第19单元 综合训练二-2024年高考物理一轮复习单元提升训练

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一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)
1. 如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力大小为F、方向水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，气球受到的重力为G，则细绳对气球作用力的大小为
A. B. C. D.
2.下列说法正确的是（ ）
A. 质子的德布罗意波长与其动能成正比
B. 天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线
C. 光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关
D. 电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
3..某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如图所示。普朗克常量为h，则由图象可知( )
A.该金属的逸出功等于hν0
B.遏止电压是确定的，与入射光的频率无关
C.入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2hν0
D.入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0
4.某区域的电场线分布如图所示，其中间一根电场线是直线，一带负电的粒子从直线上的O点仅在电场力作用下沿直线运动到A点。取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向。从O到A的运动过程中，下列粒子运动速度v和加速度a随时间t的变化图线、运动轨迹上电势φ和粒子的动能Ek随位置x的变化图线可能正确的是( )
5. 如图所示是一定质量的理想气体的压强和摄氏温度的关系图象，气体由状态a变化到状态b的过程中，气体的体积（ ）
A. 一直增大B. 一直减小
C. 保持不变D. 先变大后变小
6.如图所示，一质量为m的铁环套在粗糙的水平横杆上，通过细线连接一质量也为m的小球，小球还用一水平细线拉着。保持环和小球的位置不变，横杆按图示方向转到竖直位置，在这个过程中环与杆相对静止，重力加速度为g，则( )

A.连接环和小球的细线拉力增大
B，杆对环的作用力先减小后增大
C.杆对环的弹力一直减小，最小值为mg
D.杆对环的摩擦力先减小后增大，最大值为2mg
7.如图所示， 理想变压器原线圈接在的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（ ）
A. 电流表的示数减小
B. 电压表的示数减小
C. 电压表的示数不变
D. 电流表的示数不变
8.我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，下列说法正确的是（ ）
A. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间
C. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)
9. 如图所示，半径为R的半圆形光滑轨道ABC固定在光滑水平桌面上，AOC为半圆形轨道的直径，一质量为m的小球放置在A点，某时刻，给小球施加一方向垂直AC、大小为F的水平恒力，在以后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球能够越过C点到达AC的左侧
B. 小球运动过程中的最大速度为
C. 小球运动过程中对轨道压力的最大值为3F
D. 小球运动过程中对桌面的压力先增大后减小
10.如图所示，在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C点、D点射向介质。已知光束在A点的入射角i＝30°，a光经过气泡的偏向角θ＝45°，CD圆弧所对圆心角为3°，则下列说法正确的是( )
A.b光经过气泡的偏向角为42°
B.介质对a光的折射率大于eq \r(3)
C.a光的频率小于b光的频率
D.b光从该介质射向空气的全反射临界角的正弦值为eq \f(1,2sin 51°)
11.如图(a)所示，水平面内有一光滑金属导轨，ac边的电阻为R，其他电阻均不计，ab与ac夹角为135°，cd与ac垂直。将质量为m的长直导体棒搁在导轨上，并与ac平行。棒与ab、cd交点G、H间的距离为L0，空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在外力作用下，棒由GH处以初速度v0向右做直线运动。其速度的倒数eq \f(1,v)随位移x变化的关系如图(b)所示。在棒运动L0到MN处的过程中( )
A.导体棒做匀变速直线运动
B.导体棒运动的时间为eq \f(3L0,2v0)
C.流过导体棒的电流大小不变
D.外力做的功为eq \f(3B2Leq \\al(3,0)v0,2R)＋eq \f(3mveq \\al(2,0),8)
12..如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。静电分析器通道中心线MN所在圆的半径为R，通道内有均匀辐射的电场，中心线处的电场强度大小为E；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零，重力不计)，经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器(进入收集器时速度方向与O2P平行)。下列说法正确的是( )
A.磁分析器中匀强磁场的方向垂直于纸面向内
B.加速电场中的加速电压U＝eq \f(1,2)ER
C.磁分析器中轨迹圆心O2到Q点的距离d＝eq \f(1,B)eq \r(\f(mER,q))
D.任何离子若能到达P点，则一定能进入收集器
三、实验题(本题共3小题，每空2分，共22分)
13. 用图甲所示装置探究物体的加速度与力、质量的关系。实验前已经调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行，已经平衡了摩擦力。g=9.8m/s2。
（1）实验时保持小车(含车中砝码)质量M不变，用打点计时器测出小车运动的加速度a。
图乙为悬挂一个钩码后实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测得各计数点到A点间的距离如图乙所示。已知所用电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小a=_______m/s2。若悬挂钩码的质量为50g，把悬挂的钩码和小车(含车中砝码)看成一个整体，则小车(含车中砝码)的质量M=_______kg。(结果均保留两位有效数字)
（2）实验时保持悬挂钩码质量m不变，在小车上增加砝码，改变小车的质量，得到对应的加速度，若用加速度作为纵轴，小车(含车中砝码)的质量用M表示，为得到线性图象，则横轴代表的物理量为______
A.小车(含车中砝码)的质量M
B.小车(含车中砝码)的质量与悬挂钩码的质量之和m＋M
C.小车(含车中砝码)的质量与悬挂钩码的质量之和的倒数
D.悬挂钩码质量的倒数
14.某同学用如图9甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板一端的硬币发射器组成，硬币发射器包括弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同，主要实验步骤如下：
①将一元硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为x1，如图乙所示；
②将五角硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射一元硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值x2和x3，如图丙所示。
(1)为完成该实验，除长木板、硬币发射器、一元及五角硬币、刻度尺外，还需要的器材为________；
(2)实验中还需要测量的物理量为____________________________，验证动量守恒定律的表达式为________________(用测量物理量对应的字母表示)。
15.某物理兴趣小组围绕一个量程为0～3 mA、内阻Rg约为100 Ω的电流计G展开探究，可供选择的器材有电阻箱R0，最大阻值为9 999.9 Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10 kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2 kΩ；电源E1，电动势为1.5 V，内阻较小；电源E2，电动势为9 V，内阻较小；开关2个；导线若干。
(1)为测量该电流计的内阻，小明设计了如图(a)所示的电路，实验步骤如下：
①断开S1和S2，将R调到最大；
②合上S1，调节R使G满偏；
③合上S2，调节R0的值到R0′使G半偏，此刻认为G的内阻Rg＝R0′；
在上述可供选择的器材中，为了使测量尽量精确，滑动变阻器应该选择________(填“甲”或“乙”)，电源应该选择________(填“E1”或“E2”)；在实验中认为电流计G的内阻Rg＝R0′，此结果与Rg的真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)若测得的电流计G的内阻Rg＝100 Ω，小芳用电源E1、电阻箱R0和电流计G连接了如图(b)所示的电路，在电流计两端接上两个表笔，设计出一个简易的欧姆表，并将表盘的电流刻度转化为电阻刻度，闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3 mA”处，此处刻度应标阻值为________Ω(填“0”或“∞”)，再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度，则“2 mA”处对应表笔间电阻阻值为________ Ω。
四、计算题(本题共3小题，16题10分，17、18题各12分，共34分)
16.如图所示，一热气球匀速上升到离水平地面H=43.2m高时，从气球上掉落一物体，物体又竖直上升了h=1.8m后才开始下落。物体离开气球后在空中运动过程中的加速度大小恒为g=10m/s2，方向竖直向下。求：
（1）物体离开气球时的速度大小；
（2）物体从离开气球到落回地面的时间。
17.如图所示，粗糙水平面上静止放置一质量为2m的木板，在木板上右端静止放置一质量为m的小滑块。一可视为质点、质量为2m的小朋友荡秋千，从A点由静止出发绕过O点的水平轴下摆，当摆到最低点B时，小朋友在极短时间内用脚水平蹬踏木板的左端，然后自己刚好能回到A点。已知秋千的摆绳长为L，质量不计，AO与竖直方向的夹角为60°。小滑块与木板之间、木板与水平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。
(1)求秋千摆到最低点B，小朋友未蹬踏木板时秋千摆绳的拉力大小；
(2)求小朋友蹬踏木板过程中，小朋友对木板做的功；
(3)若小滑块不从木板上滑下，木板至少应为多长？
18.如图甲所示，真空中有一长直细金属导线，与导线同轴放置一半径为的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子，已知电子质量为，电荷量为。不考虑出射电子间的相互作用。
(1)可以用以下两种实验方案测量出射电子的初速度：
a.在柱面和导线之间，只加恒定电压；
b.在柱面内，只加与平行的匀强磁场。
当电压为或磁感应强度为时，刚好没有电子到达柱面。分别计算出射电子的初速度。
(2)撤去柱面，沿柱面原位置放置一个弧长为、长度为的金属片，如图乙所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为，电子流对该金属片的压强为。求单位长度导线单位时间内出射电子的总动能。