2019版高考物理大一轮复习第十四章实验与探究仿真模拟试卷

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是长度的单位，但都不是基本单位，m/s是速度的单位

2、，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hgt2，得h1022 m20 m，故选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、摩擦力答案B解析物体在水平面上，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

3、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

4、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.5.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，vt图象如图3所示，张军的质量m70 kg，忽略一切阻力.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

5、军的支持力的最大功率是2.8 kW答案C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PFv7704 W3.08 kW，故D错误.6.游乐场内两支玩具枪在同一位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

6、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ygt2，yByA知tBtA，又xv0t，x相同，故初速度vAvB，故选A.7.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，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4839241813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

7、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31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

8、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FGmanmm，Ek，可以求出卫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

9、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()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AC位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加D.从AD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AC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

10、A与D位置时小球动能都是0，从AD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SW0t00.33.61067 J7.56106 J，转化为电能的部分为W转15%W总1.13

11、4106 J，路灯正常工作，有PP额30 W，由WPt，得t s3.78104 s10.5 h，故选A.11.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、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()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，

12、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Fk，得甲、乙小球带电荷量之比为41，则乙小球带电荷量为q，故B正确.对乙小球进行受力分析，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，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.12.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

13、恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是()图10A.ILB，水平向左 B.ILB，水平向右C.，水平向右 D.，水平向左答案D解析弧长为L，圆心角为60，则弦长：，导线受到的安培力：FBI，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.13.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.在达到平衡时，血流内部的电场可看做匀强电

14、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qEqvB得血流速度v1.3 m/s，由左手定则可得a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

15、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；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

16、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，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

17、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h6.631034 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

18、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D.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：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

19、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.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)1.95m1.89m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EpmghOBm100.195 J1.95m J.重物下落到B点的速度为vB102 m/s1.944 m/s，动

20、能的增加量为EkmvB2m1.9442 J1.89m J.重力势能的减少量略大于动能的增加量.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

21、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)1.50.3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EI(Rr)，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.(2)当R2.6 时，由题图乙可知I0.50 A，2 A1，描点(2,2.6)，如图乙.(3)

22、R图线是一条倾斜的直线.注意连线时：不能连成折线；为减小偶然误差，个别偏离太远的点舍去.(4)由闭合电路的欧姆定律得EI(Rrrg)，则R(rrg)，故图线的斜率k表示电池电动势E的大小，纵轴截距的绝对值表示电阻(rrg).由图乙可知Ek V1.5 V，r0.3 .19.(9分)如图17所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，非常耐摔，是家里给小朋友们作为玩具的首选.一架质量m2 kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F36 N，经测试无人机的最大遥控距离h120 m，其最大速度不能超过12 m/s，否则无人机会有损坏的可能，无人机在运动过程中所受空气阻力大小恒为f4 N

23、，g取10 m/s2.求：图17(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，1 s内上升的高度h0；(2)为保证无人机能够不失去控制，无人机上升到最大高度时所需要的最短时间；(3)当无人机悬停在距离地面高度H80 m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落.在无人机坠落过程中，动力设备突然重启后又完全正常，为保证安全着地，无人机从开始下落到恢复升力的最长时间tmax.答案(1)3 m(2)11.5 s(3) s解析(1)由牛顿第二定律可得Fmgfma1解得a16 m/s2由运动学公式可得h0a1t123 m(2)为保证无人机不失去控制，则无人机向上运动的三段位移之和为h，由牛

24、顿第二定律和运动学公式可得mgfma2，vmt2h解得a212 m/s2，t28.5 st12 s，t31 s，t总t1t2t311.5 s(3)由牛顿第二定律有mgfma3解得a38 m/s2Fmgfma4解得a410 m/s2两段位移之和为H，由运动学公式可得H解得v m/stmax s.20.(12分)如图18所示，水平面上轻弹簧左端固定，弹簧处于自然状态时，其右端位于P点，且P点左侧水平面光滑，右侧粗糙，动摩擦因数0.5，长度L10 m.现用一质量m0.1 kg的小物块(可视为质点)将弹簧压缩距离d后(弹性限度内)静止释放，物块经过P点到达水平面右端Q点后恰好沿半径R2.5 m光滑半圆

25、轨道的切线进入竖直固定半圆轨道，物块恰好不脱离轨道，最后物块经轨道最低点A抛出后落到B点，若A点到B点的竖直高度h45 m，取g10 m/s2，不计空气阻力.图18(1)求弹簧压缩量为d时弹簧的弹性势能；(2)已知弹簧的弹性势能与其压缩量的平方成正比，若使弹簧压缩量变为2d(弹性限度内)，求物块刚进入半圆轨道时物块对轨道的压力；(3)在满足(2)问的前提下，求物块抛出点A与落地点B的水平距离.答案(1)6.25 J(2)15 N，方向竖直向上(3)30 m解析(1)物块从P点出发到达Q点刚好切入半圆轨道，且恰好紧贴轨道运动，由此可求得物块经过Q点的临界速度v，有mgm，解得v5 m/s由动能定

26、理，有mgLmv2mvP2EpmvP2解得Ep6.25 J(2)由能量守恒定律，有4EpmvQ2mgL解得vQ20 m/s由牛顿第二定律有FNmgm解得FN15 N由牛顿第三定律可得，物块刚进入半圆轨道时对半圆轨道的压力为15 N，方向竖直向上(3)从Q点运动到A点，由动能定理可得mg2RmvA2mvQ2解得vA10 m/s物块从A点做平抛运动，落到B点，由平抛运动规律可得hgt2，xvAt解得x30 m21.加试题(4分)(1)如图19所示，在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，小明同学做实验时有如下未完成的电路连接图，请你帮他完成，图中a号导线应该接_，b号导线应该接_.(均填“A接线柱”

27、或“B接线柱”)图19正确连线后小明做了各种操作尝试，当闭合开关的瞬间电流计指针向右偏转，如下情形电流计指针向左偏转的是_.A.断开开关的瞬间B.闭合开关待电路稳定后C.闭合开关将滑动变阻器滑片向右滑动时D.闭合开关拔出线圈中的铁芯过程中(2)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室备有下列可供选择器材，在实验中不必用到的实验器材有_.A.可拆变压器 B.条形磁铁C.干电池 D.滑动变阻器小明同学在正确操作此实验后得到了下表的数据：原线圈的匝数n1(匝)100200400800副线圈的匝数n2(匝)800400200100原线圈两端的电压U1(V)0.964.97.915.8

28、副线圈两端的电压U2(V)7.69.83.81.94请根据实验中的数据得出实验结论_.答案(1)B接线柱A接线柱ACD(2)BCD在误差允许范围内原、副线圈两端的电压与匝数成正比，即解析(1)大线圈应该与电流计相连构成闭合回路，所以a应该接到B接线柱，b应该接到A接线柱；闭合开关电流增大，磁通量增大，电流计向右偏，所以只要磁通量减小的情况，电流计都会向左偏，故选A、C、D.(2)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表，所以不需要干电池、条形磁铁和滑动变阻器，故选B、C、D；表格中每组数据都可以看出匝数之比近似等于两端的电压之比.22.加试题(10分)如图20所示为一

29、个安培秤，可以测量匀强磁场的磁感应强度B.其原理为：等臂天平右端托盘下悬挂一个水平边长为L、匝数为N的长方形线圈，线圈中通有可变电流I.改变线圈中的电流I，并改变左盘中的砝码质量m，使天平平衡，从而计算磁感应强度B的大小.已知等臂天平两边对托盘向下的拉力或压力相等时，天平平衡.图20(1)线圈电流I0时将天平调平，此时左盘砝码质量为m0，实验过程中只改变左盘砝码质量，写出左盘砝码总质量m和线圈中顺时针电流I之间的关系式.(2)某同学做实验之前没有测量线圈质量M，并且发现天平两边都空载(未悬挂线圈)时可以平衡.测量得到一组左盘砝码质量m和线圈电流I之间的关系，如表所示：I(A)0.20.50.8

30、1.11.41.7m(g)460400340280220160则此同学给线圈通电的方向为顺时针还是逆时针？根据表格数据，计算线圈的质量M.若已知N100，L0.1 m，g10 m/s2，由表格数据计算磁感应强度B的大小.(3)已知两个横截面积很大、间距很近的磁极之间的磁场可以近似看做匀强磁场.提供两根相同的横截面积较大的粗铁棒、足够长且表面绝缘的直导线、电压可调的稳压电源，写出构造一个有明显边界的近似匀强磁场的方法.答案见解析解析(1)当线圈中通顺时针电流I时，线圈受到向下的安培力F安NBIL根据平衡条件可知：(mm0)gF安联立可知：mm0 (2)线圈质量为M，从表格可知看出：I增大，m在减少，故线圈中电流方向为逆时针方向由题意可知：mgMgNBIL结合表格数据知：m0.50.2I因此：M0.5 kg代入数据知：B0.2 T(3)利用横截面积较大的粗铁棒密绕两个相同的通电螺线管，通电后将N极和S极截面相互靠近，两极之间即可近似为匀强磁场；或者单独一个通电螺线管内部的磁场，也可视为匀强磁场.23.加试题(10