内容正文:
兴义市第八中学2025-2026学年高二上学期10月物理检测试卷
一、单选题(本大题共7小题)
1.人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g,从离人约20cm的高度无初速度掉落,砸到头部后手机未反弹,头部受到手机的冲击时间约为0.02s,取重力加速度g=10m/s2;下列分析正确的是( )
A.手机接触头部之前的速度约为1m/s
B.手机对头部的冲量大小约为0.24
C.手机对头部的作用力大小约为10.8N
D.手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.24
2.将A、B两物块靠在一起放置于水平地面上,并在两物体上同时施加水平向右的作用力,如图所示。已知mA = 3 kg、mB = 4 kg,两物块互不粘连,水平地面与物块间的摩擦力可忽略,且两个作用力大小随时间关系分别满足FA = 10 − 2t(N)、FB = 4 + 2t(N),t = 0时刻物块从静止出发,则( )
A.2 s时物块A动量的大小为10 kg∙m/s
B.2 s时物块B的速度大小为3 m/s
C.0 ~ 5 s内作用力FB的冲量大小为45 N∙s
D.5 s时物块A的速度大小为10 m/s
3.如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏静电计相接。将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量Q、电容C两极间的电压U,电容器两极板间的场强E的变化情况是( )
A.Q变小,C不变,U不变,E变小
B.Q变小,C变小,U不变,E不变
C.Q不变,C变小,U变大,E不变
D.Q不变,C变小,U变大,E变小
4.如图所示,光滑平面上有一辆质量为4m的小车,车上左右两端分别站着甲、乙两人,他们的质量都是m,开始两个人和车一起以速度v0向右匀速运动.某一时刻,站在车右端的乙先以相对地面向右的速度v跳离小车,然后站在车左端的甲以相对于地面向左的速度v跳离小车.两人都离开小车后,小车的速度将是( )
A.1.5v0 B.v0 C.大于v0,小于1.5v0 D.大于1.5v0
5.一个质量为2 kg的物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.t=1 s时物体的加速度是2 m/s2
B.t=2 s时物体开始反向运动
C.t=3 s时物体的动量大小是5 kg·m/s
D.t=4 s时物体的速度大小是1 m/s
6.一根粗细均匀的细钢丝,原来的电阻为R,则( )
A.截去,剩下部分的电阻变为
B.均匀拉长为原来的2倍,电阻变为2R
C.对折后,电阻变为
D.均匀拉长使截面积为原来的,电阻变为16R
7.光滑水平面上放有一表面光滑、倾角为 的斜面体,斜面体质量为、底边长为,如图所示.将一质量为、可视为质点的滑块从斜面的顶端由静止释放,滑块经过时间刚好滑到斜面底端.此过程中斜面对滑块的支持力大小为,重力加速度为,则下列说法中正确的是( )
A.
B.滑块下滑过程中斜面体做匀速直线运动
C.此过程中斜面体向左滑动的距离为
D.滑块下滑的过程中、组成的系统动量守恒
二、多选题(本大题共3小题)
8.如图甲所示,物体置于足够长光滑斜面上并锁定,t=0时刻解除锁定,并对物体沿斜面施加如图乙所示变化的力F,以沿斜面向下为正方向,下列说法中正确的是
甲 乙
A.0~4t0,物体一直沿斜面向下运动
B.0~4t0,合外力的总冲量为0
C.t0时动量是2t0时的一半
D.2t0~3t0过程物体的位移小于3t0~4t0过程的位移
9.如图所示,在O点放置一正点电荷,a、b两点位于以O点为圆心的同一圆周上,O、b、c三点位于同一直线上。下列说法正确的是( )
A.a、b两点的电场强度相同
B.b点的电势低于c点的电势
C.一负点电荷从b点沿直线向O点运动过程中电势能逐渐减小
D.一负点电荷仅在电场力作用下从b点向O点运动过程中加速度逐渐减小
10.如图所示,有一个质量为的物体A和一个质量为M的物体B用轻弹簧连接,放在光滑的水平地面上。二者初始静止,弹簧原长为,劲度系数为k,弹性势能表达式(x为弹簧的形变量)。现用一质量为m的子弹沿水平方向以初速度打中物体A,并留在物体A中(子弹与物体A达到相对静止的时间极短),然后压缩弹簧至最短,之后弹簧恢复原长,最后被拉长至最长。则下列说法正确的是( )
A.整个过程中子弹、物体A、物体B三者组成的系统动量守恒、机械能守恒
B.弹簧被压缩至最短时物体B的速度大小为
C.整个过程中弹簧的最大弹性势能为
D.物体B的最大加速度大小为
三、实验题(本大题共2小题)
11.下图为验证动量守恒定律的实验装置,轨道固定,实验中选取两个半径相同、质量不等的小球()进行实验。
(1)若进行实验,以下所提供的测量工具中必需的是。
A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧秤 E.秒表
(2)轨道上先不放小球,让小球由图示A位置静止下滑,再将小球放在斜槽末端保持静止,让小球仍然从A位置静止下滑,两次实验两球落在下方斜面上的位置为M、P、N。则碰后的落点为(填M、N、P)
(3)若M、P、N到斜槽末端B点的距离分别为、、,只要满足关系式,就能说明两球碰撞前后系统动量守恒。
12.某实验室有如下器材:
A.表头G1(2mA,2Ω),
B.表头G2,(20mA,3Ω);
C.滑动变阻器R1(0~10Ω),
D.滑动变阻器R2(0~10kΩ)
E.电源一个,开关、导线若干
F.不同定值电阻若干,其中R=4Ω
G.两个相同的非线性元件
(1)需要一个量程为0~3V的电压表,可用G1串联一个 Ω的电阻改装而成;
(2)利用改装的电压表和电流表测电源的电动势和内阻,用图甲的电路图,滑动变阻器应选用 (填“R1”或“R2”),得到多组数据,绘出图乙中的U-I图像,则电源电动势为 V,内阻为 Ω(结果保留两位有效数字)。
(3)将两个相同的非线性元件接入电路图丙,图丁是该非线性元件的电压和电流关系,则该电源的效率是 %(结果保留一位小数)。
四、解答题(本大题共3小题)
13.水平绝缘细杆上有一带电小圆环B,小圆环B的质量为m、电荷量为,在小圆环B右上方固定电荷量为的小圆环A,两圆环都可看成点电荷,静电力常量为k,重力加速度大小为g,圆环B恰好处于静止状态,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小圆环A到细杆的距离为L,两圆环间的距离为2L,A、B与杆在同一竖直面内,求:
(1)两圆环间的库仑力大小F;
(2)圆环B与细杆间的动摩擦因数。
14.如图所示,在水平桌面上放置一质量为且足够长的木板,木板上再叠放一质量为的滑块(可视为质点),木板与桌面间的动摩擦因数为,滑块与木板间的动摩擦因数为,开始时滑块与木板均静止。现在木板上施加一水平拉力,它随时间的变化关系为为已知的比例系数,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为。
(1)求滑块刚开始在木板上滑动时,拉力作用的时间;
(2)求滑块刚开始在木板上滑动时,木板的速度大小。
15.如图所示是某大型户外水上游乐活动的模型图,固定在地面上的圆弧轨道表面光滑,质量、长度的平板浮于水面上,其左端紧靠着圆弧轨道,且其上表面与轨道末端相切,平板左侧放置质量的橡胶块.质量的人(用表示)从圆弧轨道上与平板高度差处由静止滑下,与碰撞后立即共速.整个运动过程中、均可视作质点.已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为,平板碰到水池墙壁时立即被锁定.已知水面平静,平板受到的水的阻力忽略不计,重力加速度.
(1) 求与碰撞后瞬间的共同速度的大小.
(2) 、与达到共同速度时(未与墙壁发生碰撞),此时、离右端的距离为多大?
(3) 在被墙壁锁定后,为了避免人碰撞到墙壁,且保证人不掉落水中,当、与墙壁距离为时,人将以速度推出,与墙壁碰后立即被锁定,试求的取值范围.
参考答案
1.【答案】D
【详解】手机质量为,下落高度约为,冲击时间约为
A.手机下落过程做自由落体运动,由运动学公式,可得手机接触头部之前的速度约为,A错误;
BCD.以竖直向上为正方向,手机与头部作用过程中手机动量变化约为,设手机对头部的冲量大小约为I,由动量定理得,解得,设头部对手机的作用力约为F,由冲力的定义得,解得,由牛顿第三定律可知手机对头部的作用力大小约为13.2N,BC错误,D正确。选D。
2.【答案】C
【详解】AB.对AB整体,开始时
解得
当AB分离时,则两者间弹力恰为零,则此时
解得
此时AB的速度
A的动量
选项AB错误;
C.0 ~ 5 s内作用力FB的冲量大小为
选项C正确;
D.2 ~ 5 s内作用力FA的冲量大小
由动量定理
解得5 s时物块A的速度大小为
选项D错误。选C。
3.【答案】C
【详解】电容器与电源断开,不能充电也不能放电,所以电量Q不变;
根据
增大电容器两极板间的距离时,电容C减小;
根据
解得
增大电容器两极板间的距离时,电压U增大;
根据
解得
增大电容器两极板间的距离时,E不变。
故选C。
4.【答案】A
【详解】
两人和车所组成的系统原动量为,向右。当甲、乙两人先后以对地相等的速度向两个方向跳离时,甲、乙两人的动量和为零,则有
解得
故A正确BCD错误。
故选A。
5.【答案】D
【详解】由图可知,t=1 s时F=2 N,由牛顿第二定律可得,物体的加速度为 m/s2=1 m/s2,故A错误;t=2 s时物体的加速度开始反向,物体的速度达到最大,即将开始做匀减速运动,运动方向不变,故B错误;在3 s内,由动量定理可得F1t1+F2t2=p-0,代入数据解得p=3 kg·m/s,故C错误;在4 s内,由动量定理可得F1t1+F2t3=mv-0,代入数据解得v=1 m/s,故D正确。
6.【答案】D
【详解】A.根据电阻定律,可知电阻与长度成正比,则截去,剩下部分的长度为原来的,则电阻变为,A错误;
B.均匀拉长为原来的2倍,则长度变2l,由于材料体积不变,则面积将减为,根据电阻定律,可知,电阻变为4R,B错误;
C.对折后,长度减为,面积增大为,根据电阻定律,可知,电阻变为R,C错误;
D.均匀拉长使截面积为原来的,则长度为原来的4倍,同理可得电阻变为16R,则D正确。选D。
7.【答案】C
【解析】当滑块相对于斜面加速下滑时,斜面体水平向左加速运动,所以滑块相对于水平面的加速度方向不再沿斜面方向,即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零,所以斜面对滑块的支持力大小 ,故错误;斜面体和滑块紧密接触,运动轨迹如图所示,滑块所受合力方向与运动轨迹一致,重力大小不变,则支持力大小不变.斜面体所受的滑块给的压力大小不变,故斜面体所受的合力大小不变,斜面体向左做匀加速直线运动,故错误;滑块的加速度有竖直向下的分量,系统在竖直方向上合外力不为零,则滑块下滑的过程中、组成的系统动量不守恒,系统在水平方向不受外力,水平方向动量守恒,设、的水平位移大小分别为、,取水平向左为正方向,由动量守恒定律得,两边同时乘时间,则有,又,解得,故正确,错误.
8.【答案】AD
【详解】沿斜面方向,物体受到重力沿斜面向下的分力mgsin θ和F,分阶段分析,由牛顿第二定律可知,在0~t0和2t0~3t0阶段,物体的加速度大小为3gsin θ,方向沿斜面向下,在t0~2t0和3t0~4t0阶段,物体的加速度大小为gsin θ,方向沿斜面向上,可以画出物体运动的v-t图像如图所示,由图像可知,物体先沿斜面向下加速后沿斜面向下减速,再沿斜面向下加速后沿斜面向下减速,物体一直沿斜面向下运动,A正确;全过程中,力F的冲量为零,重力和支持力的合力的冲量大小为4mgt0sin θ,则合外力的总冲量大小为4mgt0sin θ,B错误;由v-t图像可知t0时的动量为2t0时的1.5倍,C错误;由v-t图像与t轴围成的面积表示位移可知,2t0~3t0过程比3t0~4t0过程的位移小,D正确。
【名师延展】对于方向周期性变化、大小不变的力,可以画出物体运动的v-t图像来分析物体的运动,类似的方法在交变电场问题中经常使用。
9.【答案】BC
【详解】根据,可知,a点的电场强度大小等于b点的电场大小,但方向不同,A错误;根据沿着电场线方向电势逐渐降低,可知b点的电势低于c点的电势,B正确;从b点沿直线向O点电势逐渐升高,所以一负点电荷从b点沿直线向O点运动过程中电势能逐渐减小,C正确;根据,可知一负点电荷仅在电场力作用下从b点向O点运动过程中库仑力逐渐增大,加速度逐渐增大,D错误。
10.【答案】BD
【详解】A:水平地面光滑,子弹、物体A、物体B三者组成的系统所受合外力为零,因此动量守恒,子弹打入物体A过程中,由于摩擦生热,故机械能不守恒,A错误;
B:当三者共速时,弹簧被压缩至最短,设共同速度为,根据动量守恒定律有,解得,B正确;
C:当弹簧压缩至最短或伸长至最长时,弹性势能最大,此时三者共速,子弹打入物体A并留在A中时,设此时A的速度大小为,对子弹与物体A,根据动量守恒定律,解得,从子弹打入物体A后至AB共速,弹性势能增加量等于系统动能减少量,故最大弹性势能为,C错误;
D:当弹簧形变量最大时,弹力最大,物体B的加速度最大,根据牛顿第二定律得,联立二式得,D正确。
11.【答案】(1)AC,(2)M,(3)
【详解】(1)要验证动量守恒定律,需测量小球的质量和三个落点到B点的距离,提供的测量工具中必需的是直尺和天平。
(2)碰后的落点为M点。
(3)碰撞前,小球落在图中的P点,设其水平初速度为,小球、发生碰撞后,的落点在图中的M点,设其水平初速度为,的落点在图中的N点,设其水平初速度为。设斜面与水平间的倾角为,由平抛运动规律,竖直方向有,水平方向有,解得,同理可得,,只要满足,即,就可以说明两球碰撞前后动量是守恒的。
12.【答案】(1)1498;(2) R1 ,3.0,10;(3)90.7
【详解】(1)将G1改装成0~3V的电压表,根据串联分压得改装原理有,可得需要串联得电阻得阻值
(2)由于电源内阻较小,为了便于调节,因此滑动变阻器应选择阻值较小的采用限流式接法接入电路;表头G1改装成了适当量程的电压表,而根据题意可知,表头G2改装成了电流表,由实验电路图甲,根据闭合电路的欧姆定律可得,整理得,结合图像可知E=3.0V,,
(3)将两个相同的非线性元件并联接入电路,根据闭合电路欧姆定律有,可得,在非线性元件的伏安特性曲线图像中作出电源的U−I图线如图所示
交点的横、纵坐标即电路的工作点,此时,则电源的效率是η=×100%=90.7%。
13.【答案】(1) (2)或
【详解】(1)两圆环间的库仑力大小为。
(2)对小圆环B受力分析,受到指向A的库仑力F、重力、沿杆向左的摩擦力,如图,
由于竖直向上的分力与小圆环B的重力的大小关系未知,所以,杆对B的弹力方向无法确定。当弹力竖直向上时,设为,由几何关系可知,解得,根据平衡条件可知,,其中,联立解得;
当弹力竖直向下时,同理根据平衡条件可知,,其中,联立解得,所以,小圆环B与细杆间的动摩擦因数为或。
14.【答案】(1) (2)m)
【解析】(1)滑块刚开始在木板上滑动时,滑块与木板间的静摩擦力达到最大,根据牛顿第二定律,对滑块有①(1分)
对滑块和木板构成的系统有②(1分)
联立①②解得③(1分)
(2)木板刚开始滑动时有④(1分)
此后滑块随木板一起运动,直至两者发生相对滑动,在这个过程
中,拉力的冲量大小为图中阴影部分的面积大小。(2分)
则得⑤(1分)
对滑块和木板构成的系统,根据动量定理有
⑥(2分)
联立③④④⑥解得(1分)
【重点点拨】
变力冲量的计算
1.若力是方向不变、大小随时间均匀变化的力,该力的冲量可以利用平均力来计算,其公式为;
2.利用图像中的“面积”求变力的冲量,面积大小表示冲量的大小;
3.利用动量定理,求出在该力作用下物体动量改变量的大小和方向,从而得到变力的冲量。
15.【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)运动到圆弧轨道最低点的过程,根据动能定理有,
A、碰撞过程,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有,
联立解得.
(2)、与达到共同速度时,未与墙壁发生碰撞,对、、构成的系统,根据动量守恒定律有
,
根据能量守恒定律有
,
此时、离右端的距离,
联立解得.
(3)设当、与墙壁距离为时,、的共同速度为,对、,根据动能定理有,
解得,
设人将推出后瞬间,人的速度为,若人恰好到达墙壁处,对人由动能定理有,
解得,
可知,为避免人碰撞到墙壁,有,
设人将推出后瞬间,人的速度为,该速度方向向左,若人恰好到达的左端,对人,由动能定理有,
解得,
人推出过程中,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有,
解得,
则保证人不落水也不碰撞到墙壁的的取值范围为.
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