精品解析：江苏省无锡市第一中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题

无锡市第一中学2024-2025学年度第一学期阶段性质量检测试卷 高二物理2024.10 一、单选题（共40分） 1. 光是一种电磁波，太阳光具有能量，是可再生能源。光照射到太阳能电池板产生电能，长期在户外的人会用太阳能电池给充电宝充电，能解决户外手机随时充电的问题。使用太阳能电池的某充电宝铭牌标注“20000mA·h”和“3.7V”，则它的额定能量是（　　） A. 0.185W·h B. 74W·h C. 185W·h D. 74000W·h 2. 如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为16V，调节滑动变阻器R1和R2使两灯都正常发光。设此时两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是（　　） A. B. C. D. 以上均有可能 3. 如图所示的图像中，直线①为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线②为某一电阻R的图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路。由图像可知（　　） A. 此状态下R的阻值为 B. 电源电动势为，内阻为 C. 电源的输出功率为 D. 电源内部消耗功率为 4. 如图所示的电路中，电源电动势为2V、内阻，电阻，电阻，电阻，滑动变阻器接入电路的阻值为，电容器的电容，电阻与电容器间的导线记为，单刀双掷开关S与触点1连接，下列说法正确的是（　　） A. 如果仅将的滑片向上滑动，消耗的功率减少 B. 如果仅将的滑片向上滑动，电源的输出功率减小 C. 如果仅将的滑片向下滑动，电容器两极板间的电势差增大 D. 若仅将开关S由触点1拨向触点2，流过导线某横截面的电荷量为 5. 有关生活中的现象，下列说法不正确的是（　　） A. 火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度 B. 体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力 C. 运输物品时，将充气袋包裹在物品外面，这样可以减小颠簸过程中物品受到的力 D. 为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，汽车前部的发动机舱越坚固越好 6. 前几日台风“贝碧嘉”来袭，给高层建筑物带来了不小的挑战。已知三级风速约为，十四级风速约为，则十四级风速作用在建筑物上的风力大约是三级风速作用在建筑物上的风力的多少倍（　　） A. 11倍 B. 120倍 C. 180倍 D. 1900倍 7. 斜面体A上表面光滑，倾角、质量M、底边长为L，静止放置在光滑水平面上，将一可视为质点、质量为m的滑块B从斜面的顶端无初速度释放，经过时间t刚好滑到斜面底端，重力加速度大小为g，则（ ） A. 斜面A对滑块B的支持力不做功 B. 滑块B下滑过程中，A、B组成系统动量守恒 C. 滑块B下滑时间过程中，B重力冲量为 D. 滑块B滑到斜面底端时，B向右滑动的水平距离为 8. 用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500kg，最后一节火箭壳体的质量为100kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时火箭壳体相对卫星以的速度沿轨道切线方向向后飞去。则（　　） A. 分离后卫星的速度为 B. 分离后卫星的速度为 C. 分离后火箭壳体的轨道半径会变大 D. 分离后卫星的轨道半径会变小 9. 质量相等A、B两球在光滑水平面上，沿同一直线，同一方向运动，A球的动量为，B球的动量为。当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 10. 为测量某未知原子核的质量，用带正电的α粒子（）以初动量p轰击静止的未知原子核，其过程可视为弹性正碰，如图甲。α粒子在全过程中的p-t图像如图乙所示，其中，为图线斜率最大时刻，已知α粒子的质量为m，下列说法正确的是（ ） A. 该未知粒子的质量约为α粒子质量的2倍 B. 时刻α粒子的动量为 C 时刻两粒子相距最近 D. 全过程中系统最大电势能为 二、实验题（共15分） 11. 某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到的实验器材如下： A．待测电池组； B．电压表（量程，内阻约）； C．电阻箱R（阻值范围）； D．开关、导线若干。 实验步骤如下： ①将电池组与其余实验器材按图甲所示电路连接； ②调节电阻箱阻值，闭合开关，待示数稳定后，记录电阻箱的阻值R和电压表的数值U后立即断开开关； ③改变电阻箱的阻值，重复实验，计算出相应的和，绘制出关系图线如图中的直线所示。请回答下列问题： （1）根据闭合电路欧姆定律，可以得到与的关系表达式为__________（用E、r和R表示）； （2）根据实验数据绘制的图线由图像得出电池组的电动势__________V、内电阻__________。（结果保留两位有效数字） （3）本实验系统误差产生的原因是__________（选填“电压表分压”“电压表分流”或“电阻箱分压”），内阻r测量值比真实值__________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 三、解答题（共45分） 12. 小明同学玩一个会发光的电动玩具汽车时，发现了一个现象：启动电源，电动机正常工作，车轮正常转动、当不小心卡住车轮时，车灯会变暗。玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势E=10V，r=2Ω，，车轮电动机的额定电压，灯泡电阻为R=6Ω，，线圈电阻则： （1）玩具汽车正常工作时，电动机的输出功率； （2）玩具汽车被卡住后，电源的效率。 13. 安全气囊是有效保护乘客装置，如图甲所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动。与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律，可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量M = 30 kg，H = 3.2 m，重力加速度大小取g = 10 m/s2。求 （1）碰撞过程中F的冲量大小和方向 （2）碰撞结束后头锤上升的最大高度 14. 如图所示，光滑水平面ab上静止放置着质量分别mA = 2 kg、mB = 1 kg的物块A、B（均可视为质点），右侧放置一个不固定的光滑弧形滑块C（足够高），质量mC = 3 kg，C的弧面与水平面相切。水平面左侧的光滑水平地面上停着一质量为M、长L = 0.25 m的小车，小车上表面与ab等高。用轻质细绳将A、B连接在一起，A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（与A、B不拴接）。现将细绳剪断，与弹簧分开之后A向左滑上小车，B获得速度v = 2 m/s，，向右滑动冲上弧形滑块C。物块A与小车之间的动摩擦因数μ = 0.1，小车质量M满足1 kg ≤ M ≤ 6 kg，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）细绳剪断之前弹簧的弹性势能； （2）物块B再次回到C底端时，B对C做了多少功； （3）物块A在小车上滑动过程中产生的热量（计算结果可含有M）。 15. 如图所示，足够长“L”型平板B静置在地面上，上表面光滑，物块A处于平板B上的点，用长为0.8m的轻绳将质量为3kg的小球悬挂在点正上方的O点。轻绳处于水平拉直状态，小球可视为质点，将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生弹性碰撞。物块A沿平板滑动直至与B右侧挡板发生碰撞，假设小物块A与平板B的碰撞均为弹性碰撞，测得小物块A与平板B。发生第一次碰撞后到第二次碰撞前相隔的最大距离是9m，整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，已知A的质量为1kg，B的质量0.5kg，g取，求： （1）小球摆至最低点与小物块A发生弹性碰撞前轻绳的拉力； （2）小物块A第一次与平板B碰撞后到第二次碰撞的时间； （3）平板B在水平面上通过的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 无锡市第一中学2024-2025学年度第一学期阶段性质量检测试卷 高二物理2024.10 一、单选题（共40分） 1. 光是一种电磁波，太阳光具有能量，是可再生能源。光照射到太阳能电池板产生电能，长期在户外的人会用太阳能电池给充电宝充电，能解决户外手机随时充电的问题。使用太阳能电池的某充电宝铭牌标注“20000mA·h”和“3.7V”，则它的额定能量是（　　） A. 0.185W·h B. 74W·h C. 185W·h D. 74000W·h 【答案】B 【解析】 【详解】该充电宝的额定能量 故选B。 2. 如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8V，乙电路两端的电压为16V，调节滑动变阻器R1和R2使两灯都正常发光。设此时两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是（　　） A. B. C. D. 以上均有可能 【答案】C 【解析】 【详解】设通过灯泡的电流为I，图甲中干路电流为 图乙中干路电流为 根据 可得 故 故选C。 3. 如图所示的图像中，直线①为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线②为某一电阻R的图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路。由图像可知（　　） A. 此状态下R的阻值为 B. 电源电动势为，内阻为 C. 电源的输出功率为 D. 电源内部消耗功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像交点坐标，可得此状态下R的阻值为 故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律可得 根据图像可得，电源电动势纵截距3V，内阻为 故B错误； C．电源的输出功率为 故C错误； D．电源内部消耗功率为 故D正确。 故选D。 4. 如图所示的电路中，电源电动势为2V、内阻，电阻，电阻，电阻，滑动变阻器接入电路的阻值为，电容器的电容，电阻与电容器间的导线记为，单刀双掷开关S与触点1连接，下列说法正确的是（　　） A. 如果仅将的滑片向上滑动，消耗的功率减少 B. 如果仅将的滑片向上滑动，电源的输出功率减小 C. 如果仅将的滑片向下滑动，电容器两极板间的电势差增大 D. 若仅将开关S由触点1拨向触点2，流过导线某横截面的电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关S与触点1连接，电路中和串联，如果仅将滑片向上滑动，总电阻减小，总电流增大，根据可知，消耗的功率增大，故A错误； B．电源的输出功率 当时 电源的输出功率随外电阻的变化关系如图所示 原来和接入电路的总电阻大于电源内阻，如果仅将的滑片向上滑动，外电阻接近电源内阻，则电源的输出功率增加，故B错误； C．开关与触点1连接，电容器两端电压等于两端电压，如果仅将的滑片向下滑动，总电阻增大，总电流减小，两端电压减小，则电容器两极板间的电势差减小，故C错误； D．开关S与触点1连接，电路的电流 两端电压 两端电压 此时电容器所带的电荷量 左端为高电势，若仅将开关S由触点1拨向触点2，此时电容器所带的电荷量 此时左端为低电势，所以流过导线某横截面的电荷量为 代入数据解得 故D正确。 故选D。 5. 有关生活中的现象，下列说法不正确的是（　　） A. 火箭靠喷出气流反冲作用而获得巨大的速度 B. 体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力 C. 运输物品时，将充气袋包裹在物品外面，这样可以减小颠簸过程中物品受到的力 D. 为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，汽车前部的发动机舱越坚固越好 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据反冲运动的特点与应用可知，火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度，故A正确； B．体操运动员在落地的过程中，动量变化量一定，即运动员受到的冲量I一定，由 可知，体操运动员在着地时屈腿是为了延长落地时间t，减小运动员所受到的平均冲力F，故B正确； C．与B选项中的原理相似，运输物品时，将充气袋包裹在物品外面，这样可以延长颠簸过程中物品动量变化的时间，从而减小物品受到的力，故C正确； D．由上述分析可知，为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，需要延长碰撞的时间，位于汽车前部的发动机舱不能太坚固，故D错误。 题目要求选择不正确的，故选D。 6. 前几日台风“贝碧嘉”来袭，给高层建筑物带来了不小的挑战。已知三级风速约为，十四级风速约为，则十四级风速作用在建筑物上的风力大约是三级风速作用在建筑物上的风力的多少倍（　　） A. 11倍 B. 120倍 C. 180倍 D. 1900倍 【答案】B 【解析】 【详解】设空气密度为，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为0，建筑物的面积为S，那么t时间内吹到建筑物上的空气质量为m，则有 以t时间内吹到建筑物上的空气为研究对象，根据动量定理有 则有 故选B。 7. 斜面体A上表面光滑，倾角、质量M、底边长为L，静止放置在光滑水平面上，将一可视为质点、质量为m的滑块B从斜面的顶端无初速度释放，经过时间t刚好滑到斜面底端，重力加速度大小为g，则（ ） A. 斜面A对滑块B的支持力不做功 B. 滑块B下滑过程中，A、B组成的系统动量守恒 C. 滑块B下滑时间过程中，B的重力冲量为 D. 滑块B滑到斜面底端时，B向右滑动的水平距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．A、B组成的系统水平方向的合力为零，A、B组成的系统水平方向动量守恒，滑块B从斜面的顶端无初速度释放，滑块B将向右运动，斜面A将向左运动，斜面A对滑块B的支持力与滑块B速度的夹角大于，斜面A对滑块B的支持力做负功，故A错误； B．滑块B下滑过程中，A、B组成的系统合外力不为零，A、B组成的系统动量不守恒，故B错误； C．滑块B下滑时间过程中，B的重力冲量为 故C错误； D．A、B组成的系统水平方向动量守恒 则 即 根据几何关系有 可得B向右滑动的水平距离为 故D正确。 故选D。 8. 用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500kg，最后一节火箭壳体的质量为100kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时火箭壳体相对卫星以的速度沿轨道切线方向向后飞去。则（　　） A. 分离后卫星的速度为 B. 分离后卫星的速度为 C. 分离后火箭壳体的轨道半径会变大 D. 分离后卫星的轨道半径会变小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设卫星运动方向为正方向，设分离后卫星的速度为，火箭壳的速度为，则有 根据动量守恒可得 联立解得 ， 故A正确，B错误； CD．分离后火箭壳速度变小，做近心运动，轨道半径会变小；卫星速度变大，做离心运动，轨道半径会变大，故CD错误。 故选A。 9. 质量相等的A、B两球在光滑水平面上，沿同一直线，同一方向运动，A球的动量为，B球的动量为。当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】设两球质量均为m．碰撞前总动量 碰撞前总动能为 A．若，，则碰撞后总动量 碰撞后总动能为 满足动量守恒和总动能不增加原则，故A正确； B．若碰撞后，，可知碰撞后A的速度大于B的速度，不符合速度合理性，故B错误； C．若碰撞后，，则碰撞后总动量 不满足动量守恒，故C错误； D．若碰撞后，，则碰撞后总动量为 不满足动量守恒，故D错误。 故选A。 10. 为测量某未知原子核的质量，用带正电的α粒子（）以初动量p轰击静止的未知原子核，其过程可视为弹性正碰，如图甲。α粒子在全过程中的p-t图像如图乙所示，其中，为图线斜率最大时刻，已知α粒子的质量为m，下列说法正确的是（ ） A. 该未知粒子的质量约为α粒子质量的2倍 B. 时刻α粒子的动量为 C. 时刻两粒子相距最近 D. 全过程中系统最大电势能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．碰撞过程由动量守恒可知 由能量关系 解得 选项A错误； BC．时刻图线斜率最大，此时加速度最大，两粒子距离最近，两者共速，则由动量守恒 解得α粒子的动量为 选项BC错误； D．当两粒子相距最近时电势能最大，最大值为 选项D正确。 故选D。 二、实验题（共15分） 11. 某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到的实验器材如下： A．待测电池组； B．电压表（量程，内阻约）； C．电阻箱R（阻值范围）； D．开关、导线若干。 实验步骤如下： ①将电池组与其余实验器材按图甲所示电路连接； ②调节电阻箱阻值，闭合开关，待示数稳定后，记录电阻箱的阻值R和电压表的数值U后立即断开开关； ③改变电阻箱的阻值，重复实验，计算出相应的和，绘制出关系图线如图中的直线所示。请回答下列问题： （1）根据闭合电路欧姆定律，可以得到与的关系表达式为__________（用E、r和R表示）； （2）根据实验数据绘制的图线由图像得出电池组的电动势__________V、内电阻__________。（结果保留两位有效数字） （3）本实验系统误差产生的原因是__________（选填“电压表分压”“电压表分流”或“电阻箱分压”），内阻r测量值比真实值__________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1） （2） ①. 2.9 ②. 0.70 （3） ①. 电压表分流 ②. 偏小 【解析】 【小问1详解】 在闭合电路中，由闭合电路欧姆定律有 得 【小问2详解】 [1][2]结合图像有 得 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律有 函数中的电流为干路电流，本实验误差原因是电压表分流；将电压表与电源等效为一个新电源，流过电阻电流等于新电源的干路电流，所测电阻为电源内阻与电压表并联的等效电阻，可知电阻测量值偏小。 三、解答题（共45分） 12. 小明同学玩一个会发光的电动玩具汽车时，发现了一个现象：启动电源，电动机正常工作，车轮正常转动、当不小心卡住车轮时，车灯会变暗。玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势E=10V，r=2Ω，，车轮电动机的额定电压，灯泡电阻为R=6Ω，，线圈电阻则： （1）玩具汽车正常工作时，电动机的输出功率； （2）玩具汽车被卡住后，电源的效率。 【答案】（1）5W （2）30% 【解析】 【小问1详解】 玩具汽车正常工作时，电源内阻分的电压为 通过电源的电流 玩具汽车正常工作时，通过灯泡的电流 通过电动机的电流 电动机的输出功率 【小问2详解】 玩具汽车卡住后，电动机当做纯电阻，电动机和灯泡并联后的总电阻 电源的效率 13. 安全气囊是有效保护乘客的装置，如图甲所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气囊表面高度为H处做自由落体运动。与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律，可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量M = 30 kg，H = 3.2 m，重力加速度大小取g = 10 m/s2。求 （1）碰撞过程中F的冲量大小和方向 （2）碰撞结束后头锤上升的最大高度 【答案】（1）330 N∙s，方向竖直向上 （2）02 m 【解析】 【小问1详解】 F − t图像与坐标轴围成的面积表示冲量，由图像可知碰撞过程中F的冲量大小为 方向与F的方向相同，均为竖直向上。 【小问2详解】 设头锤落到气囊上时的速度大小为v0，由自由落体运动公式得 以竖直向上为正方向，头锤与气囊作用过程，由动量定理得 设上升的最大高度为h，由动能定理得 解得 14. 如图所示，光滑水平面ab上静止放置着质量分别mA = 2 kg、mB = 1 kg的物块A、B（均可视为质点），右侧放置一个不固定的光滑弧形滑块C（足够高），质量mC = 3 kg，C的弧面与水平面相切。水平面左侧的光滑水平地面上停着一质量为M、长L = 0.25 m的小车，小车上表面与ab等高。用轻质细绳将A、B连接在一起，A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（与A、B不拴接）。现将细绳剪断，与弹簧分开之后A向左滑上小车，B获得速度v = 2 m/s，，向右滑动冲上弧形滑块C。物块A与小车之间的动摩擦因数μ = 0.1，小车质量M满足1 kg ≤ M ≤ 6 kg，重力加速度g取10 m/s2。求： （1）细绳剪断之前弹簧的弹性势能； （2）物块B再次回到C底端时，B对C做了多少功； （3）物块A在小车上滑动过程中产生的热量（计算结果可含有M）。 【答案】（1）3 J （2） （3）当2 kg < M ≤ 6 kg时，Q1 = 0.5 J，当1 kg ≤ M ≤ 2 kg时， 【解析】 【小问1详解】 细绳剪断前后A与B组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律，有 解得 根据能量守恒可知，细绳剪断之前弹簧的弹性势能为 【小问2详解】 物块B冲上C，再滑回C的底端，B和C组成的系统动量守恒，机械能守恒，有 解得 根据动能定理可得，B对C做的功为 【小问3详解】 若A没有飞离小车，对A与小车，根据动量守恒定律，有 设A与小车的相对位移为x，有 解得 可知，当M增大，相对位移增大，当相对位移为L时，可得 所以，当2 kg < M ≤ 6 kg时，A飞离小车，相对位移为L，有 当1 kg ≤ M ≤ 2 kg时，A没有飞离小车，相对位移为x，有 15. 如图所示，足够长“L”型平板B静置在地面上，上表面光滑，物块A处于平板B上的点，用长为0.8m的轻绳将质量为3kg的小球悬挂在点正上方的O点。轻绳处于水平拉直状态，小球可视为质点，将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生弹性碰撞。物块A沿平板滑动直至与B右侧挡板发生碰撞，假设小物块A与平板B的碰撞均为弹性碰撞，测得小物块A与平板B。发生第一次碰撞后到第二次碰撞前相隔的最大距离是9m，整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，已知A的质量为1kg，B的质量0.5kg，g取，求： （1）小球摆至最低点与小物块A发生弹性碰撞前轻绳的拉力； （2）小物块A第一次与平板B碰撞后到第二次碰撞的时间； （3）平板B在水平面上通过的总路程。 【答案】（1）90N （2） （3） 【解析】 详解】（1）静止释放至最低点过程机械能守恒，有 得 在最低点由牛顿第二定律得 联立解得 90N （2）A与B发生弹性碰撞，有 解得 接着A与B发生弹性碰撞 解得 =8 设A与B碰后经过时间t1最大距离为Δx=9m，有 （vA1+vB1）t1-vA1t1=Δx 得 则B的加速度 2 B第一次碰后至停下的时间 则B在t2时间内前进的位移为 =1m A从最大位移处与平板B第二次相撞的时间 =5s 所以 （3）由题意可知，A、B最终停止运动，则对AB由能量守恒得 对B由牛顿第二定律得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$