内容正文:
高三物理一轮备考过关自编模拟实战训练卷(二)
一、单选题
1.如图所示的心脏除颤器用脉冲电流作用于心脏,实施电击治疗,使心脏恢复窦性心律。心脏除颤器的核心元件是电容器,治疗前先向电容器充电,工作时对患者皮肤上的两个电极板放电,让电荷通过心脏,刺激心脏恢复正常跳动。该心脏除颤器的电容器电容是25μF,充电至4kV电压,如果电容器在4ms时间内完成放电,则下列说法正确的是( )
A.电容器放电过程通过人体组织的电流恒定
B.电容器的击穿电压为4kV
C.此次放电有1C的电荷量通过人体组织
D.此次放电通过人体的平均电流为25A
2.北京时间2025年7月15日8时52分,天舟九号货运飞船(以下简称飞船)成功对接于空间站天和核心舱(以下简称核心舱)后向端口。如图所示,对接前飞船、核心舱分别在轨道Ⅰ、Ⅱ上绕地球做匀速圆周运动,且两者均沿顺时针方向运行。飞船通过变轨与核心舱对接最终两者一起在轨道Ⅱ上运动,不计飞船的质量变化。下列说法正确的是( )
A.对接前飞船的线速度小于核心舱的线速度
B.对接前飞船的周期小于核心舱的周期
C.飞船可通过减速变轨至轨道Ⅱ上与核心舱对接
D.飞船在轨道Ⅰ上运行时的机械能大于在轨道Ⅱ上运行时的机械能
3.如图所示,理想变压器的原线圈通过保险丝接在一个交变电源上,交变电压瞬时值随时间变化的规律为u=220sin100πt(V),副线圈所在电路中接有电灯L、电阻R、理想交流电压表和理想交流电流表。已知理想变压器原、副线圈匝数比为5:1,电灯额定功率为44W,电阻阻值为22Ω,电灯以额定功率正常发光。则( )
A.电压表示数为62.2V B.电流表的示数为2A
C.电阻消耗的功率为88W D.通过保险丝的电流为15A
4.如图所示,在同一竖直面内,小球a、b从高度为和()的两点分别以初速度和沿水平方向抛出,若不计空气阻力,经过时间和后落到与两抛出点水平距离相等的点,则( )
A.两球同时到达点
B.两球速度
C.两球速度
D.两球运动时长
5.如图所示,条形磁铁竖直放在水平桌面上,铜质金属环从条形磁铁的正上方足够高处由静止开始下落,下落过程中,金属环始终保持水平,能穿过条形磁铁且不会接触,不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A.金属环下落过程中,磁通量不变化,不产生感应电流
B.金属环下落过程中,感应电流的方向不变
C.金属环在下落过程中其重力势能的减少量大于其动能的增加量
D.桌面对条形磁铁的支持力大小始终大于条形磁铁所受的重力
6.如图,竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的3倍,细筒足够长,粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体,气柱长L=19 cm,活塞A上方的水银深H=10 cm,两活塞与筒壁间的摩擦不计,用外力向上托住活塞B,使之处于平衡状态,水银面与粗筒上端相平.现使活塞B缓慢上移,直至水银的一半被推入细筒中,若大气压强p0=75 cmHg,则此时气柱的长为( )
A.16 cm
B.17 cm
C.18 cm
D.19 cm
7.在修建铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨(如图c所示),当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压,设此时火车的速度大小为v,下列说法中正确的是 ( )
A.该弯道的半径R=
B.当火车质量改变时,规定的行驶速度也将改变
C.当火车速率大于v时,外轨将受到轮缘的挤压
D.当火车速率小于v时,外轨将受到轮缘的挤压
二、多选题
8.如图所示,匀强磁场沿水平方向垂直纸面向里,正、负粒子以相同的速度沿水平方向垂直射入匀强磁场时,不计粒子间相互作用力,下列说法正确的是( )
A.正粒子所受洛伦兹力方向向上 B.正粒子所受洛伦兹力方向向下
C.负粒子所受洛伦兹力方向向上 D.负粒子所受洛伦兹力方向向下
9.改变汽车的质量和速度大小,都能使汽车的动能发生变化,则下列说法正确的是( )
A.质量不变,速度增大到原来的2倍,动能增大为原来的2倍
B.速度不变,质量增大到原来的2倍,动能增大为原来的2倍
C.质量减半,速度增大到原来的4倍,动能增大为原来的16倍
D.速度减半,质量增大到原来的4倍,动能不变
10.如图所示,水平虚线、之间存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场区域的高度为h。竖直平面内有一质量为m的直角梯形线框,其底边水平,上、下边长之比为1:4,高为2h线框ABCD在磁场边界的下方h处,受到竖直向上的拉力作用,从静止开始运动(上升过程中底边始终水平,线框平面始终与磁场方向垂直),当AB边刚进入磁场时,线框的加速度恰好为零,且在DC边进入磁场前的一段时间内,线框又做匀速运动。重力加速度为g,下列正确的是( )
A.AB边刚进入磁场时,线框的速度为
B.AB边刚进入磁场时,线框中电功率为
C.DC边刚进入磁场时,线框加速度的大小为
D.从线框开始运动到DC边刚进入磁场的过程中,线框产生的焦耳热为
三、实验题
11.某物理学习小组通过实验验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。
①实验时,让重物靠近打点计时器,先接通电源再释放纸带。
②该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带如图乙所示,点是重物开始下落时打下的起始点,选取纸带上连续的计时点、、作为计数点,并测出各计数点到点的距离依次为、、。已知打点计时器所用电源的频率为,重物的质量为,重力加速度为。当重物减少的重力势能为时,增加的动能为 (用题中给出的字母表示),若在误差允许的范围内 成立,则重物下落的过程中机械能守恒。
③根据纸带算出重物在打下各个计数点时的速度,建立平面直角坐标系,以为纵轴、以重物下落的高度为横轴画出如图丙所示的图像。若图线的斜率,则重物下落过程中受到的阻力大小为重力的 倍。
12.某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律,探测温度控制室内的温度。选用的器材有:
热敏电阻;
电流表G(内阻为,满偏电流为);
定值电阻(阻值为);
电阻箱(阻值);
电源(电动势恒定,内阻不计);
单刀双掷开关、单刀单掷开关;导线若干,
请完成下列步骤:
(1)该小组设计了如图(a)所示的电路图。根据图(a),在答题卡上完成图(b)中的实物图连线 。
(2)先将开关、断开,将电阻箱的阻值调到 (填“最大”或“最小”)。开关接1,调节电阻箱,当电阻箱读数为时,电流表示数为。再将改接2,电流表示数为,断开得到此时热敏电阻的阻值为
(3)该热敏电阻阻值随温度t变化的曲线如图(c)所示,结合(2)中的结果得到温度控制室内此时的温度约为 ℃。(结果取整数)
(4)开关接1,闭合,调节电阻箱,使电流表示数为再将改接2,如果电流表示数为,则此时热敏电阻 用k表示,根据图(c)即可得到此时温度控制室内的温度。
四、解答题
13.如图所示,在竖直平面内一轻质弹力绳的一端固定于P点,另一端经光滑孔钉Q连接质量为m的小球A,该球穿过与水平直杆(足够长)成角的直杆,两杆平滑连接。点P、Q和O在同一竖直线上,间距为弹力绳原长。将小球A拉至与Q等高的位置由静止释放。当小球A首次运动到斜杆底端O点后,在水平方向与穿在直杆且静止于O点、质量为的小球B发生弹性碰撞。小球A、B与杆间的动摩擦因数均为,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹力绳始终在弹性限度内且满足胡克定律,劲度系数为k,其弹性势能与伸长量x的关系为。已知重力加速度为g,间距为。
(1)求小球A下滑过程中滑动摩擦力的大小;
(2)若从碰撞后开始计时,小球A第一次上滑过程中离O点的距离x与时间t关系为(为常数),求小球A第一次速度为零时,小球B与O点的距离。
14.如图,两条竖直放置平行导轨间距为L1.导轨上端接有一平行板电容器,电容器两极板竖直,长为L2,两极板的距离为d,电容器的电容为C.在电容器的正上方有一个屏,屏与极板上端的距离为L3,电容器下方有一个带小孔O的金属板板上的O点与屏上的O1点处在一条竖直线上.导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.在导轨上放置一质量为M的金属棒,让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触.同时一束质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以相同竖直速度v0从电容器下方金属板小孔O点射入电容器,每一个带电粒子在电容器中运动时电容器之间电场可看作匀强电场,且两板外无电场.重力加速度大小为g.忽略所有电阻和摩擦及带电粒子的重力.求:
(1)经过时间t电容器极板上积累的电荷量;
(2)经过时间t金属棒下降的高度;
(3)t时刻从小孔O射入电容器的带电粒子打到屏上的位置O2与O1点的距离.
试卷第1页,共3页
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《高三物理一轮备考过关自编模拟实战训练卷(二)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
C
C
B
C
AD
BD
BCD
1.D
【详解】A.电容器放电过程中,开始时电流较大,随着带电量的减小,放电电流逐渐减小,不是恒定的,故A错误;
B.心脏除颤器正常工作时,不会让其出现击穿现象,根据文中达到的充电电压可知,心脏除颤器的电容击穿电压大于4kV,故B错误;
C.根据
因此此次放电有0.1C的电荷量通过人体组织,故C错误;
D.根据
因此此次放电通过人体的平均电流为25A,故D正确。
故选D。
2.B
【详解】AB.由万有引力提供向心力可得
可得,
可知对接前飞船的线速度大于核心舱的线速度,对接前飞船的周期小于核心舱的周期,故A错误,B正确;
C.卫星从低轨道变轨到高轨道,需要在变轨处点火加速,所以飞船可通过加速变轨至轨道Ⅱ上与核心舱对接,故C错误;
D.飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需要点火加速,飞船的机械能增加,所以飞船在轨道Ⅰ上运行时的机械能小于在轨道Ⅱ上运行时的机械能,故D错误。
故选B。
3.C
【详解】A.原线圈电压的有效值为220V,根据变压比可知
解得U2=44V,故电压表示数为44V,故A错误;
B.根据欧姆定律可知,通过电阻R的电流为
通过灯泡的电流为
则电流表示数
I2=IR+IL=3A
故B错误;
C.根据功率公式可知,电阻消耗的功率为
故C正确;
D.根据变流比可知
解得原线圈输入电流I1=0.6A,故D错误。
故选C。
4.C
【详解】A.由于不清楚两小球抛出的先后关系,故不能判断两球到达点的先后,A错误;
D.小球抛出后做平抛运动,竖直方向有
解得
由于
可知
D错误;
BC.小球在水平方向做匀速直线运动,则有
由于
,
可知
C正确,B错误。
故选C。
5.C
【详解】AB.金属环从条形磁铁的正上方足够高处由静止开始下落,磁通量先增大,根据楞次定律,金属环产生逆时针方向的感应电流,环落到磁铁中间O后磁通量减小,产生顺时针方向的感应电流,感应电流方向会改变,故AB错误;
C.整个下落过程中,减少的是重力势能,增加的是动能和电热能(内能),由能量守恒定律可知,重力势能的减少量等于动能的增加量和电热能(内能)的增加量,所以下落过程其重力势能的减少量大于动能的增加量,故C正确;
D.当金属环从静止下落过程中,由于磁通量变大,导致金属环中出现感应电流,根据“来拒去留”,可知刚开始时金属环受到竖直向上的安培力,根据牛顿第三定律可知,金属环对磁铁的作用力竖直向下,所以桌面对磁铁的支持力大于磁铁的重力,但环落到磁铁中间O时候,由于金属环此时不切割磁感线,则安培力为零,此时桌面对磁铁的支持力大小等于磁铁的重力,故D错误。
故选C。
6.B
【详解】使活塞B缓慢上移,当水银的一半被推入细筒中时,粗铜内的水银柱高5cm,因粗筒横截面积是细筒的3倍,所以进入细桶内的水银柱高为15cm,水银柱的总高度为H′=20cm,所以此时气体的压强为P2=P0+ρgH′=95cmHg,根据玻意耳定律:,可得:,解得此时气柱的长为:,故B正确,ACD错误.
点睛:解答该题的关键是分析水银柱高度的变化,要熟练的掌握被封闭气体的压强大小的计算方法及玻意耳定律的应用.
7.C
【详解】A.火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘,靠重力和支持力的合力提供向心力,设转弯处斜面的倾角为θ,根据牛顿第二定律得:
解得:
,
故A错误;
B.根据牛顿第二定律得:
解得:
,
与质量无关,故B错误;
C.若速度大于规定速度,重力和支持力的合力不够提供,此时火车有离心的趋势,外轨对火车有侧压力,轮缘挤压外轨.故C正确;
D.若速度小于规定速度,重力和支持力的合力提供偏大,此时火车有近心的趋势,内轨对火车有侧压力,轮缘挤压内轨.故D错误.
故选C.
8.AD
【详解】AB.磁场的方向向里,正电荷运动的方向向右,由左手定则可知,正电荷受到的洛伦兹力的方向平行于纸面向上。故A正确,B错误。
CD.磁场的方向向里,负电荷运动的方向与电流的方向是相反的,所以负电荷的等效电流方向向左,由左手定则可知,负电荷受到的洛伦兹力的方向平行于纸面向下。故C错误,D正确。
故选AD。
9.BD
【详解】根据动能表达式
A.质量不变,速度增大到原来的2倍,动能增大为原来的4倍,故A错误;
B.速度不变,质量增大到原来的2倍,动能增大为原来的2倍,故B正确;
C.质量减半,速度增大到原来的4倍,动能增大为原来的8倍,故C错误;
D.速度减半,质量增大到原来的4倍,动能不变,故D正确。
故选BD。
10.BCD
【详解】A.AB边刚进入磁场时,根据动能定理有
解得
故A错误;
B.根据题意,AB边刚进入磁场时,线框的加速度恰好为零,可知线框所受安培力的大小为,则有其电功率为
故B正确;
CD.设线框上边长,AB刚进入磁场时加速度为零,有
而
可得
从AB边穿过磁场到DC边进入磁场前的过程中,线框平均有效切割磁感线的长度为,DC进入磁场时做匀速运动,设速度为,则
解得
由功能关系可得
联立解得
DC进入磁场瞬间,有效切割磁感线的长度为,则有
由欧姆定律有
由牛顿第二定律有
解得
故CD正确。
故选BCD。
11. 0.1
【详解】①[1]纸带上打B点时重物速度大小
故该过程增加的动能
[2]若在误差允许的范围内有
联立整理得
若以上关系式成立,则重物下落的过程中机械能守恒。
③[3]根据动能定理有
整理得
根据题意有图像斜率
解得阻力
即重物下落过程中受到的阻力大小为重力的0.1倍。
12.(1)
(2) 最大 150/150.0
(3)26/27
(4)
【详解】(1)由图(a)所示的电路图,图(b)中的实物图连线如图所示
(2)[1]由图(a)可知,电阻箱起到保护电路的作用,因此开关闭合前,将电阻箱的阻值调到最大。
[2]开关接1时,由欧姆定律可得
接2时,则有
联立解得
(3)由图(c)可知,时,对应的温度约为26℃。
(4)开关接1,闭合,调节电阻箱,使电流表示数为。由并联电路的分流作用,结合
,可得干路电流为,则有并联部分的电阻
由欧姆定律可得
结合,,解得
接2时,电流表示数为,同理可得干路电流可为,由欧姆定律可得
结合,其中,解得
13.(1)
(2)
【详解】(1)如图所示
以点为坐标原点,沿倾斜直杆ON向上为x轴正方向建立坐标系。任意选取小球A下滑过程中的某一位置,设此时弹力绳的伸长量为,小球A受到的滑动摩擦力为,小球A对倾斜直杆的压力为,小球A所受弹力绳的拉力为F,弹力绳与倾斜直杆的夹角为,孔钉Q到倾斜直杆的距离为。设
对小球A进行受力分析,可知,,
由几何关系可得
联立解得
(2)设小球A下滑到斜杆底端点时的速度为,小球由静止释放运动到点的过程中,由动能定理可得
可得
由小球A、B发生弹性碰撞后瞬间的速度分别为、,由动量守恒定律和能量守恒定律有,
解得,
由,可知小球A上滑过程做简谐运动,小球A第一次速度为零时,距离达到最大值,则有
解得
小球B碰撞后开始在直杆OM上做匀减速运动,加速度为,设小球B速度减为0所经历的时间为,则
因,则小球A在碰撞后第一次速度为零时,小球B与点的距离为,则有
联立解得
14.(1) (2) (3)
【分析】电容器两端的电压等于导体棒两端的电压,根据法拉第电磁感应定律和电容的计算公式求解;根据动量定理和q=It结合电容的计算公式列方程可得加速度a为定值,由此判断金属棒的运动情况;带电粒子在电场中做类平抛运动,由运动的分解结合运动学公式求得偏转距离.
【详解】经时间t,金属棒下滑的速度大小为v,通过金属棒的电流为i,
则感应电动势E=BL1v,
电容器极板上的电荷量为Q=CU=CE=CBL1v,
金属棒受到的磁场的安培力为F,方向沿竖直向上,大小为:F=BL1i
电流:
对于金属棒受力分析:重力mg和安培力F,做匀加速直线运动
由牛顿第二定律:
联立解得:
(1)经时间t电容器极板上积累的电荷量:
(2)经时间t金属棒下降的高度:
(3)t时刻电容器两板间的电压:
t时刻进入电容器的带电粒子在电容器之间运动时间:
带电粒子在电容器之间运动的加速度
带电粒子离开电容器时的偏转角的正切值:
t时刻从小孔O射入电容器的带电粒子打到屏的位置O2与O1间的距离
联立以上各式可得:
【点睛】对于电磁感应问题研究思路常常有两条:一条从力的角度,重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题,根据平衡条件列出方程;另一条是能量,分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题,根据动能定理、功能关系等列方程求解.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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