1、1第十四章 实验与探究仿真模拟试卷选择题部分一、选择题(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1.张明同学周末陪父母去超市，先用 5 min 的时间找到了水果摊点，买了 4 kg 红富士苹果，又在服装店买了一条长 100 cm 的裤子，又去了体验室，最后在二楼乘速度为 0.65 m/s 的电梯到一楼地下车库，然后开车返回家中，题中给出的单位是国际单位制下的基本单位的是( )A.min B.kgC.cm D.m/s答案 B解析 kg、m 和 s 是国际单位制下的基本单位的符号，min 是时间的单位，cm 是长
2、度的单位，但都不是基本单位，m/s 是速度的单位，是导出单位，故选 B.2.建筑工人正在高楼上砌砖，手滑不慎将砖块掉落，发现 2 s 后砖块落到地上断成两块，则估计此楼高度约为(不计空气阻力)( )A.5 m B.10 mC.20 m D.40 m答案 C解析 砖块的运动可看做自由落体运动，根据公式 h gt2，得 h 1022 m20 m，故12 12选 C.3.如图 1 所示，小物体与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，下列对小物体的受力分析正确的是( )图 1A.受重力、支持力B.受重力、支持力、摩擦力C.受重力、支持力、向心力D.受重力、支持力、向心力、摩擦力2答案 B解
3、析 物体在水平面上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力，故 B 正确.4.如图 2 所示，为“中国新歌声”娱乐节目所设计的“导师战车” ，战车可以在倾斜直轨道上运动.当坐在战车中的导师按下按钮，战车就由静止开始沿长 10 米的轨道冲到学员面前，最终刚好停在轨道的末端，此过程约历时 4 秒.战车在运动过程中，下列说法正确的是( )图 2A.战车在运动过程中导师处于失重状态B.战车在运动过程中所受合外力始终不变C.战车在倾斜轨道上做匀变速直线运动D.根据题中信息可以估算导师运动的平均速度答案 D解析 根据题意，战车先向
4、下做加速直线运动，最后向下做减速直线运动，加速度竖直方向上的分量先向下，最后向上，导师先失重，最后超重，选项 A 错误；运动过程中，战车的加速度发生变化，根据牛顿第二定律，战车所受合外力也发生变化，选项 B 错误；战车在整个运动过程中，加速度发生变化，故不是做匀变速直线运动，选项 C 错误；根据平均速度的定义式 ，可以根据题中信息估算导师运动的平均速度，选项 D 正确.vxt5.张军同学到中国第一高塔广州塔游玩时，从物理学角度设想了电梯的运动简化模型，认为电梯的速度 v 是随时间 t 变化的，若电梯在 t0 时由静止开始上升， v t 图象如图 3 所示，张军的质量 m70 kg，忽略一切阻力
5、.下列说法正确的是( )图 3A.张军乘电梯上升过程中，一直处于超重状态B.整个过程张军对电梯的压力始终为 700 NC.张军乘电梯上升到塔顶的高度约为 600 mD.电梯对张军的支持力的最大功率是 2.8 kW答案 C3解析 从题图图象中可知张军乘电梯上升过程中先匀加速运动，再匀速运动，最终匀减速运动；张军匀减速上升时处于失重状态，支持力小于重力，由牛顿第三定律可知，张军对电梯的压力也小于重力，故 A、B 错误；上升高度可以从图象中图线与横轴所围面积求出为 600 m，故 C 正确；电梯对张军支持力的最大功率是 P Fv7704 W3.08 kW，故 D 错误.6.游乐场内两支玩具枪在同一位
6、置先后沿水平方向各射出一颗子弹，打在远处的同一个靶上，A 为甲枪子弹留下的弹孔， B 为乙枪子弹留下的弹孔，两弹孔在竖直方向上相距高度为 h，如图 4 所示，不计空气阻力.关于两枪射出的子弹初速度大小，下列判断正确的是( )图 4A.甲枪射出的子弹初速度较大B.乙枪射出的子弹初速度较大C.甲、乙两枪射出的子弹初速度一样大D.无法比较甲、乙两枪射出的子弹初速度的大小答案 A解析 由 y gt2， yByA知 tBtA，又 x v0t， x 相同，故初速度 vAvB，故选 A.127.如图 5 所示， “共享单车”极大地方便了老百姓的出行，某高档“共享单车”通过变速器调整链条在轮盘和飞轮的挂入位置
7、，改变行驶速度.轮盘和飞轮的齿数如下表所示：名称 轮盘 飞轮A 轮 B 轮 C 轮 D 轮 E 轮齿数 N/个 48 39 24 18 13图 5则下列说法正确的是( )A.当 A 轮与 C 轮组合时，两轮的转速之比为 11B.当 A 轮与 C 轮组合时，两轮边缘上的点的线速度大小之比为 12C.当 B 轮与 E 轮组合时，两轮角速度之比为 13D.当 B 轮与 E 轮组合时，两轮边缘上的点的向心加速度大小之比为 314答案 C解析 A 轮与 C 轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为 21，转速之比为 12，故 A、B 错误； B 轮与 E 轮通过链条连接，轮边缘上的点的线
8、速度大小相等，齿数之比为 31，转速之比为 13，角速度之比为 13，轮边缘上的点的向心加速度之比为 13，故 C 正确，D 错误.8.如图 6 所示，2017 年 6 月 15 日上午 11 点，首颗 X 射线空间天文卫星“慧眼”成功发射，“慧眼”是我国第一颗 X 射线天文科学卫星.卫星在距离地面 550 千米的轨道上运行，它装载了高能、中能、低能 X 射线望远镜和空间环境监测器等 4 个探测有效载荷，通过扫描观测可以完成宽波段、大视场、大有效面积的空间 X 射线成像.这将显著提升我国大型科学卫星研制水平，实现空间高能天体物理领域由地面观测向天地联合观测的跨越，若已知地球半径与地球质量的具体
9、数值，以及万有引力常量，则能求出( )图 6卫星在轨运动的加速度大小 卫星在轨运动的周期卫星在轨运动的动能 卫星在轨运动的合外力A. B.C. D.答案 A解析 天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，等于天体所受的合外力，已知地球质量 M，地球半径 R 及万有引力常量 G，由 F G man m m ， Ek ，可以求出卫Mmr2 v2r 4 2rT2 mv22星在轨运动的加速度大小与运行周期，动能 Ek、合外力 F 的大小与卫星的质量 m 有关，无法求出，故选 A.9.如图 7 所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方 A 位置有一个小球，小球从静止开始下落，在 B 位置接触弹
10、簧的上端，在 C 位置小球所受弹力大小等于重力，在 D 位置小球速度减小到零.小球下降阶段，下列说法中不正确的是( )5图 7A.在 C 位置小球动能最大B.在 B 位置小球动能最大C.从 A C 位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加D.从 A D 位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加答案 B解析 小球在 C 位置时重力等于弹力，小球从 A 位置到 C 位置速度一直增大，故小球在 C 位置的速度最大，此时的动能最大，故 A 正确，B 错误；小球从 A C 位置重力势能减小，动能增大，弹簧的弹性势能也增大，减少的重力势能等于动能与弹性势能的增加量之和，C 正确；而在 A 与 D 位置
11、时小球动能都是 0，从 A D 位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加，D 正确；该题选不正确的，故 B 符合题意.10.如 图 8 所 示 为 太 阳 能 路 灯 ， 每 只 路 灯 的 光 伏 电 池 板 有 效 采 光 面 积 约 0.3 m2， 光 电 转 换 效 率 约为 15%.晴 天 时 电 池 板 每 平 方 米 面 积 上 每 小 时 接 收 到 的 太 阳 辐 射 能 约 为 3.6106 J.如 果 每 天 有效 日 照 时 间 约 为 7 h， 那 么 每 只 路 灯 的 光 伏 电 池 一 天 产 生 的 电 能 可 供 30 W 的 路 灯 工 作 时 间 大
12、 约 是( )图 8A.10 h B.15 h C.20 h D.25 h答案 A解析 每天(7 h)太阳能电池板接收的太阳能 W 总 SW0t00.33.610 67 J7.5610 6 J，转化为电能的部分为 W 转 15% W 总 1.13410 6 J，路灯正常工作，有 P P 额 30 W，由 W Pt，得 t s3.7810 4 s10.5 h，故选 A.W转P 1.1341063011.如图 9 所示，甲、乙、丙为真空中分别带有一定电荷量的小球，其中甲小球带有 4q 的正电荷( q0)，用绝缘支架固定，乙、丙小球用绝缘细线悬挂，处于平衡状态时，三小球球心处于同一水平面且甲、乙及乙
13、、丙小球间距离相等，悬挂乙小球的细线向左倾斜，悬挂丙小球的细线竖直.下列说法正确的是( )6图 9A.乙小球带正电、带电荷量一定为 qB.乙小球带负电、带电荷量一定为 qC.丙小球带正电、带电荷量一定为 4qD.丙小球带负电、带电荷量一定为 4q答案 B解析 根据受力平衡条件可知，若乙球带正电，丙球不管带正电还是带负电，都不能使悬挂丙小球的细线竖直，所以乙小球一定带负电，故 A 错误.对丙小球进行受力分析，甲、丙小球间的距离是乙、丙小球间距离的两倍，由 F k ，得甲、乙小球带电荷量之比为q1q2r241，则乙 小 球 带 电 荷 量 为 q， 故 B 正 确 .对 乙 小 球 进 行 受 力
14、 分 析 ， 若 丙 小 球 带 正 电 ， 则 G 乙 tan ， G 乙 为小球乙的重力， 为小球乙偏离竖直方向的角度，kq甲 q乙r2 kq丙 q乙r2则丙小球带电荷量一定小于 4q，故 C 错误；对丙小球进行受力分析，若小球丙带负电，则 ，丙小球带电荷量大于、等于、小于 4q 都可以，故 D 错误.k4qq丙2r2 kqq丙r212.如图 10 所示，将长为 L 的导线弯成六分之一的圆弧( O 点为圆心)，固定于垂直纸面向外、大小为 B 的匀强磁场中，两端点 A、 C 连线竖直，若给导线通以由 A 到 C、大小为 I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( )图 10A.ILB，
15、水平向左 B.ILB，水平向右C. ，水平向右 D. ，水平向左3ILB 3ILB答案 D解析 弧长为 L，圆心角为 60，则弦长： ，导线受到的安培力：AC3LF BI ，由左手定则可知，导线受到的安培力方向水平向左，故 D 正确.AC3BIL13.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血液速度.电磁血流计由一对7电极 a 和 b 以及一对磁极 N 和 S 构成，磁极间的磁场是均匀的.使用时，两电极 a、 b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图 11 所示.由于血流中的正、负离子随血流一起在磁场中运动，电极 a、 b 之间会有微小电势差.在达到平
16、衡时，血流内部的电场可看做匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中，两触点间的距离为 3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为 160 V，磁感应强度的大小为 0.040 T.则血流速度的近似值和电极 a、 b 的正负为( )图 11A.1.3 m/s， a 正、 b 负 B.2.7 m/s， a 正、 b 负C.1.3 m/s， a 负、 b 正 D.2.7 m/s， a 负、 b 正答案 A解析 血液中的离子在磁场的作用下会在 a、 b 之间形成电势差，当电场对离子的力与洛伦兹力相等时达到稳定状态，由 qE qvB 得血流速度 v 1.3 m/s，由左
17、手定则可得 aEB UBd为正极， b 为负极，故选 A.二、选择题(本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分.每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的.全部选对的得 2 分，选对但不全的得 1 分，有选错的得 0 分)14.加试题 下列说法正确的是( )A.光导纤维是利用光的干涉原理传输信息的B.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是由于光的折射造成的C.无线网络信号绕过障碍物传递到接收终端，利用了偏振原理D.铁路、民航等安检口使用“X 射线”对行李箱内物品进行检测答案 BD解析 光导纤维是利用光的全反射传输信息的，A 错误；太阳光通过三棱镜产生彩色条纹是由于光的折射造成的，B 正确
18、；无线网络信号绕过障碍物传递到接收终端，利用了波的衍射，C 错误；由于“X 射线”穿透能力强，铁路、民航等安检口常使用“X 射线”对行李箱内物品进行检测，D 正确.故应选 B、D.15.加试题 如图 12 所示，B 超成像的基本原理就是向人体发射一组超声波，而遇到人体组织会产生不同程度的反射(类似回声)，通过探头发送和接收超声波信号，经过电子电路和计8算机的处理，形成了我们今天的 B 超图像(如图甲所示).图乙为仪器检测到发送和接收的超声波图象，其中实线为沿 x 轴正方向发送的超声波，虚线为一段时间后遇到人体组织沿 x 轴负方向返回的超声波.已知超声波在人体内传播速度约为 1 500 m/s，
19、下列说法正确的是( )图 12A.根据题意可知此超声波的频率为 1.25105 HzB.图乙中质点 A 在此后的 1 s 内运动的路程为 1 500 mC.图乙中质点 B 此时沿 y 轴正方向运动D.图乙中质点 A、 B 两点加速度大小相等、方向相反答案 AC解析 根据公式 f 可得频率约为 1.25105 Hz，选项 A 正确；质点 A 上下振动，1 s 内v运动的路程为 2 000 m，选项 B 错误；根据题意可知虚线是反射回来的波，传播方向沿 x 轴负方向，由上下坡法知，此时质点 B 正向 y 轴正方向运动，选项 C 正确；质点 A、 B 两点都在平衡位置上方位移相同的地方，所以加速度大
20、小相等、方向相同，选项 D 错误.16.加试题 氢原子光谱如图 13 甲所示，图中给出了谱线对应的波长.玻尔的氢原子能级图如图乙所示.已知普朗克常量 h6.6310 34 Js，则( )图 13A.光谱图反映氢原子只能辐射出特定能量值的光子B.利用图示中 5 种谱线对应的光照射同种金属进行光电效应实验，形成光电流的饱和值可能相同C.H 谱线对应的跃迁是从 n2 能级到 n1 能级9D.H 谱线对应光子的能量约为 0.31 eV答案 AB非选择题部分三、非选择题(本题共 7 小题，共 55 分)17.(5 分)如图 14 所示，为某同学“验证机械能守恒定律”的实验装置图.图 14(1)现有的器材
21、：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物、导线若干.为完成此实验，除了所给的器材，还需要_.(填选项前的字母)A.刻度尺 B.秒表C.6 V 交流电源 D.220 V 交流电源(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，查得当地的重力加速度 g10 m/s2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图 15 所示，图中 O 点是打点计时器打出的第一个点， A、 B、 C、 D 分别是每打两个点取的计数点.则重物由 O 点运动到 B 点时(重物质量为 m kg)图 15重力势能的减少量是_ J，动能的增加量是_ J
22、.重力势能的减少量_(选填“略大于”或“略小于”)动能的增加量.答案 (1)AC (2)1.95 m 1.89 m 略大于解析 (1)实验所用的是电磁打点计时器，故需要用 6 V 的交流电源；需要测长度，所以需要用刻度尺，所以还需要的器材为 A、C.(2) 重 力 势 能 的 减 少 量 为 Ep mghOB m100.195 J 1.95m J.重 物 下 落 到 B 点 的 速 度 为vB 10 2 m/s 1.944 m/s， 动 能 的 增 加 量 为 Ek mvB2 m1.9442 xAC2T 28.95 13.402 0.04 12 1210J1.89 m J.重力势能的减少量略大
23、于动能的增加量.18.(5 分)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势 E 和内阻 r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为 999.9 ，可当标准电阻用)、一只电流表(量程 Ig0.6 A，内阻 rg0.1 )和若干导线.(1)请根据测定电动势 E 和内阻 r 的要求，设计图 16 甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来.图 16(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值 R，读出与 R 对应的电流表的示数 I，并做记录.当电阻箱的阻值 R2.6 时，其对应的电流表的示数如图乙所示.处理实验数据时，首先计算出每个电流值 I 的倒数 ，再制作 R 坐标图，如图丙所示，图丙中已标注出了( ， R)的几1I 1I 1I个与测量对应的坐标点，请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上.(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线.(4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势 E_ V，内阻 r_ .答案 (1)见解析图甲 (2)见解析图乙 (3)见解析图乙 (4)1.5 0.3解析 (1)首先应理解本题的实验原理，由闭合电路欧姆定律可知 E I(R r)，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电池电动势和内阻.因此，直接将电阻箱和电流表串联在电路中就行，如图甲.
