全程综合评估二.docx

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全程综合评估二

全程综合评估

（二）

时间：

90分钟　　满分：

100分

一、选择题（每小题5分，共50分）

1．如图所示，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l.现在C点上悬挂一个质量为m的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为（　　）

A．mg　　　B.

mg　　　C.

mg　　　D.

mg　　　

解析：

对C点进行受力分析，由平衡条件可知，绳CD对C点的拉力FCD＝mgtan30°，对D点进行受力分析，绳CD对D点的拉力F2＝FCD＝mgtan30°，F1方向一定，则当F3垂直于绳BD时，F3最小，由几何关系可知，F3＝FCDsin60°＝

mg.

答案：

C

2．在水平面上有a、b两点，相距0.2m，一质点在一恒定的水平合外力作用下沿a向b做直线运动，经过0.2s的时间先后通过a、b两点，则该质点通过a、b中点时的速度大小（　　）

A．若力的方向由a向b，则大于1m/s，若力的方向由b向a，则小于1m/s

B．若力的方向由a向b，则小于1m/s，若力的方向由b向a，则大于1m/s

C．无论力的方向如何均小于1m/s

D．无论力的方向如何均大于1m/s

解析：

质点沿a向b做匀变速直线运动，平均速度大小为1m/s，通过a、b中间时刻的速度大小也为1m/s，若质点沿a向b做匀加速直线运动时，则通过a、b中点时的速度大小大于1m/s；若质点沿a向b做匀减速直线运动时，则通过a、b中点时的速度大小也大于1m/s，故选项D正确．

答案：

D

3．如图所示，质量为10kg的物体拴在一个被水平拉伸的轻质弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体处于静止状态．若小车以1m/s2的加速度水平向右运动，则（g＝10m/s2）（　　）

A．物体相对小车仍然静止

B．物体受到的摩擦力增大

C．物体受到的摩擦力大小不变

D．物体受到的弹簧拉力增大

解析：

由于弹簧处于拉伸状态，物体处于静止状态，可见，小车对物体提供水平向左的静摩擦力，大小为5N，且物体和小车间的最大静摩擦力fm≥5N；若小车以1m/s2向右匀加速运动，则弹簧还处于拉伸状态，其弹力不变，仍为5N，由牛顿第二定律可知：

F＋f＝ma,f＝5N≤fm，则物体相对小车静止，弹力不变，摩擦力的大小不变，选项AC正确．

答案：

AC

4．如图所示，MN、PQ为水平放置的平行导轨，通电导体棒ab垂直放置在导轨上，已知导体棒质量m＝1kg，长l＝2.0m，通过的电流I＝5.0A，方向如图所示，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝

.若使导体棒水平向右匀速运动，要求轨道内所加与导体棒ab垂直的匀强磁场最小，则磁场的方向与轨道平面的夹角是（g＝10m/s2）（　　）

A．30°　　　　　　　　　B．45°

C．60°D．90°　　　

解析：

对导体棒进行受力分析，如图所示，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、与运动方向相反的摩擦力，故要使导体棒匀速直线运动，则安培力需为动力，则设磁场方向与轨道平面成θ角向左斜向上，由左手定则可知安培力方向与磁场垂直斜向右上方，如下图所示，

则BIlsinθ＝μFN①，FN＋BIlcosθ＝mg②，联立①、②式可得：

B＝

·

＝

＝

，故θ＝60°时，磁感应强度最小，故C正确．

答案：

C

5．如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束正离子（不计重力），这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束．则下列判断正确的是（　　）

A．这三束正离子的速度一定不相同

B．这三束正离子的比荷一定不相同

C．a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向b

D．若这三束离子改为带负电而其他条件不变则仍能从d孔射出

解析：

因为三束离子在两极板间都是沿直线运动，电场力等于洛伦兹力，可以判断三束正离子的速度一定相同，且电场方向一定由a指向b，选项A错误，C正确；在右侧磁场中三束正离子转动半径不同，可知这三束正离子的比荷一定不相同，选项B正确；若将这三束正离子改为带负电，而其他条件不变的情况下受力分析可知，三束离子在两板间仍做匀速直线运动，仍能从d孔射出，选项D正确．

答案：

BCD

6．用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径．如图所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率

＝k（k<0）．则（　　）

A．圆环中产生逆时针方向的感应电流

B．圆环具有扩张的趋势

C．圆环中感应电流的大小为

D．图中a、b两点间的电势差Uab＝|

kπr2|

解析：

根据楞次定律可知，磁通量减小，产生顺时针方向的感应电流，A选项不正确；圆环面积有扩张的趋势，B选项正确；产生的感应电动势为ΔΦ/Δt＝kπr2/2，则电流大小为|

|，C选项不正确；Uab等于

kπr2的绝对值，D选项正确．

答案：

BD

7．温度传感器广泛应用于空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化的特性来工作的．如图甲所示，电源的电动势E＝9.0V，内阻不计；G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1＝2mA；当电流表的示数I2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是（　　）

A．60℃　　　B．80℃　　　C．100℃　　　D．120℃　　　

解析：

由图象知，当t1＝20℃，热敏电阻的阻值R1＝4kΩ，根据闭合电路欧姆定律I1＝

，可解得Rg＝0.5kΩ，又I2＝

，可解得R2＝2kΩ，结合图象得：

t2＝120℃.

答案：

D

8．汽车发动机的额定功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力f大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，最大速度为v，汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示．则汽车（　　）

A．0～t1做匀加速运动，牵引力恒定

B．0～t1做变加速运动，牵引力增大

C．t1后加速度逐渐减小，速度达到v后做匀速运动

D．t1后牵引力恒定，与阻力大小相等

解析：

由图可知：

0～t1汽车发动机的功率P＝kt（k为图象斜率，为定值），由功率P＝Fv可知：

P＝Fat＝F×

t＝

t，由于阻力f大小恒定，则牵引力F恒定，故A正确，B错误；t1后功率P＝P1恒定不变，但在t1时牵引力F>f，故速度继续增加，则F开始减小，加速度开始减小，当F＝f时，加速度减为零，速度增加到最大为v，此后汽车开始做匀速运动，故C正确，D错误．

答案：

AC

9．一理想变压器原、副线圈匝数比n1:

n2＝11:

5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则（　　）

A．流过电阻的最大电流是20A

B．与电阻并联的电压表的示数是141V

C．变压器的输入功率是1×103W

D．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103J

解析：

由交流电压u随时间t的变化规律可知，输入最大电压为220

V，由电压关系可知

＝

，可得输出电压的最大值为100

V，电压有效值为100V，最大电流为10

A，电流有效值为10A，选项A错误；电压表示数应为电压有效值，因此选项B错误；变压器的输出输入功率相等，可得P＝UI＝1×103W，选项C正确；在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热为Q＝I2Rt＝20J，选项D错误．

答案：

C

10．在x轴上方有垂直于纸面的匀强磁场，同一种带电粒子从O点射入磁场．当入射方向与x轴正方向的夹角α＝45°时，速度为v1、v2的两个粒子分别从a、b两点射出磁场，如图所示，当α为60°时，为了使速度为v3的粒子从a、b的中点c射出磁场，则速度v3应为（　　）

A.

（v1＋v2）　　　　　B.

（v1＋v2）

C.

（v1＋v2）D.

（v1＋v2）

解析：

设Oa＝2ac＝2cb＝2s，当带电粒子入射方向与x轴正方向的夹角为α＝45°时，速度为v1、v2的两个粒子分别从a、b两点射出磁场，作出运动轨迹图（图略），则有关系2r1cos45°＝2s,2r2cos45°＝4s，则有r2＝2r1＝2

s，由r＝

，得v2＝2v1；当α为60°时，为使速度为v3的粒子从ab的中点c射出磁场时，有关系2r3cos30°＝3s，即

r3＝3s＝

r1＝

＝

（r1＋r2），则速度

v3＝

（v1＋v2），故选项D正确．

答案：

D

二、实验题（每题7分，共14分）

11．某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m＝0.2kg，计算结果保留三位有效数字）：

时刻

t2

t3

t4

t5

速度（m/s）

4.99

4.48

3.98

（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝________m/s；

（2）从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝________J，动能减小量ΔEk＝________J；

（3）在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔEp____ΔEk（选填“>”、“<”或“＝”），造成这种结果的主要原因是______________________________________________________________________________________________.

解析：

（1）t5时刻小球的速度v5＝

×10－2m/s＝3.48m/s;　

（2）从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝mgh25＝0.2×9.8×（23.68＋21.16＋18.66）×10－2J＝1.24J，动能减少量ΔEk＝

mv

－

mv

＝1.28J;　（3）ΔEp<ΔEk，造成这种结果的主要原因是存在空气阻力．

答案：

（1）3.48　

（2）1.24　1.28　（3）<　存在空气阻力

12．为了测量电流表A1的内阻，某同学采用如图所示的实验电路．其中：

A1是待测电流表，量程为300μA，内阻约为100Ω；

A2是标准电流表，量程是200μA；

R1是电阻箱，阻值范围是0～999.9Ω

R2是滑动变阻器；

R3是保护电阻；

E是电池组，电动势为4V，内阻不计；

S1是单刀单掷开关，S2是单刀双掷开关．

（1）①实验中滑动变阻器采用________接法（填“分压”或“限流”）；

②根据电路的实物图，请画出实验电路图．

（2）请将该同学的操作补充完整：

①连接好电路，将滑动变阻器R2的滑片移到最______（填“左端”或“右端”）；将开关S2扳到接点a处，接通开关S1；调整滑动变阻器R2，使电流表A2的读数是150μA；

②将开关S2扳到接点b处，________，使电流表A2的读数仍是150μA；

③若此时电阻箱各旋钮的位置如图所示，则待测电流表A1的内阻Rg＝________Ω.

（3）上述实验中，无论怎样调整滑动变阻器R2的滑片位置，都要保证两只电流表的安全．在下面提供的四个电阻中，保护电阻R3应选用________．（填写阻值前相应的字母）

A．200kΩ　　　B．20kΩ　　　C．15kΩ　　　D．150kΩ

解析：

（1）由实验电路可以看出，滑动变阻器为限流接法．

（2）在闭合开关之前应将滑动变阻器的滑片放在电路最安全处，即最左端；先将开关S2扳到接点a处，接通开关S1，调整滑动变阻器R2，使电流表A2的读数是150μA，然后将开关S2扳到接点b处，保持R2不变，调节电阻箱R1，使电流表A2的读数是150μA，在电阻箱上读出阻值，即为待测电流表A1的内阻．

（3）要保证电表安全，电流表不能超过量程，且通过的电流不能太小，保护电阻选20kΩ较合适．

答案：

（1）①限流　②如图所示

（2）①左端　②保持R2不变，调节电阻箱R1　③86.3

（3）B

三、计算题（共36分，每题12分）

13．电动自行车是目前一种较为时尚的代步工具，某厂生产的一种电动自行车，设计质量（包括人）为m＝80kg，动力电源选用能量存储量为“36V　10Ah”（即输出电压恒为36V，工作电流与工作时间的乘积为10安培小时）的蓄电池（不计内阻），所用电源的额定输出功率P＝180W，由于电动机发热造成的损耗（其他损耗不计），自行车的效率为η＝80%.如果自行车在平直公路上行驶时所受阻力跟行驶速率和自行车对地面的压力的乘积成正比，即f＝kmgv，其中k＝5.0×10－3s·m－1，g取10m/s2.求：

（1）该自行车保持额定功率行驶的最长时间是多少？

（2）自行车电动机的内阻为多少？

（3）自行车在平直的公路上能达到的最大速度为多大？

解析：

（1）根据公式：

P＝IU，I＝5A

再根据电池容量可得：

t＝

＝

h＝2h

（2）P热＝P－80%P＝I2r

r＝1.44Ω

（3）经分析可知，当自行车以最大功率行驶且达到匀速时速度最大，因此有：

F牵＝kmgvm

而F牵＝

联立代入数据可得：

vm＝6m/s

14．2010年上海世博会某国家馆内，有一“自发电”地板，利用游人走过时踩踏地板发电．其原因是地板下有一发电装置，如图甲所示，装置的主要结构是一个截面半径为r、匝数为n的线圈，无摩擦地套在磁场方向呈辐射状的永久磁铁槽中，磁场的磁感线沿半径方向均匀分布，图乙为横截面俯视图．轻质地板四角各连接有一个劲度系数为k的复位弹簧（图中只画出其中的两个），轻质硬杆P将地板与线圈连接，从而带动线圈上下往返运动（线圈不发生形变），便能发电．若线圈所在位置磁感应强度大小为B，线圈的总电阻为R0，现用它向一个电阻为R的小灯泡供电．为便于研究，将某人走过时对地板的压力使线圈发生的位移x随时间t变化的规律简化为如图丙所示．（弹簧始终在弹性限度内，取线圈初始位置x＝0，竖直向下为位移的正方向）

（1）请在图丁所示坐标系中画出线圈中感应电流i随时间t变化的图象，取图乙中逆时针电流方向为正方向，要求写出相关的计算和判定的过程；

（2）求t＝

时地板受到的压力；

（3）求人踩踏一次地板所做的功．

解析：

（1）0～t0时间内电流方向为正方向，t0～2t0时间内电流方向为负方向

0～t0、t0～2t0时间内线圈向下、向上运动的速率均为

v＝

线圈向下、向上运动产生的感应电动势大小均为E＝nB·2πr·v

又I＝

联立以上方程得I＝

线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图所示

（2）0～t0时间内线圈所受安培力方向向上，且

F安＝nBI·2πr＝

时刻地板受到的压力：

FN＝4k

＋F安

解得FN＝2kx0＋

（3）全过程中弹力做功为零，则由功能关系可得

W＝E电＝I2（R＋R0）·2t0

W＝

四、模块选做题

15．

（1）下列说法正确的是________．

A．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该种气体分子的大小

B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显

C．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间斥力随分子间距离的增大而减小

D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体

（2）内壁光滑的导热汽缸开口向上竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭着体积为2.73×10－3m3的理想气体，活塞面积为2.00×10－4m2.现在活塞上方缓缓倒上砂子，使封闭气体的体积变为原来的

，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体体积重新变为2.73×10－3m3（大气压强p0＝1.00×105Pa，g＝10m/s2）．求：

①所加砂子的质量；

②汽缸内气体最终的温度．

解析：

（1）B

（2）①气体体积变为原来的

的过程为等温压缩，

由玻意耳定律p1V1＝p2V2

可得p2＝1.25p0

p2－p0＝0.25p0＝mg/S

解得m＝0.5kg

②将汽缸取出后加热为等压膨胀，则

V2＝0.8V1，V3＝V1，T2＝T1＝273K，

由

＝

　得T3＝341.25K

所以，气体最终的温度是341.25K

16．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.05s时刻的波形图．已知该波的波速是80cm/s，则下列说法中正确的是________．

A．这列波有可能沿x轴正方向传播

B．这列波的波长是10cm

C．t＝0.05s时刻x＝6cm处的质点正在向下运动

D．这列波的周期一定是0.15s

（2）如上图所示为一根直的均匀的玻璃光学纤维，长为l，其两端口是平面，一束激光以对纤维轴AA′成一小角度θ射入纤维左面，并从右面射出，玻璃纤维对这种激光的折射率为n，光在真空中的速度为c，求激光在玻璃光学纤维中传导所需的时间．

解析：

由波的图象可看出，这列波的波长λ＝12cm，B错误；根据v＝

，可求出这列波的周期为T＝

＝

s＝0.15s，D正确；根据x＝vt＝80×0.05cm＝4cm可判断，波应沿x轴负方向传播，根据波的“微平移”法可判断t＝0.05s时刻x＝6cm处的质点正在向上运动，A、C错误．

（2）激光在玻璃中的速度v＝

激光由空气进入玻璃后，由折射定律得：

n＝

所以sinr＝

则cosr＝

＝

＝

激光在纤维内壁不断反射，沿轴线方向的速度不变：

vx＝vcosr，所以激光在纤维中所走的时间t＝

＝

＝

答案：

（1）D　

（2）t＝

17．

（1）在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置（如图a）在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图b所示．则________．

A．乙光的频率小于甲光的频率

B．甲光的波长大于丙光的波长

C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量

D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能

（2）用光照射某金属，使它发生光电效应现象，若增加该入射光的强度，则单位时间内从该金属表面逸出的光电子数________，从表面逸出的光电子的最大动量大小________（选填“增加”、“减小”或“不变”）

（3）用加速后动能为Ek0的质子

H轰击静止的原子核X，生成两个动能均为Ek的

He核，并释放出一个频率为ν的γ光子．写出上述核反应方程并计算核反应中的质量亏损．（光在真空中传播速度为c）

解析：

（1）B　

（2）增加　不变

（3）

H＋

X→2

He（或

H＋

Li→2

He）

该核反应释放出的核能为ΔE＝2Ek＋hν－Ek0

由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2得

质量亏损Δm＝