暑期综合提高练习（九）力学电磁学综合2——2026-2027年高中物理新高三年级暑期强化训练含答案

这是一份暑期综合提高练习（九）力学电磁学综合2——2026-2027年高中物理新高三年级暑期强化训练含答案，共5页。试卷主要包含了如图为某次紧急救助伤员情形等内容，欢迎下载使用。
选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．我国计划在2030年前实现载人登月，开展科学探索.航天员在月球上让铁锤和羽毛从同一高度处由静止释放，已知月球表面为真空环境，则下降相同的距离（ ）
A．羽毛用时较长B．铁锤用时较短
C．落地时羽毛的速度较小D．落地时铁锤和羽毛速度相同
2．如图为某次紧急救助伤员情形．直升机水平向右做匀速直线运动，同时机内人员将伤员提升到直升机内，提升过程中轻绳总保持竖直方向，不计空气阻力，直升机及舱内人员质量为M，伤员质量为m，重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）
A． 相对飞机静止的机内人员有可能观察到伤员做曲线运动
B． 相对地面静止的地面人员观察到伤员总是做直线运动
C． 空气对直升机的“升力”总是等于(M+m)g
D． 机内人员对绳子的拉力大小总是等于绳子对伤员的拉力大小
3．如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为，两根相同的橡皮条自由长度均为，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成皮兜。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为（弹性限度内），则发射过程中皮兜对弹丸的最大作用力为（ ）
A．B．C．D．
4．新时代的中国北斗导航系统是世界一流的.空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成.已知地球表面两极处的重力加速度为g0，赤道处的重力加速度为g1，引力常量为G.若把地球看成密度均匀、半径为R的球体，下列说法正确的是（ ）
A．北斗地球同步卫星距离地球表面的高度ℎ=(3g1g0−g1−1)R
B．北斗地球同步卫星距离地球表面的高度ℎ=(3g0g0−g1−1)R
C．地球的平均密度ρ=3g14πGR
D．地球的近地卫星的周期T0=2πRg1
5．如图所示，xOy平面的第一、三象限内充满垂直纸面向外的匀强磁场．边长为L的正方形金属框始终围绕与O点重合的顶点旋转，其在xOy平面内以角速度ω 顺时针匀速转动，t=0时刻，金属框开始进入第一象限，已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，金属框的总电阻为R，规定顺时针方向为电流的正方向，不考虑自感影响，关于金属框中感应电流i随时间t变化的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．［浙江2024年6月·7］理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示.当S接a时，三个灯泡均发光，若（ ）
A．电容C增大,L1灯泡变亮B．频率f增大,L2灯泡变亮
C．RG上光照增强,L3灯泡变暗D．S接到b时,三个灯泡均变暗
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．如图是2023年清华大学摄影爱好者成功拍摄到的中国空间站“凌月”画面．空间站与月球在同一轨道平面且绕行方向相同，在地球上观测月球时看到空间站在月球前面快速掠过的过程即为“凌月”过程，整个过程持续时间极短，仅约半秒钟．已知地球半径为R地，月球半径为R月，空间站绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，空间站与月球运行方向相同，则下列说法正确的是（ ）
A． 月球绕地球运动的轨道半径为3gR地2T24π​2
B． 地球的质量为4π​2r3GT2
C． 空间站绕地球运动的周期大于T
D． 经过时间2πTrrTR地g−2πrr，再次出现空间站“凌月”现象
8．［辽宁2023·10］（多选）如图，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为d和2d，处于竖直向上的磁场中，磁感应强度大小分别为2B和B.已知导体棒MN的电阻为R、长度为d，导体棒PQ的电阻为2R、长度为2d，PQ的质量是MN的2倍.初始时刻两棒静止，两棒中点之间连接一压缩量为L的轻质绝缘弹簧.释放弹簧，两棒在各自磁场中运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内.整个过程中两棒保持与导轨垂直并接触良好，导轨足够长且电阻不计.下列说法正确的是
A．弹簧伸展过程中，回路中产生顺时针方向的电流
B．PQ速率为v时，MN所受安培力大小为4B2d2v3R
C．整个运动过程中，MN与PQ的路程之比为2:1
D．整个运动过程中，通过MN的电荷量为BLd3R
9．如图所示，直线MN与水平方向成30°角，MN的右上方存在垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里磁感应强度大小为的匀强磁场。一粒子源位于MN上的a点，能水平向右发射不同速率、质量为m、电荷量为q的带正电同种粒子（重力不计，粒子间的相互作用不计），所有粒子均能通过MN上的b点，已知，则粒子的速度可能是（ ）
A．B．
C．D．
10．（多选）如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和O′，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A. F′点与C′点的电场强度大小相等
B. B′点与E′点的电场强度方向相同
C. A′点与F′点的电势差小于O′点与D′点的电势差
D. 将检验电荷+q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的器材是________。
A．有闭合铁芯的原副线圈
B．无铁芯的原副线圈
C．交流电源
D．直流电源
E.多用电表(交流电压挡)
(2)关于本实验，下列说法正确的是________。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．因为使用的电压较低，通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接
C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D．变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈
(3)某次实验中，用匝数na＝400匝和nb＝800匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是________。
A．原线圈的匝数为na，用较粗导线绕制
B．副线圈的匝数为na，用较细导线绕制
C．原线圈的匝数为nb，用较细导线绕制
D．副线圈的匝数为nb，用较粗导线绕制
12．（10分）国家出台政策严整酒驾、醉驾的乱象，酒精浓度介于0．2 mg/mL～0．8 mg/mL为酒驾，达到0．8 mg/mL或以上为醉驾。某兴趣小组同学想组装一个酒精浓度测试仪，其中用到一种酒精传感器，其电阻Rx随酒精浓度的变化规律如图（a）所示。酒精浓度测试仪的调试电路如图（b）所示。提供的器材有：
A．酒精传感器Rx
B．直流电源（电动势为8 V，内阻不计）
C．电压表（量程为0～6 V，内阻非常大）
D．电阻箱（最大阻值为999．9 Ω）
E．定值电阻R（阻值为10．0 Ω）
F．单刀双掷开关一个，导线若干

图（a） 图（b）
（1）按下列步骤进行调试：
①电路接通前，先将电阻箱的阻值调为40．0 Ω，然后开关向 （填“a”或“b”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为 mg/mL（结果保留两位有效数字）；
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断 （填“变大”或“变小”），按照图（a）数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”；
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。
（2）将调试好的酒精浓度测试仪进行酒精浓度测量，当电压表读数为1．6 V时，测量的酒精浓度 （填“有”或“没有”）达到醉驾标准。
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，导致酒精浓度的测量结果 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
13．［山东青岛2025高二上月考］如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37∘ ，在导轨所在平面内分布着方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场.现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab垂直放在金属导轨上，当接通电源后，导轨中通过的电流I=1.5A，导体棒ab恰好静止，g取10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8.
（1） 求匀强磁场的磁感应强度大小；
（2） 若只将磁场方向变为竖直向上，其他条件不变，磁场方向改变后的瞬间，求导体棒ab的加速度大小.
14．（8分）如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的平行金属板间距离为d.油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电.油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间.当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，某一直径为D的油滴A最终以速度v0竖直向下匀速运动.当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U1时，另一个带电油滴B恰好能以速度v1竖直向下匀速运动；把电压增加到U2时，带电油滴B能以速度v2竖直向上匀速运动.已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为ρ ，油滴可视为球体，直径为D的球体体积公式V=16πD3，不考虑油滴所受浮力，重力加速度为g.
（1）设油滴受到气体的阻力f=kv，其中k为阻力系数，求k的大小；
（2）求油滴B所带电荷量.
15．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm.电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω ，电阻R=15Ω .闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量为q=1×10−2C，质量为m=2×10−2kg，不考虑空气阻力.那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？（取g=10m/s2）
参考答案
1．【知识点】自由落体运动规律的应用
【答案】D
【解析】本题考查自由落体运动的特征.月球表面是真空，铁锤和羽毛下落都是自由落体运动，它们的运动完全相同.故选D.
2．【知识点】物体做曲线运动的条件
【答案】D
【解析】轻绳总保持竖直方向，因此机内人员观察到伤员总是做直线运动，A错误；题目并未说明伤员相对直升机如何运动，当伤员向上匀速运动时，地面人员观察到伤员是匀速直线运动的，此时“升力”等于(M+m)g，当伤员向上加速或减速运动时，地面人员观察到伤员做曲线运动，此时“升力”不等于(M+m)g，B、C错误；绳子两端的拉力大小是相等的，机内人员对绳子的拉力总是等于伤员对绳子的拉力，根据牛顿第三定律可知，伤员对绳子的拉力大小等于绳子对伤员的拉力大小，D正确．
3．【知识点】三角函数求解力、弹力的大小与胡克定律
【答案】C
【详解】当橡皮条的长度为时，皮兜对弹丸有最大作用力，为
根据几何关系

解得
故选C。
4．【知识点】同步卫星问题
【答案】B
【解析】设地球的质量为M,地球自转的周期为T,物体在地球表面两极处的重力等于物体受到的万有引力,即mg0=GMmR2,物体在赤道处,由牛顿第二定律得GMmR2−mg1=m4π​2RT2,对北斗地球同步卫星,由万有引力提供向心力得GMm′(R+ℎ)2=m′4π​2(R+ℎ)T2,联立解得北斗地球同步卫星距离地球表面的高度ℎ=(3g0g0−g1−1)R,A错误,B正确；地球的平均密度ρ=M43πR3,又GM=g0R2,解得ρ=3g04πGR,C错误；对地球的近地卫星,由万有引力提供向心力得GMm0R2=m04π​2RT02=m0g0,解得T0=2πRg0,D错误.
5．【知识点】电磁感应定律中的图像问题
【答案】A
【解析】如图所示，在t=0到t=π2ω的过程中，即金属框顺时针转过90∘ 的过程中，金属框切割磁感线的有效切割长度l先变大后变小，产生的感应电动势E=12Bωl2，E先增大后减小，感应电流先增大后减小，根据楞次定律知，电流方向为顺时针方向，即正方向；在t=0到t=π4ω的过程中，金属框转过的角度θ=ωt，根据几何关系得S=L⋅Ltanθ2，则穿过金属框的磁通量为Φ=12BL2tanωt，l=Lcsθ=Lcsωt，又E=ΔΦΔt，由数学知识得ΔEΔt=BL2ω​2⋅tanωtcs2ωt，在t=0到t=π4ω的过程中，E的变化率一直增大，由I=ER知感应电流的变化率一直增大；同理可得在t=π4ω到t=π2ω的过程中，E的变化率一直减小，感应电流的变化率一直减小，A正确，B、C、D错误．
6．【知识点】含有理想变压器的动态电路分析
【答案】A
【解析】根据理想变压器电压与匝数的关系n1n2=U1U2可知,当匝数比不变时,副线圈的输出电压U2不变.若电容C增大,根据电容的容抗公式XC=12πfC可知电容的阻碍作用变小,所以L1灯泡变亮,A正确；若频率f增大,根据电感线圈L的感抗公式XL=2πfL可知电感线圈L的阻碍作用增大,所以L2灯泡变暗,B错误；若RG上光照增强,光敏电阻RG的电阻减小,则L3灯泡变亮,C错误；S接到b时,原线圈的匝数减小,根据理想变压器电压与匝数的关系n1n2=U1U2可知,副线圈的输出电压U2增大,三个灯泡均变亮,D错误.
7．【知识点】“火星凌日”问题、万有引力定律问题的分析与计算
【答案】AD
【解析】设月球绕地球做圆周运动的轨道半径为r月,万有引力提供向心力,有Gm地m月r月2=m月4π​2T2r月,对地球表面的物体,有Gm地mR地2=mg,联立解得r月=3gR地2T24π​2,A正确；设空间站绕地球运动的周期为T0,根据万有引力提供向心力有Gm地m空r2=m空4π​2T02r,解得地球的质量为m地=4π​2r3GT02,由空间站“凌月”现象可知,空间站绕地球运动的角速度大于月球的角速度,根据T=2πω可知,空间站的周期小于月球的周期,即空找二者的周期关系间站绕地球运动周期小于T,B、C错误；对空间站,有Gm地m空r2=m空4π​2T02r,又Gm地=gR地2,解得T0=4π​2r3gR地2,角速度ω0=2πT0=R地rgr,月球的角速度为ω=2πT,设经过时间t再次出现空间站“凌月”现象,则ω0t−ωt=2π ,解得t=2πTrrR地Tg−2πrr,D正确．
8．【知识点】导体切割磁感线产生感应电动势（电流）的分析与计算、电磁感应现象中的功能问题
【答案】AC
【解析】弹簧伸展过程中,穿过MN、PQ组成回路的磁通量变大,由楞次定律和安培定则知回路中产生顺时针方向的电流,A正确；设MN的质量为m,以水平向右为正方向,由动量守恒定律得2mvPQ−mvMN=0,解得MN的速度大小vMN=2vPQ,方向与PQ的速度方向相反,由右手定则知两棒产生的感应电流方向相同,回路中的感应电动势E=2BdvMN+B⋅2dvPQ,从开始运动到PQ速率为v时,可得E=6Bdv,由闭合电路欧姆定律得回路中的电流I=E3R=2BdvR,则MN所受安培力的大小为F=2BId=4B2d2vR,B错误；整个运动过程中,根据动量守恒的推论得mxMN=2mxPQ,解得MN与PQ的路程之比为xMN:xPQ=2:1,C正确；两棒在磁场中停止运动时弹簧恢复原长,则xMN+xPQ=L,解得xMN=23L,xPQ=13L,根据q=It=ER总t=ΔΦR总可知,整个运动过程通过MN的电荷量q=2Bd×23L+B×2d×13L3R=2BLd3R,D错误.
9．【知识点】带电粒子在磁场中做圆周运动的多解问题
【答案】AC
【详解】粒子可能在两个磁场间做多次运动，画出粒子可能的轨迹，如图所示
粒子对应的圆心角均为60°，根据洛伦兹力提供向心力有，设粒子在右侧部分磁场中的运动半径为，可知粒子在左侧磁场中的半径为，若粒子运动奇数段圆弧经过b点，有（n=0，1，2……）
若粒子运动偶数段圆弧经过b点，有（n=1，2……）
根据洛伦兹力提供向心力有
所以
所以或满足题意。
选AC。
10．【知识点】电势差与电场强度的关系、电场的叠加
【答案】ACD
【解析】等量异号的点电荷在F′点和C′点产生的电场强度分别如图甲、乙所示，正点电荷在C′点产生的场强大小E′+=kQr2=E−，负点电荷在B′点产生的场强大小E′−=kQr′2=E+，根据几何关系和电场分布的对称性可知EF′=EC′,则F′点与C′点的场强大小相等，方向不同，A正确；同理可得，B′点和E′点的电场强度方向不同，B错误；作出ABCDEF平面上的电场线和等势线示意图，如图丙所示，可知检验电荷+q由F沿直线移动到O点，电势先升高后降低，所以电势能先增大后减小，D正确；根据对称性可知A′和D′处的电势可分别设为φ 和−φ ，又O′点在两点电荷连线的中垂线上，电势为零，F′点位于零等势面左侧，电势为正且小于A′点，所以O′点与D′点间的电势差为φ ，A′点和F′点间的电势差小于φ ，所以A′点与F′点间的电势差小于O′点与D′点间的电势差，C正确.
11．【知识点】变压器的构造和原理
【答案】 (1)ACE；(2)C；(3)C
【详解】 (1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的器材是：有闭合铁芯的原副线圈、交流电源和多用电表(交流电压挡)，故选A、C、E。
(2)为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；虽然使用的电压较低，通电时也不可直接用手接触裸露的导线进行连接，而且这样操作时，将人体并联到电路中，将导致测量数据不准确，故B错误；实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，故D错误。
(3)由表格数据可知eq \f(Ub,Ua)>eq \f(nb,na)＝2，考虑到实验中所用变压器并非理想变压器，即存在功率损失，使得原、副线圈电压之比大于匝数比，所以原线圈的匝数为nb，副线圈的匝数为na；原线圈电压较大，电流较小，所以原线圈用较细导线绕制，而副线圈电压较小，电流较大，所以副线圈用较粗导线绕制，故C正确。
12．【知识点】生活中的传感器
【答案】（1）①b（2分） 0.10（2分） ②变大（2分） （2）没有（2分） （3）偏小（2分）
【解析】（1）①本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻Rx，故先将电阻箱的阻值调到40.0 Ω，开关应向b端闭合；由题图（a）知Rx＝40 Ω时，酒精浓度为0.10 mg/mL。②逐步减小电阻箱的阻值，定值电阻两端的电压变大，电压表的示数不断变大。
（2）电压表读数为1.6 V时，Rx两端电压U＝RR＋RxE＝1.6 V，解得Rx＝40 Ω，由题图（a）知，此时的酒精浓度为0.1 mg/mL，没有达到醉驾标准。
（3）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，电路中的电流将减小，R两端电压将偏小，故酒精浓度的测量结果将偏小。
13．【知识点】安培力的大小
【答案】（1） 0.4T
（2） 1.2m/s2
【解析】
（1） 导体棒ab静止时受力情况如图甲所示,根据平衡条件得F安−mgsinθ=0,又F安=BIL,解得B=0.4T.
甲
（2） 改变磁场方向后,导体棒ab受力情况如图乙所示,根据牛顿第二定律得mgsinθ−F′安csθ=ma,其中F′安=BIL,解得a=1.2m/s2.
乙
14．【知识点】带电粒子在匀强电场中的运动
【答案】（1）πρgD36v0
（2）π(v1+v2)dρgD36v0(U2−U1)
【解析】（1）油滴速度为v0时所受阻力f0=kv0，油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有f0=mg，m=ρV=πρD36，则k=πρgD36v0.（3分）
（2）设油滴B所带电荷量为q，油滴B向下匀速运动时，阻力向上，油滴受力平衡，有mg=kv1+qU1d，油滴B向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，有mg+kv2=qU2d，解得q=k(v1+v2)dU2−U1，（3分）将第（1）问的k值代入得q=π(v1+v2)dρgD36v0(U2−U1).（2分）
15．【知识点】电路的动态分析问题
【答案】8Ω
【解析】小球进入板间后,受重力和电场力作用,且到A板时速度为零,设两板间电压为UAB.由动能定理得−mgd−qUAB=0−12mv02,解得UAB=8V,则滑动变阻器两端的电压U滑=UAB=8V,设通过滑动变阻器电流为I,由闭合电路欧姆定律得I=E−U滑R+r=24−815+1A=1A.滑动变阻器接入电路的电阻R滑=U滑I=8Ω.
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.90
Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98