2024高考物理二輪復(fù)習(xí)綜合能力訓(xùn)練三含解析

PAGEPAGE13綜合實力訓(xùn)練(三)(時間:60分鐘滿分:110分)第Ⅰ卷一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.關(guān)于近代物理學(xué),下列說法正確的是()A.一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出4種不同頻率的光B.重核裂變過程生成中等質(zhì)量的核,反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,但質(zhì)量不肯定削減C.10個放射性元素的原子核在經(jīng)一個半衰期后,肯定有5個原子核發(fā)生衰變D.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的試驗都表明光具有粒子性答案:D2.一個物體沿直線運動,從t=0時刻起先,物體的xt-t圖像如圖所示,圖線與縱橫坐標(biāo)軸的交點分別為0.5m/s和-1s,由此可知(A.物體做勻速直線運動B.物體做變加速直線運動C.物體的初速度大小為0.5m/sD.物體的初速度大小為1m/s答案:C解析:物體的xt-t圖像(即v-t圖像)是一條直線,物體做勻加速運動,選項A、B錯誤;圖線在縱軸的截距是初速度的大小,等于0.3.人造衛(wèi)星a的圓形軌道離地面高度為h,地球同步衛(wèi)星b離地面高度為H,h<H,兩衛(wèi)星共面且運行方向相同。某時刻衛(wèi)星a恰好出現(xiàn)在赤道上某建筑物c的正上方,設(shè)地球赤道半徑為R,地面重力加速度為g,則()A.a、b線速度大小之比為RB.a、c角速度之比為RC.b、c向心加速度大小之比為RD.a下一次通過c正上方所需時間t=2π(答案:C解析:人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,由地球的萬有引力供應(yīng)向心力,依據(jù)牛頓運動定律求解衛(wèi)星的角速度。衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,建筑物隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動,當(dāng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)過的角度與建筑物轉(zhuǎn)過的角度之差等于2π時,衛(wèi)星再次出現(xiàn)在建筑物上空。繞地球運行的衛(wèi)星,萬有引力供應(yīng)向心力,設(shè)衛(wèi)星的線速度為v,則GMmr2=mv2r,所以v=GMr,可知a、b衛(wèi)星的線速度大小之比為R+HR+h,故A錯誤;設(shè)衛(wèi)星的角速度為ω,GMmr2=mω2r,得ω=GMr3,所以有ωaωb=(R+HR+h)

3,又由于衛(wèi)星b的角速度與物體c的角速度相同,所以ωaωc=(R+HR+h)

3,故B錯誤4.如圖所示,三個物體質(zhì)量分別為m1=1.0kg、m2=2.0kg、m3=3.0kg,已知斜面上表面光滑,斜面傾角θ=30°,m1和m2之間的動摩擦因數(shù)μ=0.8。不計繩和滑輪的質(zhì)量和摩擦。初始用外力使整個系統(tǒng)靜止,當(dāng)撤掉外力時,m2將(g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)()A.和m1一起沿斜面下滑B.和m1一起沿斜面上滑C.相對于m1上滑D.相對于m1下滑答案:D解析:m1、m2的總重力沿斜面對下的分力小于m3的重力,將加速上滑,由題意m1、m2一起加速上滑的最大加速度a=μgcos30°-gsin30°≈1.9m/s2,假設(shè)m1、m2一起加速上滑,設(shè)繩上的拉力為FT,由牛頓其次定律,則FT-(m1+m2)gsin30°=(m1+m2)a,m3g-FT=m3a,解得a=2.5m/s2>1.9m/s2,不行能一起運動,m2將相對于m1下滑,選項D正確。5.如圖所示,志向變壓器原副線圈匝數(shù)之比為20∶1,原線圈接入一電壓為u=U0sinωt的溝通電源,副線圈接一個R=5.5Ω的負載電阻。若U0=2202V,ω=100πrad/s,則下述結(jié)論正確的是()A.副線圈中電壓表的讀數(shù)為112VB.副線圈中輸出交變電流的周期為0.01sC.原線圈中電流表的讀數(shù)為0.1AD.原線圈中的輸入功率為11W答案:C解析:電壓表測量的是有效值,依據(jù)U1U2=n1n2,代入數(shù)據(jù)得220VU2=201,可得電壓表示數(shù)U2=11V,選項A錯誤;由于ω=100πrad/s,交變電流的周期為0.02s,選項B錯誤;副線圈中的電流I2=U2R=6.如圖甲所示的電路中,將滑動變阻器R2的滑片由a端向b端移動,用兩個電表分別測量電壓和電流,得到部分U-I關(guān)系圖像如圖乙所示,則()A.電源的電動勢為6VB.滑動變阻器的總阻值為20ΩC.當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時,電源效率最高D.當(dāng)電壓表示數(shù)為5.0V時,R2消耗的總功率最大答案:BC解析:依據(jù)電路圖結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)問可知,當(dāng)aP的電阻等于bP的電阻時,并聯(lián)部分電阻最大,此時電壓表示數(shù)最大,依據(jù)乙圖可知,電壓表示數(shù)最大為5.0V,此時電流表示數(shù)為0.5A,則有RaP=UI=5.00.5Ω=10Ω,則滑動變阻器的總阻值為E=U+2I(R1+r)依據(jù)乙圖可知,當(dāng)電壓表示數(shù)U1=4V時電流表示數(shù)為I1=0.25A或I2=1A,依據(jù)閉合電路歐姆定律得E=U1+(I1+I2)(R1+r)聯(lián)立方程解得E=9V,R1+r=4Ω,故A錯誤,B正確;電源效率η=UIEI=U把R1看成內(nèi)阻,當(dāng)并聯(lián)部分電阻R并=R1+r=4Ω時,R2消耗的總功率最大,此時電壓表示數(shù)不是5V,故D錯誤。故選B、C。7.一個圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,如圖甲所示。設(shè)垂直紙面對里的磁感應(yīng)強度方向為正,垂直紙面對外的磁感應(yīng)強度方向為負。線圈中順時針方向的感應(yīng)電流為正,逆時針方向的感應(yīng)電流為負。已知圓形線圈中的感應(yīng)電流i隨時間t變更的圖像如圖乙所示,則線圈所處的磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變更的圖像可能是下圖中的()答案:CD解析:在前0.5s內(nèi)由題圖乙依據(jù)楞次定律可知,若磁場方向垂直紙面對里(正方向)時,必需是磁場增加的;若磁場方向垂直紙面對外(負方向)時,必需是磁場減弱的。而在0.5~1.5s,若磁場方向垂直紙面對里(正方向)時,必需是磁場減弱的;若磁場方向垂直紙面對外(負方向)時,必需是磁場增加的;1.5~2.5s,與前0.5s內(nèi)狀況相同;2.5~3s,與0.5~1.5s狀況相同。故選項A、B錯誤,選項C、D正確。8.(2024·全國卷Ⅱ)靜電場中,一帶電粒子僅在電場力的作用下自M點由靜止起先運動,N為粒子運動軌跡上的另外一點,則()A.運動過程中,粒子的速度大小可能先增大后減小B.在M、N兩點間,粒子的軌跡肯定與某條電場線重合C.粒子在M點的電勢能不低于其在N點的電勢能D.粒子在N點所受電場力的方向肯定與粒子軌跡在該點的切線平行答案:AC解析:帶電粒子僅在電場力作用下,粒子的速度大小可能先增大后減小,如:在等量同種電荷形成的電場中帶電粒子沿著兩電荷連線的中垂線運動時,A正確。因為粒子只在電場力作用下從M點運動到N點,依據(jù)動能定理,W電=-ΔEp=EkN-0=EpM-EpN,而EkN≥0,所以EpM≥EpN,C正確。粒子的軌跡與電場線不肯定重合,在N點,電場力的方向不肯定與粒子軌跡在該點的切線平行,B、D錯誤。第Ⅱ卷二、非選擇題(包括必考題和選考題兩部分。第9~12題為必考題,每個試題考生都必需作答。第13~14題為選考題,考生依據(jù)要求作答)(一)必考題(共47分)9.(6分)(1)小明同學(xué)到試驗室去做驗證力的平行四邊形定則的試驗時望見試驗桌上有一把20分度的游標(biāo)卡尺,他馬上用游標(biāo)卡尺測量了鋼筆套的長度,如圖甲所示,則鋼筆套的長度為mm。

(2)隨后小明起先做驗證力的平行四邊形定則的試驗,在水平放置的木板上墊上一張白紙,把橡皮條的一端固定在板上的A點,橡皮條的另一端拴上兩個細繩套,如圖乙所示。先用兩個彈簧測力計鉤住細繩套,互成角度拉橡皮條使之伸長,結(jié)點被拉到某一位置O,此時登記兩個彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2和兩細繩的方向。請完成下列問題:①F1的讀數(shù)如圖丙所示,則F1=N。

②小明再用一個彈簧測力計鉤住細繩套把橡皮條拉長,應(yīng)當(dāng)使結(jié)點拉到,登記彈簧測力計的讀數(shù),并登記。

答案:(1)10.55(2)①1.23②同一位置O細繩的方向解析:(1)游標(biāo)卡尺的主尺刻度為10mm,游標(biāo)尺刻度為11×0.05mm=0.55mm,所以游標(biāo)卡尺讀數(shù)為10.55mm。(2)①經(jīng)估讀,彈簧測力計的讀數(shù)為1.23N。②驗證力的平行四邊形定則的依據(jù)是兩彈簧測力計共同作用與一個彈簧測力計單獨作用等效,應(yīng)將結(jié)點拉到同一位置O。利用平行四邊形定則作合力,既要知道力的大小,又要知道力的方向,所以要登記細繩的方向。10.(9分)某同學(xué)利用伏安法測量某未知電阻Rx的精確電阻(阻值恒定),進行了如下試驗:(1)他先用多用電表歐姆擋測該未知電阻的阻值。將開關(guān)置于×10擋位,指針示數(shù)如圖所示,若想更精確一些,下面操作正確的步驟依次是。(填序號)

A.將兩表筆短接進行歐姆調(diào)零B.將兩表筆短接進行機械調(diào)零C.將開關(guān)置于×1擋D.將開關(guān)置于×100擋E.將兩表筆接未知電阻兩端,待指針穩(wěn)定后讀數(shù)(2)然后用以下器材用伏安法盡可能精確地測量該電阻:A.直流電源E:電動勢3V,內(nèi)阻忽視B.電流表A1:量程0~0.3A,內(nèi)阻約為0.1ΩC.電流表A2:量程0~3mA,內(nèi)阻約為10ΩD.電壓表V1:量程0~3V,內(nèi)阻約為3kΩE.電壓表V2:量程0~15V,內(nèi)阻約為50kΩF.滑動變阻器R1:最大阻值10ΩG.滑動變阻器R2:最大阻值1000ΩH.開關(guān)S,導(dǎo)線若干①為較精確測量該電阻的阻值,要求各電表指針能有較大的變更范圍,以上器材中電流表應(yīng)選(選填“B”或“C”),電壓表應(yīng)選(選填“D”或“E”),滑動變阻器應(yīng)選(選填“F”或“G”)。

②請在方框中畫出試驗電路原理圖。答案:(1)DAE(2)①CDF②電路圖如圖所示解析:(1)選擇倍率后,歐姆表指針讀數(shù)偏大,應(yīng)當(dāng)換用大倍率,更換倍率須要重新歐姆調(diào)零,所以先更換大倍率即步驟D,再歐姆調(diào)零即步驟A,最終測量電阻即步驟E。(2)①要使得電表指針有較大變更范圍,滑動變阻器選擇分壓式接法,所以滑動變阻器選擇阻值小的即F;電源電動勢為3V,所以電壓表為讀數(shù)精確選擇小量程即D。依據(jù)歐姆表可知待測電阻阻值在1000Ω以上,而電壓最大只有3V,所以電流不會超過3mA,電流表選擇C。②滑動變阻器已經(jīng)確定分壓式,而待測電阻阻值較大,電流表內(nèi)阻較小,所以電流表選擇內(nèi)接法。如答案圖所示。11.(12分)起重機從靜止起先起吊一質(zhì)量為4000kg的重物,起先時,起重機拉力恒定,重物以0.2m/s2的加速度勻加速上升,9.8s后,起重機達到額定功率P,起重機再保持額定功率不變,又經(jīng)5s,重物達到最大速度2m/s,此后再保持拉力恒定,使重物以0.5m/s2的加速度做勻減速運動至停下。g取9.8m/s2。(1)求額定功率P的大小;(2)求重物上升的最大高度;(3)畫出整個過程起重機拉力F與時間t的關(guān)系圖像(不要求寫計算過程)。答案:(1)78.4kW(2)23.6m(3)見解析解析:(1)重物速度最大時,有F=mgP=mgv①解得P=78.4kW。②(2)重物勻加速上升的高度h1=12a1得h1=9.6m③此過程起重機拉力滿意F1-mg=ma1④從靜止到最大速度過程中,由動能定理得F1h1+Pt2-mg(h1+h2)=12得h1+h2=19.6m⑥勻減速運動上升的高度h3=0-vmh'=h1+h2+h3=23.6m。⑧(3)圖像如圖所示⑨12.(20分)在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),第一象限的MN以上的虛線區(qū)域內(nèi)存在有志向邊界的豎直向下的勻強電場,已知MN間的距離為l,DN間的距離為l2,MN與x軸間的距離為l。第四象限內(nèi)有垂直紙面方向的有界(圖中OABC)勻強磁場B,磁場的右邊界與電場的左邊界間的距離為1+22l?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q、不計重力的正電荷,以水平向左的初速度v0從D點射入電場,恰好從M點離開電場,進入第四象限磁場偏轉(zhuǎn)后恰好經(jīng)過坐標(biāo)原點O(1)求電荷到達M點的速度v;(2)求該勻強電場的電場強度E和勻強磁場的磁感應(yīng)強度B;(3)求整個過程中電荷的運動時間,并分析,若磁場右邊界和下邊界不變,左邊界向右移動某一距離,電荷是否可能經(jīng)過O點。答案:(1)2v0,與水平方向成45°夾角斜向左下方(2)m(3)(16+42+32π解析:(1)電荷在電場中做類平拋運動,由l=v0t1,l2=vy2t1,得vy=v0,經(jīng)過M點速度的大小vM=v02+vy2=2(2)在電場中運動,有vy=at1=v0,而a=qEm,得E=mv02ql;由幾何關(guān)系知,PI=l,則PC=22l,電荷進入磁場后運動軌跡如圖所示,設(shè)電荷做圓周運動對應(yīng)的圓心為Q點,半徑為R,依據(jù)幾何關(guān)系有R=SQ=l,據(jù)(3)電荷從D到O的運動可分為3段,電場中的類平拋、離開電場進入磁場前的勻速直線運動、進入磁場后的勻速圓周運動。在電場中,據(jù)l=v0t1,得t1=lv0;在電場與磁場之間做直線運動,有v0t2=1+22l,t2=1+22lv0;在磁場中運動,t3=135°360°T=32πl(wèi)8v0,則總的運動時間為t=t1+t2+t3(二)選考題(共15分。請考生從給出的2道物理題中任選一題作答。假如多做,則按所做的第一題計分)13.(15分)【物理——選修3-3】(2024·全國卷Ⅲ)(1)(5分)如圖所示,一開口向上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi),用活塞封閉了肯定質(zhì)量的志向氣體,活塞與汽缸壁間無摩擦?，F(xiàn)用外力作用在活塞上,使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變,系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活塞下降過程中。

A.氣體體積漸漸減小,內(nèi)能增加B.氣體壓強漸漸增大,內(nèi)能不變C.氣體壓強漸漸增大,放出熱量D.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能不變E.外界對氣體做功,氣體汲取熱量(2)(10分)如圖所示,兩側(cè)粗細勻稱、橫截面積相等、高度均為h=18cm的U形管,左管上端封閉,右管上端開口。右管中有高h0=4cm的水銀柱,水銀柱上表面離管口的距離l=12cm。管底水平段的體積可忽視。環(huán)境溫度為T1=283K,大氣壓強p0相當(dāng)于76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強。①現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀(與原水銀柱之間無氣隙),恰好使水銀柱下端到達右管底部。此時水銀柱的高度為多少?②再將左管中密封氣體緩慢加熱,使水銀柱上表面恰與右管口平齊,此時密封氣體的溫度為多少?答案:(1)BCD(2)①12.9cm②363K解析:(1)本題以汽缸為背景,意在考查氣體試驗定律和熱力學(xué)定律?？隙ㄙ|(zhì)量志向氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān),溫度不變,氣體內(nèi)能不變,選項A錯誤;依據(jù)p1V1=p2V2,氣體體積變小,壓強增大,選項B正確;外界對氣體做功W>0,內(nèi)能不變ΔU=0,由ΔU=W+Q,可得Q<0,放出熱量,選項C、D正確,選項E錯誤。(2)本題以U形管為背景,意在考查氣體試驗定律。①設(shè)密封氣體初始體積為V1,壓強為p1,左、右管的橫截面積均為S,密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過程體積變?yōu)閂2,壓強變?yōu)閜2。由玻意耳定律有p1V1=p2V2①設(shè)注入水銀后水銀柱高度為h',水銀的密度為ρ,按題設(shè)條件有p1=p0+ρgh0②p2=p0+ρgh'③V1=(2h-l-h0)S,V2=hS④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得h'=12.9cm。⑤②密封氣體再經(jīng)等壓膨脹過程體積變?yōu)閂3,溫度變?yōu)門2,由蓋-呂薩克定律有V2按題設(shè)條件有V3=(2h-h')S⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得T2=363K。⑧14.(15分)【物理——選修3-4】(1)(5分)如圖所示,一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則。(填正確答案標(biāo)號,選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低