精品解析：山东省烟台市招远市第二中学2024-2025学年高二上学期第一次月考（期中模拟）物理试题（等级考）

2024—2025学年度第一学期阶段检测 高二物理（等级考） 注意事项： 1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分，时间90分钟。 2.第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内；写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域 均无效。考试结束只交答题卡。 第Ⅰ卷（选择题，共42分） 一、本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~14题有多项符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 关于电源电动势E，下列说法中错误的是 A. 电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特V B. 干电池和铅蓄电池的电动势是不同的 C. 电动势E可表示为可知，电源内非静电力做功越多，电动势越大 D. 电动势较大，表示电源内部将其他形式能转化为电能的本领越大 【答案】C 【解析】 【详解】电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特V，选项A正确；干电池电动势是1.5V，铅蓄电池的电动势是2V，选项B正确；电动势E可表示为可知，电源内非静电力从电源的负极移动1C正电荷到电源的正极做功越多，电动势越大，选项C错误；电动势较大，表示电源内部将其它形式能将电能转化为电能的本领越大，选项D正确；此题选项错误的选项，故选C. 2. 下面有关能量转化和守恒的说法中正确的是（ ） A. 我们在使用能量的过程，就是能量的转化和转移的过程 B. 只有在忽略摩擦和空气阻力时才成立 C. 热传递的实质是能量的转移 D. 热机在做功冲程将机械能转化成了内能 【答案】AC 【解析】 【详解】A.人类能量的过程，就是能量的转化和转移的过程，A正确； B.一切物理过程都遵循能量守恒定律，B错误； C.热传递的实质是温度高的物体将热量传递给温度低的物体，是能量的转移，故C正确； D.热机做功过程是热能转化为机械能的过程，D错误； 故选AC。 3. 如图所示，直线A为电源的图线，直线B和C分别为电阻和的图线，用该电源分别与、组成闭合电路时，电源的输出功率分别为、，电源的效率分别为、，则（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由电源的U-I图象读出电动势E=6V，两图线的交点就表示该电源和该电阻组成闭合电路时的工作状态；电源的输出功率分别为 P1=U1I1=4×2=8W P2=U2I2=2×4=8W 故 P1= P2 故AB错误； CD．电源的效率 故 故C正确，D错误； 故选C。 4. 把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R1、R2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R1、R2大小满足（　　） A. R2＝9R1 B. R2＝6R1 C. R2＝3R1 D. R1＝R2 【答案】A 【解析】 【详解】设每个灯泡正常发光时的电流为I，则题图甲中总电流为3I，题图乙中总电流为I，要使两电路消耗的总电功率也相同，需使 即 故 A正确，BCD错误。 故选A。 5. 甲、乙物体分别在恒力F1、F2的作用下，沿同一直线运动。它们的动量随时间变化如图所示。设甲在t1时间内所受的冲量为I1，乙在t2时间内所受的冲量为I2，则F、I的大小关系是（　　） A. F1＞F2，I1＝I2 B. F1＜F2，I1＜I2 C. F1＞F2，I1＞I2 D. F1＝F2，I1＝I2 【答案】A 【解析】 【详解】由动量定理 所以冲量大小相等； 由图可知，根据动量定理 可知 故选A。 6. 我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空，从火箭开始运动到点火的过程中（　　） A. 火箭与发射舱组成的系统动量守恒 B. 火箭在加速上升时，处于超重状态 C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量 【答案】B 【解析】 【详解】A．从火箭开始运动到点火的过程中，火箭与发射舱组成的系统所受合力不为零，动量不守恒，故A错误； B．火箭在加速上升时，加速度方向向上，处于超重状态，故B正确； C．根据动量定理可知，高压气体对火箭的推力、火箭所受重力和空气阻力对火箭冲量的矢量和等于火箭动量的增加量，故C错误； D．根据动能定理可知，高压气体的推力、火箭所受重力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量，故D错误。 故选B。 7. 使用无人机播植树种时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质制成种子胶囊。播种时，在静止于离地面高处的无人机上，播种器利用空气压力把种子胶囊以的速度竖直向下射出，种子胶囊进入地面以下深处完成一次播种。已知种子胶囊的总质量为，不考虑其所受大气阻力及进入土壤后的重力作用，取则（　　） A. 土壤对种子胶囊冲量的大小为 B. 发射过程中，播种器对种子胶囊的冲量为 C. 种子胶囊在土壤中运动时受到平均阻力的大小为 D. 播种机对种子胶囊的冲量和土壤对种子胶囊的冲量之和为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．种子胶囊离开无人机后在竖直方向做匀加速直线运动，有 解得种子胶囊在空中运动的时间为 可得种子胶囊落地的速度为 根据动量定理土壤对种子胶囊的冲量为 故土壤对种子胶囊冲量的大小为，故A错误； B．发射过程中，播种器对种子胶囊的冲量为 故B错误； C．种子胶囊在土壤中做匀减速运动，有 解得加速度为 种子胶囊在土壤中运动的时间 根据动量定理有 解得 解得种子胶囊在土壤中运动时受到平均阻力的大小为，故C正确； D．播种机对种子胶囊的冲量和土壤对种子胶囊的冲量之和为 故D错误 故选C。 8. 如图所示，半径分别为R和r（R＞r）的甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点．则两小球的质量之比为 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】ab球恰好能通过各自的圆轨道的最高点，均由重力提供向心力，可根据牛顿第二定律求出两球通过最高点时的速度；脱离弹簧到圆轨道最高点过程中，a球的机械能守恒，根据a球机械能守恒，求出弹簧弹开两小球时a球的速度；要弹簧释放过程中，两球及弹簧组成的系统动量守恒，即可由动量守恒定律求出ma：mb． 【详解】ab球恰好能通过各自的圆轨道的最高点，则有均由重力提供向心力，即有 对于a球：得， 对于b球：得， a球脱离弹簧到圆轨道最高点过程机械能守恒： 所以a球脱离弹簧时速度： b球脱离弹簧到圆轨道最高点过程机械能守恒： 所以b球脱离弹簧时速度： 弹簧释放过程中，由动量守恒定律得：mava=mbvb 得，，故B正确，ACD错误． 故选B． 【点睛】本题从分析两球到达最高点的临界速度入手，根据弹簧释放过程两个基本规律：动量守恒和机械能守恒进行分析求解． 9. 如图所示，质量为M的气球上有一质量为m的猴子，气球和猴子静止在离地面高为h的空中。从气球上放下一架不计质量的软梯，为使猴子沿软梯安全滑至地面，软梯的长度至少应为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设猴子下降过程中气球上升高度为H，由题意知猴子下落高度为h，猴子和气球组成的系统所受合外力为零，由动量守恒定律得 MH=mh 解得 所以软梯长度至少为 故选C。 10. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表，移动滑动变阻器的滑片，下列电源的输出功率、总功率分别与电压表读数U、电流表读数I的关系图像中，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．电源的输出功率 即输出功率与电流成二次函数关系：电流为零时输出功率为零；二次项系数为负数，可知抛物线开口朝下，即输出功率有最大值；当时，此时电流最大，输出功率为零；故A正确； B．电压表测量的是路端电压，即 解得 代入得 即输出功率与路端电压成二次函数关系，故B正确； CD．电源的总功率 即总功率与电流成一次函数关系，与路端电压也成一次函数关系，故C错误，D正确。 故选ABD。 11. 如图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，电源内阻为r，、、为定值电阻，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数减小 B. 带电质点P向上运动 C. 电源的输出功率变小 D. 若电压表、电流表的示数变化量分别为和，则 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知，R2与滑动变阻器串联后与并联后，再由串连接在电源两端；电容器与并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，路端电压减小，同时两端的电压也增大，所以并联部分的电压减小，电压表读数减小，故A正确； B．由A项分析可知并联部分的电压减小，即平行金属板两端电压减小，根据，平行金属板间的场强减小，合力的方向向下；带电质点P向下运动，故B错误； C．由于不知内外电阻的关系，无法确定电源的输出功率的变化情况，故C错误； D．根据闭合电路欧姆定律有 则 故D正确。 故选AD。 12. 如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为m的小车，小车的四分之一圆弧轨道在最低点与水平轨道相切，且整个轨道表面光滑。在小车的右端固定一个轻弹簧，一个质量也为m的小球从离水平轨道高为h处开始自由滑下，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球和小车组成的系统动量始终守恒 B. 弹簧具有的最大弹性势能为mgh C. 小球具有的最大动能为mgh D. 被弹簧反弹后，小球能回到离水平轨道高h处 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球在圆弧轨道上下滑的过程中，小球在竖直方向有加速度，系统竖直方向的合外力不为零，而系统在水平方向不受外力，则系统的合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误； B．当小球和小车速度相同时，弹簧的弹性势能最大，取水平向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒得 得 根据系统机械能守恒得弹簧具有的最大弹性势能 故B正确； D．设小球返回圆弧轨道时上升的最大高度为H此时小球与小车速度相同，设为。取水平向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒得 解得 根据系统机械能守恒得 得 即被弹簧反弹后，小球能回到离水平轨道高h处，故D正确； C．当小球滑到圆弧轨道的最低点时速度最大，设此时小球和小车的速度分别为和。小球在圆弧轨道上下滑的过程中，取水平向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒得 根据机械能守恒定理得 小球具有的最大动能为 联立解得 故C错误。 故选BD。 13. 如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A紧靠竖直墙。用水平力向左推B将弹簧压缩，推到一定位置静止时推力大小为，弹簧的弹性势能为E。在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是（　　） A. 在A离开竖直墙前，A、B系统动量不守恒，之后守恒 B. 在A离开竖直墙前，A、B与弹簧组成的系统机械能守恒，之后不守恒 C. 在A离开竖直墙后，A、B速度相等时的速度是 D. 在A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．撤去后，A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A有向右的弹力，使系统的动量不守恒，这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒；A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒，故A正确，B错误； CD．在A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹簧的弹性势能最大；设两物体相同速度为v，A离开墙时，B的速度为；根据系统动量守恒和机械能守恒可得 又 联立得 故C错误，D正确 故选AD。 14. 如图，一固定且足够长的斜面MN与水平面的夹角，斜面上有一质量为3kg、上表面光滑且下端有挡板P的长木板A沿斜面匀速向下运动，速度大小m/s，现将一质量为1kg的小滑块轻轻地放在长木板上，当小滑块运动到挡板P时（与挡板碰前的瞬间），长木板的速度刚好减为零，之后小滑块与挡板发生第1次碰撞，以后每隔一段时间，小滑块就与挡板碰撞一次，小滑块始终在长木板上运动，已知小滑块与挡板的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度m/s2，，，下列说法正确的是（　　） A. 小滑块和长木板组成的系统沿斜面方向动量守恒 B. 长木板与斜面之间的动摩擦因数 C. 长木板做减速运动加速度为2m/s2 D. 小滑块与挡板第1次碰撞后的瞬间，小滑块的速度大小为1.5m/s 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．因为本来A匀速运动，则有 Mgsinα=μMgcosα 解得 μ=0.75 小滑块轻轻地放在长木板上后，斜面对小滑块与长木板组成的系统增加的摩擦力为 Δf=μmgcosα=6N 方向沿斜面向上，而小滑块受到的重力沿斜面向下的分力为 mgsinα=0.6N 故放上小滑块后，系统沿斜面方向受到的合力为0，则小滑块和长木板组成的系统沿斜面方向动量守恒，故A正确B错误； C．长木板做减速运动的加速度为 解得 a=2m/s2 故C正确； D．长木板的速度刚好减为零，用时 此时小滑块的速度大小为 v=gtsinα 解得 v=3m/s 小滑块与挡板第1次碰撞过程，以沿斜面向下为正方向，根据动量守恒，能量守恒有 mv=Mv1+mv2 解得小滑块的速度为 v2=-1.5m/s 故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题，共58分） 二、本题共3小题，共20分。把答案填写在答题卡中的相应位置上。 15. 某同学用如图所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球1悬挂于O点，悬点O到水平台面下的距离为L，被碰小球2放在光滑的水平台面边缘。拉紧细线，使小球1从右方的A点（OA与竖直方向的夹角为）由静止释放，运动到最低点B时恰与小球2发生碰撞，碰撞后，小球1继续向左运动到C位置，小球2落到水平地面上到台面边缘水平距离为s的D点。 (1)实验中已经测得的物理量中的、L、s及小球1、2的质量、，为了验证两球碰撞前后动量守恒，还应该测量的物理量有_____________、_____________（要求填写所测物理量的名称及符号）； (2)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_____________，则说明两小球碰撞前后的动量守恒。 【答案】 ①. 台面高度h ②. OC与OB间的夹角 ③. 【解析】 【详解】(1)[1][2]小球1从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得 解得小球1运动到最低点时与小球2碰撞前的速度 小球1与小球2碰撞后继续运动，在小球1碰后到达最左端C的过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得 解得小球1在最低点处与小球2碰撞后的速度 碰撞后小球2做平抛运动，水平方向有 竖直方向有 解得碰撞后小球2的速度 如果碰撞过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得 即 则由上式可知，除了、L、s及小球1、2的质量、，为了验证两球碰撞过程动量守恒，还应该测量的物理量有：台面的高度h，OC与OB间的夹角。 (2)[3] 只要再满足关系式 则说明两小球碰撞前后的动量守恒。 16. 某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图1所示。 （1）实验室有两组滑块装置。甲组两个滑块的碰撞端面装上弹性碰撞架，乙组两个滑块的碰撞端面分别装上撞针和橡皮泥。若要求碰撞过程动能损失最小，应选择__________（填“甲”或“乙”）组的实验装置。 （2）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图2所示，并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上，可知遮光条的宽度__________。 （3）安装好气垫导轨和光电门，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节P使轨道左端__________（填“升高”或“降低”）一些。 （4）用天平测得滑块A、B的质量（均包括遮光条）分别为、；调整好气垫导轨后，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的挡光时间为，与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为和。从实验结果可知两滑块的质量满足_______（填“>”“<”或“=”）；滑块A、B碰撞过程中满足表达式_______（用所测物理量的符号表示），则说明碰撞过程中动量守恒。 【答案】 ①. 甲 ②. 6.790##6.791##6.789 ③. 升高 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]乙组中两滑块碰撞后连成一体运动，是完全非弹性碰撞，动能损失较大，根据题意，应选择甲组的实验装置。 （2）[2]螺旋测微器的读数为 （3）[3]滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间，说明滑块从右到左加速运动，为使导轨水平，可调节使轨道左端升高一些。 （4）[4]滑块向左运动，先通过光电门1，与滑块碰撞后，滑块A通过光电门2，接着滑块通过光电门2，说明碰撞后滑块向左运动，所以 [5]滑块A、B碰撞前后动量守恒，则 又、、，代入可得 17. 某实验小组测量一充电宝的电动势和内阻。从说明书可知该充电宝的电动势约为5V，内阻很小，约0.1～0.3，最大放电电流为2A。 （1）该小组将充电宝连接线的外绝缘层剥开，找出充电宝的正极和负极，将多用电表选择开关旋到10V直流电压挡，先进行机械调零，然后红、黑表笔分别接触充电宝的正极和负极，电表刻度盘如图甲所示，该读数为__________V。 （2）该小组想进一步精确测出该充电宝的电动势和内阻，实验室提供的器材如下： A．电压表V（量程为6V，内阻约为5k） B．电流表A（量程为3A，内阻约为0.6） C．滑动变阻器R1（最大阻值为60） D．定值电阻R0=3 E．一个开关及导线若干 该小组设计了两种测量充电宝电动势和内阻的电路，图乙中__________（填“A电路”或“B电路”）更为合理，理由是______________。 （3）该小组通过调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点如图丙所示，请根据描出的点作出U-I图像_________。 （4）根据U-I图像，可求得该充电宝的电动势为__________V，内阻为__________。（结果均保留两位小数） （5）根据误差分析，该充电宝的电动势的测量值比真实值__________（填“偏小”或“偏大”），内阻的测量值比真实值__________（填“偏小”或“偏大”）。 【答案】 ①. 3.8 ②. B电路 ③. 由于充电宝的内阻比较小，若用A电路测量，则改变滑动变阻器接入电路的阻值时，内阻分压小，导致外电路电压表示数变化不明显，不利于测量，误差较大；而采用B电路测量时，定值电阻一方面起到保护电路的作用，另一方面，改变滑动变阻器接入电路的阻值时，电压表示数变化较为明显，测量误差小，得出的结果较为精确 ④. ⑤. 5.00 ⑥. 0.13 ⑦. 偏小 ⑧. 偏小 【解析】 【详解】（1）[1]多用电表选择开关旋到10V直流电压挡，最小刻度为0.2V，故读数为3.8V。 （2）[2] B电路更为合理。 [3] 理由是：由于充电宝的内阻比较小，若用A电路测量，则改变滑动变阻器接入电路的阻值时，内阻分压小，导致外电路电压表示数变化不明显，不利于测量，误差较大；而采用B电路测量时，定值电阻一方面起到保护电路的作用，另一方面，改变滑动变阻器接入电路的阻值时，电压表示数变化较为明显，测量误差小，得出的结果较为精确。 （3）[4]舍去明显错误的数值，然后由点描绘出一条直线。描点尽可能多的在直线上，其他点均匀分布于直线两侧，如图所示。 （4）[5]根据闭合电路欧姆定律有 得到 根据图像在纵轴上的截距可得 [6]由图像斜率大小可得 可得 （5）[7]该实验由于电压表分流，使电流表的示数I小于该充电宝的输出电流，则有 而 U越大，越大，它们的关系可用如图表示。实测的图线为AB，经过修正后的图线为，可看出实测的图线为AB在纵轴上的截距小于，即实测的电动势E小于真实值。 [8] 由上图线可知，实测的图线为AB的斜率绝对值小于修正后的图线为的斜率绝对值，因此实测的电源内阻r小于真实值。 三、本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。 18. 如图所示，电源电动势E＝8V，内阻r＝1Ω，闭合开关S后，标有“6V，9W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R0＝4Ω，求： （1）电源的输出功率P出； （2）10s内电动机产生的热量Q； （3）电动机的机械功率。 【答案】（1） 12W；（2）10J；（3）2W 【解析】 【详解】（1）由题意知，并联部分电压为，故内电压为 总电流 电源的输出功率 （2）流过灯泡的电流 则流过电动机的电流 电动机的热功率 10s内电动机产生的热量 （3）电动机的总功率 P=I2U=3W 电动机的机械功率 19. 质量的工人正在高空作业，按安全生产规章制度要求，该工人系有一条长度的安全带。若该工人不慎跌落，当安全带伸直后，工人在安全带的保护下转危为安。为了简化问题，将工人视为质点且此运动过程一直发生在竖直方向上，安全带伸直后不计安全带产生的形变，该安全带的缓冲时间，完成缓冲后工人将静止在空中，取重力加速度大小，不计空气阻力，求： （1）安全带刚伸直时工人的速度的大小； （2）缓冲过程中工人对安全带的平均作用力的大小。 【答案】（1）5m/s；（2）1300N 【解析】 【详解】（1）在安全带刚拉紧前，工人的运动可视为自由落体运动，则 解得 （2）设缓冲过程中安全带对工人的平均作用力为，取向下为正方向，根据动量定理有 解得 根据牛顿第三定律可知，安全带受到的平均作用力大小 20. 如图所示，带有挡板的长木板置于光滑水平面上，轻弹簧放置在木板上，右端与挡板相连，左端位于木板上的B点。开始时木板静止，小铁块从木板上的A点以速度v0=4.0m/s正对着弹簧运动，压缩弹簧，弹簧的最大形变量xm=0.10m；之后小铁块被弹回，弹簧恢复原长；最终小铁块与木板以共同速度运动。已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能，式中k为弹簧的劲度系数；长木板质量M=3.0kg，小铁块质量m=1.0kg，k=600N/m，A、B两点间的距离d=0.70m。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）当弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v； （2）小铁块与长木板间的动摩擦因数μ； （3）试通过计算说明最终小铁块停在木板上的位置。 【答案】（1）1.0m/s；（2）；（3）最终小铁块停在木板上A点 【解析】 【详解】（1）当弹簧被压缩最短时，小铁块与木板达到共同速度v，根据动量守恒定律 代入数据解得 （2）由功能关系，摩擦产生的热量等于系统损失的机械能 代入数据，解得 （3）小铁块停止滑动时，与木板有共同速度，由动量守恒定律判定，其共同速度仍为设小铁块在木板上向左滑行的距离为，由功能关系 代入数据，解得 而，所以最终小铁块停木板上A点。 21. 如图所示，某游戏装置由轻质弹簧发射器、光滑平面和竖直圆管道BCDB＇组成。圆管道半径，底部与平面相切，入口B和出口B＇略错开，管道口径远小于管道半径；平面上的E点处放置质量的小球b，小球b用长度的轻绳竖直悬挂，与E点恰好无挤压，轻绳能承受的最大拉力为。现有质量的小球a，它第一次被压缩的弹簧弹出后，恰好能运动到与圆管道圆心O等高的C点；第二次压缩弹簧使弹性势能为时释放小球a，小球运动到圆管道最高处D点的速度为。若小球沿管道内侧运动时有摩擦，沿管道外侧运动时无摩擦，小球a和b均可视为质点，空气阻力不计， 。 （1）求第一次压缩的弹簧具有的弹性势能； （2）求小球a第二次被弹出后，运动到D点时管道对小球的弹力的大小，以及运动到D点的过程中管道对小球a做的功； （3）若第三次压缩弹簧使弹性势能为时释放小球a，小球a会与小球b发生弹性正碰。试通过计算分析小球a、b碰后绳子是否会断。 【答案】（1）；（2），；（3）绳子会断 【解析】 【详解】（1）根据机械能守恒定律得 （2）根据牛顿第二定律得 解得 根据动能定理得 解得 （3）若小球在最高点与管无弹力 解得 此时的机械能为 小球通过管道无机械能损失，设碰撞前的速度为v0 解得 根据动量守恒定律得 根据能量守恒定律得 解得 根据牛顿第二定律得 解得 绳子会断。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025学年度第一学期阶段检测 高二物理（等级考） 注意事项： 1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分，时间90分钟。 2.第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内；写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域 均无效。考试结束只交答题卡。 第Ⅰ卷（选择题，共42分） 一、本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~14题有多项符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 关于电源电动势E，下列说法中错误的是 A. 电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，都是伏特V B. 干电池和铅蓄电池的电动势是不同的 C. 电动势E可表示为可知，电源内非静电力做功越多，电动势越大 D. 电动势较大，表示电源内部将其他形式能转化为电能的本领越大 2. 下面有关能量转化和守恒的说法中正确的是（ ） A. 我们在使用能量的过程，就是能量的转化和转移的过程 B. 只有在忽略摩擦和空气阻力时才成立 C. 热传递的实质是能量的转移 D. 热机在做功冲程将机械能转化成了内能 3. 如图所示，直线A为电源的图线，直线B和C分别为电阻和的图线，用该电源分别与、组成闭合电路时，电源的输出功率分别为、，电源的效率分别为、，则（　　） A B. C. D. 4. 把6个相同的电灯接成如图甲、乙所示两电路，通过调节供电电压与变阻器R1、R2的阻值，使两组电灯均能正常发光，并且两电路消耗的总电功率也相同，则R1、R2大小满足（　　） A. R2＝9R1 B. R2＝6R1 C. R2＝3R1 D. R1＝R2 5. 甲、乙物体分别在恒力F1、F2的作用下，沿同一直线运动。它们的动量随时间变化如图所示。设甲在t1时间内所受的冲量为I1，乙在t2时间内所受的冲量为I2，则F、I的大小关系是（　　） A. F1＞F2，I1＝I2 B. F1＜F2，I1＜I2 C. F1＞F2，I1＞I2 D. F1＝F2，I1＝I2 6. 我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十号系列运载火箭。如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空，从火箭开始运动到点火的过程中（　　） A. 火箭与发射舱组成的系统动量守恒 B. 火箭在加速上升时，处于超重状态 C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量 7. 使用无人机播植树种时，为保证树种的成活率，将种子连同营养物质制成种子胶囊。播种时，在静止于离地面高处的无人机上，播种器利用空气压力把种子胶囊以的速度竖直向下射出，种子胶囊进入地面以下深处完成一次播种。已知种子胶囊的总质量为，不考虑其所受大气阻力及进入土壤后的重力作用，取则（　　） A. 土壤对种子胶囊冲量的大小为 B. 发射过程中，播种器对种子胶囊的冲量为 C. 种子胶囊在土壤中运动时受到平均阻力的大小为 D. 播种机对种子胶囊的冲量和土壤对种子胶囊的冲量之和为零 8. 如图所示，半径分别为R和r（R＞r）的甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点．则两小球的质量之比为 A. B. C. D. 9. 如图所示，质量为M的气球上有一质量为m的猴子，气球和猴子静止在离地面高为h的空中。从气球上放下一架不计质量的软梯，为使猴子沿软梯安全滑至地面，软梯的长度至少应为（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表，移动滑动变阻器的滑片，下列电源的输出功率、总功率分别与电压表读数U、电流表读数I的关系图像中，正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路影响，电源内阻为r，、、为定值电阻，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数减小 B. 带电质点P向上运动 C. 电源的输出功率变小 D. 若电压表、电流表的示数变化量分别为和，则 12. 如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为m的小车，小车的四分之一圆弧轨道在最低点与水平轨道相切，且整个轨道表面光滑。在小车的右端固定一个轻弹簧，一个质量也为m的小球从离水平轨道高为h处开始自由滑下，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球和小车组成的系统动量始终守恒 B. 弹簧具有的最大弹性势能为mgh C. 小球具有的最大动能为mgh D. 被弹簧反弹后，小球能回到离水平轨道高h处 13. 如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A紧靠竖直墙。用水平力向左推B将弹簧压缩，推到一定位置静止时推力大小为，弹簧的弹性势能为E。在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是（　　） A. 在A离开竖直墙前，A、B系统动量不守恒，之后守恒 B. 在A离开竖直墙前，A、B与弹簧组成的系统机械能守恒，之后不守恒 C. 在A离开竖直墙后，A、B速度相等时的速度是 D. 在A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为 14. 如图，一固定且足够长的斜面MN与水平面的夹角，斜面上有一质量为3kg、上表面光滑且下端有挡板P的长木板A沿斜面匀速向下运动，速度大小m/s，现将一质量为1kg的小滑块轻轻地放在长木板上，当小滑块运动到挡板P时（与挡板碰前的瞬间），长木板的速度刚好减为零，之后小滑块与挡板发生第1次碰撞，以后每隔一段时间，小滑块就与挡板碰撞一次，小滑块始终在长木板上运动，已知小滑块与挡板的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度m/s2，，，下列说法正确的是（　　） A. 小滑块和长木板组成的系统沿斜面方向动量守恒 B. 长木板与斜面之间的动摩擦因数 C. 长木板做减速运动的加速度为2m/s2 D. 小滑块与挡板第1次碰撞后的瞬间，小滑块的速度大小为1.5m/s 第Ⅱ卷（非选择题，共58分） 二、本题共3小题，共20分。把答案填写在答题卡中的相应位置上。 15. 某同学用如图所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球1悬挂于O点，悬点O到水平台面下的距离为L，被碰小球2放在光滑的水平台面边缘。拉紧细线，使小球1从右方的A点（OA与竖直方向的夹角为）由静止释放，运动到最低点B时恰与小球2发生碰撞，碰撞后，小球1继续向左运动到C位置，小球2落到水平地面上到台面边缘水平距离为s的D点。 (1)实验中已经测得的物理量中的、L、s及小球1、2的质量、，为了验证两球碰撞前后动量守恒，还应该测量的物理量有_____________、_____________（要求填写所测物理量的名称及符号）； (2)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_____________，则说明两小球碰撞前后的动量守恒。 16. 某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图1所示。 （1）实验室有两组滑块装置。甲组两个滑块的碰撞端面装上弹性碰撞架，乙组两个滑块的碰撞端面分别装上撞针和橡皮泥。若要求碰撞过程动能损失最小，应选择__________（填“甲”或“乙”）组的实验装置。 （2）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图2所示，并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上，可知遮光条的宽度__________。 （3）安装好气垫导轨和光电门，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节P使轨道左端__________（填“升高”或“降低”）一些。 （4）用天平测得滑块A、B的质量（均包括遮光条）分别为、；调整好气垫导轨后，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的挡光时间为，与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为和。从实验结果可知两滑块的质量满足_______（填“>”“<”或“=”）；滑块A、B碰撞过程中满足表达式_______（用所测物理量的符号表示），则说明碰撞过程中动量守恒。 17. 某实验小组测量一充电宝的电动势和内阻。从说明书可知该充电宝的电动势约为5V，内阻很小，约0.1～0.3，最大放电电流为2A。 （1）该小组将充电宝连接线的外绝缘层剥开，找出充电宝的正极和负极，将多用电表选择开关旋到10V直流电压挡，先进行机械调零，然后红、黑表笔分别接触充电宝的正极和负极，电表刻度盘如图甲所示，该读数为__________V。 （2）该小组想进一步精确测出该充电宝的电动势和内阻，实验室提供的器材如下： A．电压表V（量程为6V，内阻约为5k） B．电流表A（量程为3A，内阻约为0.6） C．滑动变阻器R1（最大阻值60） D．定值电阻R0=3 E．一个开关及导线若干 该小组设计了两种测量充电宝电动势和内阻的电路，图乙中__________（填“A电路”或“B电路”）更为合理，理由是______________。 （3）该小组通过调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点如图丙所示，请根据描出的点作出U-I图像_________。 （4）根据U-I图像，可求得该充电宝的电动势为__________V，内阻为__________。（结果均保留两位小数） （5）根据误差分析，该充电宝电动势的测量值比真实值__________（填“偏小”或“偏大”），内阻的测量值比真实值__________（填“偏小”或“偏大”）。 三、本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。 18. 如图所示，电源电动势E＝8V，内阻r＝1Ω，闭合开关S后，标有“6V，9W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R0＝4Ω，求： （1）电源的输出功率P出； （2）10s内电动机产生的热量Q； （3）电动机的机械功率。 19. 质量的工人正在高空作业，按安全生产规章制度要求，该工人系有一条长度的安全带。若该工人不慎跌落，当安全带伸直后，工人在安全带的保护下转危为安。为了简化问题，将工人视为质点且此运动过程一直发生在竖直方向上，安全带伸直后不计安全带产生的形变，该安全带的缓冲时间，完成缓冲后工人将静止在空中，取重力加速度大小，不计空气阻力，求： （1）安全带刚伸直时工人的速度的大小； （2）缓冲过程中工人对安全带的平均作用力的大小。 20. 如图所示，带有挡板的长木板置于光滑水平面上，轻弹簧放置在木板上，右端与挡板相连，左端位于木板上的B点。开始时木板静止，小铁块从木板上的A点以速度v0=4.0m/s正对着弹簧运动，压缩弹簧，弹簧的最大形变量xm=0.10m；之后小铁块被弹回，弹簧恢复原长；最终小铁块与木板以共同速度运动。已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能，式中k为弹簧的劲度系数；长木板质量M=3.0kg，小铁块质量m=1.0kg，k=600N/m，A、B两点间的距离d=0.70m。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）当弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v； （2）小铁块与长木板间的动摩擦因数μ； （3）试通过计算说明最终小铁块停在木板上的位置。 21. 如图所示，某游戏装置由轻质弹簧发射器、光滑平面和竖直圆管道BCDB＇组成。圆管道半径，底部与平面相切，入口B和出口B＇略错开，管道口径远小于管道半径；平面上的E点处放置质量的小球b，小球b用长度的轻绳竖直悬挂，与E点恰好无挤压，轻绳能承受的最大拉力为。现有质量的小球a，它第一次被压缩的弹簧弹出后，恰好能运动到与圆管道圆心O等高的C点；第二次压缩弹簧使弹性势能为时释放小球a，小球运动到圆管道最高处D点的速度为。若小球沿管道内侧运动时有摩擦，沿管道外侧运动时无摩擦，小球a和b均可视为质点，空气阻力不计， 。 （1）求第一次压缩的弹簧具有的弹性势能； （2）求小球a第二次被弹出后，运动到D点时管道对小球的弹力的大小，以及运动到D点的过程中管道对小球a做的功； （3）若第三次压缩弹簧使弹性势能为时释放小球a，小球a会与小球b发生弹性正碰。试通过计算分析小球a、b碰后绳子否会断。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$