高考理科综合物理押题卷2带答案和解释Word格式文档下载.docx
《高考理科综合物理押题卷2带答案和解释Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考理科综合物理押题卷2带答案和解释Word格式文档下载.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
【解析】小球受力示意图如图所示,以小球受到的重力为合力,拉力和框架对小球的支持力为分力,作出矢量三角形,在力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°
的过程中,力F先减小后增大,其最小值为gsθ,支持力FN一直减小,小球对框架的压力也一直减小,可得地面对框架的摩擦力始终在减小,框架对地面的压力也是一直减小。
【答案】
16.如图(甲)所示,足够长的木板B静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A。
滑块A受到随时间t变化的水平拉力F作用时,滑块A的加速度a与拉力F的关系图象如图(乙)所示,则长木板B的质量为()A.4gB.3g.2gD.1g
【解析】根据题图乙可知,当F=12N时,加速度a=3/s2,对滑块与木板整体,由牛顿第二定律有F=(A+B)a,解得A+B=4g,当F大于12N时,A、B发生相对滑动,同理,对滑块B有,整理得,由题图可知,图线的斜率,解得B=3g,A=1g。
17.如图所示,n匝矩形闭合导线框ABD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻不计。
线框绕垂直于磁场的轴′以角速度ω匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡,灯泡正常发光。
从线圈通过中性面开始计时,下列说法正确的是()
A.图示位置穿过线框的磁通量变化率最大
B.灯泡中的电流方向每秒改变ω2π次
.线框中产生感应电动势的表达式为e=nBSωsinωt
D.变压器原、副线圈匝数之比为nBSωU
【解析】图中是线圈通过中性面的位置,穿过线框的磁通量变化率为零,选项A错误;
由和可得,灯泡中的电流方向每秒改变ωπ次,选项B错误;
产生的感应电动势的最大值E=nBSω,从线圈通过中性面开始计时,线框中产生感应电动势的表达式为e=nBSωsinωt,选项正确;
变压器原线圈两端的电压,根据可得,选项D错误。
18.2017年4月22日12时23分,“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室顺利完成自动交会对接。
如图所示,已知“天舟一号”“天宫二号”对接后,组合体在时间t内沿圆周轨道绕地球转过的角度为θ,组合体轨道半径为r,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑地球自转。
则()
A.可求出地球的质量
B.可求出地球的平均密度
.可求出组合体的做圆周运动的线速度
D.可求出组合体受到地球的万有引力
【解析】根据题意可得组合体绕地球运动的角速度为,根据公式可得,选项A正确;
忽略地球自转,在地球表面万有引力等于重力,即,即可求得地球半径,根据可求得地球密度,选项B正确;
根据可得组合体的做圆周运动的线速度,选项正确;
由于不知道组合体质量,所以无法求解受到地球的万有引力大小,选项D错误。
【答案】AB
19.如图(a)所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷。
t=0时,甲静止,乙以初速度6/s向甲运动。
此后,它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触),它们运动的v-t图象分别如图(b)中甲、乙两曲线所示。
则由图线可知()A.两电荷的电性一定相反
B.t1时刻两电荷的电势能最大
.在0~t2时间内,两电荷的静电力先增大后减小
D.在0~t3时间内,甲的动能一直增大,乙的动能一直减小
【解析】由图可知,两个小球间产生的排斥力,因为刚开始乙做减速运动,甲做初速度为0的加速运动,则两个电荷的电性一定相同,选项A错误;
在t1时刻,两个小球共速,两个小球的间的距离最小,故在间距减小的过程中,小球始终克服电场力做功,以后小球的距离逐渐增大,电场力就做正功了,故间距最小时的电势能最大,选项B正确;
t2时刻,乙球静止,在0~t2时间内,两电荷的间距先减小后增大,故它们间的静电力先增大后减小,选项正确;
在0~t3时间内,甲的速度一直增大,故它的动能一直增大,而乙的速度先减小后增大,故它的动能也是先减小后增大,选项D错误。
20.如图甲所示,电流恒定的通电直导线N,垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上,导线中电流方向由指向N,在两轨间存在着竖直磁场,取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,当t=0时导线恰好静止,若B按如图乙所示的余弦规律变化,下列说法正确的是()A.在最初的一个周期内,导线在导轨上往复运动
B.在最初的一个周期内,导线一直向左运动
.在最初的半个周期内,导线的加速度先增大后减小
D.在最初的半个周期内,导线的速度先增大后减小
【解析】当t=0时,由左手定则可知,N受到向右的作用力,根据F安=BLI,由于B最大,故此时的安培力最大,则N的加速度最大,随着时间的延长,磁场强度B减小,故加速度减小,而N的速度在增大,当B=0时,加速度为0,速度最大,当B反向时,安培力也会反向,则加速度也反向,N做减速运动,到半个周期时,N减速到0,此时的加速度反向最大,然后N再反向运动,到一个周期时N又回到原出发的位置,故在最初的一个周期内,导线在导轨上往复运动,选项A正确,B错误;
在最初的半个周期内,导线的加速度先减小后增大,而其速度则是先增大后减小,选项错误,D正确。
【答案】AD
21.如图所示,圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出),为圆心,P为边界上的一点。
相同的带电粒子a、b(不计重力)从P点先后射入磁场,粒子a正对圆心射入,速度方向改变60°
后离开磁场,粒子b射入磁场时的速度方向与粒子a射入时的速度方向成60°
,已知它们离开磁场的位置相同,下列说法正确的是()A.两粒子的速度之比为vavb=12
B.两粒子在磁场中运动的时间之比为tatb=13
.两粒子在磁场中运动的半径之比为rarb=12
D.两粒子在磁场中运动的轨迹长度之比为sasb=23
【解析】作出带电粒子a、b在磁场中运动的轨迹,根据结合关系可知,两粒子运动的轨道半径之比rarb=21,由可得,两粒子的速度之比为vavb=21;
两粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角之比为1∶3,根据可得在磁场中运动的时间之比为tatb=13,运动的轨迹长度s=vt,在磁场中运动的轨迹长度之比为sasb=23。
【答案】BD[
第Ⅱ卷
三、非选择题:
包括必考题和选考题两部分。
第22题~第32题为必考题,每个试题考生都必须做答。
第33题~第38题为选考题,考生根据要求做答。
(一)必考题(11题,共129分)
22(6分)下图是验证机械能守恒定律的实验。
小球由一根不可伸长的轻绳拴住,轻绳另一端固定在点,在最低点附近放置一组光电门,光电门与小球摆到最低点时的球心在同一高度。
将轻绳拉至水平后由静止释放,用光电门测出小球运动到最低点的挡光时间△t,再用10分度游标卡尺测出小球的直径d,如图所示,重力加速度为g。
则
(1)小球的直径d=__________;
(2)利用该装置验证机械能守恒定律,_________测定小球的质量(填“需要”或“不需要”)。
(3)当地重力加速度为g,且测出悬线长度为,若等式____________成立,则说明小球下摆过程机械能守恒(等式用题中各物理量字母表达)。
【解析】
(1)十分度游标卡尺的精确度是01,小球直径d=10+4×
01=104。
(2)(3)小球通过最低点时的速度,设小球的质量为,下落的高度,重力势能的减少量等于动能的增加量,有,等式两边可以消去,故不需要测定小球的质量。
【答案】
(1)104
(2)不需要(3)
23.(9分)为测绘一个标有“4V24”小电风扇(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线,电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4V,并便于操作,实验室备有下列器材:
A.电池组(电动势为4V,内阻约为1)
B.电压表(量程为0&
#12316;
6V,内阻约为4)
.电流表○A1(量程为0&
06A,内阻约为02)
D.电流表○A2(量程为0&
3A,内阻约为00)
E.滑动变阻R1(最大阻值20,额定电流1A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值170,额定电流03A)
G.开关和导线若干
(1)实验中所用的电流表应选(填“”或“D”),滑动变阻器应选(填“E”或“F”)
(2)请用笔画线代替导线将实物图连接成符合这个实验要求的电路。
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数大于0V时电风扇才开始转动,小电风扇的伏安特性曲线如图所示,则电风扇的电阻为Ω,正常工作时的机械功率为。
(1)电风扇的额定电流=06A,从读数误差的角度考虑,电流表选择。
电风扇的电阻比较小,则滑动变阻器选择总电阻为20的误差较小,调节方便,即选择E。
(2)因为电压电流需要从零开始,则滑动变阻器采用分压接法,电风扇的电阻大约,远小于电压表内阻,属于小电阻,电流表采用外接法,电路如图所示。
(3)电压表读数小于0V时电风扇没启动。
根据欧姆定律得,正常工作时电压为4V,根据图象知电流为06A,则电风扇发热功率P,=I2R=0362=09,则机械功率Pˊˊ=UI-I2R=24-09=1。
(1)E
(2)如图所示(3)21
24.(14分)如图所示,两条间距L=0且足够长的平行光滑金属直导轨,与水平地面成30°
角固定放置,磁感应强度B=04T的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上,质量、的金属棒ab、d垂直导轨放在导轨上,两金属棒的总电阻r=02Ω,导轨电阻不计。
ab在沿导轨所在斜面向上的外力F作用下,沿该斜面以的恒定速度向上运动。
某时刻释放d,d向下运动,经过一段时间其速度达到最大。
已知重力加速度g=10/s2,求在d速度最大时,
(1)abd回路的电流强度I以及F的大小;
(2)abd回路磁通量的变化率以及d的速率。
(1)以d为研究对象,当d速度达到最大值时,有:
代入数据,得:
I=A
由于两棒均沿斜面方向做匀速运动,可将两棒看作整体,作用在ab上的外力:
(或对ab:
)
F=1N。
(2)设d达到最大速度时abd回路产生的感应电动势为E,根据法拉第电磁感应定律,有:
由闭合电路欧姆定律,有:
联立解得:
=10b/s
设d的最大速度为v,d达到最大速度后的一小段时间内,abd回路磁通量的变化量:
回路磁通量的变化率:
/s。
2.(18分)如图所示,一条不可伸长的轻绳长为,一端悬于天花板上的点,另一端系一质量为的小球(可视为质点)。
现有一个高为,质量为的平板车,在其左端放有一个质量也为的小物块(可视为质点),小物块正好处在悬点的正下方,系统静止在光滑水平面地面上。
今将小球拉至悬线与竖直位置成角,由静止释放,小球到达最低点时刚好与发生正碰,碰撞时间极短,且无能量损失。
已知离开平板车时的速度大小是平板车速度的两倍,与之间的动摩擦因数为,∶=4∶1,重力加速度为。
求:
(1)小物块离开平板车时速度为多大?
(2)平板车的长度为多少?
(3)小物块落地时距小球的水平距离为多少?
(1)设小球即将与物块碰撞前的速度为,小球由初始位置摆动到最低点的过程中,由机械能守恒定律可得:
解得:
设碰撞后小球速度为,物块速度为,由于小球与物块是弹性碰撞,所以碰撞过程满足机械能守恒和动量守恒,有:
两式联立可得:
,
即:
速度交换,小球速度变为零,获得速度。
设离开平板车时的速度大小为,则平板车速度为,物块在小车上滑行的过程中,由动量守恒定律可得:
∶=4∶1
可得:
。
(2)设平板车的长度为,由题意可得物块在小车上滑行时,一部分动能转化为系统的内能,所以有:
(3)由题意可得,以地面为参考系,物块在小车上做匀减速直线运动,设其加速度为,运动的位移为,离开平板车后做平抛运动,运动时间为,水平位移为。
由牛顿运动定律可得:
联立可得:
物块运动的水平位移为
由于小球与物块碰后处于静止状态,所以小物块落地时距小球的水平距离即为物块运动的水平位移:
(二)选考题:
共4分。
请考生从2道试题中任选一题作答。
如果多做,则按所做的第一题计分。
33.【物理—选修3-3】
(1分)
(1)(分)下列说法正确的是_______。
(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得分。
每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.物体的温度变化时,其分子平均动能一定随之改变
B.在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
.不可能从单一热库吸收热量使之完全变成功
D.物体内能的增加等于外界对物体所做的功与从外界吸收的热量之和
E.满足能量守恒定律的物理过程一定能自发进行
【解析】温度是分子平均动能的标志,温度发生变化,分子的平均动能就会发生变化,选项A正确;
温度降低,分子对器壁的撞击强度减弱,要使气体的压强不变,单位时间内分子对器壁单位面积平均碰撞次数必须增加,选项B正确;
不可能从单一热库吸收热量使之完全变成功,而不引起其他变化,选项错误;
根据&
#8710;
U=+Q可知,选项D正确;
热机满足能量守恒定律,但不满足热力学第二定律,选项E错误。
【答案】ABD
(2)(10分)如图所示,粗细相同的导热玻璃管A、B由橡皮软管连接,一定质量的空气被水银柱封闭在A管内,气柱长L1=40。
B管上方与大气相通,大气压强p0=76Hg,环境温度T0=300。
初始时两管水银面相平,若A管不动,将B管竖直向上缓慢移动一定高度后固定,A管内水银面上升了h1=2。
(i)求B管上移的高度为多少?
(ii)要使两管内水银面再次相平,环境温度需降低还是升高?
变为多少?
(大气压强不变)
(i)设B管被提升H高度后,B管液面比A高h2,有:
A管内气柱长为L1-h1=38
A管气柱遵循玻意耳定律,有:
p0L1S=(p0+ph2)(L1-h)S
h2=4
B管提升的高度为:
H=2h1+h2=8。
(ii)要使两管水银面又平齐,必须降低温度,设当温度为T时,A管气柱长度为:
根据理想气体状态方程有:
T=270。
34.【物理—选修3-4】
(1)(6分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,图甲是波传播到x=的点的波形图,图乙是质点N(x=3)从此时刻开始计时的振动图像,Q是位于x=10处的质点。
下列说法正确的是__________(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得6分。
每选错1个扣3分,最低得0分)。
A.这列波的波长是4
B.这列波的传播速度是12/s
.点以后的各质点开始振动时的方向都沿+方向
D.质点Q经过8s时,第一次到达波峰
E.在0~16s内,质点Q经过的路程为11
【解析】根据图象可知,波长λ=4,周期T=4s,波速,选项A正确、B错误;
波传播到点时,由于该质点向轴负方向振动,可知波的起振方向沿-轴方向,故后面的所有质点的振动方向都沿-轴方向,选项错误;
波峰与Q点之间的距离为8,波峰传到Q点所用的时间,选项D正确;
同理,波传播到Q点所用的时间为s,在0~16s内,质点Q振动11s,经过的路程,选项E正确。
【答案】ADE
(2)(9分)如图所示,足够宽的液槽中水的折射率,是可绕轴转动的平面镜,与水平面的夹角为。
光线从液槽的侧壁水平射入水中。
(i)若,求经平面镜反射后的光线从水面射出时折射角的正弦值;
(ii)若经平面镜反射后的光线能从水面射出,求的取值范围。
【解析】(ⅰ)作出光线经平面镜反射后从水面射出的光路如图1所示,在水面发生折射的入射角:
由折射定律,有:
折射角γ的正弦值:
(ⅱ)设光线在水中发生全反射的临界角为,则:
,也即:
=60°
若光在右侧发生全反射时,作出光路如图2所示,则由几何关系可知:
若光在左侧发生全反射时,作出光路如图3所示,则由几何关系可知: