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综合提升检测卷(二)
(时间:75分钟　分值:100分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图所示,轻质网兜兜住重力为G的足球,用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点,轻绳的拉力为FT,墙壁对足球的支持力为FN,则(　　)
A.FTC.FT>G D.FT=G
2.(2025·湖南常德模拟)2023年U系列中国青少年轮滑巡回赛在浙江乐清举行,吸引了32支队伍、300多名运动员参赛。一名参赛的小朋友在100米计时赛通过一段直线PMQ,可以认为小朋友在该段运动中做匀变速直线运动,从P到M所用的时间等于从M到Q的时间,且PM∶MQ=2∶3,该小朋友通过P点与Q点的速度之比为(　　)
A.2∶3 B.3∶5 C.3∶7 D.5∶7
3.(2025·山东济南模拟)如图所示为古代的水车,该水车周边均匀分布着N个盛水的容器,容器到水车大圆转轴的距离为R。在流水的冲力作用下,水车以n转/分的转速匀速转动,当装满水的容器到达最高处时将水全部倒入水槽中。设每个盛水容器装入水的质量均为m,忽略容器装水给水增加的动能和水车浸入水的深度,不计一切摩擦。已知重力加速度为g,则水车运水的功率为(　　)
A. B.
C. D.2nNmgR
4.(2025·山东泰安一中模拟)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子,已知基态氦离子的能量E1=-54.4 eV,氦离子的能级图如图所示。处于n=4能级的激发态氦离子跃迁到n=3能级时发射的光子属于可见光范围(可见光波长范围约为400 nm~760 nm)。若能引起人眼视觉效应的可见光的最小能量E=1×10-18 J,则能引起人眼视觉效应的该光光子数至少为(　　)
A.2个 B.3个 C.4个 D.30个
5.(2024·湖北黄冈模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,最后回到状态A。已知气体在状态A时的热力学温度为600 K,下列说法正确的是(　　)
A.该气体在状态B时的热力学温度为300 K
B.该气体在状态C时的热力学温度为600 K
C.该气体从状态A到状态B的过程中,温度在升高
D.该气体从状态A经过一个循环回到状态A的过程中吸收的热量为200 J
6.(2024·河南周口模拟)一小型水力发电站给某商场用户供电,并将剩余的电能储存起来。如图,发电机的输出电压U1=279 V,输出功率P输出=418.5 kW,降压变压器原、副线圈的匝数之比n3∶n4=100∶1,输电线总电阻R线=20 Ω,其余线路电阻不计,商场的用户端电压U4=220 V,功率P用户=352 kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是(　　)
A.发电机的输出电流为1 200 A
B.输电线上损失的电压为160 V
C.输送给储能站的功率约为6.14×105 W
D.升压变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=1∶80
7.(2024·山东济南模拟)某款质量m=1 000 kg的汽车沿平直公路从静止开始做直线运动,其v-t图像如图所示。汽车在0~t1时间内做匀加速直线运动,t1~50 s内汽车保持额定功率不变,50~70 s内汽车做匀速直线运动,最大速度vm=40 m/s,汽车从70 s末开始关闭动力减速滑行,t2时刻停止运动。已知t1=10 s,汽车的额定功率为80 kW,整个过程中汽车受到的阻力大小不变。下列说法正确的是(　　)
A.t1时刻的瞬时速度10 m/s
B.汽车在t1~50 s内通过的距离x=1 300 m
C.t2为80 s
D.阻力大小为1 000 N
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.(2025·云南昆明一模)均匀介质中,波源S产生沿x轴方向传播的简谐横波,如图甲所示,A、B、C为x轴上的质点,质点C(图中未画出)位于x=10 m处,波源在AB之间。t=0时刻,波源开始振动,从此刻开始A、B两质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A.波源S位于x=1 m处
B.波速大小为2 m/s
C.C质点起振后,其振动步调与A质点相反
D.t=5.5 s时,C质点位于波谷
9.(2025·山东济南高三月考)如图所示,虚线为以坐标原点O为圆心、半径为L的圆弧,坐标为
(-L,0)的点处固定一带电荷量为Q的正点电荷,将一带电荷量大小为Q的负点电荷沿圆弧从坐标为(L,0)的M点缓慢移动到坐标为(0,-L)的N点,关于此过程O点的电场强度和电势,下列说法正确的是(　　)
A.O点的电场强度大小逐渐减小
B.O点的电场强度大小不变
C.O点的电势逐渐增大
D.O点的电势不变
10.如图所示,P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨,间距为L,导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFGH矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在t=t1时刻,两均匀金属棒a、b分别从磁场边界EF、GH进入磁场,速度大小均为v0;一段时间后,在t=t2时刻流经a棒的电流为0,b棒仍处于磁场区域内。已知金属棒a、b相同材料制成,长度均为L,电阻分别为2R和R,a、b棒的质量分别为2m和m。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,a、b棒没有相碰,则(　　)
A.t1时刻a棒加速度大小为
B.t2时刻a棒的速度为v0
C.t1~t2时间内,通过a、b棒横截面的电荷量相等
D.t1~t2时间内,a棒产生的焦耳热为m
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
温馨提示:此系列题卡,非选择题每空2分,分值不同题空另行标注
11.(7分)某实验小组为了测量木块与桌面间的动摩擦因数,设计了如图甲所示的实验装置。将木块静止放在水平桌面上用轻绳拉住,轻绳另一端通过定滑轮连接力传感器与托盘,实验过程中调节定滑轮使得连接木块的轻绳与桌面平行,木块的右侧有一宽度为d的遮光条,在桌面上B位置固定有一光电门。
(1)该实验　　　　(1分)(选填“需要”或“不需要”)让木块的质量远大于砝码、力传感器和托盘的总质量。
(2)托盘内放入适量砝码,使木块右侧位于A点,A、B间距离为L,释放后木块做匀加速直线运动,光电门显示的挡光时间为t0,则木块的加速度大小为　　　　(用已知物理量字母表示)。
(3)逐次增加砝码,记录每次实验中力传感器的示数F与光电门显示的遮光时间t,作出F- 图像如图乙所示,若当地重力加速度为g,则木块的质量为　　　　,木块与桌面间的动摩擦因数为　　　　(均用已知物理量字母表示)。
12.(9分)某同学要准确测量某型号电池的电动势和内阻,该电池的电动势E1约为3 V,内阻r1约为
2 Ω,实验室里还备有下列实验器材:
A.另一电池(电动势E2约为4.5 V,内阻r2约为3 Ω)
B.电压表(量程为1 V,内阻约为3 000 Ω)
C.电压表(量程为3 V,内阻约为5 000 Ω)
D.电流表(量程为0.3 A,内阻约为0.5 Ω)
E.电流传感器(内阻未知)
F.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω)
G.滑动变阻器(最大阻值为40 Ω)
H.滑动变阻器(最大阻值为60 Ω)
I.开关两个,导线若干
根据所提供的实验器材,该同学设计了如图甲所示的测量电路。
实验步骤如下:
①将R1、R2调至适当阻值,闭合开关S1;
②闭合开关S2,再调节R1、R2,使电流传感器的示数为零;
③多次改变R1阻值,相应调节R2阻值,使电流传感器的示数仍然为零,并读取多组电压表、电流表的示数;
④根据测得数据描绘出电压表示数U随电流表示数I变化的U-I图像。
请回答下列问题:
(1)按所设计的实验电路,请用笔画线代替导线将图乙实物连接补画完整。(2分)
(2)在实验中,电压表应选择　　　　(1分),若滑动变阻器R1选G,则滑动变阻器R2应选　　　　
(1分)(选填器材前面的字母代号)。
(3)作出的U-I图像如图丙所示,则电动势E1=　　　　V,内阻r1=　　　　(1分) Ω(计算结果保留2位有效数字)。
(4)请从实验误差角度简要评价该实验方案:　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　。
13.(10分)如图所示,一粗细均匀且足够长的一端密闭的细玻璃管开口向下竖直放置,管内有一段长为l0=25.0 cm的水银柱,水银柱上方封闭了长度为l1=14.0 cm的理想气体,此时封闭在管内的气体处于状态A,温度TA=280 K。先缓慢加热封闭气体使其处于状态B,此时封闭气体长度为l2=
15.0 cm。然后保持封闭气体温度不变,将玻璃管缓慢倒置后使气体达到状态C。已知大气压强恒为p0=75.0 cmHg,求:
(1)(3分)判断气体从状态A到状态B的过程是吸热还是放热,并说明理由;
(2)(3分)气体处于状态B时的温度TB;
(3)(4分)气体处于状态C时的长度l3。
14.(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy的第二象限内存在垂直坐标平面向外的有界圆形匀强磁场,圆心C点位置(-l,l),半径为l,第一象限和第四象限存在垂直于坐标平面向外的相同匀强磁场,第三象限内存在水平向右的匀强电场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴上A点
(-l,0)以初速度v0沿y轴正方向射入圆形磁场,然后从y轴上的M点(0,2l)射入第一象限,经磁场偏转后从y轴上的N点(0,-2l)射入第三象限,经过第三象限的匀强电场作用后垂直打到x轴上的某点P(图中未画出),不计粒子重力。求:
(1)(3分)有界圆形匀强磁场磁感应强度大小B1;
(2)(4分)匀强电场的电场强度大小E和P点位置坐标;
(3)(5分)求粒子从A点运动到P点的总时间t总。
15.(16分)如图所示,相距L=6 m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相接,右侧平台长s=3.5 m,并且与一倾角θ=30°的斜面在C点连接,斜面足够长。传送带以速率v=5.0 m/s顺时针匀速转动。小滑块P以初速度v0=1.0 m/s自左侧平台水平向右滑上传送带,之后与静止在右侧平台最左端的小滑块Q发生弹性碰撞。已知小滑块P、Q的质量分别为m=2.0 kg和M=3.0 kg,小滑块P与传送带间的动摩擦因数μ1=0.4,小滑块Q与右侧平台间的动摩擦因数μ2=0.1,重力加速度g=
10 m/s2,P、Q均可视为质点。求:
(1)(5分)小滑块P通过传送带所需的时间;
(2)(5分)小滑块Q离开右侧平台C端时的速度大小;
(3)(6分)小滑块Q落在斜面上时的动能以及小滑块在从C点飞出至落到斜面上的过程中动量的变化量大小。
综合提升检测卷(二)
1.C　[对网兜和足球受力分析,设轻绳与竖直墙面夹角为θ,由平衡条件有FT==,FN=Gtan θ,可知FT>G,FT>FN,故C正确。]
2.C　[设从P到M所用的时间与从M到Q的时间均为T,PM距离为2x,则根据匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的速度,知M点的速度为v2==2.5,根据匀变速直线运动规律知加速度a==,P点的速度为v1=v2-aT=2.5-·T=1.5,Q点的速度为v3=v2+aT=2.5+·T=3.5,故该小朋友通过P点与Q点的速度之比为v1:v3=3∶7,故C正确。]
3.A　[水车每秒转动的圈数为,水车转动一圈对水做的功W=Nmg·2R,则水车的功率P=×=2NmgR×=,故A正确。]
4.B　[原子跃迁发射的光子,其能量应正好等于原子的两能级间的能量差,故该跃迁发射的每个光子的能量E0=-3.4 eV-(-6.0 eV)=2.6 eV,又由E=nE0,解得n==2.4个,所以能引起人眼视觉效应的该光子数至少为3个,故B正确。]
5.B　[气体从状态A到状态B做等容变化,由查理定律有=,解得TB=200 K,可知该气体从状态A到状态B的过程中,温度在降低,故A、C错误;气体从状态B到状态C做等压变化,由盖-吕萨克定律有=,解得TC=600 K,故B正确,该气体从状态A经过一个循环回到状态A的过程中ΔU=0,由热力学第一定律ΔU=Q+W,得Q=-W,在整个过程中,外界对气体做功为W=pΔV=200 J,即Q=-W=-200 J,是负值,所以气体从状态A经过一个循环回到状态A的过程中放热,所放的热量为200 J,故D错误。]
6.D　[发电机的输出电流为I1== A=1 500 A,故A错误;降压变压器次级电流I4== A=1 600 A,初级电流I3=I4= A=16 A,输电线上损失的电压为U线=I3R线=16×
20 V=320 V,故B错误;输电线上损失的功率为P线=R线=162×20 W=5 120 W,输送给储能站的功率为P储=P输出-P线-P用户=61 380 W,故C错误;升压变压器次级电压U2=U3+U线=+I3R线=
V+16×20 V=22 320 V,升压变压器的匝数比===,故D正确。]
7.B　[根据题意可知,当汽车以额定功率行驶时,牵引力等于阻力时,速度最大,则有vm=,解得f==2 000 N,由牛顿第二定律可得,关闭发动机之后,加速度为a==2 m/s2,由运动学公式v=v0+at可得vm=a(t2-70),解得t2=90 s,故C、D错误;根据题意,设t1时刻,汽车的速度为v1,则此时的牵引力为F1=,设汽车在0~t1时间内做匀加速直线运动的加速度为a1,则有v1=a1t1,由牛顿第二定律有F1-f=ma1,联立解得v1=20 m/s,t1~50 s内,由动能定理有P(50-t1)-fx=m-m,解得x=1 300 m,故A错误,B正确。]
8.BD　[由题图可知A、B两质点开始振动的时刻为tA=2.0 s,tB=0.5 s,由于在同种介质中则波速v相同,故有v==,则xA=4xB,故波源S位于x=2 m处,且波速v=2 m/s,故A错误,B正确;C质点开始振动的时刻为tC==4 s,由题图可知,波源起振方向为y轴正方向,在tC=4 s时A质点也沿y轴正方向振动,则C质点起振后,其振动步调与A质点相同,故C错误;根据以上分析tC=4 s时开始振动,则t=5.5 s时,C质点已振动了T,则t=5.5 s时,C质点位于波谷,故D正确。]
9.AD　[正点电荷在O点产生的电场强度方向沿x轴正方向,大小E=,负点电荷在O点产生的电场强度方向指向负点电荷,大小E=,负点电荷由M点沿圆弧运动到N点的过程,两电场强度的夹角逐渐增大,所以O点的电场强度逐渐减小,A正确,B错误;等量异种点电荷形成的电场的中垂线为等势线,取无穷远处电势为0,则中垂线的电势为0,又整个过程中O点到正、负点电荷的距离保持不变,则O点始终位于两点电荷的中垂线上,电势始终为0,所以O点的电势不变,C错误,D正确。]
10.BCD　[根据右手定则可知,金属棒a、b进入磁场时产生的感应电流均为逆时针方向,则回路的电动势为a、b各自产生的电动势之和,即E=2BLv0,感应电流I==,对a由牛顿第二定律得BIL=2ma,解得a=,故A错误;根据左手定则可知a棒受到的安培力向左,b棒受到的安培力向右,由于流过a、b的电流大小一直相等,故两棒受到的安培力大小相等,方向相反,则a与b组成的系统合力为零,系统动量守恒。由题知,t2时刻流过a的电流为零时,说明a、b之间的磁通量不变,即a、b在t2时刻达到了共同速度,设为v,取向右为正方向,根据系统动量守恒有2mv0-mv0=(2m+m)v,解得v=v0,故B正确;在t1~t2时间内,根据q=IΔt,因通过两棒的电流时刻相等,所用时间相同,所以通过两棒横截面的电荷量相等,故C正确;在t1~t2时间内,对a、b组成的系统,根据能量守恒定律有×2mv02+mv02=×2mv2+mv2+Q,解得回路中产生的总热量为Q总=mv02,又因a、b流过的电流一直相等,所用时间相同,由焦耳定律Q=I2Rt可知a、b产生的热量与电阻成正比,即Qa∶Qb=2∶1,所以t1~t2时间内,a棒产生的焦耳热为Qa=Q总=mv02,故D正确。]
11.答案　(1)不需要　(2)　(3) 　
解析　(1)实验中轻绳的拉力可通过力传感器直接读出,故不需要让木块的质量远大于砝码、力传感器和托盘的总质量。
(2)根据极短时间的平均速度等于瞬时速度,木块右端经过B点时的瞬时速度为v=
木块从A到B过程中做匀加速直线运动,由运动学公式有v2=2aL
联立解得木块的加速度为a=。
(3)设木块质量为m,木块与桌面间的动摩擦因数为μ,水平方向上木块做匀加速直线运动,竖直方向上木块处于平衡状态,木块受到摩擦力为Ff=μmg
由牛顿第二定律有F-μmg=ma
结合(2)分析,联立并整理得F=·+μmg
则F-图像的斜率k==,解得m=
F-图像的纵轴截距为b=μmg
联立解得μ=。
12.答案　(1)见解析图　(2)C　H　(3)2.9　2.0　(4)一方面避免了电压表分流作用或电流表的分压作用,消除了系统误差;另一方面多次测量可减小偶然误差
解析　(1)根据电路图,连线如下图所示。
(2)根据题意要使电流传感器的示数为零,则电流传感器两端电势差为零,则R1两端电压应满足E1=Ir1+U,故电压表选择C;要使电流传感器的示数为零,则R1两端电压应接近E1,R2两端电压应接近E2,而E2大约是E1的1.5倍,且R1与R2电流相同,则R2应该比R1大一些,故R2应选H。
(3)要使电流传感器的示数为零,则电流传感器两端电势差为零,根据E1=Ir1+U,有U=E1-Ir1,结合图像可知E1=2.9 V,r1=2.0 Ω。
(4)电流传感器的示数为零,整个电路等效为串联回路,流过两电源的电流相等,电流表所测电流为流过待测电源的真实值,电压表所测电压是待测电源两端的真实路端电压,避免了电压表分流作用或电流表的分压作用,消除了系统误差;另外,多次测量可减小偶然误差。
13.答案　(1)吸热,见解析　(2)300 K　(3)7.5 cm
解析　(1)根据题意可知,从状态A到状态B,气体温度升高,内能增大,气体体积变大,气体对外做功,由热力学第一定律有ΔU=Q+W,
可知Q>0,即气体吸热。
(2)根据题意,设玻璃管横截面积为S
由盖-吕萨克定律有=
得TB=300 K。
(3)根据题意,气体处于状态B时,
有pB+ρgl0=p0
得pB=50 cmHg
气体处于状态C时,有pC=p0+ρgl0
得pC=100 cmHg
由玻意耳定律pBl2S=pCl3S
得l3=7.5 cm。
14.答案　(1)　(2)　(-l,0)
(3)+
解析　(1)作出轨迹如图所示
根据几何分析可知,第二象限轨迹圆心在坐标原点,且
R1=l
根据qv0B1=m
解得B1=。
(2)根据几何关系可知,粒子射入第一象限的速度与y轴正方向夹角θ=,
可知R2==
根据对称性可知,粒子射出第四象限的速度与y轴正方向夹角也为θ。由于经过第三象限的匀强电场作用后垂直打到x轴上的某点P
则有2l=v0cos θ·t电,x=·,v0sin θ=t电
解得E=,x=l,t电=
即P点位置坐标为(-l,0)。
(3)粒子在第二象限圆周运动的圆心角为θ=
运动的时间t1=+
粒子在第一、四象限圆周运动的圆心角为2π-2θ=
运动的时间t2=
则粒子从A点运动到P点的总时间
t总=t1+t2+t电
解得t总=+。
15.答案　(1)1.6 s　(2)3 m/s　(3)31.5 J　6 kg·m/s
解析　(1)小滑块P在传送带上先做匀加速运动,设其加速度大小为a1,由牛顿第二定律有μ1mg=ma1
设小滑块P滑上传送带后匀加速运动的距离为x1,
由运动学公式有v2-=2a1x1
代入题给数据,联立解得x1=3 m
因此,小滑块P在到达右侧平台前,先加速至v=5.0 m/s,然后开始做匀速运动,设小滑块P在传送带上做匀加速运动所用的时间为t1,做匀速运动所用时间为t2,由运动学公式有v=v0+a1t1
解得t1=1 s
小滑块P以速度v=5.0 m/s做匀速运动,有
L-x1=vt2
解得t2=0.6 s
小滑块P通过传送带所需的时间t=t1+t2=1.6 s。
(2)小滑块P与Q发生弹性碰撞,设碰撞后小滑块P的速度为v1,小滑块Q的速度为v2,由动量守恒定律,有mv=mv1+Mv2
由机械能守恒定律,有mv2=m+Mv22
联立解得v1=-1 m/s,v2=4 m/s
小滑块Q在右侧平台上做匀减速运动,设其加速度大小为a2,由牛顿第二定律有μ2mg=ma2
根据运动学公式有-=-2a2s
代入数据解得小滑块Q离开右侧平台C端时的速度大小vC=3 m/s。
(3)小滑块Q滑离右侧平台后做平抛运动,则竖直方向有h=gt32,水平方向有x=vCt3,
由几何关系知tan 30°=
解得小滑块Q的落点与C点的高度差h=0.6 m
t3= s
由机械能守恒定律得,小滑块Q从C点飞出后落到斜面上时的动能Ek=M+Mgh
解得Ek=31.5 J
由动量定理得,小滑块Q从C点飞出至落到斜面上的过程中动量的变化量大小Δp=Mgt3
代入数据解得Δp=6 kg·m/s。

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