理科综合—物理部分
一、单项选择题:每小题4分,满分16分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.选对的得4分,选错或不答的得0分。
13.清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠.这一物理过程中,水分子间的( )
A.引力消失,斥力增大 B.斥力消失,引力增大 C.引力斥力都减小 D.引力斥力都增大 13.D [解析] 水由气态凝结成液态的水,分子间距离变小.而分子间同时存在引力和斥力,且引力和斥力都随着分子间距离的减小而增大,故D正确. 14.景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒.猛推推杆,艾绒即可点燃.对筒内封闭的气体.在此压缩过程中( )
A.气体温度升高,压强不变 B.气体温度升高,压强变大
C.气体对外界做正功,气体内能增加 D.外界对气体做正功,气体内能减少 14.B [解析] 猛推杆的过程可以看成是一个绝热过程,故Q=0,而压缩气体,气体体积减小,外界对气体做功,故W>0,由热力学第一定律△U=W+Q,△U>0,气体内能ρV增加,温度升高,故CD错误;由理想气体状态方程=C知,T增大V减小,则p增大,T故A错误B正确. 15.质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示.下列表述正确的是( )
A.M带负电,N带正电 B.M的速率小于N的速率 C.洛伦兹力对MN做正功 D.M的运行时间大于N的运行时间 15.A [解析] 由左手定则判断知,A正确;粒子在磁场中v2mv运动,洛伦兹力提供向心力qvB=m,半径为:r=,在质量与电量相同的情况下,半rqB径大说明速率大,即M的速度率大于N的速率,B错;洛伦兹力不做功,C错;粒子在磁2πm场中运动半周,即时间为周期的一半,而周期为T=,M的运行时间等于N的运行时qB间,故D错. 16.如图所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45˚,日光灯保持水平,所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为( )
A.G和G
22B.G和G 2213C.G和G 2211D.G和G 22 16.B [解析] 日光灯受力如图所示,将T1T2分别向水平方向和1
竖直方向分解,则有:T1cos45°=T2 cos45°,T1sin45°+T2sin45°=G,解得:T1=T2=B正确. 2,G17.图是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B处安装一个压力传感器,其示数N表示该处所受压力的大小.某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑,通过B时,下列表述正确的有( )
A.N小于滑块重力 B.N大于滑块重力 C.N越大表明h越大 D.N越大表明h越小 117.BC [解析] 滑块在轨道上滑动,只有重力做功,机械能守恒,则有:mgh=2mv2B,解得:vB=2gh,滑块到B点时,支持力NB与重力的合力提供向心力,即:NB-mgv22mghB=m,联立以上两式得:NB=mg+,由牛顿第三定律知N=NB,故BC正确. RR18.能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一.下列释放核能的反应方程,表述正确的有( )
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A. 31H+1→2He+0n是核聚变反应
241
B. 31H+1H→2He+0n是β衰变
1144891
C. 235 92U+0n→ 56Ba+36Kr+30n是核裂变反应
1140941
D. 235 92U+0n→ 54Xe+38Sr+20n是α衰变 18.AC [解析] 衰变是一个核放出α粒子或β粒子的反应,而聚变是两个较轻的核聚合为一个较重核的反应,裂变是铀核俘获一个中子后分裂成两个较轻核的反应,故AB项中的核反应均为聚变,而CD项中的核反应均为裂变,故AC正确. 19.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt(V),对此电动势,下列表述正确的有( )
A.最大值是502 V B.频率是100 Hz C.有效值是252 V D.周期是0.02 s 5019.CD [解析] 由电动势的表达式可知,最大值为50 V,而有效值为:E= V=21252 V,A错C对;ω=2πf=100π,故f=50 Hz,周期T==0.02 s,B错D对. f20.图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧.对矿粉分离的过程,下列表述正确的有( ) A.带正电的矿粉落在右侧 B.电场力对矿粉做正功 C.带负电的矿粉电势能变大 D.带正电的矿粉电势能变小 20.BD [解析] 电场线的方向是由右向左,所以正电荷受到向左的电场力负电荷受到向右的电场力,电场力对正电荷或负电荷都是做正功,电势能减少,故AC错,BD对. 21.如图所示,飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动,不考虑质量变化,相对于在轨道1上,飞船在轨道2上的( )
A.动能大 B.向心加速度大 C.运行周期长 D.角速度小
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mMGmMmv2v2mMmMGMGM21.CD [解析] 由G2=ma2==mG2G2解得:a=2v=ω=rrrrrrrrGMr3T=2π,由这些关系可以看出,r越大,av ω越小,而T越大,故AB错,CDr3GM对. 34. (1)某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻.
①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图15(a)和图15(b)所示,长度为________cm,直径为________mm. (a) (b) (c)
②按图(c)连接电路后,实验操作如下:
(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;
(b)将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”),S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280 Ω;
③由此可知,圆柱体的电阻为________Ω. 34.(1)①5.01,5.310-5.320 ②(a)大 (b)大 ③1280 [解析] ①游标卡尺的读数=主尺上的读数+游标上的读数,本题主尺上的读数是5 cm,游标上的读数是1×0.1 mm=0.01cm,故游标卡尺的读数为5.01 cm;螺旋测微器的读数=固定尺的读数+可动尺的读数×0.01,即5 mm+31.5×0.01 mm=5.315 mm,最后一位是估计位,可以不同. ②(a)将滑动变阻器R1的阻值调至最大,可以起到保护电流表及电源的作用;(b) 将电阻箱RM2的阻值调至最大,目的也是为了保护电流表及电源;③本题的实验方法为替代EE法.由I0=I0=得,Rx=R2=1280 Ω. R1+RA+r+RxR1+RA+r+R234. (2)某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系. ①将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”)
②弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表: L0 Lx L1 L2 L3 L4 L5 L6 代表符号 25.35 27.35 29.35 31.30 33.4 35.35 37.40 39.30 数值(cm) 表中有一个数值记录不规范,代表符号为________.由表可知所用刻度尺的最小分度为________.
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③图8是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________的差值(填“L0”或“Lx”).
④由图可知弹簧的劲度系数为________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2). 34.(2)①竖直 ②静止,L3 mm ③Lx ④4.9 10 [解析] ①本实验是利用重力与弹力平衡获取若干数据,再利用图像处理数据得到劲度系数的.测量时,弹簧秤及刻度尺都要保持在竖直状态;②读数时,要等弹簧秤静止时才能读取;由记录的值可知,刻度尺的最小分度为0.1 cm,但最小分度小还要估读一位,故记录L3是不符合规范的;③图像所描的点共有六个,而纵轴中反映的砝码的最大质量为60 g,故横轴是弹簧的长度与弹簧挂上砝码盘时弹簧长度Lx的差值;④砝码盘的质量为m0,砝码的质量为m,当挂上砝码盘时有:m0g=k(Lx-L0),当砝码盘中的砝码质量为m时,弹簧的长度为Ln,此时有(m0g+mg)=k(Ln-L0),两式联立得:mg=k(Ln-Lx),即k=60×10-3-0,由图像知图线的斜率为k′= km/m=0.50 kg/m,故劲度系数k=k′g=4.9 2-Ln-Lx12×10-0mg-2kLx-L0-N/m,而m0== kg=10 g. g9.835.如图9所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为l 的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,左侧是水平放置间距为d的平行金属板,R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻.
(1)调节Rx=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v. (2)改变Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m带电量为+q的微粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的Rx.
35.(1)导体棒匀速下滑时, Mgsinθ=BIl① MgsinθI=② Bl设导体棒产生的感应电动势为E0 E0=BLv③ 由闭合电路欧姆定律得: 4
I=E0R+Rx④ 联立②③④,得 2MgRsinθv=⑤ B2l2(2)改变Rx由②式可知电流不变.设带电微粒在金属板间匀速通过时,板间电压为U,电场强度大小为E U=IRx⑥ UE=⑦ dmg=qE⑧ 联立②⑥⑦⑧,得 mBldRx=⑨ qMsinθ 36.图10(a)所示的装置中,小物块AB质量均为m,水平面上PQ段长为l,与物块间的动摩擦因数为μ,其余段光滑.初始时,挡板上的轻质弹簧处于原长;长为r的连杆位于图中虚线位置;A紧靠滑杆(AB间距大于2r).随后,连杆以角速度ω匀速转动,带动滑杆做水平运动,滑杆的速度-时间图象如图18(b)所示.A在滑杆推动下运动,并在脱离滑杆后与静止的B发生完全非弹性碰撞.
(1)求A脱离滑杆时的速度v0,及A与B碰撞过程的机械能损失ΔE.
(2)如果AB不能与弹簧相碰,设AB从P点到运动停止所用的时间为t1,求ω的取值范围,及t1与ω的关系式.
(3)如果AB能与弹簧相碰,但不能返回到P点左侧,设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为Ep,求ω的取值范围,及Ep与ω的关系式(弹簧始终在弹性限度内).
(a) (b)
36.(1)滑杆达到最大速度时A与其脱离.由题意,得v0=ωr① 设AB碰撞后的共同速度为v1,由动量守恒定律mv0=2mv1② 5
112碰撞过程中的机械能损失为ΔE=mv20-(2m)v1③ 221ΔE=mω2r2④ 41(2)若AB不与弹簧相碰,P到Q过程,由动能定理,得μ(2m)gl=(2m)v21⑤ 2联立①②⑤,得对应AB运动到Q点的连杆角速度ω1 22μglω1=⑥ r22μglω的取值范围:0<ω≤⑦ r设AB在PQ段加速度大小为a,由运动学规律,得 v1=at1⑧ μ(2m)g=2ma⑨ ωr联立①②⑧⑨,得t1=,(0<ω≤22μg2μgl)10○ r1(3)若AB压缩弹簧后反弹,由动能定理,得μ(2m)g(l+l)=(2m)v21 2联立①②⑪,得对应AB刚好反弹回P点的连杆角速度ω2 4μglω2=⑫ r22μgl4μglω的取值范围:<ω≤⑬ rr1由功能关系Ep=(2m)v21-μ(2m)gl 2122μgl4μglEp=mω2r2-2μmgl,(<ω≤)⑮ 4rr答案另解:36、(1)由图像可读出A开始随滑杆做加速运动,当A速度v0r时,脱离滑杆,由AB距离大于2r,此时B速度为零,设A、B碰撞之后共同速度为v1,由动量守恒:mv02mv1 r121m2r22由能量守恒可得:Emv0(2m)v1 解得: E v1 2224(2)若使小球不与弹簧相碰,即要求小球A、B碰撞之后最多能运动到Q点,由动1能定理及(1)中结果可得:-(2m)gl0(2m)v12 2v1r 2可解得:22gl,所以当0<22gl时,AB不与弹簧碰撞 rrAB在PQ段做匀减速直线运动,加速度:(2m)a(2m)g t1v1r ,可解得:ta2gr(3)由(2)中结果可知,当>22gl时,AB会与弹簧碰撞, 6
要使AB不能再回到P点,有动能定理及阻力做功特点可知: 1-(2m)g2l0(2m)v12 2可解得:42gl r所以,的取值范围为:22gl<42gl rrAB碰撞后总动能克服摩擦力做功后余的能量为E,后E全部转化为弹簧的弹性势能Ep: EEp E-1(2m)v12(2m)gl 2可解得:Ep1m2r22mgl(22gl<42gl) 4rr7
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