物理学科综合能力训练四.docx

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物理学科综合能力训练四

物理学科综合能力训练（四）

一、选择题（含多选）。

1.一物体置于水平地面上，在与水平方向成θ角的力F作用下经时间t发生位移S（见右图）则F对物体所做的功W和冲量I分别为：

A.W=FS,I=FtB.W=FScosθ,I=Ft

C.W=FS,I=FtcosθD.W=FScosθ;I=Ftcosθ

2.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道上，则：

A.电子的动能变大，电势能变大，总能量变大

B.电子的动能变小，电势能变小，总能量变小

C.电子的动能变小，电势能变大，总能量不变

D.电子的动能变小，电势能变大，总能量变大

3.如下左图所示的是光在A、B、C三种介质中传播中发生的折射和反射情况。

若M、N两接口平行，光在三种介质中传播速度分别为VA、VB、VC，下列关系中正确的是：

A.VA＞VB＞VCB.VA＜VC＜VB

C.VA＞VC＞VBD.VC＞VA＞VB

4.一劲度系数为K的轻弹簧，上端固定，下端连一质量为m的物体并使其上下振动，其振幅为A（见上右图），当物体运动到最低点时，其恢复力大小和方向为：

A.KA，方向竖直向下B.mg+KA，方向竖直向上

C.KA-mg，方向竖直向上D.KA，方向竖直向上

5.若已知万有引力恒量，则在以下各组数据中，根据哪几组数据可以估算出地球的质量

A.地球绕太阳运行周期及地球到太阳中心的距离

B.月亮绕地球运行的周期及月球到地球中心距离

C.人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期

D.“地球同步卫星”离地面的高度及地球自转周期

6.矩形线圈在匀强磁场中转动时，在线圈里产生如下图所示的交流电流，那幺在下图的A、B、C、D中，正确的反映了在开始的1/2周期中穿过线圈的磁通量随时间而变化的情况是：



7.在下图电路中，当滑动变阻器R2的触头P向下滑动时，若电源内阻不能忽略，则下列说法正确的是：

A.电容器C的电容增大；

B.电容器C两极板间的电场强度增大；

C.伏特表的读数增大；

D.R1消耗的功率增大.

8.理想变压器的副线圈通过输电线上接有两个相同的灯泡L1和L2，输电导线的电阻为R（见上右图），开始S断开，设电源电压U保持不变，问当S闭合时，以下说法正确的是：

A.副线圈两端（M、N）输出电压减小

B.输电线等效电阻R两端电压增大

C.通过L1的电流减小

D.原线圈中的电流增大

9.一列简谐波在均匀介质传播.下图（a）表示t=0时刻的波形图线.下左图（b）表示图（a）中b质点从t=0时刻开始的振动图线，则这列波

A.从右向左传播B.波的频率是2Hz

C.波速是4m/sD.b、D点在振动过程中任意时刻的位移都相等

10.一定质量的理想气体，自状态A经状态B变化到状态C（见上右图）在整个过程中

A.气体体积不断增大B.气体内能不断增大

C.气体不断对外界做功D.气体不断向外界放热

11.质量为m的球在水平推力F的作用下，静止于竖直光滑墙壁和光滑斜面之间。

球跟倾角为θ的斜面的接触点为A。

推力F的作用线通过球心O，球的半径为R（见右图）若水平推力缓慢增大，在此过程中

A.斜面对球的作用力缓慢增大；

B.墙对球的作用力始终小于推力F；

C.斜面对球的支持力为mgcosG；

D.推力F对A点的力距为mgcosθ.

二、填空题.

12.一个带电质点，电量为q，质量为m，以平行于Ox轴的速度v从y轴a对射入下左图中第一象限区域，为了使该质点能从x轴上b点以垂直于Ox轴的速度v射出，可在适当地方加一个垂直于xoy平面，磁感应强度为B的匀强磁场，若此磁场分布在一个长方形的区域内，那幺该磁场区域的最小面积是.

13.在凸透镜主轴上2倍焦距处的B点垂直于主轴放置一物体AB，其长度为透镜直径的1/4，A′B′为AB的像见上右图，现在透镜右侧的焦点处，垂直于主轴放置一块挡板PQ，欲使像A′B′完全消失那幺PQ的长度至少应为AB长度的倍.

14.保温电板锅的电路，R1、R2为电阻丝，S为温控开关.A、B两点接在家庭电路上，那幺S闭合，电饭锅处于保温状态还是加热状态?

答：

处于状态，若R1:

R2=9:

1加热时功率为1000W，保温时的功率是W.

三、实验题本题共3小题，共17分.

15.下左图是“研究电磁感应现象”的实验装置图，其中A和B分别是原、副线圈，如果当闭合开关S时，发现电表指针向右偏转一下又回复至中央位置，则：

（1）若A插在B中不动，而把A中的铁芯C抽出则电表指针偏转.

（2）若只是由于滑动变阻器的滑片P的滑动引起电表指针向右偏转，则P应该向滑动.

16.利用水滴下落可以测出重力加速度g，调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调节盘子的高度，使一个水滴碰的盘子里恰好有一水滴从水龙头开始下落，而空中还有一个正在下落中的水滴.测出水龙头到盘子间距离为h（m），再用秒表测时间.以第一个水滴离开水龙头开始计时，到第N个水滴落至盘中，共享时间为T（s）.则第一个水滴到盘子时，第二个水滴离开水龙头的距离是（m），重力加速度g=m/s2。

17.某同学做“验证玻意耳定律”实验时，将注射器竖直放置，测得的数据如下表所示。

发现第5组数据中的pV乘积值有较大偏差，若读数和计算无误，则造成此偏差的原因可能是或。

实验次序

1

2

3

4

5

P（105Pa）

1.21

1.06

0.93

0.80

0.66

V（ml）

33.2

37.8

43.8

50.4

69.2

PV（105Pa·ml）

40.2

40.2

40.7

40.3

45.7

四、论述、计算题.

18.根据全电路欧姆定律，试分析证明用万用表（欧姆档）测电阻时，如果电池用久了，读出的阻值偏大。

19.如下左图所示，在小平面上有同为m的1、2两个小球，两球之间用长为L的不可伸长的细绳相连接，两球相距L/2长.现给球2一个竖直向上初速度v0，求细线绷直瞬间中两球损失的机械能△E.

20.如上右图所示，在地现附近的坐标xoy在竖直平面内，空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感强度为B，在x＜0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场E，一个质量为m，带电量为q的油滴丝图中M（-a，0）点（a＞0）沿着与水平方向成θ角斜向下做匀速直线运动，进入x＞0的区域，求：

（1）油滴带什幺电荷（充分说明依据）；

（2）油滴在M点运动的速率的大小；

（3）油滴进入x＞0区域，若能到达x轴上的N点（在图中未标出），油滴在N点时的速度大小是多少?

21.如下图左中圆筒固定不动，活塞A横截面积为2S，活塞B横截面积为S，圆筒内壁光滑，左端封闭，右端与大气相通，大气压力P0.A、B将圆筒分为两部分，在左半部分是真空，A、B之间有一定质量的气体，B通过劲度系数为k的弹簧与圆筒左端相连，开始时粗筒和细筒的封闭长度均为L，现用水平向左的力F=（1/2）p0S作用在活塞A上，求活塞A移动的距离（气体的温度不变）.

22.如上右图所示，倾角为θ的足够长的固定斜面上，物体A和小车B正沿斜面上滑，A的质量为mA=0.50kg，B的质量为mB=0.25kg.A始终受一沿斜面向上的恒定推力F的作用。

当A追上B时，A的速度为vA=1.8m/s，方向沿斜面向上，B的速度恰好为零，A、B相碰，相互作用时间极短，刚碰撞后，A的速度为v1=0.6m/s，方向沿斜面向上，再经T=0.6s，A的速率变为v1=1.8m/s，这一过程中A、B没有再次相碰，已知A与斜面间的动摩擦因数为μ=0.15，B与斜面的摩擦不计，sinθ=0.6,cosθ=0.8,g=10m/s2。

①求恒定推力F；

②在A、B第一次碰撞后，经一段时间（在第二次相碰前），A、B间的距离达到最大，求这段时间内A克服摩擦阻力所做的功。

参考答案

1.B

2.D.［Ke2／r=mv2／r,EK=KE2／2r,r增大，EK减小，库仑力（电场力）做负功、电势的增加，总能量En=E1/n2.（E1＜0）量子数n变大.E变大］.

3.C.［光线在M和N两界面处入射角相等，M面上发生全反射，N面上发生折射，说明nA＜nB,nc＜nB且nA＜nC,据v=

，故选C＝.

4.D

5.B、C［m（2π/T）2=GmM/R2,M=4π2R3/GT知选B对选A错，mv0/R=m（2π/T）2GmM/R2,M=v3T/2πG,故选C对.m（2πr）2·（R+h）=GmM（R+h）2，而R未知，选D错］

6.A［i—t图像t=0时刻矩形线圈与磁场垂直，此时φ=0,故排除B、C.据φ=BCcos（90°-ωt）=BSsinωt知正确答案为A.］

7.B、C［当P下增大，R2有效阻值增大，其两端电压增大，Uc随之增大，引起一方面据E=

知E增大，一方面电压表示数增大。

R2有效阻值的增加，引起总电流减小，R1消耗功率=I2R1变小，电容器C只与本身因素有关故正确答案为B、C］

8.B、C、D.［UMN=

U不变故A错］

9.A、B［由振动图像，从t=0时刻起，质点b开始向下振动.再由波的图像及b的位置，知A选项正确.T=0.5s,f=

=2H2所以B正确.由v=λf可知，C错，b、d质点相差半波长，位移等大反向，故D不正确］

10.D.［A→是等压、降温、缩小过程.△E=W+Q,△E＜0,W＞0,则Q＜0.B→C是等温、增压、增压、缩小过程，△E=W+Q，△E=0，W＞0，则Q＜0，所以气体不断放热，所以选D正确.＝

11.B、D［球受力见右图］

12.（

-1）（mv/Bq）2［带电粒子在磁场中做圆周运动半径r=mv/Bq.运动轨道圆心角为π/2（见下左图）O′M=O′N=r，那么最小长方形区域磁场，长为

r.因此最小面积，宽为r-rcos45°=（1-

r）S=（

-1）（mv/Bq）2.］

13.2.5［上图右，A′B′位于透镜右侧2F处，PQ为挡板的最小长度，PQ=（A′B′+4AB）/2=2.5AB（A′B′=AB）.］

14.加热；100W.［S断开，电饭锅消耗功率P=U

/（R1+R2）

S闭合，电饭锅消耗功率P′=U

/R2＞P

因此S闭合，电饭锅处于加热状态

P/P′=（R1+R2）

P/1000=1/10,P=100W为保温时的功率.］

15.左、右.［

（1）原磁场增强变化在B中激起的感应电流i的方向是“指针向右偏”，则原磁场减弱7变化在B线圈中激起的i的方向应该与前述相反，即“指针向左偏。

”

（2）指针向右偏

原电流增强

P向左移.］

16.h/4,h（N+1）2/2T2，［设每滴水从水龙头落至盘中经历时间为t0，则第一滴水经历t0=

到达盘中时，第二滴水正在空中，它运动了t0/2的时间，运动距离h′=h/4.若从第1个水滴离开水龙头开始计时，则相继下落的水滴到达盘中的时刻依次为

第一滴水落盘时：

t1=t0

第二滴水落盘时：

t2=t0+

t0=（

）t0

第三滴水落盘时

t3=（

）t0=T

∴t0=

∴g=

17.温度升高；进入气体。



四、论述、计算题

20.证明：

假设现在的电势为ε′，则ε′＜ε，用新、旧电池测同样Rx的阴值，这时分别有

新电池：

Ig=ε/R内

I=ε/（R内+Rx）=ε/［（ε/Ig）+Rx］

=

旧电池：

Ig=ε′/R′内

I′=ε′/（R′内+Rx）=ε′/［（ε′/Ig）+Rx］

=

∵ε′＜ε,∴I′＜I

即这时的指针跟用新电池相比偏左，故用旧电池读出的阻值偏大。

21.解：

设在力F的作用下，活塞A移动的距离为△l，活塞B向前移动的距离为△x，以A、B间气体为研究对象.由气体作等温变化.则有：

p1V1=p2V2①

初状态：

p1=p0，V1=L·2S+L·S=3LS

末状态：

p2=p0+

=

p0,

V2=（L+△x）S+（L-△l）·2S

且p0S=kx1（末状态）

x1=

x2=

△x=x2-x1=

把p1、p2、V1、V2代入方程①得

p0·3LS=

p0·（3LS+△xs-2△lS）②

把△x代入②式和△l=

L+

若

＜

L，则△L＝

L+

若

≥

L,则△L=L.

22.解：

小球2在作竖直上抛过程中机械守恒有

mv

=

mv2+mg（

·

）①

由于细线绷直瞬间，绳子张力远大于重力，故可认为两球沿细线方向动量守恒，v2大小保持不变.设细线绷直末态，两球的速度都为v′，则

mv1=2mv′②

机械能损失量为

△E=

mv

-

（2m）v′2③

从图中的速度矢量分解关系中有

v1=vcos30°④

联解四式，得到△E=3m（v

-

qL）/16.

23.解：

（1）要使油滴做直线运动，油滴必须带正电荷.

（2）物体做匀速直线运动，合力为零，受力情况如上右图所示。



∴qvmB=F′=mg/cosθ

vm=mg/qBcosθ

（3）油滴从M运动到N过程中，由动能定理：

-qEa=

mv2N-

mv2m

又∵qE=mgtgθ

解得vn=

24.解①A、B碰撞动量守恒，取沿斜面向上为正，有mAvA=mAv1+mBvB

解出vB=2.4m/s

碰后A有两种运动的可能：

（Ⅰ）加速向上，（Ⅱ）减速向上再加速向下.

第一种情况：

A加速向上，aA=

=2m/s2,

B的加速度，aB=-gsinθ-6m/s2

第二次相遇满足：

v1t+

aAt2=vBt+

aBt2

解出t=0.45s,∵t＜0.6s,故这种情况不合题意。

第二种情况：

设A上滑时间为△t，则下滑时间为T-△t，由运动学公式得

A上滑加速度a1=

；

A下滑加速度a2=

，由牛顿第二定律得

F-mAgsinθ-μmAgcosθ＝mAa1

mAgsinθ-μmAgcosθ-F=mAa2

联立解出：

△t=0.1s,a1=-6m/s2,a2=3.6m/s2,F=0.6N.

在0.6s后，A在碰撞点的下方，而B上升时间为tB=

=0.4s,返回碰撞,F=0.6N符合题意。

②设经时间t1,A、B间距离最大（再次碰前，）此时A、B等速，取沿斜面向下为正，有

a1（t1-0.1）=a′B（t1-0.4）

得t1=0.85s.

这段时间内，A的总路程为

sA=s1+s2=

△t+

a2（t1-△t）2=1.04m

所以，A克服摩擦力做功为W=fA·SA=0.62J。