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综合模拟卷(六)
(满分100 分 考试时间90 分钟)
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10 小题,每小题3 分,共30 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.下列物理量是标量且其单位用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A.电流:A
B.磁通量:Wb C.电场强度:V/m
D.温度:℃
2.关于下图的描述不正确的是( )
A.图甲中大桥钢绳对桥面产生拉力的原因是钢绳发生了形变
B.图乙中站在电梯水平台阶上的人随电梯一起匀速上楼的过程中,人没有受到静摩擦力
作用
C.图丙中马拉车在地面上加速前进,马对车的拉力和车对马的拉力是一对相互作用力
D.图丁中跳高运动员能够跳离地面,是因为人对地面的压力小于地面对人的支持力
3.如图所示,在竖直平面内固定一个粗糙的半圆形细管,A、B 为细管上的两点,A 点与圆
心等高,B 点为细管最低点。一个小球从A 点匀速率滑到B 点。小球从A 点滑到B 点的
过程中,关于小球,下列说法正确的是( )
A.合力做功为零
B.合力的冲量为零
C.机械能不变
D.机械能增大
4.如图是两个振动情况完全相同的简谐波源S1、S2在同一均匀介质中产生的两列波,实
线表示波峰,虚线表示波谷,波源的振幅为A,周期为T。关于图中所标的a、b、c、d 四
点,下列说法正确的是( )
A.d 点振幅为零
B.b 点振动始终加强,c 点振动始终减弱
C.从图示时刻经过3T
4
,a 点将运动到b 点
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D.从图示时刻经过T
4
,b 点运动路程为A
5.一个单摆在地面上做受迫振动,其振幅与驱动力频率的关系如图所示,下列说法正确的
是( )
A.此单摆的固有周期约为4 s
B.此单摆的摆长约为2 m
C.若摆长增大,单摆的固有频率减小
D.若摆长增大,曲线的峰将向右移动
6.如图所示,三个完全相同的小球a、b、c 处于同一高度,将小球a 从固定的光滑斜面上
由静止释放,小球b、c 以相同的速率分别竖直向上、水平向右抛出,不计空气阻力。关
于小球从开始运动到触地的过程,下列说法正确的是( )
A.三个小球运动时间相等
B.重力对小球b 做的功最多
C.重力对小球c 做功的平均功率最大
D.三个小球触地前瞬间,重力做功的瞬时功率相等
7.神舟十六号发射后会在停泊轨道Ⅰ上进行数据确认,在P 点瞬间加速后进入转移轨道
Ⅱ(椭圆轨道),最后在Q 点瞬间加速后进入空间站轨道Ⅲ,完成与空间站的交会对接,其变
轨过程可简化为如图所示,已知停泊轨道半径近似为地球半径R,空间站轨道距地面的平
均高度为h,飞船在停泊轨道上的周期为T1,飞船和空间站均视为质点,则( )
A.飞船在转移轨道Ⅱ上各点的速度均小于7.9 km/s
B.不考虑变轨瞬间,飞船在转移轨道Ⅱ上运行时航天员对椅子有压力作用
C.飞船在停泊轨道Ⅰ与飞船和空间站对接后形成的组合体在空间站轨道Ⅲ上的速率之
比为√R∶√R+h
D.飞船在转移轨道Ⅱ上正常运行的周期为T=T1√(1+ h
2 R)
3
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8.如图是一周期为T 的理想LC 振荡电路,已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路
中开关断开时,极板间有一带负电的灰尘(图中未画出)恰好静止。若不计带电灰尘对电
路的影响,不考虑灰尘碰到极板后的运动,重力加速度为g。当电路中的开关闭合以后,则
( )
A.在最初的T
4
时间内,电流方向为顺时针
B.灰尘将在两极板间做往复运动
C.灰尘加速度方向不可能向上
D.电场能最大时灰尘的加速度一定为零
9.在田径铁饼赛场上,几只电子机器狗来来回回运送铁饼。已知裁判员将铁饼放在机器
狗背部的铁饼卡槽中,机器狗从静止开始沿直线奔跑,最后停在投掷点,其运动过程的v-t
图像如图所示。则下列说法正确的是( )
A.0~t1时间内,机器狗做减速运动
B.0~t1时间内,机器狗的平均速度v = vm
2
C.t3时刻,机器狗距离出发点最远
D.在0~t1时间内加速度逐渐变大,在t2~t3时间内加速度逐渐变小
10.一种配有小型风力发电机和光电池的新型路灯功率为120 W,风力发电机的风能转化
率为η1=4%,工作原理如图所示,内部线圈的面积为S1=0.2 m2,匝数N=200,磁体的磁感应
强度为B=0.1 T,风叶的半径为r=1 m,空气的密度为ρ=1.3 kg/m3。太阳垂直照射的单位
面积功率为1 kW,光电池板被太阳光直射的等效面积为S2=1 m2,光能转化率为
η2=20%。如果在一个风速稳定的晴天,经3 h 的光照和风吹,路灯可正常工作7 h,测得风
力发电机输出的电流大小为1 A。下列对风速和风叶转速估算合理的是( )
A.10 m/s,4.6 r/s
B.10 m/s,2.3 r/s
C.20 m/s,4.6 r/s
D.20 m/s,2.3 r/s
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二、选择题Ⅱ(本题共3 小题,每小题4 分,共12 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4 分,选对但不全的得2 分,有选错的得0
分)
11.下列四幅图所涉及的物理现象或原理,表述正确的是( )
A.图甲中,该同学头发蓬松散开的原因是同种电荷的排斥作用
B.图乙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在线状负电极B 上
C.图丙中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D.图丁为静电喷漆的情境,静电喷漆时利用异种电荷相互吸引,使油漆与金属表面在静电
引力作用下喷涂更均匀
12.如图所示,直线边界PQ 下方存在垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质
量为m 的小球,电荷量为+q,从边界上a 点静止释放,之后沿曲线经时间t 到c 点(图中c
点未画出)时速度达到最大值v,不计空气阻力,有关小球的运动,下列说法正确的是( )
A.小球最终将原路返回a 点
B.小球到c 点时,速度v 沿水平方向
C.小球离开直线边界的最远距离为d=m
2 g
qB
D.小球由a 点运动到c 点的过程中,洛伦兹力冲量大小为I=√(mgt )
2+(mv )
2
13.某兴趣小组设计了一种检测油深度的油量计,如图甲所示,油量计固定在油桶盖上并
将油量计竖直插入油桶,通过油箱盖的矩形窗口可看见油量计上端面的明暗相间区域。
图乙是油量计的部分正视图,锯齿数共有10 个,它是一块锯齿形的透明塑料,锯齿形的底
部是一个等腰直角三角形,腰长为√2d,相邻两个锯齿连接的竖直短线长度为d,最右边的
锯齿刚接触到油桶的底部,塑料的折射率小于油的折射率。若油面不会超过图乙中的虚
线Ⅰ,不计油量计对油面变化的影响,则( )
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A.窗口竖直向下射入的光线在塑料和空气的界面处发生全反射,返回油量计的上端面并
射出,形成亮区
B.窗口竖直向下射入的光线在塑料和油的界面处发生折射进入油中,油中反射光线发生
干涉,叠加加强,形成亮区
C.油的折射率可能为1.5
D.油的深度h 与明线长度L 满足的关系式为h=5d- L
2
非选择题部分
三、非选择题(本题共5 小题,共58 分)
14.实验题(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14 分)
14-Ⅰ.(4 分)用图甲所示的装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。
(1)本实验主要体现的科学方法是 ;
A.等效替代法
B.极限法
C.控制变量法
D.理想化模型
(2)在某一次实验中,其中一弹簧测力计的指针如图乙所示,则其读数F1= N,另
一拉力F2的大小为1.85 N。
(3)F1、F2的方向如图丙所示,用作图法求F1、F2合力大小F= N。
(4)关于此实验下列说法正确的是 。
A.橡皮条的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力
B.拉橡皮条的细绳要适当长些,标记同一细绳方向的两点要适当远些
C.拉橡皮条时弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D.若弹簧测力计的外壳与木板产生摩擦,则所测拉力变小
14-Ⅱ.(7 分)(1)某同学利用图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使
光源正常发光,调整光路,从目镜中可以观察到干涉条纹。在实验中,经调节后使单缝与
双缝相互平行、且沿竖直方向,在目镜内观察到单色光的干涉条纹是图乙中的
(选填“A”或“B”)。
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(2)已知双缝间距离d=0.20 mm,双缝到毛玻璃屏的距离为l=75.0 cm,如图丙所示,实验时
先转动测量头上的手轮,使与游标卡尺相连的分划线对准图丁所示的第1 条亮条纹,此时
游标卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示,然后再转动手轮,使与游标卡尺相连的分划
线向右边移动,直到对准图丁所示的第5 条亮条纹,此时游标卡尺的主尺和游标尺的位置
如图己所示,图己中该游标卡尺的读数x2= mm。根据以上已知数据和测量数
据,可得该单色光的波长是 m(结果保留两位有效数字)。
14-Ⅲ.(3 分)关于以下实验,说法正确的是 。
A.在用油膜法估测分子的大小的实验中,用注射器吸取油酸溶液,然后一滴一滴的滴入烧
杯时,多数了一滴,会导致测量结果偏大
B.在用双缝干涉测量光的波长的实验中,若双缝间的距离d 减小,则光屏上相邻两条暗条
纹中心的距离增大
C.在探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的实验中,用互相绝缘的硅钢片叠成的铁
芯来代替整块硅钢铁芯,是为了减小涡流
D.测平行玻璃砖的折射率时,误将玻璃砖的宽度画宽了,其他操作均正确,则测得的折射
率将偏大
15.(8 分)如图是一个底面积S=10 cm2的圆筒,筒壁、活塞以及内部隔板均导热性能良好。
活塞与筒壁间的摩擦忽略不计。当筒内右侧压强小于等于左侧时,隔板的阀门会自动关
闭,当筒内右侧压强大于左侧时,隔板的阀门会自动打开。开始时圆筒水平放置,左、右
两侧的长度均为10 cm,压强均为大气压强p0=1×105 Pa。现把装置顺时针转动90°使之
竖直,活塞下降,稳定后下侧长度为12.5 cm。气体可视为理想气体,环境温度保持不变。
(1)活塞下降过程,下侧气体吸热还是放热?
(2)求此时下侧气体的压强大小和活塞的质量。
(3)将活塞缓慢向上推,求活塞刚到达隔板阀门位置时的推力大小。
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16.(11 分)某工厂设计的一种缓冲装置如图所示,水平传送带顺时针匀速转动的速度v=5
m/s,左右两边端点A、B 的间距为L。传送带左边接倾斜直轨道AC,右边接光滑半圆形
轨道,半圆形轨道与传送带相切于B 点,BD 为竖直直径,D 为最高点,两轨道与传送带连接
处紧密圆滑,物体通过连接点时无机械能损失。现有一质量为m=1 kg 的物块(可视为质
点)从B 点以初速度v0=4 m/s 向左运动,已知物块与传送带、斜面间的动摩擦因数均为
μ=0.5,半圆形轨道半径R=0.7 m,斜面AC 足够长,与水平面夹角为37°,sin 37°=0.6,cos
37°=0.8。
(1)若L=1 m,当传送带不转动时,求物块在斜面上上滑的最大高度h。
(2)若L=1 m,传送带匀速转动的情况下,求物块从B 点向左出发第一次返回B 点时对B
点的压力大小。
(3)要使物块能返回半圆形轨道且不脱离轨道,求传送带长度L 需满足的条件。
17.(12 分)如图所示,倾角为θ=37°的光滑金属导轨MN 和M'N'的上端接有一个单刀双掷
开关K。开关接1 时,导轨与匝数n=600、横截面积S=25 cm2的金属线圈相连,整个线圈
置于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度以Δ B0
Δt
=0.8 T/s 均匀增加。开关接2 时,导
轨与C=1 F 的电容器相连。在倾斜导轨距底端高为H=0.4 m 处放置一质量m=0.04 kg
的金属杆,倾斜导轨下端与水平足够长的金属导轨NT、N'T'平滑连接。已知在
MNN'M'区域内有垂直导轨平面向下的匀强磁场B1,在水平导轨NTT'N'区域内有水平向
左的匀强磁场B2,B1=B2=1.0 T,金属杆长、导轨间距均为L=0.2 m。杆与水平导轨NT、
N'T'间的动摩擦因数为μ=0.5,金属杆与导轨始终接触良好且金属杆与导轨MN、M'N'的
电阻均可忽略不计。sin 37°=0.6。
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(1)求线圈产生的感应电动势的大小,以及端点1 和M 哪点的电势高。
(2)将开关K 拨到1,若金属杆恰好静止,求线圈的电阻。
(3)接第(2)问,将开关K 快速拨到2,求金属杆到NN'时的速率v 和电容器C 所带电荷量
q。
(4)接第(3)问,已知电容器放电时间极短,求金属杆在水平导轨上通过的距离x。
18.(13 分)如图所示,某离子分析器由偏转区和检测区组成,分别分布在y 轴的左侧和右侧,
在直线x=-2l0到y 轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场,其中x 轴
上方的电场方向沿y 轴负方向,x 轴下方的电场方向沿y 轴正方向,y 轴右侧区域内分布着
垂直于xOy 平面向里的磁场,磁感应强度大小B 沿x 轴均匀变化,即B=kx(k 为大于零的
常数)。在电场左边界上A(-2l0,-l0)到C(-2l0,0)区域内,连续分布着电荷量为+q、质量为m
的离子。从某时刻起由A 点到C 点间的离子,依次连续以相同的速度v0沿x 轴正方向射
入电场。从A 点射入的离子,恰好从A'(0,l0)点沿x 轴正方向射出电场,其轨迹如图所示。
离开电场后的离子进入检测区,打在检测板上。区域场间互不影响,检测板足够长,不计
离子的重力及它们间的相互作用。
(1)求匀强电场电场强度的大小E。
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(2)在AC 间还有哪些位置的离子,通过电场后也能沿x 轴正方向运动(写出这些位置的y
坐标)?
(3)检测板与y 轴平行,并可沿x 轴平移,若要检测板能收集到沿x 轴正方向射出电场的这
些离子,求检测板位置坐标x 的最大值。
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参考答案
综合模拟卷(六)
1.A
【解析】 电流的单位A 是国际单位制中的基本单位,且电流是标量,故A 正确;磁通量的单位
Wb 是导出单位,磁通量是标量,故B 错误;电场强度的单位V/m 是导出单位,电场强度是矢量,故C
错误;国际单位制中,温度的基本单位为开尔文(K),温度只有大小没有方向,是标量,故D 错误。
2.D
【解析】 图甲中大桥钢绳对桥面产生拉力的原因是钢绳发生了形变,对与之接触的桥面产生了
弹力作用,故A 正确,不符合题意;图乙中站在电梯水平台阶上的人随电梯一起匀速上楼的过程中,
受到竖直向下的重力与竖直向上的支持力,这两个力平衡,人在水平方向匀速运动,所以没有受到
静摩擦力作用,故B 正确,不符合题意;图丙中马拉车在地面上加速前进,马对车的拉力和车对马
的拉力是一对相互作用力,故C 正确,不符合题意;图丁中跳高运动员跳离地面,根据牛顿第三定
律可知,人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力,两个力大小相等,故D 错误,符
合题意。
3.A
【解析】 小球从A 点滑到B 点的过程中,做匀速圆周运动,小球所受合力提供向心力,不为零,小
球的动能不变,根据动能定理可知,合力做功为零,故A 正确;小球从A 点滑到B 点的过程中,小球
的速度大小不变,方向发生了变化,则小球的动量发生了变化,根据动量定理可知,合力的冲量不为
零,故B 错误;小球从A 点滑到B 点的过程中,小球的动能不变,重力势能减小,则小球的机械能减
小,故C、D 错误。
4.A
【解析】 由题图可知,d 点是波峰与波谷相遇的点,即是振动减弱点,又因为两列波的振动情况完
全相同,振幅也相等,所以d 点的振幅为零,故A 正确;由题图可知,b 点是波峰与波峰相遇的点,c 点
是波谷与波谷相遇的点,所以两点均是振动加强点,故B 错误;波上每点都是在各自的平衡位置附
近做简谐运动,不会随波运动,故C 错误;由之前的分析可知,b 点是振动加强点,所以其振幅为2A,
此时处于波峰位置,经过T
4
,其运动路程为2A,故D 错误。
5.C
【解析】 由图可知,单摆的固有频率约为0.5 Hz,则单摆的固有周期约为T=1
f
=2 s,由单摆周期
公式T=2π√
L
g
可得,此单摆的摆长约为1 m,故A、B 错误;若摆长增大,单摆固有周期变大,单摆的
固有频率减小,曲线的峰将向左移动,故C 正确,D 错误。
6.C
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【解析】 设a 球所处的斜面倾角为θ,有h
sinθ = 1
2
gsin θ·t1
2,b 球做竖直上抛运动,有h=-vt2+
1
2 gt2
2,c 球做平抛运动,有h=1
2 gt3
2,所以c 球运动时间最短,a 球和b 球运动时间无法确定,故A
错误;重力做功为W=mgh,由于下落高度相同,所以重力做功相等,故B 错误;重力的平均功率P 平
=W
t
,因为重力做功相同,c 球运动时间最短,所以重力对小球c 做功的平均功率最大,故C 正确;重
力做功的瞬时功率P 瞬=mgvy,因为落地前瞬间vyb>vyc>vya,所以Pb>Pc>Pa,故D 错误。
7.D
【解析】 飞船在停泊轨道Ⅰ运行时,其速度接近于7.9 km/s,在P 点要进入转移轨道Ⅱ,必须加速,
因此转移轨道Ⅱ上存在速度大于7.9 km/s 的位置,故A 错误;飞船在转移轨道Ⅱ上运行时处于完
全失重状态,航天员对椅子无压力作用,故B 错误;由Gm地m
r
2
=mv
2
r
得v=√
G m地
r
,所以飞船在停泊
轨道Ⅰ与组合体在空间站轨道Ⅲ上的速率之比为√h+ R∶√R,故C 错误;由开普勒第三定律得
R
3
T 1
2 =(
2 R+h
2 )
3
T
2
,解得T=T1√(1+ h
2 R)
3
,故D 正确。
8.C
【解析】 当开关断开时,带负电的灰尘静止,则有qE=mg,此时灰尘受到的电场力向上,上极板带
正电,电场能最大,极板间电场强度最大;若开关闭合,在最初的T
4
时间内,电容器放电,电流方向为
逆时针,电场能减小,极板间电场强度减小,则灰尘会向下极板运动;振荡回路磁场能和电场周期性
改变,根据对称性可知,当电场方向和初始状态相反且电场能最大时,灰尘受到的电场力变为向下,
和重力方向相同,灰尘此时的加速度为2g,所以灰尘的加速度不可能向上,灰尘的加速度大小始终
大于等于0,且方向一直向下,所以灰尘不会在两极板间做往复运动,故C 正确,A、B 错误;根据对
称性可知当电场方向和初始状态相反且电场能最大时,电场力向下,和重力方向相同,所以电场能
最大时,灰尘的加速度不一定为零,故D 错误。
9.C
【解析】 根据v-t 图像可知,0~t1时间内,机器狗做加速运动,故A 错误;将v-t 图像0~t1时间内始
末端连接起来,该连线表示匀加速直线运动的v-t 图像,其平均速度等于vm
2
,而图像与时间轴所围
几何图形的面积表示位移,实际图线所围面积大一些,即实际加速运动的位移大于匀加速运动的
位移,则0~t1时间内,机器狗的平均速度大于vm
2
,故B 错误;v-t 图像中,速度的正负表示速度的方向,
图中速度始终为正值,表示机器狗始终沿正方向运动,即t3时刻,机器狗距离出发点最远,故C 正确;
v-t 图像中,图线斜率的绝对值表示加速度的大小,根据图像可知,在0~t1时间内加速度逐渐变小,
在t2~t3时间内加速度不变,故D 错误。
10.A
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【解析】 设经t=3 h 的光照和风吹,光能转化的电能为E1,风能转化的电能为E2,则E1=η2P 光
S2t,E2=η1·1
2
ρ·πr2·v1
3t,又E1+E2=P 灯×7 h,联立解得风速v1=10 m/s,风能转化的电能为E2=864 000
J,设风力发电机转动产生交变电流的电压峰值为Um,则Um=NBS1ω=NBS1·2πn,所以E2= 1
√2
UmIt=
1
√2
NBS1·2πn·It,解得n=10√2
π
r/s≈4.5 r/s,即风速约为10 m/s,风叶的转速约为4.6 r/s。故选A。
11.ACD
【解析】 根据同种电荷相互排斥,可知图甲中,该同学头发蓬松散开的原因是同种电荷的排斥作
用,故A 正确;在静电除尘装置中,带负电的尘埃所受电场力与电场强度方向相反,可知带负电的
尘埃被收集在块状正电极A 上,故B 错误;燃气灶中的电子点火器前端制成尖锐的形状,该装置应
用了尖端放电的原理,故C 正确;静电喷漆过程是使微小的油漆液滴带电,在电场力作用下,向金
属表面运动,可知静电喷漆时利用异种电荷相互吸引,使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂
更均匀,故D 正确。
12.BD
【解析】 根据配速法,小球的运动可看成是水平向右的匀速直线运动和竖直平面内的匀速圆周
运动,所以mg=qv1B,qv2B=mv2
2
r
,由于初始时,小球速度为零,所以v1=v2,小球达到最大速度时,有
v=v1+v2=2v1=2mg
qB
,方向为水平向右,小球离开直线边界的最远距离为d=2r=2m
2 g
q
2B
2 ,故B 正确,C
错误;小球的运动为摆线运动,最终将不会原路返回a 点,故A 错误;小球由a 点运动到c 点的过程
中,根据动量定理可得洛伦兹力冲量大小为I=√I x
2+ I y
2=√(mv )
2+(mgt )
2,故D 正确。
13.AC
【解析】 窗口竖直向下射入的光线在塑料和空气的界面处发生全反射,返回油量计的上端面并
射出,进入人的眼睛,因此人看到的是亮区,故A 正确,B 错误;由于锯齿形的底部是一个等腰直角
三角形,故光线从塑料入射到空气时的临界角C 小于等于45°,故有n=
1
sinC ≥
1
sin 45° =√2,所
以油的折射率可能为1.5,故C 正确;由题中可知,锯齿总共有n=10 个,等腰直角形锯齿的斜边长
度为2d,故当明线长度为L 时,发生全反射的锯齿个数为n0= L
2d
,因此发生折射的锯齿个数为
n'=n-n0,由于竖线的长度为d,故油的深度h 与明线L 满足的关系式为h=n'·d=(n-n0)d=10d- L
2
,故D
错误。
14-Ⅰ.【答案】 (1)A
(2)2.10
(3)3.20(3.10~3.40 均可)
(4)BC
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【解析】 (1)本实验每次将橡皮条拉到同样的位置,保证对橡皮条的拉力大小和方向相同,即两
次的力的作用效果相同,这种方法叫等效替代法,故选A。
(2)根据图乙可读出弹簧测力计读数为2.10 N。
(3)
如图所示,量出合力为3.2 格,即合力大小为3.20 N。
(4)橡皮条的拉力是与合力等大反向的作用力,两弹簧测力计的拉力是分力,A 错误;拉橡皮条的细
绳要适当长些,标记同一细绳方向的两点要适当远些,可以减小方向的相对误差,B 正确;实验中,
弹簧测力计、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行,弹簧测力计的外壳与木板产生摩擦,
不会改变测力计示数,C 正确,D 错误。
14-Ⅱ.【答案】 (1)B
(2)9.6 6.2×10-7
【解析】 (1)单色光的干涉条纹是等间距的,所以在目镜内观察到单色光的干涉条纹是B。
(2)图己中游标卡尺的读数x2=9 mm+6×0.1 mm=9.6 mm;图戊中游标卡尺的读数x1=0+3×0.1
mm=0.3 mm,则条纹间距Δx= x2- x1
4
,根据条纹间距公式Δx= l
d
·λ,可得λ= Δ xd
l
,代入数据可得
λ=6.2×10-7 m。
14-Ⅲ.BC
【解析】 在用油膜法估测分子的大小的实验中,用注射器吸取油酸溶液,然后一滴一滴的滴入烧
杯时,多数了一滴,使得计算得到的油酸体积偏小,会引起测量结果偏小,故A 错误;在用双缝干涉
测量光的波长的实验中,若双缝间的距离d 减小,根据公式Δx= l
d
λ,可知光屏上相邻两条暗条纹中
心的距离Δx 增大,故B 正确;在探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的实验中,用互相绝缘
的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯,是为了减小涡流,故C 正确;测平行玻璃砖的折射率时,
误将玻璃砖的宽度画宽了,其他操作均正确,则入射角的大小不变,而折射角将变大,所以测得的折
射率将偏小,故D 错误。
15.【答案】 (1)吸热 (2)0.8×105 Pa 2 kg (3)120 N
【解析】 (1)活塞下降过程,下侧气体体积变大,压强减小,阀门关闭,气体对外做正功,根据热力学
第一定律有ΔU=W+Q
环境温度保持不变,则ΔU=0
气体对外做正功,则W<0
所以Q>0,故活塞下降过程,下侧气体吸热。
(2)对下侧气体由玻意耳定律得p0LS=pL'S
L=10 cm
L'=12.5 cm
解得p=0.8×105 Pa
对活塞受力分析有mg+pS=p0S
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解得m=2 kg。
(3)设活塞刚到达隔板阀门位置时气体压强为p',由玻意耳定律有
2p0LS=p'LS
对活塞由平衡条件有
mg+p'S=p0S+F
联立解得F=120 N。
16.【答案】 (1)0.18 m (2)26 N (3)L≤1.35 m
【解析】 (1)物块从B 点滑到斜面的最高点,由能量守恒定律有
1
2 m v0
2=μmgL+mgh+μmgcos 37°·
h
sin37°
解得h=0.18 m。
(2)由于v0<v
故物块从斜面上返回到A 后,一直匀加速到B,根据动能定理有
1
2 m vB
2- 1
2 m v0
2=-2μmgcos 37°·
h
sin37°
在B 点,根据牛顿第二定律有
FN-mg=mvB
2
R
联立解得FN=26 N
由牛顿第三定律可得,物块对B 点的压力大小为26 N。
(3)物块恰好运动至与圆心等高位置时有
1
2 m v1
2=mgR
解得v1=√14 m/s
设物块恰好从B 运动到A 有
-μmgL1=0-1
2 m v0
2
解得L1=1.6 m
所以当L≥1.6 m 时,物块返回B 点时速度为4 m/s>√14 m/s,物块会脱离圆轨道
当L<1.6 m 时,物块从B 减速到A 有
-μmgL2=1
2 m v A
2- 1
2 m v0
2
物块从A 滑上斜面最高点的过程有
-μmgcos 37°·x-mgxsin 37°=0-1
2 m v A
2
物块从B 出发返回B 的过程有
1
2 m v1
2- 1
2 m v0
2=-μmgcos 37°·2x
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解得L2=1.35 m
综上所述,要使物块能返回半圆形轨道且不脱离轨道,传送带长度L 需满足L≤1.35 m。
17.【答案】 (1)1.2 V M 点电势高 (2)1 Ω (3)2 m/s 0.4 C (4)0.1 m
【解析】 (1)由法拉第电磁感应定律可得
E=n ΔΦ
Δt
=n Δ B0
Δt
S=1.2 V
根据楞次定律可知,线圈中感应电流方向由端点1 到端点M,由于线圈相当于电源,电源内部的电
流由负极流向正极,所以M 点的电势高。
(2)将开关K 拨到1,金属杆恰好静止,由平衡条件可得
B1IL=mgsin 37°
又I= E
r
联立解得线圈的电阻为
r=1 Ω。
(3)将开关K 快速拨到2,对金属杆受力分析,根据牛顿第二定律可有
mgsin 37°-B1IL=ma
金属杆与电容器构成闭合回路,电流为
I= Δq
Δt = C ΔU
Δt
= C B1 L Δv
Δt
=CB1La
联立可得
a=mgsin37°
C B1
2 L
2+m
=3 m/s2
可知金属杆做匀加速运动,金属杆到NN'时,根据匀变速直线运动规律有
2a·
H
sin37°
=v2
可得v=2 m/s
电容器C 所带电荷量
q=CU
根据U=E'=B1Lv
解得q=0.4 C。
(4)电容器放电时间极短,则金属杆从进入水平磁场到电容器放电完毕的瞬间,根据动量定理可得
-μ(mg+B2IL)Δt=mv'-mv
其中q=IΔt=0.4 C,Δt→0,μmgΔt→0
解得电容器放电完毕瞬间,金属杆的速度大小为
v'=1 m/s
由于放电时间极短,可认为金属杆还没有来得及发生位移,所以电容器放电完毕后,金属杆在水平
导轨上做匀减速直线运动,根据动能定理可得
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-μmgx=0-1
2
mv'2
解得x=0.1 m。
18.【答案】 (1)2mv0
2
ql0
(2)y=- 1
n
2l0(n=1,2,3,…)
(3)√
2m v0
kq
【解析】 (1)由对称性可知,x 轴方向
l0=v0t
y 轴方向
l0=1
2 · qE
m
·t2
解得E=2mv0
2
ql0
。
(2)由下图得从电场射出时的速度方向也将沿x 轴正方向所满足的条件为
2l0=2n·Δx(n=1,2,3,…)
设到C 点距离为Δy 处射出的粒子通过电场后也沿x 轴正方向射出,粒子第一次到达x 轴用时Δt,
水平位移为Δx,则
Δx=v0Δt,Δy=1
2 · qE
m
(Δt)2
解得Δy= 1
n
2 · 1
2 · qE
m (
l0
v0)
2
= 1
n
2l0
即满足要求的AC 间离子的y 坐标为
y=- 1
n
2l0(n=1,2,3,…)。
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(3)若要检测板能收集到沿x 轴正方向射出电场的这些离子,检测板处在最大x 坐标处时,应满足
离子到达检测板时的速度vx=0,vy=v0,对离子受力分析,对y 轴方向应用动量定理
∑Fy·Δt=mv0-0
即∑Fcos θ·Δt=mv0
解得∑qBvcos θ·Δt=mv0
∑qBvx·Δt=mv0
∑qBΔx=mv0
由于B=kx
可知qkx·0+ x
2
=mv0
解得x=√
2m v0
kq
。
