沿①②③方向都可以 【考点】力的合成．菁优网版权所有 【分析】对A、B两物体分析，抓住A、B对水平轨道的正压力不同，导致摩擦力不等，根据水平方向上平衡，得出AO、BO拉力的大小，从而确定拉力F的方向． 【解答】解：力的作用点是在细线的中点，而且物块A在B的正上方，所以三角形ABO是等腰三角形，且AB在竖直方向，所以AO与BO与水平方向的夹角相等．因为A对水平轨道的正压力大于B对水平轨道的正压力，所以水平面对A的摩擦力大于水平面对B的摩擦力，由题意细线AO受到的拉力必须大于BO受到的拉力，所以F的方向只能是③方向．故C正确，A、B、D错误． 故选C． 9．在电场中存在A、B、C、D四点，如果A、B、C、D四点刚好构成正方形，且A、B、C、D四点的电场强度相同，则该电场（　　） A．一定是匀强电场 B．可能是一个点电荷形成的 C．可能是两个等量异种点电荷形成的 D．可能是两个等量同种点电荷形成的 【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．菁优网版权所有 【分析】根据匀强电场，电场强度处处相同；点电荷形成的电场中只能找出大小相同的点，方向不同；根据等量异种电荷和等量同种电荷的电场线的分布，即可求得四点的大小和方向是否相同 【解答】解：A、在匀强电场中，电场强度处处相等，故可能为运强电场，故A错误； B、一个点电荷形成的电场是以点电荷为中心发散的电场，故A、B、C、D四点刚好构成正方形，ABCD的场强大小可以相同，但方向不同，故A、B、C、D四点的电场强度不同，故B错误； C、根据等量异种电荷的电场线的分布，可知在两个点电荷连线的中垂面上，如果A、B、C、D四点刚好构成正方形，A、B、C、D四点的电场强度大小可以相同，方向也相同，故电场强度可能相同．故C正确； D、根据等量同种电荷的电场线的分布，可知，如果A、B、C、D四点刚好构成正方形，A、B、C、D四点的电场强度大小可以相同，但方向不同，故电场强度不可能相同，故D错误 故选：C 10．物体以初速度V0从A点出发，沿光滑水平轨道向前滑行，途中经过一小段粗糙程度恒定的轨道并滑离，关于该物体在通过轨道的粗糙部分的前后，下列判读中正确的是（　　） A．初速度V0越大，物体动能的减少量越大 B．初速度V0越大，物体动能的减少量越小 C．初速度V0越大，物体速度的减少量越大 D．初速度V0越大，物体速度的减少量越小 【考点】动能．菁优网版权所有 【分析】整个过程根据动能定理表示出摩擦力做功，而摩擦力做功相同，故可判断 【解答】解：物体通过粗糙面时，根据动能定理可得，摩擦力做功相同，故动能的变化量相同，速度变化量为，初速度越大，速度变化量越小，故ABC错误，D正确； 故选：D 11．如图所示，将一质量分布均匀的木块分成A、B两部分靠在一起，下端放置在粗糙水平地面上，绳子的上端与天花板相连，下端与物块A的上表面的中点相连，绳子处于竖直位置，整个装置静止，下列说法中正确的是（　　） A．物体A可能只受到2个力的作用 B．物体A至少受到3个力的作用 C．地面与物体B间可能存在摩擦力 D．剪断绳子，物体A可能下滑 【考点】物体的弹性和弹力．菁优网版权所有 【分析】隔离对A分析，根据平衡条件判断绳子拉力的有无．再分情况计论AB间受力情况，则可判断物体可能的受力情况． 【解答】解：A、对A物体分析，下端与物块A的上表面的中点相连，因此AB间一定有弹力，根据共点力的平衡条件可知，若A受到的摩擦力与支持力的合力等于重力，则不受绳子的拉力，若它们的合力小于重力，则还受到绳子的拉力，故A错误，B正确； C、从整体角度分析，物体B没有水平方向运动的趋势，地面与物体B间不可能存在摩擦力，不满足产生摩擦力的条件，故C错误； D、剪断绳子，物体A不可能下滑，因为支持力和摩擦力的合力方向为竖直方向，故D错误（或这样理解，A与B之间的摩擦系数较大，剪断绳子，A与B之间的支持力也随之增大，摩擦力变大，与重力沿斜面向下的分力平衡），故D错误． 故选：B． 二、填空题 12．甲、乙两颗绕地球作匀速圆周运动人造卫星，其线速度大小之比为：1，则这两颗卫星的运转半径之比为　1：2　，运转周期之比为　1：　． 【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．菁优网版权所有 【分析】根据万有引力提供向心力，得出线速度、周期与轨道半径的关系，从而求出向心力、线速度、周期之比． 【解答】解：根据，得v=， 所以： 根据： 得：T=2π． 所以周期之比为：= 故答案为：1：2，1：2 13．在氯化铯晶体中，一价氯离子Cl﹣与其最邻近的八个一价铯离子Cs+构成如图所示的立方晶结构．则氯离子所受的库仑力大小为　0　；假设图中箭头所指处缺少一个铯离子（称作晶格缺陷），则此时氯离子所受的库仑力大小为　1.92×10﹣9N　．（1nm=10﹣9m，静电力恒力k=9•109N•m2/C2） 【考点】库仑定律．菁优网版权所有 【分析】（1）根据力的矢量合成，即可求解； （2）根据库仑定律，由补全法，即可求解 【解答】解：（1）由对称性，每条对角线上的一对铯离子与氯离子间的作用合力为零，故F1=0． （2）除了有缺陷的那条对角线外，其他铯离子与氯离子的作用合力为零， 所以氯离子所受的合力F2的值为，F2=k=k=1.92×10﹣9N． 故答案为：（1）0；（2）1.92×10﹣9N． 14．一列频率为2.5Hz的简谐横波沿x轴传播，在t1=0时刻波形如图中实线所示，在t2=0.7s时刻波形如图中虚线所示．则虚线时刻横坐标为x=3m的质点的速度是　零　（选填“最大，零”）；在t3=0.1s时位于0＜x＜5m区间的质点中有一部分正向y轴正方向运动，这些质点在x轴上的坐标区间是　1m＜x＜3m　． 【考点】波长、频率和波速的关系．菁优网版权所有 【分析】虚线时刻横坐标为x=3m的质点到达波谷，速度为零；由T=，求得周期．根据t2=0.7s时刻波形，分析波的传播方向，再分析在t3=0.1s时位于0＜x＜5m区间的质点中有一部分正向y轴正方向运动的质点坐标区间． 【解答】解：由图看出，虚线时刻横坐标为x=3m的质点到达波谷，速度为零； 该波的周期为T===0.4s，t2﹣t1=0.7s=1，由两个时刻的波形可知，该波向左传播．在t1=0时刻在x轴上坐标区间为2m＜x＜4m的质点正向y轴正方向运动，在t3=0.1s=时刻，波形向左平移λ，则正向y轴正方向运动的质点在x轴上的坐标区间是1m＜x＜3m． 故答案为：零，1m＜x＜3m 15．如图所示，铜棒ab长0.1m，质量为0.06kg，两端与长为1m的轻铜线相连，静止于竖直平面上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T．现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动．已知最大偏角为37°，则恒定电流的大小为　4　A；当铜棒向上摆动到最高点时，轻铜线中的拉力为T1，若通以更大的恒定电流，在新的最高点时，轻铜线中的拉力为T2，则T1、T2的数值上的关系：　T1＜T2　．（填“大于”、“小于”、“等于”或“无法判断”（电磁感应现象不明显，忽略不计，g=10m/s2） 【考点】安培力．菁优网版权所有 【分析】根据重力做功求出重力势能的增加量，根据动能定理求出安培力的大小．从而通过安培力的大小公式求出恒定电流的大小，到达最高点根据力的合成即可判断 【解答】解：对铜棒运用动能定理得： FAlsin37°﹣mgl（1﹣cos37°）=0 代入数据解得：FA=0.2N 根据FA=BIL得：I=A=4A； 当到达最高点时，沿绳方向合力为零，根据力的合成可知：T= 当电流增大时，安培力增大，故合力增大，故T1＜T2 故答案为：4，T1＜T2 16．某机器内有三个圆环A、B、C同轴，最大圆环C固定不动，A、B围绕轴绕同一方向匀速转动，角速度分别为ωA=10πrad/s、ωB=60πrad/s，A环边缘上有一个信号发射窗口P，每隔0.06s间歇地发射红外线，某时刻P发出的红外线穿过B环边缘上缺口Q使C圆环接受．如图所示，则圆环C接受信号周期为　0.12　s；经过较长的一段时间后，圆环C上接受信号的位置有　5　处． 【考点】线速度、角速度和周期、转速．菁优网版权所有 【分析】P发出的红外线穿过B环边缘上缺口Q使C圆环接受，需满足ωBT﹣ωAT=2π，求出周期T； 根据A、B的周期判定知在0.04s内Q点转了1.2圈，其中0.2=圈意味每圈着将圆分成5份，故有5处． 【解答】解：P发出的红外线穿过B环边缘上缺口Q使C圆环接受，需满足 ωBT﹣ωAT=2π 解得T===0.04s，与0.06s的最小公倍数为0.12s，TA===0.2s、TB===s，可知在0.12s内Q点转了3.6圈，其中0.2=圈意味每圈着将圆分成5份，故有5处． 故答案为：0.12，5． 三、计算题 17．如图1所示，“”型木块放在光滑水平地面上，木块的水平表面AB粗糙，与水平面夹角θ=37°的表面BC光滑．木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值．一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图2所示．（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．）求： （1）斜面BC的长度L； （2）滑块的质量m； （3）运动过程中滑块克服摩擦力做的功W． 【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系．菁优网版权所有 【分析】（1）当滑块沿斜面BC向下运动时，滑块对斜面有斜向右下方的压力，则力传感器受到压力．由图读出滑块运动的时间为t=1s，由牛顿第二定律求出滑块的加速度，即可由位移公式求解斜面BC的长度． （2）滑块对斜面的压力为N1′=mgcosθ，木板对传感器的压力为：F1=N1′sinθ，由图读出F1，即可求得滑块的质量． （3）求出滑块滑到B点的速度，根据牛顿第二定律求出加速度，根据运动学基本公式求出位移，进而求出克服摩擦力所做的功． 【解答】解：（1）分析滑块受力，由牛顿第二定律得： 得：a1=gsinθ=6m/s2 通过图象可知滑块在斜面上运动时间为：t1=1s 由运动学公式得：L=a1t12=3m （2）滑块对斜面的压力为：N1′=mgcosθ 木板对传感器的压力为：F1=N1′sinθ 由图象可知：F1=12N 解得：m=2.5kg （3）滑块滑到B点的速度为：v1=a1t1=6m/s 由图象可知：f1=5N，t2=2s a2==2m/s2 s=v1t2﹣a2t22=8m W=fs=40J 答：（1）斜面BC的长度L为3m； （2）滑块的质量m为2.5kg； （3）运动过程中滑块克服摩擦力做的功W为40J． 18．一端开口，一端封闭的均匀直玻璃管，长度为1米，开口向上竖直放置时，一段长15厘米的水银柱封闭了一段长65厘米的气柱，大气压强为75厘米汞柱．现将玻璃管在竖直平面内缓慢转到如图所示的位置，玻璃管与竖直方向呈60°角，求：最终管内的空气柱长度为多少？ 【考点】理想气体的状态方程．菁优网版权所有 【分析】气体做等温变化，根据玻意耳定律列式求解，要考虑水银是否溢出 【解答】解： P1l1S=P2l2S 90×65=60×l2， l2=97.5cm，l2+15=112.5cm＞100cm，所以水银将溢出 设转到180°时水银长度为x 有：90×65=（75﹣x）（100﹣x） 解得：x=10cm 设转到240°时，气体长度为l3 P1l1S=P3l3S90×65=（75﹣xsin30°）×l3 解得：l3=83.6cm 答：最终管内气柱长为83.6cm 19．如图所示，在水平光滑绝缘平面上，水平匀强电场方向与X轴间成135°角，电场强度E=1×103N/c．某带电小球电量为q=﹣2×10﹣6c，质量m=1×10﹣3kg，以初速度V0=2m/s从坐标轴原点出发，V0与水平匀强电场垂直， （1）该带电小球所受到的电场力的大小； （2）该带电小球在第二秒内的速度变化量； （3）当带电小球再经过X轴时与X轴交于A点，求带电小球经过A点时速度V=？经历的时间t=？OA两点之间的电势差UOA=？ 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；等势面．菁优网版权所有 【分析】（1）直接由公式F=qE求出电场力； （2）根据牛顿第二定律求出加速度，再求出速度的变化； （3）由位移公式，依据运动的合成与分解，从而求出坐标；由U=Ed，可求出电势差． 【解答】解：（1）带电粒子受到的电场力：F=qE=2×10﹣6×103N=2×10﹣3N （2）由牛顿第二定律得：a==， 速度的变化量△v=at， 代入数据解得△v=2m/s． （3）建垂直初速度方向为y轴，沿初速度方向为x轴，因为tan45°=，解得vy=2v0=4m/s． 则A点的速度v=． 则运动的时间t=． OA间的电势差=﹣=﹣4×103V． 答：（1）该带电小球所受到的电场力是2×10﹣3N； （2）该带电小球在第二秒内速度的变化量是2m/s； （3）带电小球经过A点时速度V为2m/s，时间t为2s、OA间电势差UOA=﹣4×103V． 11