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综合提升检测卷(五)
(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.国产新能源汽车安装了防撞预警安全系统。如图所示,其配备的雷达会发射毫米级电磁波(毫米波),并对前车反射的毫米波进行处理。下列说法正确的是(　　)
A.毫米波是由于原子核受到激发而产生的
B.毫米波由空气进入水中时传播速度会变小
C.毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象
D.毫米波不能发生偏振现象
2.关于下列四幅图片的表述中正确的是(　　)
A.图甲是某同学在忠仑公园跑步时手机计步器记录的锻炼情况,数据中的50公里/小时指的是他1小时20分内运动的平均速度
B.图乙是正在高速行驶的复兴号列车窗台上直立放置的一枚硬币,该硬币可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
C.图丙是高山滑雪运动员正在倾斜赛道上高速下滑的场景,该运动员受到赛道提供的弹力方向为竖直向上
D.图丁为“祝融”号火星车,由长征五号遥四运载火箭发射升空,火箭发射速度只要大于第一宇宙速度,就可以携带“祝融”号进入环绕火星的预定轨道
3.如图所示为电磁波发射装置中的LC振荡电路,下列说法正确的是(　　)
A.若a极板带正电,则此时回路中的电流i正在减少
B.若b极板带正电,则此时电场能正在转化为磁场能
C.振荡电路向外界辐射能量的本领只与LC电路的振荡频率有关
D.增加线圈匝数或在线圈中插入铁芯,可使LC电路的振荡频率减小
4.已知质量为10 kg的货物在无人机拉力作用下匀速上升30 m,然后匀速水平移动40 m,空气阻力不能忽略。g=10 m/s2,下列说法正确的是(　　)
A.匀速上升时,货物处于失重状态
B.货物在匀速上升时机械能增加3 000 J
C.整个过程,货物机械能增加了5 000 J
D.无人机水平移动过程中升力、重力均不做功
5.硼中子俘获治疗技术(BNCT)是近年来国际肿瘤治疗领域新兴快速发展的精准诊疗技术,其原理是进入癌细胞内的硼原子核B吸收慢中子,转变为锂原子核Li和α粒子,并释放出γ光子。已知硼原子核的比结合能为E1,锂原子核的比结合能为E2,γ光子的能量为E3,这个核反应过程中质量亏损为Δm,普朗克常量为h,真空中的光速为c,则下面正确的是(　　)
A.该核反应方程为BHLiHe+γ
B.γ光子的波长为λ=h
C.α粒子的结合能为Δmc2+E3+10E1-7E2
D.α粒子的比结合能为
6.如图所示,洗衣机内的漏斗状容器可以绕竖直对称轴OO'匀速转动,质量为m的物块B放在容器倾斜侧壁上,倾斜侧壁的倾角为45°,质量也为m的物块A贴在竖直侧壁上,A、B与容器侧壁间的动摩擦因数均为μ=0.5,A、B两物块到转轴的距离分别为2r、r,不计物块的大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,要使两物块均相对于容器静止,容器转动的角速度ω大小范围为(　　)
A.≤ω≤ B.≤ω≤
C.≤ω≤ D.≤ω≤
7.“香炉初上日,瀑水喷成虹”,古人对彩虹的形成早就有过思考。当太阳光照射到空气中的水滴时,光线被折射及反射后,便形成了彩虹。如图所示,一束太阳光射入球形水滴,a、b是两条频率不同的出射光线,下列说法正确的是(　　)
A.a光的频率大于b光的频率
B.用同一装置做双缝干涉实验,a光产生的条纹间距较小
C.用同一装置做单缝衍射实验,b光产生的中央亮条纹较宽
D.从同种介质进入空气时,逐渐增加入射角,b光先发生全反射
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,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8.在无风的条件下,雨滴在空中下落,由于空气阻力的影响,最终会以恒定的速度下降,这个速度叫作收尾速度。质量为m(保持不变)的雨滴从静止开始下落,经过时间t,下降了高度h,恰好达到收尾速度vm。已知空气对下落雨滴的阻力与雨滴的速度成正比,即f=kv,k为已知常量,重力加速度大小为g。下列关系式正确的是(　　)
A.vm= B.vm=
C.h= D.h=
9.如图所示,电动牙刷充电时将牙刷插入充电座内,充电座中的线圈接入220 V交流电,牙刷内的线圈两端获得4.5 V的电压,再通过控制电路对牙刷内部的直流充电电池充电,电池的电动势为2.4 V,内阻为0.1 Ω,容量为800 mA·h,10小时即可充满。充满电后用户平均每天使用4分钟,可以连续使用60天。关于此电动牙刷的说法正确的是(　　)
A.充电座和牙刷内线圈的匝数比为110∶9
B.充电时,直流充电电池中的平均电流是80 mA
C.使用时电池的平均输出功率为0.48 W
D.电池最多能提供的电能为6 912 J
10.电子枪发射电子束,通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示,虚线为等势面。一电子仅在静电力作用下运动,运动轨迹如图所示,a、b、c、d是轨迹上的四个点,下列说法正确的是(　　)
A.电子的运动轨迹是一段圆弧
B.由a点到d点电子的电势能先增大后减小
C.电子在a点的物质波的波长比b点的大
D.电子在b点的动能大于在d点的动能
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)1851年,法国物理学家莱昂·傅科在巴黎先贤祠的大厅穹顶下悬挂了一个摆长为67 m、摆锤重28 kg的单摆。观察发现,单摆每次摆动的方向都会稍稍偏离原轨迹,即摆平面和地球发生了相对运动,从而有力地证明了地球在自转。如图为武汉科技馆悬挂的傅科摆,该摆可视为单摆。
(1)某同学从摆球经过最低点开始计时并计数为0,连续测得摆球第60次 经过最低点所用时间为240 s,则该摆的周期T=　　　　 s。
(2)若武汉的重力加速度大小g=9.8 m/s2,π2=9.8,则该单摆的摆长L=　　　　 m。
(3)以单摆悬点在水平地面上的投影点为圆心,以略小于最大摆角时摆线在水平地面上的投影长为半径的圆周上均匀竖立着276个轻小柱子,该同学发现摆球每隔相同的时间就会依次碰倒相邻的小柱子。经查阅资料,武汉地区摆平面相对地面的转动周期约为T0=46 h,则摆球碰倒相邻两个小柱子的时间间隔Δt=　　　　(3分)min。
12.(9分)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:
电压表(量程0~3 V,内阻很大);
电流表(量程0~0.6 A);
电阻箱(阻值0~999.9 Ω);
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图(a),完成图(b)中的实物图连线。(2分)
(2)调节电阻箱到最大阻值,闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻,记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图(c)所示,则干电池的电动势为　　　　　 V(保留3位有效数字)、内阻为　　　　　Ω(保留2位有效数字)。
(3)该小组根据记录数据进一步探究,作出-R图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距,结合(2)问得到的电动势与内阻,还可以求出电流表内阻为　　　　Ω(保留2位有效数字)。
(4)由于电压表内阻不是无穷大,本实验干电池内阻的测量值　　　　(1分)(填“偏大”或“偏小”)。
13.(10分)舱外航天服有一定的伸缩性,能封闭一定的气体,提供人体生存的气压。若航天服内密闭气体的体积为V1=2 L,压强p1=5.0×104 Pa,温度t1=27 ℃。然后把节点舱的气压不断降低,到能打开舱门时,航天服内气体体积膨胀到V2=2.5 L,温度为t2=-3 ℃,压强为p2(未知)。为便于舱外活动,宇航员出舱前将一部分气体缓慢放出,使航天服内的气体体积仍变为V1,气压降到p3=3.0×104 Pa,假设释放气体过程中温度不变。求:
(1)(5分)压强p2;
(2)(5分)航天服需要放出的气体与原来航天服内气体的质量之比。
14.(13分)如图甲所示,间距为l=0.5 m 的两条足够长的平行金属导轨所在平面与水平面的夹角θ=37°,导轨上端接有一个R=0.5 Ω的电阻,导轨所在平面可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,两导轨间长度为s1=1 m的矩形区域Ⅰ中存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,其磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示,长度为s2=3 m 的区域Ⅱ中无磁场,区域Ⅲ中存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,其磁感应强度的大小B0=1 T。在t=0时刻,质量m=1 kg 且与导轨垂直的金属棒ab从区域Ⅰ和区域Ⅱ的交界处静止滑下,当金属棒到达区域Ⅱ和区域Ⅲ的交界处CD时,区域Ⅰ中的磁场突然撤去,此后金属棒恰好保持匀速运动,边界CD上方的导轨光滑,边界CD下方的导轨粗糙,不计金属棒与导轨的电阻,金属棒在下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)(4分)金属棒在到达边界CD前的运动过程中,回路中产生的感应电流方向和大小;
(2)(4分)金属棒在区域Ⅱ中运动的过程中,电阻产生的焦耳热Q;
(3)(5分)金属棒与区域Ⅲ中的两导轨之间的动摩擦因数μ。
15.(15分)(2025·云南部分名校联考)如图,长为R的轻绳拴着质量为m的带电小球,将小球从与悬点等高的A点静止释放,释放时轻绳恰好伸直。小球运动到D点时将轻绳烧断,之后小球沿水平方向进入虚线右侧的竖直平面内。在竖直虚线左侧存在竖直向上的匀强电场,电场强度大小为E;在竖直虚线右侧存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场强度大小也为E,磁感应强度大小为B。在右侧电磁场区域中的竖直平面内有一半径为R的理想圆形屏蔽区(没有电场和磁场),屏蔽区的圆心O与D点在同一水平线上,OD间的距离为2R,A、O、D三点在同一竖直面内。已知小球在电磁场区域恰好做匀速圆周运动,重力加速度为g,不计空气阻力,不计小球运动引起的电磁场变化。求:
(1)(4分)小球所带电荷量q及电性;
(2)(5分)小球到达D点时的速度大小;
(3)(6分)为使小球不能进入电磁场屏蔽区,磁感应强度B的最小值。
综合提升检测卷(五)
1.B　[毫米波属于无线电波,由电磁振荡产生,A错误;由光在介质中的传播速度v与折射率n的关系可知v=,又水的折射率(相对空气)大于1,故毫米波由空气进入水中时传播速度会变小,B正确;汽车大小远大于毫米波的波长,故毫米波遇到前车时不会发生明显衍射现象,C错误;毫米波属于电磁波,是横波,可以发生偏振现象,D错误。]
2.B　[数据中的50公里/小时指的是他1小时20分内运动的平均速率,故A错误;正在高速行驶的复兴号列车窗台上直立放置的一枚硬币,该硬币可能有与列车运动方向相反的运动趋势,则硬币会受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用,故B正确;该运动员受到赛道提供的弹力方向为垂直赛道向上,故C错误;“祝融”号进入环绕火星的预定轨道已经脱离了地球引力,所以火箭发射速度应该大于第二宇宙速度,故D错误。]
3.D　[若a极板带正电,电容器正在放电,电场能减小,磁场能增大,则此时回路中的电流i正在增大,A错误;若b极板带正电,电容器正在充电,则此时磁场能正在转化为电场能,B错误;振荡电路向外界辐射能量必须有足够高的频率,同时采用开放电路,C错误;振荡电路的频率为f=,增加线圈匝数或在线圈中插入铁芯,都能增大L,都可使LC电路的振荡频率减小,D正确。]
4.B　[匀速上升时,货物处于平衡状态而不是失重状态,故A错误;货物在匀速上升时机械能增加量为ΔEp=mgh=3 000 J,故B正确;整个过程,货物的机械能只在匀速上升的过程中增加,因此也为
3 000 J,故C错误;空气阻力不能忽略,水平移动过程中,无人机的升力应该斜向运动的方向,做正功,故D错误。]
5.B　[根据核反应中质量数和电荷数守恒可知,核反应方程为BnLiHe+γ,A错误;根据E3=h,可求得γ光子的波长λ=h,B正确;由质能方程可知,核反应中放出的能量E=Δmc2,由能量关系可得E=7E2+4Eα-10E1,则α粒子的结合能为4Eα=Δmc2+10E1-7E2,解得α粒子的比结合能为Eα=,C、D错误。]
6.C　[对于物块A刚好不下滑时,有FN1=m·2r,μFN1=mg,求得ω1=,当物块B刚好不下滑时,有FN2sin 45°- μFN2cos 45°=mr,FN2cos 45°+μFN2sin 45°=mg,求得ω2=,当物块B刚好不上滑时,有FN3sin 45°+μFN3cos 45°=mr,FN3cos 45°=μFN3sin 45°+mg,求得ω3=,要使A、B均不滑动,则转动的角速度必须满足≤ω≤,故C正确。]
7.D　[如图所示,太阳光射入水滴时的入射角相同,b光的折射角小于a光的折射角,则由折射定律n=可知b光的折射率较大,又光的频率越大,折射率越大,则b光的频率大于a光的频率,A错误;由公式c=λν得λ=,可知b光的波长较短,用同一装置做双缝干涉实验时,由Δx=λ可知b光产生的条纹间距较小,B错误;发生单缝衍射时波长越长,单缝越窄,中央条纹越宽,又a光的波长较长,则用同一装置做单缝衍射实验,a光产生的中央亮条纹较宽,C错误;由全反射临界角公式sin C=可知,b光发生全反射的临界角较小,所以从同种介质进入空气时,逐渐增加入射角,b光先发生全反射,D正确。]
8.AD　[雨滴在空中恰好达到收尾速度时,由力的平衡条件得mg=kvm,解得vm=,A正确,B错误;雨滴从静止开始下落,取极短时间Δt,对雨滴由动量定理有mgΔt-kvΔt=mΔv,等式两边累加可得mgt-kh=mvm,解得h=,C错误,D正确。]
9.BD　[原、副线圈的电压之比等于匝数之比,原线圈的电压为220 V,副线圈两端的电压为4.5 V,故匝数之比为==,A错误;充电时,电池的容量为q=800 mA·h,10小时即可充满,根据q=It得,充电电流I===80 mA,B正确;若不考虑电池的内阻,则电池输出的电能最大,为W=EIt=2.4×0.08×10×3 600 J=6 912 J,使用时电池的平均输出功率P== W=0.48 W,实际电池有内阻,故实际的平均输出功率小于0.48 W,C错误,D正确。]
10.CD　[电子在变化的静电力作用下做加速度大小、方向均改变的曲线运动,不是一段圆弧,A错误;由a点到d点电势先升高后降低,根据Ep=qφ得,电子的电势能先减小后增大,B错误;a点动能小于b点动能,由公式λ==可知a点的物质波的波长比b点的大,C正确;电子仅在静电力作用下运动,电子的动能和电势能的总和保持不变,电子在b点的电势能小于在d点的电势能,故电子在b点的动能大于在d点的动能,D正确。]
11.答案　(1)8　(2)16　(3)10
解析　(1)一周期内单摆两次经过最低点,则该单摆的周期为T== s=8 s。
(2)根据单摆周期公式T=2π可得L=,代入数据解得L=16 m。
(3)武汉地区摆平面相对地面转动一周,所有小柱子被碰倒,则摆球碰倒相邻两个小柱子的时间间隔Δt== min=10 min。
12.答案　(1)见解析图　(2)1.58　0.63　(3)2.5　 (4)偏小
解析　(1)实物连线如图:
(2)由电路结合闭合电路的欧姆定律可得U=E-Ir
由图像可知E=1.58 V
内阻r= Ω=0.63 Ω。
(3)根据E=I(R+RA+r)
可得=·R+
由图像可知=2
解得RA=2.5 Ω。
(4)由于电压表内阻不是无穷大,则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值,即实验中测得的电池内阻偏小。
13.答案　(1)3.6×104 Pa　(2)1∶3
解析　(1)由题意可知,密闭航天服内气体初、末状态温度分别为T1=273+t1=300 K
T2=273+t2=270 K
根据理想气体状态方程有=
解得p2=3.6×104 Pa。
(2)设航天服需要放出的气体在压强为p3状态下的体积为ΔV,根据玻意耳定律有
p2V2=p3(V1+ΔV)
解得ΔV=1 L
则放出的气体与原来气体的质量之比为
==。
14.答案　(1)电流方向b→a,大小为0.5 A　(2)0.125 J　(3)0.375
解析　(1)由B-t图像可知,区域Ⅰ中的磁感应强度
B=0.5t
金属棒在区域Ⅱ中运动时,由法拉第电磁感应定律得到回路中产生的感应电动势为E==0.25 V
所以感应电流I==0.5 A
电流方向b→a。
(2)金属棒在区域Ⅱ中运动过程中,对其进行受力分析,由牛顿第二定律得到mgsin θ=ma
解得a=gsin θ=6 m/s2
由s2=at2
得到t=1 s
因此,电阻产生的焦耳热Q=t=0.125 J。
(3)金属棒到达区域Ⅱ和区域Ⅲ交界处时的速度大小
v=at=6 m/s
此后以该速度匀速运动,金属棒所受安培力大小
F=IlB0==3 N
方向沿导轨向上,金属棒在区域Ⅲ中匀速运动时,对其进行受力分析,有mgsin θ=F+μmgcos θ
解得μ=0.375。
15.答案　(1)　带负电　(2)2　(3)
解析　(1)小球在电磁场区域做匀速圆周运动,所受重力和电场力平衡,所以电场力方向向上,小球带负电,有
qE=mg
解得q=。
(2)小球从A运动到D点的过程中,设小球经过D点时的速度大小为v,根据动能定理可得
mgR+qER=mv2
解得v=2。
(3)设小球在电磁场区域中做匀速圆周运动的半径为r,根据牛顿第二定律有qvB=
解得r=
可知B越小,r越大,当小球运动轨迹恰好与电磁场屏蔽区边界相切时,r有最大值,B有最小值,如图所示
根据几何关系有(2R)2+r2=(r+R)2
解得B=。

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