2025浙江高考物理仿真模拟卷(六) （含解析）

2025浙江高考物理仿真模拟卷(六)
时间:90分钟分值:100分
选择题部分
一、选择题Ⅰ(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.下列各组物理量中均为矢量的是 (　　)
A.路程和位移 B.速度和加速度 　C.力和质量 D.时间和速度
2.2022年10月4日,瑞典皇家科学院决定将2022年的诺贝尔物理学奖授予三位物理学家,以表彰他们“进行了纠缠光子的实验,证伪贝尔不等式,并开创了量子信息科学”.这三位科学家分别是 (　　)
A.阿斯佩　克劳泽　塞林格 B.伽利略　牛顿　钱学森
C.爱因斯坦　杨振宁　霍金 D.塞林格　潘建伟　屠呦呦
3.中国游泳运动员张雨霏在杭州亚运会中共获得6枚金牌并打破四个项目的赛会纪录.如图为张雨霏在女子200米蝶泳决赛中的飒爽英姿,最终以2分05秒57摘得金牌.泳池的赛道长为50米.下列说法正确的是 (　　)
A.“2分05秒57”指的是张雨霏的夺金时刻
B.张雨霏在加速阶段比匀速阶段惯性小
C.判定张雨霏比赛动作是否犯规时可以将她看成质点
D.张雨霏整个比赛过程的平均速度为零
4.某校把跳长绳作为一项常规运动项目,其中一种运动方式为:由12人一起进长绳,计算同步一起跳的个数,跳绳的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.起跳离开地面前,学生对地面的压力是由于地面发生了形变
B.起跳离开地面的瞬间,学生受到的重力与地面对学生的支持力大小相等
C.起跳离开地面前的瞬间,学生对地面的压力与地面对学生的支持力大小相等
D.学生从最高点开始下落至速度为零的过程中,先处于完全失重状态,再处于超重状态,最后处于失重状态
5.低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压.若将“10 V　40 W”的交流卤素灯直接通过变压器(视为理想变压器)接入电压为220 V的交流电后能正常工作,则 (　　)
A.卤素灯两端电压的有效值为5 V B.流过卤素灯的电流为4 A
C.卤素灯的瞬时功率最大值为80 W D.变压器原、副线圈交流电的频率之比为22∶1
6.根据近代物理知识,下列说法中正确的是 (　　)
A.铀核裂变的核反应方程为UBaKr+n
B.在原子核中,结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C.一定质量的理想气体,在压强不变时,单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数随温度降低而减少
D.生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
7.[2024·金华模拟] 如图所示,质量相等可视为点电荷的A、B、C三个带电绝缘小球,其中A带正电并固定在绝缘轻绳下端,当A、B、C三个小球的球心距离为L时,B、C小球带电荷量相等并悬在空中处于静止状态,下列说法正确的是 (　　)
A.轻绳上的拉力大于三个小球的总重力
B.小球A受三个作用力
C.小球A带的电荷量是小球B带电荷量的2倍
D.剪断轻绳后三个小球一起做自由落体运动
8.下列有关静电现象说法错误的是 (　　)
A.工人在高压线上带电作业时,穿含有金属丝织物的衣服,起到了静电屏蔽作用
B.野外高压输电线上方还有两条导线,它们与大地相连,把高压线屏蔽起来
C.优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网,是为了防止干扰信号
D.大货车或者油罐车后常有一导电橡胶拖地,橡胶作为最外层材料,内部是两组粗铜丝连接罐体,起到了静电屏蔽作用
9.如图为2023年杭州亚运会中国女排队员比赛中高抛发球的瞬间,若球离开手时正好在底线中点正上方3.50 m处,速度方向水平且与底线垂直.已知每边球场的长和宽均为9 m,球网高2.25 m,不计空气阻力(g取10 m/s2,≈0.84).为了使球能落到对方场地,下列发球速度大小可行的是(　　)
A.14 m/s
B.17 m/s
C.20 m/s
D.23 m/s
10.[2024·温州模拟] 如图甲所示为研究光电效应的实验装置,用a、b、c三种单色光分别照射该光电管,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙所示.下列说法正确的是 (　　)
A.三种单色光光子的动量大小pa>pb>pc
B.三种单色光光子的能量大小EaC.用单色光a照射光电管时,逸出的光电子最大初动能最大
D.通过同一双缝干涉装置,单色光a形成的干涉条纹间距最小
11.地球半径为R,地球自转周期为24小时,某地球同步卫星(始终相对地面静止)位于赤道上空且离地面的高度约为5.6R,卫星正下方地面上有一观察者,用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星.若不考虑大气对光的折射,春分(即太阳光直射赤道)那天在日落的时间内,此人观察不到卫星的时间约为 (　　)
A.40分钟 B.70分钟 C.100分钟 D.140分钟
12.[2024·丽水中学模拟] 如图甲所示,为某种透明新材料制成的半径为R的半圆柱体,其折射率n=2.SS'是与轴线平行的线光源,S点位于O点正下方R处,图乙为其截面图.平面PQMN镀有反光薄膜,射向平面PQMN的光线将全部反射.若只考虑首次射向曲面的光线,则曲面无光线射出的面积和有光线射出的面积之比为(　　)
A.1∶5 B.1∶1
C.2∶1 D.5∶1
13.如图所示,两平行极板水平放置,两板间有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场,磁场的磁感应强度大小为B.一束质量均为m、电荷量均为+q的粒子,以不同速率沿着两板中轴线PQ方向进入板间后,速率为v的甲粒子恰好做匀速直线运动;速率为的乙粒子在板间的运动轨迹如图中曲线所示,A为乙粒子第一次到达轨迹最低点的位置,乙粒子全程速率在和之间变化.研究一般的曲线运动时,可将曲线分割成许多很短的小段,这样质点在每一小段的运动都可以看做圆周运动的一部分,采用圆周运动的分析方法来处理.不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用,下列说法正确的是 (　　)
A.两板间电场强度的大小为
B.乙粒子从进入板间运动至A位置的过程中,在水平方向上做匀速运动
C.乙粒子偏离中轴线的最远距离为
D.乙粒子的运动轨迹在A处对应圆周的半径为
二、选择题Ⅱ(本题共2小题,每小题3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3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
14.[2024·学军中学模拟] 如图甲是录音机的录音电路原理图,乙是研究自感现象的实验电路图,丙是光电传感的火灾报警器的部分电路图,丁是电容式话筒的电路原理图,下列说法正确的是 (　　)
A.甲图中录音机录音时,线圈中恒定的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B.乙图电路开关断开瞬间,灯泡会立即熄灭
C.丙图电路中,当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,表现出电阻的变化
D.丁图电路中,声波的振动会在电路中产生变化的电流
15.小李同学在学习过程中非常喜欢总结归纳,下图是他用来描述多种物理情景的图像,其中横轴和纵轴的截距分别为n和m,在如图所示的可能物理情景中,下列说法正确的是 (　　)
A.若为x-t图像,则物体的运动速度可能在减小
B.若为a-x图像且物体初速度为零,则物体的最大速度为
C.若为v-x图像,则一定做匀变速直线运动
D.若为a-t图像且物体初速度为零,则最大速度出现在t=n时刻
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.实验题(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分)
Ⅰ.(5分)(1)如图甲是某次实验时使用的实验装置,该装置适用于下列实验的是　　　(填选项前的字母).
A.探究小车速度随时间变化的规律实验
B.探究加速度与力、质量的关系实验
C.研究平抛物体运动实验
D.验证机械能守恒的实验
(2)“探究弹簧弹力和弹簧形变量的关系”的实验.
①实验装置如图乙,以下说法正确的是　　　　(填选项前的字母).
A.在弹簧下端挂钩码时,不能挂太多钩码,以保证弹簧处于弹性限度内
B.实验前,应该先把弹簧水平放置测量其原长
C.弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上,刻度尺应竖直固定在弹簧附近
D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比均相等
②根据记录的数据,描绘出弹簧的伸长量Δx与弹力F相关的点如图丙所示,根据拟合的线,可得弹簧的劲度系数k=　　　　N/m.
Ⅱ.(7分)小明同学因家里装修购买了一批铜芯电线,他设计实验测量铜芯电线的电阻率.
(1)打开一捆新拆包的电线,其长度为L=100 m,剥开电线两端的绝缘层,用游标卡尺测量铜芯的直径,示数如图甲所示,其读数为d=　　　　mm.
(2)先用多用电表粗测电线的电阻,将多用电表选择开关旋转到“×10”位置,欧姆调零后进行测量,发现指针偏转过大,应将选择开关旋到　　　　(选填“×1”“×100”或“×1 k”)位置,重新欧姆调零再进行测量,指针位置如图乙所示,读数为　　　　 Ω.
(3)再用伏安法精确地测量电阻,要求电压从零开始调节,选用的实验仪器有:电池组(电动势3 V)、电流表(0~0.6 A~3 A)、电压表(0~3 V~15 V)、滑动变阻器R(0~5 Ω)、开关、导线若干.部分连线如图丙所示,导线①应连接到接线柱　　　　(选填“a”或“b”),还需要用导线将接线柱f与　　　　接线柱连接(选填“c”“d”或“e”).
(4)该同学利用以上器材正确连线后进行实验测量,记录数据并做出U-I图像如图丁所示.记图像的斜率为k,则电阻率ρ=　　　　(用L、k、d表示),代入数据得ρ=　　　　 Ω·m(计算结果保留两位有效数字).
Ⅲ.(2分)关于下列实验,说法正确的是　　　　(填选项前的字母).
A.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,在数1 mL油酸酒精溶液的滴数时少记了几滴,会导致测量结果偏大
B.“利用单摆测重力加速度”的实验中,应在小球摆到最高点按下秒表开始计时
C.“探究平抛运动的特点”的实验中,应用平滑的曲线将描在纸上的所有点连起来,得到轨迹
D.“双缝干涉测定光的波长”的实验中,为了得到单色光的干涉图样,可以在凸透镜和单缝之间加装滤光片
17.(8分)如图所示为某校开展的科技节一参赛小组制作的“水火箭”,其主体是一个容积为2.5 L的饮料瓶,现装入1 L体积的水,再倒放安装在发射架上,用打气筒通过软管向箭体内充气,打气筒每次能将300 mL、压强为p0的外界空气压入瓶内,当瓶内气体压强达到4p0时,火箭可发射升空.已知大气压强为p0=1.0×105 Pa,整个装置气密性良好,忽略饮料瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化.
(1)为了使“水火箭”能够发射,求该小组成员需要打气的次数;
(2)“水火箭”发射过程中,当水刚好全部被喷出前瞬间,求瓶内气体压强的大小;
(3)若在喷水过程中瓶内平均气压为3p0,在这过程瓶内气体是吸热还是放热,吸收或释放了多少热量
18.(11分)[2024·杭州模拟] 如图所示,AOB是游乐场中的滑道模型,位于竖直平面内,由两个半径为R的圆周连接而成,它们的圆心O1、O2与两圆弧的连接点O在同一竖直线上.O2B沿水池的水面方向,B点右侧为无穷大水面,水面上有一系列沿O2B方向的漂浮的木板,木板的质量为M,长度为2l.一质量为m的小孩(可视为质点)可由弧AO的任意点静止开始下滑.不考虑水与木板接触面的阻力,设木板质量足够大且始终处于水面上.
(1)若小孩恰能在O点脱离滑道,求小孩静止下滑处距O点的高度.
(2)凡能在O点脱离滑道的小孩,其落水点到O2的距离范围是多少
(3)若小孩从O点静止下滑,求脱离轨道时的位置与O2的连线与竖直方向夹角的余弦值.
(4)某小孩从O点脱离滑道后,恰好落在某木板的中央,经过一段时间振荡和调节后,该木板和小孩处于静止状态,小孩接下来开始在木板上表演水上漂.若木板不动,如果小孩能一次跳离木板,求小孩做功的最小值.
19.(11分)某同学设计了一个电磁击发装置,其结构如图所示.间距为d=1 m的平行长直导轨置于水平桌面上,导轨中NO和N'O'段为绝缘材料,其余部分均为导电金属材料,两种材料平滑连接.导轨左侧与圆形线圈相连,线圈匝数为500匝、半径为5 cm,线圈内存在垂直线圈平面竖直向上的匀强磁场.电容器通过单刀双掷开关与导轨相连,其电容为C=1 F.在MM'与NN'区域及OO'右侧宽度L=1 m范围内存在着匀强磁场,磁感应强度大小均为B=0.5 T,方向如图所示.初始时金属棒a处于NN'左侧某处(紧靠NN'),ma=0.1 kg,金属棒b静止于磁场右侧某处,mb=0.2 kg,Rb=1 Ω.当开关与1连接时,圆形线圈中磁场随时间均匀变化,变化率为= T/s.稳定后将开关拨向2,金属棒a以v0=4 m/s的速度向右弹出,穿过磁场区域后与金属棒b发生弹性碰撞,两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,除金属棒b外其余电阻均不计,不计金属棒与导轨间摩擦.求:
(1)当开关与1连接时,电容器所带电荷量q;
(2)电容器所剩电荷量q';
(3)金属棒a第一次穿过OO'右侧磁场区域的过程中,金属棒b上产生的焦耳热Q;
(4)金属棒a最终停在距OO'多远处.
20.(11分)[2024·台州模拟] 电子倍增管能增大入射电子的数量.如图所示,两极板M、N竖直放置,极板间有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外.一个电子以初速度v0、与法线方向成θ角打在N板的P点,电子射入N板后被吸收,同时撞出2个次级电子;每次碰撞,入射电子沿y方向的分速度被2个次级电子均分,沿x方向的分速度反向后被2个次级电子均分.电子质量为m,电荷量的绝对值为e,忽略重力和各级电子间相互作用.
(1)为了保证电子不撞上左极板M,求两极板间距的最小值L1;
(2)在不碰M板的前提下,假设电子的最后一次碰撞,刚好在N极板的最下端接收器Q处,且有2p(p为正整数)个电子到达接收器,求P、Q之间的距离h;
(3)现在M、N极板间再叠加一个水平向右的匀强电场(图中未画出),场强大小为E,当θ=0°时,为了保证电子不撞上左极板M,求两极板间距的最小值L2.提示:为了抵消电子受到的电场力,可以设想给电子一个某方向的分速度,使得对应的洛伦兹力与电场力抵消;再结合运动的合成与分解(思想)求解.
参考答案与解析
1.B　[解析] 路程是标量,位移是矢量,故A错误;速度和加速度均为矢量,故B正确;力是矢量,质量是标量,故C错误;时间是标量,速度是矢量,故D错误.
2.A　[解析] 2022年10月4日,瑞典皇家科学院决定将2022年的诺贝尔物理学奖授予法国科学家阿斯佩、美国科学家克劳泽和奥地利科学家塞林格,以表彰他们“进行了纠缠光子的实验,证伪贝尔不等式,并开创了量子信息科学”,故选A.
3.D　[解析] “2分05秒57”指的是张雨霏夺金所用的时间,选项A错误;惯性只与质量有关,与运动状态无关,选项B错误;判定张雨霏比赛动作是否犯规时,她的大小形状不能忽略,不可以将她看成质点,选项C错误;张雨霏整个比赛过程的位移为零,则平均速度为零,选项D正确.
4.C　[解析] 起跳离开地面的瞬间,学生对地面的压力是由于学生发生了形变而产生的,A错误;起跳离开地面的瞬间,地面对学生的支持力大小为零,而学生受到的重力不为零,故学生受到的重力与地面对学生的支持力大小不相等,B错误;起跳离开地面前的瞬间,学生对地面的压力与地面对学生支持力互为相互作用力,故二者大小相等,C正确;学生从最高点开始下落的过程中,在空中时,先处于完全失重,从刚接触地面到地面给学生的支持力大小等于学生的重力时,学生处于失重状态,从地面给学生的支持力大小等于学生的重力到最后向下运动的速度为零时,学生处于超重状态,D错误.
5.C　[解析] 卤素灯两端电压的有效值为10 V,故A错误;流过卤素灯的电流为I2== A=4 A,故B错误;卤素灯的两端电压的最大值为Um=U=10 V,此时流过卤素灯的电流也最大,为Im=I=4 A,卤素灯的瞬时功率最大值为P=UmIm=80 W,故C正确;变压器不改变交流电的频率,故变压器原、副线圈交流电的频率之比为1∶1,故D错误.
6.D　[解析] 铀核裂变的核反应的反应物中应该有慢中子参加,然后生成多个中子,反应方程为UnBaKr+n,选项A错误;在原子核中,比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固,选项B错误;一定质量的理想气体,在压强不变时,温度降低时体积减小,气体分子数密度增加,分子平均速率减小,气体分子对器壁的平均作用力减小,则单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数增加,选项C错误;生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成,选项D正确.
7.C　[解析] 把三个小球看成整体,可得轻绳上的拉力大小等于三个小球的总重力,故A错误;分析A受重力、两个库仑力和轻绳的拉力,共四个力,故B错误;根据受力平衡可得B、C小球带等量的负电,设小球A、B的电荷量绝对值分别为qA、qB,A、B之间的库仑力FAB=k,B、C之间的库仑力FBC=k,θ=60°,分析B受力如图所示,可得FABcos θ=FBC,代入得qA=2qB,故C正确;剪断轻绳后A受重力和B、C小球对A的库仑力,A下落的加速度大于重力加速度,剪断瞬间小球B、C受力不变,加速度为零,故D错误.
8.D　[解析] 超高压带电作业的工人所穿衣服的织物中掺入金属丝是为了增加衣服的导电性,同时也起到静电屏蔽作用,从而保护工作人员的安全,故A正确;野外高压输电线上方还有两条导线,是防止雷直接击到输电线上,起到静电屏蔽作用,这两条线一般与铁塔相连,将电流引入大地,故B正确;优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网,起到静电屏蔽的作用,从而达到屏蔽外部信号对传输信号的干扰,故C正确;大货车或者油罐车后常有一导电橡胶拖地,橡胶作为最外层材料,内部是两组粗铜丝连接罐体,它的作用是及时把油罐车上产生的静电传入大地,从而避免静电造成危害,故D错误.
9.C　[解析] 排球做平抛运动,设球刚好过网所用时间为t1,发球速度为v1,则球在竖直方向的位移h1为发球高度减去球网高度,水平方向位移x1为9 m,则h1=(3.50-2.25) m=g,x1=v1t1,则排球能过网的最小速度为v1=18 m/s,设球刚好落在对方底线中点所用时间为t2,发球速度为v2,则h2=3.5 m=g,x2=(9+9) m=v2t2,解得排球落在界内的最大速度为v2≈21.4 m/s,综上所述,为了使球能落到对方场地,排球的速度范围为18 m/s10.B　[解析] 由光电效应方程Ek=hν-W0,由题图可得,c光照射光电管时反向遏止电压大,照射该光电管时光使其逸出的光电子最大初动能大,所以c光的频率大,则其波长短,根据p=,三种单色光光子的动量大小关系为pa11.B　[解析] 假设太阳光线平行,如图所示,图中圆E表示赤道,S表示卫星,A表示观察者,O表示地心.由图可看出,当卫星由S转到S'位置的过程中,卫星恰好处于地球的阴影区,卫星无法反射太阳光,因此观察者将看不见卫星,设卫星与地心的连线与竖直方向的夹角为θ,则由图中几何关系可得sin θ==,其中θ=arcsin ,而在无光照的整个过程中,地球转过的角度为α=2θ=17.43°,则可得此人观察不到卫星的时间约为t=×24×60 min≈70 min,故选B.
12.A　[解析] 根据题意,只考虑首次射向曲面的光线,则可知此光线包括第一次直接射向曲面的光线和直接经PQ反射后射向曲面的光线,根据全反射的反射角与折射率之间的关系有sin C=,可得C=30°,做出光路图如图所示,光线恰好在T点发生全反射,OT为法线,根据正弦定理有=,其中OS=R,OT=R,解得sin ∠OST=,因此可知∠OST=45°或∠OST=135°,根据几何关系可知,∠OST=135°.光线不能射出PQ,所以在界面上发生全反射,射向K点的光线发生全反射,首次射向曲面,根据几何关系可知,∠ONK=30°,即经过K点反射的光线达到曲面N点后恰好再次被反射,则可知,射向OK段的光线经过PQ反射后都能穿过曲面,而直接射向TQ的光线会在曲面上发生全反射,从而不能透过曲面,综合可知,QO'段不能透过光线的区域只有QN,而根据几何关系可知∠SOM=105°,则可知∠NOQ=15°,根据对称性可知,首次射向曲面的光线,不能透过光的弧长所对应的圆心角为2∠NOQ=30°,则能透过光的弧长对应的圆心角为150°,由此可知,曲面无光线射出的面积和有光线射出的面积之比为==,故选A.
13.C　[解析] 速率为v的甲粒子恰好做匀速直线运动,则有qvB=Eq,可得两板间电场强度的大小为E=vB,故A错误;速率为的乙粒子在板间的运动轨迹如图中曲线所示,根据左手定则判断知,粒子受到的洛伦兹力总是垂直指向每一小段圆弧的中心,可知乙粒子在水平方向上的合力一直水平向右,所以粒子从进入板间运动至A位置的过程中,在水平方向上做加速运动,故B错误;由于洛伦兹力一直不做功,乙粒子所受电场力方向一直竖直向下,当粒子速度最大时,电场力做的功最多,偏离中轴线的距离最远,根据动能定理有qEymax=m×-m×,求得ymax=,故C正确;由题意,可知乙粒子的运动轨迹在A处时为粒子偏离中轴线的距离最远,粒子速度为v,根据qvAB-qE=qvB=m,对应圆周的半径为rA=,故D错误.
14.BD　[解析] 甲图中录音机录音时,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场,故A错误;乙图电路开关断开瞬间,虽然L中产生自感电动势,但是不能构成通路,所以灯泡会立即熄灭,故B正确;丙图电路中,当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射,产生光电流,故C错误;丁图电路中,声波的振动会在电路中产生变化的电流,故D正确.
15.BD　[解析] 若为x-t图像,其斜率表示速度,则物体速度保持不变,故A错误;若为a-x图像且物体初速度为零,由动能定理得m0-0=∑F·x=∑m0ax=,即=mn,所以物体的最大速度为vmax=,故B正确;若为v-x图像,假设物体做匀变速直线运动,则有2ax=v2-,即对于匀变速直线运动,其v-x图像不可能是一次函数图像,故C错误;若为a-t图像且物体初速度为零,则图像与坐标轴所围的面积表示速度的变化量,所以物体的最大速度为vmax=Δv=,出现在t=n时刻,故D正确.
16.Ⅰ.(1)AB　(2)①AC　②100
[解析] (1)该装置适用于探究小车速度随时间变化的规律实验和探究加速度与力、质量的关系实验.该装置不是曲线运动,故无法验证平抛运动规律,由于无法测量小车的质量,无法计算系统动能,所以不能用于验证机械能守恒的实验,故选A、B.
(2)①在弹簧下端挂钩码时,不能挂太多钩码,以保证弹簧处于弹性限度内,只有在弹性限度内才满足胡克定律,故A正确;为了消除自重的影响,弹簧在竖直方向时测弹簧的原长,故B错误;弹簧竖直悬挂于铁架台的横梁上,刻度尺应竖直固定在弹簧附近,故C正确;几个不同的弹簧,劲度系数不同,则拉力与伸长量之比不等,故D错误.
②弹簧的劲度系数k== N/m=100 N/m.
Ⅱ.(1)1.10　(2)×1　1.6　(3)b　e　(4)　1.6×10-8
[解析] (1)根据游标卡尺的读数原理可知其读数为1 mm+2×0.05mm=1.10 mm.
(2)多用电表欧姆挡指针偏转过大,说明所选倍率太大,应选×1倍率.如题图乙所示,读数为(1.6×1) Ω=1.6 Ω.
(3)为了测量准确,该实验中采用电流表的外接法,滑动变阻器应采用分压式接法,故①应连接到接线柱b,导线将接线柱f与e接线柱接通.
(4)U-I图像的斜率为导体的电阻,即k=R,根据电阻定律可知R=ρ,S=π,解得ρ=,代入数据得ρ==1.6×10-8 Ω·m.
Ⅲ.AD　[解析] “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,在数1 mL油酸酒精溶液的滴数时少记了几滴,则实验中油酸体积偏大,会导致测量结果偏大,故A正确;“利用单摆测重力加速度”的实验中,应在小球摆到平衡位置按下秒表开始计时,故B错误;“探究平抛运动的特点”的实验中,应用平滑的曲线将描在纸上的各点连起来得到轨迹,误差较大的点应舍去,故C错误;“双缝干涉测定光的波长”的实验中,为了得到单色光的干涉图样,可以在凸透镜和单缝之间加装滤光片,故D正确.
17.(1)15次　(2)2.4×105 Pa　(3)吸热　300 J
[解析] (1)设至少需要打n次气,打气前箭体内空气体积为
V0=2.5 L-1 L=1.5 L(1分)
根据玻意耳定律可得p0(V0+nΔV)=pV0 (1分)
代入数据解得n=15 (1分)
(2)小组成员对“水火箭”加压到发射,在水刚好全部被喷出时气体的体积为
V=2.5 L(1分)
根据玻意耳定律可得4p0V0=p'V (1分)
解得p'=p0=2.4×105 Pa(1分)
(3)根据热力学第一定律有ΔU=W+Q=0 (1分)
其中W=-3p0(V-V0)
所以瓶内气体从外界吸热,热量为Q=3p0(V-V0)=300 J(1分)
18.(1)　(2)R≤s≤2R　(3)　(4)mgl
[解析] (1)若小孩恰能在O点脱离滑道,此时向心力恰好由重力提供,有
mg= (1分)
根据机械能守恒可得mgh0=m (1分)
解得小孩静止下滑处距O点的高度为h0= (1分)
(2)凡能在O点脱离滑道的小孩,其距离O点的高度范围是≤h≤R
由机械能守恒可得mgh=mv2 (1分)
平抛运动的初速度为v=
平抛运动的时间为t=
其落水点到O2的距离为s=vt=×=2 (1分)
其落水点到O2的距离范围为R≤s≤2R (1分)
(3)若小孩从O点静止下滑,脱离轨道时的位置与O2的连线与竖直方向夹角设为θ,则mgcos θ= (1分)
由机械能守恒可得mgR(1-cos θ)=m (1分)
解得cos θ= (1分)
(4)根据题意,木板质量足够大,分析第一次跳离木板,可看作斜向右上方的斜抛运动,水平位移最小为l,水平初速度为vx,竖直初速度为vy,则有= (1分)
小孩做功为W=mv2=m+m=m
根据数学知识可知,当=时,存在最小的功,为Wmin=mgl (1分)
19.(1)5 C　(2)4.2 C　(3)0.687 5 J　(4)0.8 m
[解析] (1)根据法拉第电磁感应定律得E=N=Nπr2=5 V(1分)
电容器所带的电荷量q=CE=5 C(1分)
(2)金属棒a向右弹出过程中根据动量定理得BdΔt=mav0
即Bdq1=mav0
解得通过a的电荷量为q1=0.8 C(1分)
电容器所剩电荷量为q'=q-q1=4.2 C(1分)
(3)设金属棒a第一次穿过OO'右侧磁场区域瞬间的速度大小为v,金属棒a穿越磁场的过程根据动量定理有-BdΔt1=mav-mav0 (1分)
同时有Δt1=·Δt1=·Δt1=
联立解得v=1.5 m/s(1分)
由能量守恒可知金属棒b上产生的焦耳热为
Q=ma-mav2=0.687 5 J(1分)
(4)金属棒a穿过磁场区域后与金属棒b发生弹性碰撞,设碰撞后ab的速度分别为va和vb,取向右为正方向,得mav=mava+mbvb,mav2=ma+mb (1分)
解得va=-0.5 m/s,vb=1 m/s(1分)
故碰撞后a向左运动,b向右运动;根据(3)问分析可知此时a不能完全通过右侧磁场区域,设金属棒a最终停在距OO'距离为x处,根据动量定理可得BdΔt2=ma (1分)
同理有Δt2=
联立解得x=0.8 m(1分)
20.(1)　(2)cos θ1-　
(3)
[解析] (1)由题分析知,最大的轨迹圆是第一次撞出来的2个次级电子的运动轨迹,对应的初速度为v1= (1分)
根据洛伦兹力提供向心力有ev1B=m
则r1== (1分)
两极板间距的最小值L1=r1(1-sin θ)=(1-sin θ) (1分)
(2)第n次碰撞后,电子的速度大小为vn=v0 (1分)
第n次碰撞后,电子运动半径为rn= (1分)
每次碰撞,电子与法线方向的夹角不变,P、Q间共有p个圆弧.第一个弧长s1=2r1cos θ=2×cos θ=cos θ
第二个弧长s2=2r2cos θ=2×cos θ=cos θ
第三个弧长s3=2r3cos θ=2×cos θ=cos θ
第n个弧长sn=2rncos θ=2×cos θ=cos θ (1分)
P、Q之间的距离为
h=s1+s2+…+sp=1-=cos θ1- (1分)
(3)第一次飞出来的电子,速度最大,弧线最大,保证其不碰上左极板即可.配速法:为抵消电子受到的(向左)电场力,须给电子一个沿y轴正方向的速度v',同时给一个沿y轴负方向的速度v,且满足
eE=ev'B (1分)
这样,电子的运动可以看做是在沿y轴正方向匀速运动的基础上叠加了一个匀速圆周运动,如图所示
合速度为v合== (1分)
根据几何关系有sin α== (1分)
根据洛伦兹力提供向心力ev合B=m
两极板间距的最小值L2=R+Rsin α= (1分)