小综合练(三)（含解析）—2024年高考物理三轮冲刺考前热身练

这是一份小综合练(三)（含解析）—2024年高考物理三轮冲刺考前热身练，共10页。

A．若匀速转动，圆环中会产生恒定电流
B．若匀速转动，转速越大，圆环中电流越大
C．若加速转动，圆环中有顺时针方向电流
D．若加速转动，O处的磁场方向垂直纸面向外
2.(2023·江苏南通市期末)如图所示，OO′右侧空间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，面积为S的金属线框adcb与电压表接触良好，线框绕OO′以角速度ω匀速转动，则电压表示数为( )
A.eq \f(BSω,2) B.eq \f(BSω,\r(2)) C．BSω D．0
3.如图所示，绝缘细圆环固定在绝缘水平面上，圆心位于O点，a、b将圆环二等分，c、d将圆环上半部分三等分。上半圆环上均匀分布着正电荷，下半圆环上均匀分布着等量负电荷。取走劣弧cd段后圆心O处电场强度大小为E1，取走劣弧ac和db段后圆心O处电场强度大小为E2，则E1∶E2为( )
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶eq \r(2) D．1∶eq \r(3)
4．某同学将一定质量的气体封闭在导热性能良好的注射器内，注射器通过非常细的导气管与压强传感器相连，将整套装置置于恒温水池中。开始时，活塞位置对应刻度数为“8”，测得压强为p0。活塞缓慢压缩气体的过程中，当发现导气管连接处有气泡产生时，立即进行气密性加固。继续缓慢压缩气体，当活塞位置对应刻度数为“2”时，停止压缩，此时压强为eq \f(4,3)p0。则该过程中( )
A．泄漏气体的质量为最初气体质量的eq \f(2,3)
B．气泡在上升过程中内部气体压强变大
C．在压缩气体的过程中，气体分子的平均动能变大
D．注射器内存留气体的内能不变
5.(2023·江苏南京市第二十九中学阶段练习)如图所示，一长方形木板放置在水平地面上，在木板的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板跟木板之间并不接触。现在有一个方形物块在木板上沿挡板以某一速度运动，同时木板以相同大小的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，重力加速度为g，物块的质量为m，为让方形物块沿图示方向匀速运动 ，需要对物块沿挡板方向施加推力，则推力F的大小为( )
A.eq \f(\r(2),2)μ1μ2mg＋eq \f(\r(2),2)μ2mg B.eq \f(\r(2),2)μ1μ2mg
C．μ2mg D.eq \f(\r(2),2)μ2mg
6.某研究性学习小组的同学提出了一种运输管道设想，如图所示，沿地球某一横截面(过球心)的一条弦铺设一光滑管道，管道两端分别在甲地和乙地。装有货物的小车从甲地以某一初速度开始运动，经过管道运动到乙地。地球可看成质量分布均匀的球体，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。不考虑地球自转，不考虑小车自身的动力，下列说法正确的是( )
A．小车的加速度先减小后增大再减小再增大
B．小车的加速度始终大于零
C．在运动的过程中，货物对小车的压力先减小后增大
D．在运动的过程中，货物对小车的摩擦力始终为零
7．(2022·江苏卷·11)小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图甲所示，他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后、小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声与撞击声的时间间隔t，多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。
(1)现有以下材质的小球，实验中应当选用_______________________________________。
A．钢球 B．乒乓球 C．橡胶球
(2)用分度值为1 mm的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图乙所示，则h＝________ cm。
(3)作出2h－t2图线，如图丙所示，则可得到重力加速度g＝________ m/s2。
(4)在图甲中，将手机放在木条与地面间的中点附近进行测量，若将手机放在地面A点，设声速为v，考虑击打声的传播时间，则小球下落时间可表示为t′＝_______________________
_________________________________________________(用h、t和v表示)。
(5)有同学认为，小明在实验中未考虑木条厚度，用图像法计算的重力加速度g必然有偏差。请判断该观点是否正确，简要说明理由________________________________________
________________________________________________________________________。
8.(2023·江苏镇江市三模)如图所示，一个处于光滑水平面的弹簧振子，O点是其平衡位置，振子质量为m，弹簧劲度系数为k，其振动周期为T＝2πeq \r(\f(m,k))，振子经过O点的速度为v，在O点正上方有一质量为m的物体自由下落，恰好落在振子上，并与振子粘在一起振动。
(1)求物体落在振子上后，振子经过O点的速度大小；
(2)以物体落在振子上为t＝0时刻，求振子到达最左端的时刻。
9．(2023·江苏省苏锡常镇四市调研)波荡器是利用同步辐射产生电磁波的重要装置，它能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其装置简化模型如图所示，n个互不重叠的圆形匀强磁场沿水平直线分布，半径均为R，磁感应强度大小均相同，方向均垂直纸面，相邻磁场方向相反、间距相同，初始时磁感应强度为B0。一重力不计的带正电粒子，从靠近平行板电容器P板处由静止释放，P、Q极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面从A点射入波荡器，射入时速度与水平直线夹角为θ，θ在0～30°范围内可调。
(1)若粒子入射角θ＝0，粒子恰好能从O1点正下方离开第一个磁场，求粒子的比荷k；
(2)若粒子入射角θ＝30°，调节AO1的距离d、磁场的圆心间距D和磁感应强度的大小，可使粒子每次穿过水平线时速度与水平线的夹角均为30°，最终通过同一水平线上的F点，A到F的距离为L＝2eq \r(3)nR，求D的大小和磁感应强度B1的大小；
(3)在第(2)问的情况下，求粒子从A运动到F的时间。
小综合练(三)
1．C [若匀速转动，圆环中的正离子和电子的相对位置不会变化，不会产生电流，故A、B错误；若加速转动，圆环中正离子被金属晶格束缚相对金属环静止，而电子由于惯性相对金属环运动即逆时针运动，根据正电荷的定向移动方向为电流方向，负电荷的运动方向为电流的反方向可知有顺时针方向电流，故C正确；根据右手螺旋定则可知，若加速转动，O处的磁场方向垂直纸面向里，故D错误。]
2．A [若OO′左右两侧空间均有垂直纸面向里的匀强磁场，且有一个阻值为R电阻组成闭合回路，回路中感应电动势的峰值Em＝BSω，电动势的有效值为E有效＝eq \f(BSω,\r(2))，在如图所示的磁场中，线框绕OO′以角速度ω匀速转动时，只有半个周期产生感应电动势，设电压表的示数为UV，即此时感应电动势的有效值E有效′，仍假设有一个阻值为R的电阻与线框组成闭合回路。设周期为T，eq \f(\f(BSω,\r(2))2,R)×eq \f(T,2)＝eq \f(E有效′2,R)×T，得E有效′＝eq \f(BSω,2)，电压表示数为UV＝eq \f(BSω,2)，故选A。]
3．A [将带负电荷的下半圆环三等分，由对称性可知，六部分圆环在O点处产生的电场强度大小均相等，可将圆环的六个部分看成六个点电荷，如图所示。设六个等效点电荷在圆心处产生的电场强度大小均为E，由平行四边形定则可知，圆心O处的电场强度大小为4E，取走劣弧cd段后圆心处电场强度大小为E1，又劣弧cd段在圆心O处产生的电场强度大小为E，则有E1＝3E。劣弧ac、db段在圆心O处的合电场强度大小为E，则移走这两段圆环后，圆心O处的电场强度大小为E2＝3E，则E1∶E2＝1∶1，A正确。]
4．A [对于被封闭气体，如没有泄露气体，等温变化时，由玻意耳定律
p0·8lS＝eq \f(4,3)p0·xlS，解得x＝6
则泄露气体的质量与最初气体质量之比为Δm∶m＝ΔV∶V＝2∶3，故A正确；气泡在上升过程，内部气体的压强逐渐减小，故B错误；注射器导热性能良好，在压缩气体的过程中，气体温度不变，所以气体分子的平均动能不变，故C错误；注射器内存留气体的温度不变，分子平均动能不变，但分子数目减少，则注射器内存留气体的内能减少，故D错误。]
5．A [设物块沿挡板方向的速度为v1，与木板的相对速度为v2，物块相对于木板的运动方向如图所示，
根据几何关系可得
tan θ＝eq \f(v2,v1)＝1，可得θ＝45 °
木板对物块的摩擦力Ff2方向与v合方向相反，挡板对物块的支持力大小FN1＝Ff2sin θ，其中Ff2＝μ2mg，则挡板对物块的摩擦力大小为Ff1＝μ1FN1，
联立可得Ff1＝eq \f(\r(2),2)μ1μ2mg
对物块沿v1方向根据平衡条件得
F＝Ff1＋Ff2cs 45 °＝eq \f(\r(2),2)μ1μ2mg＋eq \f(\r(2),2)μ2mg，故A正确，B、C、D错误。]
6．D [设地球的密度为ρ0，装有货物的小车的质量为m，弦(甲、乙连线)的中点为O′点，O′点到地球球心的距离为h，当小车运动到距O′点x处时，小车到地心的距离为r＝eq \r(x2＋h2)，所受万有引力大小为F＝eq \f(4,3)πρ0Gmr，万有引力沿弦方向的分力大小为F分＝Fsin θ，其中sin θ＝eq \f(x,r)，则F分＝eq \f(4,3)πρ0Gmx，由牛顿第二定律可知，小车的加速度大小与其到O′点的距离成正比，在O′点小车受到的万有引力最小，加速度大小为零，速度最大，A、B错误；在运动的过程中，管道对小车的作用力FN＝Fcs θ＝eq \f(4,3)πρ0Gmh，始终不变，同理可知，小车与货物之间的压力也不变，C错误；根据牛顿第二定律可知在运动的过程中，货物对小车的摩擦力为零，D正确。]
7．(1)A (2)61.20 (3)9.52 (4)t＋eq \f(h,v) (5)不正确，理由见解析
解析 (1)为了减小空气阻力等误差影响，应该选用材质密度较大的小钢球，故选A。
(2)刻度尺的分度值为1 mm，估读到分度值的下一位，
由题图可知h＝61.20 cm。
(3)根据h＝eq \f(1,2)gt2可知eq \f(2h,t2)＝g，故在2h－t2图像中斜率表示重力加速度，则根据图线有g＝eq \f(3.26－0.50,0.35－0.06) m/s2≈9.52 m/s2
(4)下落过程中声音传播的时间为
t0＝eq \f(h,v)
则小球下落的时间为
t′＝t＋t0＝t＋eq \f(h,v)
(5)设木条厚度为H，台阶距离地面的高度为h1时的时间为t1，高度为h2(h2>h1)时的时间为t2；则根据前面的分析有
g＝eq \f(2h2＋H－2h1＋H,t22－t12)＝eq \f(2h2－h1,t22－t12)
可知与H无关。
8．(1)eq \f(1,2)v (2)eq \f(1＋4Nπ,2)eq \r(\f(2m,k))(N＝0,1,2,3…)或eq \f(3＋4Nπ,2)eq \r(\f(2m,k))(N＝0,1,2,3…)
解析 (1)振子与物体碰撞过程中水平方向动量守恒mv＝2mv共，解得物体落在振子上后，振子经过O点的速度大小v共＝eq \f(1,2)v
(2)弹簧振子周期T＝2πeq \r(\f(2m,k))，振子第一次到达最左端的时刻可能为
t1＝eq \f(π,2)eq \r(\f(2m,k))，
t2＝eq \f(3π,2)eq \r(\f(2m,k))，
振子第N次达到最左端的时刻可能为
t1′＝eq \f(1＋4Nπ,2)eq \r(\f(2m,k))(N＝0,1,2,3…)
t2′＝eq \f(3＋4Nπ,2)eq \r(\f(2m,k))(N＝0,1,2,3…)
9．(1)eq \f(2U,R2B02) (2)2eq \r(3)R eq \f(\r(3),3)B0
(3)(1＋eq \f(\r(3)π,6))eq \f(nR2B0,U)
解析 (1)设粒子经电场加速后速度为v，根据动能定理可得qU＝eq \f(1,2)mv2
由几何关系可知粒子在磁场中偏转半径为R，根据洛伦兹力提供向心力可得qvB0＝eq \f(mv2,R)
联立解得粒子的比荷为k＝eq \f(q,m)＝eq \f(2U,R2B02)
(2)粒子的轨迹如图所示
由几何关系可得D＝2d＝eq \f(L,n)＝2eq \r(3)R
粒子在磁场中运动的圆心恰好在磁场圆周上且在磁场圆心的正下方或正上方。
由几何关系可得r1＝eq \r(3)R，qvB1＝eq \f(mv2,r1)
可得B1＝eq \f(\r(3),3)B0
(3)由几何关系可得粒子在磁场中转过的圆心角α＝eq \f(π,3)，AH＝R
每次从水平线到磁场边缘的时间为
t1＝eq \f(R,v)
每次在磁场中运动的时间为t2＝eq \f(αr1,v)
可得粒子运动的时间为
t＝n(2·t1＋t2)＝(1＋eq \f(\r(3)π,6))eq \f(nR2B0,U)。