精品解析：江苏省苏州中学等校2025-2026学年高二上学期11月期中联考物理试题

江苏省苏州中学2025-2026学年度第一学期期中考试 高二物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。所有答案均写在答题纸上。 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列关于磁场说法中错误的是（　　） A. 磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的 B. 永磁体的磁场是由原子内部电子的运动产生的 C. 所有的磁场都是由电荷的运动产生的 D. 电荷的定向运动能产生磁场 2. 质量能量密度（）是指电池单位质量所能储存的能量，是电动车续航能力的直接决定因素。某单体为，质量为的磷酸铁锂电芯参数是：容量、电压，则该电芯充满后（　　） A. 可贮存的电荷量为 B. 以的电流放电，可以工作 C. 以的电流放电，可以工作 D. 储存的电能为 3. 如图甲所示，把两个质量相等的小车A和B静止地放在光滑的水平地面上．它们之间装有被压缩的轻质弹簧，用不可伸长的轻细线把它们系在一起。如图乙所示，让B紧靠墙壁，其他条件与图甲相同。如图丙所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面相切，一个质量为m（m<M）的小球从弧形槽h高处由静止开始下滑，不计一切阻力，下列说法正确的是（　　） A. 图甲从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒 B. 图乙从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，A和B组成的系统动量守恒，机械能守恒 C. 图乙从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，墙壁对图乙所示系统的冲量为零 D. 图丙从小球下滑到弹簧压缩量最大的过程中，小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒 4. 如图所示是电饭锅的电路图，是定值电阻，是加热用的电热丝。电饭锅工作时有两种状态，当自动开关S闭合时为锅内的水烧干以前的加热状态；当自动开关S断开时为水烧开后的保温状态。若要使在保温状态下的功率是加热状态的四分之一，不考虑电阻随温度的变化，则在保温状态下的电压与加热状态下的电压之比，、的电阻值之比，分别为（　　） A. B. C. D. 5. 某电路如图所示，其中、、，最大值为3Ω，电源内阻，在从0开始逐渐增大过程中，以下说法正确的是（　　） A. 电路的总电阻先增大后减小 B 电源效率一直减小 C. 电压表示数与电流表示数比值 D. 电压表示数变化大小与电流表示数变化大小比值 6. 已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为，其中I为电流强度，r为该位置到长直导线的距离，k为常数。如图所示，现有两根通电的长直导线分别固定在正方体的两条边dh和hg上且彼此绝缘，电流方向分别由d流向h、由h流向g，hg中电流是dh中电流强度的两倍。已知c点磁感应强度大小为B，则f点的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 7. 一质量为的滑块放在水平地面上，在水平拉力作用下，由静止开始做直线运动，若力随时间变化的规律如图所示，滑块与地面间的动摩擦因数为，取，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则（　　） A. 内，拉力的冲量大小为 B. 内，滑块受到的合外力冲量大小为 C. 末，滑块的速率为 D. 内，滑块受到的力做的总功为 8. 如图甲所示，电源电压一定，不计电源内电阻，闭合开关后，当滑片从一端移动到另一端时，两端电压U的倒数与的阻值变化的图像如图乙所示。则根据图像数据可知电源电压为（　　） A. 2V B. 4V C. 1V D. 0.25V 9. 如图所示，质量为2m的滑块带有半圆弧槽N，且圆弧槽的半径为r，所有接触面的摩擦力均可忽略。在下列两种情况下均将质量为m且可视为质点的小球M由右侧的最高点无初速释放，第一种情况滑块固定不动；第二种情况滑块可自由滑动。下列说法正确的是（　　） A. 只有第一种情况，小球可运动到左侧最高点 B. 两种情况下，小球滑到圆弧槽最低点时速度之比为 C. 第二种情况，小球滑到圆弧槽最低点时，圆弧槽的速度为 D. 第二种情况，圆弧槽距离出发点的最远距离为 10. 如图所示，水平面上固定着两根足够长的平行光滑导槽，质量为m的光滑U形管静止在导槽上，U形管能在两导槽之间自由滑动，一质量为m的小球沿水平方向，以初速度v0从U形管的一端射入。已知小球的半径略小于管道半径，下列说法正确的是（　　） A. 该过程中，小球与U形管组成的系统动量守恒 B. 小球运动到U形管圆弧部分的最左端时，小球的速度大小为 C. 当小球从U形管的另一端射出时，速度大小为 D. 从小球入射至运动到U形管圆弧部分最左端过程中，导槽对U形管的冲量大小为 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学用如图甲所示装置探究碰撞过程中的守恒量，其中AB是斜槽，BC是水平槽。斜槽和水平槽光滑连接。已知入射小球1的质量为，被碰小球2的质量为。 （1）关于实验要点，下列说法正确的是（ ） A.两球半径可以不同 B.斜槽必须光滑 C.斜槽末端必须水平 （2）实验中的重要步骤如下： ①利用重锤线，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O。 ②不放被碰小球2，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，并落在垫有复写纸的白纸上留下点迹，重复本操作多次； ③把被碰小球2放在斜槽前端边缘位置，让入射小球1仍从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，使入射球与被碰球2碰撞，落在垫有复写纸的白纸上并留下各自的点迹，重复本操作多次； ④用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置，从左至右依次标为M、P、N； ⑤用刻度尺分别测量M、P、N离O点的距离分别为、、。 （3）实验结果：若表达式________成立（用题干中所给的符号、、、、表示），两球碰撞过程动量守恒。若两球发生的是弹性碰撞，则、、一定满足的关系式是________。 （4）若某次测量中水平纸面上有三个落点的平均位置，计算得出：、碰前、碰后的动量分别为，，，则两球质量关系可能为（ ） A.　　B.　　C. （5）如图甲所示，若实验小组在记录投影点O后，由于失误将白纸水平向右移动了一小段距离，再进行上述②③④步骤，则计算得到的两球碰撞前系统的总动量________（选填“大于”、“等于”或“小于”）计算得到的碰撞后的总动量。 12. 如图所示，竖直悬挂的轻弹簧下端系着A、B两物体，mA=0.1kg，mB=0.5kg，弹簧的劲度系数为k=40N/m，剪断A、B间的细绳后，A做简谐运动，不计空气等阻力，弹簧始终没有超过弹性限度，g取10m/s2，求： （1）剪断细绳瞬间的回复力大小。 （2）振幅是多少？ 13. 如图所示，某航拍小型无人机有四个相同的风扇，每个风扇的半径均为R，当它在无风的天气悬停时，每个风扇都呈水平状态，风扇吹出的空气速度大小都等于v，吹出的空气流动方向相同。已知空气的平均密度为，则无人机悬停时，不考虑其他位置空气流动的影响，求： （1）无人机的总重力； （2）每个风扇对空气做功的功率。 14. 如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=3Ω，R为电阻箱，M为线圈电阻额定输出功率为5W的直流电动机，定值电阻R0=0.5Ω。当单刀双掷开关接１时，调节电阻箱阻值，使电源输出功率最大；当单刀双掷开关接２时，调节电阻箱阻值，使电动机正常工作，此时电源输出功率恰好最大。 （1）当单刀双掷开关接１，电阻箱阻值R为多大时，电源输出功率最大？电源最大输出功率多少？ （2）当单刀双掷开关接2，电阻箱阻值R'为多大时，电源输出功率最大？此时电阻箱消耗的功率是多少？ 15. 如图所示，一质量的小车由水平部分AB和光滑圆轨道BC组成，圆弧BC的半径且与水平部分相切于B点，小物块Q与AB段之间的动摩擦因数，小车静止时左端与固定的光滑曲面轨道MN相切，一质量为的小物块P从距离轨道MN底端高为处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量为的小物块Q（两物块均可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车AB段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度。 （1）求物块Q在小车上运动1s时相对于小车运动的距离（此时Q未到B点且速度大于小车的速度）； （2）若AB的长，求物块Q在运动过程中所能上升的最大高度； （3）要使物块Q既可以到达B点又不会与小车上表面分离，求小车左侧水平部分AB的长度L的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省苏州中学2025-2026学年度第一学期期中考试 高二物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。所有答案均写在答题纸上。 第Ⅰ卷（选择题，共40分） 一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列关于磁场的说法中错误的是（　　） A. 磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的 B. 永磁体的磁场是由原子内部电子的运动产生的 C. 所有的磁场都是由电荷的运动产生的 D. 电荷的定向运动能产生磁场 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁铁的磁场和电流的磁场均由电荷运动产生（如分子电流假说），故A正确； B．永磁体的磁场由原子内部电子的运动（分子电流）产生，故B正确； C．根据麦克斯韦理论，变化的电场也能产生磁场，并非所有磁场均由电荷运动产生，故C错误； D．电荷定向移动时形成电流，电流周围存在磁场，所以电荷定向移动时会产生磁场，故D正确。 本题选错误的说法，故选C。 2. 质量能量密度（）是指电池单位质量所能储存的能量，是电动车续航能力的直接决定因素。某单体为，质量为的磷酸铁锂电芯参数是：容量、电压，则该电芯充满后（　　） A. 可贮存的电荷量为 B. 以的电流放电，可以工作 C. 以的电流放电，可以工作 D. 储存的电能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．可贮存的电荷量为 A错误； B．以I1=的电流放电，可以工作 B错误； C．以I2=的电流放电，可以工作 C错误； D．储存的电能为 D正确。 故选D。 3. 如图甲所示，把两个质量相等的小车A和B静止地放在光滑的水平地面上．它们之间装有被压缩的轻质弹簧，用不可伸长的轻细线把它们系在一起。如图乙所示，让B紧靠墙壁，其他条件与图甲相同。如图丙所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面相切，一个质量为m（m<M）的小球从弧形槽h高处由静止开始下滑，不计一切阻力，下列说法正确的是（　　） A. 图甲从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒 B. 图乙从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，A和B组成的系统动量守恒，机械能守恒 C. 图乙从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，墙壁对图乙所示系统的冲量为零 D. 图丙从小球下滑到弹簧压缩量最大的过程中，小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒 【答案】A 【解析】 【详解】A．从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，图甲所示系统所受外力之和为0，则系统动量守恒，且运动过程中只有系统内的弹力做功，所以系统机械能守恒，故A正确； B．从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，图乙所示系统中由于墙壁对B有力的作用，则系统所受外力之和不为0，则系统动量不守恒，运动过程中只有系统内的弹力做功，所以系统机械能与守恒，故B错误； C．从烧断细线到弹簧恢复原长的过程中，图乙所示系统中由于墙壁对B有力的作用，由公式可知，墙壁对图乙所示系统的冲量不为零，故C错误； D．图丙从小球下滑到弹簧压缩量最大的过程中，只有系统内的弹力做功，所以小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能与守恒，由于墙壁对弹簧有力的作用，水平方向动量不守恒，故D错误。 故选A。 4. 如图所示是电饭锅的电路图，是定值电阻，是加热用的电热丝。电饭锅工作时有两种状态，当自动开关S闭合时为锅内的水烧干以前的加热状态；当自动开关S断开时为水烧开后的保温状态。若要使在保温状态下的功率是加热状态的四分之一，不考虑电阻随温度的变化，则在保温状态下的电压与加热状态下的电压之比，、的电阻值之比，分别为（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】在加热状态下 在保温状态下 解得 根据串联电路的分压原理，可知S断开后，两个电阻的电压相等，则 加热状态的电压 可得 故选BD。 5. 某电路如图所示，其中、、，最大值为3Ω，电源内阻，在从0开始逐渐增大的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 电路的总电阻先增大后减小 B. 电源效率一直减小 C. 电压表示数与电流表示数比值 D. 电压表示数变化大小与电流表示数变化大小比值 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电路简化如图所示 在从0开始逐渐增大的过程中，电路的外电阻一直增大，则总电阻一直增大；电源效率为 可知电源效率一直增大，故AB错误； C．根据电路分析可知，电流表示数为 电压表示数为 则有，故C正确； D．电源的内阻可表示为 其中 由于阻值增大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，减小，增大，则通过的电流增大，通过的电流减小，则两端电压减小，两端电压增大，所以增大，故电流表示数变化大小应大于总电流变化大小，则有，故D错误。 故选C。 6. 已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为，其中I为电流强度，r为该位置到长直导线的距离，k为常数。如图所示，现有两根通电的长直导线分别固定在正方体的两条边dh和hg上且彼此绝缘，电流方向分别由d流向h、由h流向g，hg中电流是dh中电流强度的两倍。已知c点磁感应强度大小为B，则f点的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设正方体边长为l，由题可知，c点合磁感应强度大小为 得 则f点的合磁感应强度大小为 故选B。 7. 一质量为的滑块放在水平地面上，在水平拉力作用下，由静止开始做直线运动，若力随时间变化的规律如图所示，滑块与地面间的动摩擦因数为，取，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则（　　） A. 内，拉力的冲量大小为 B. 内，滑块受到的合外力冲量大小为 C. 末，滑块的速率为 D. 内，滑块受到的力做的总功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据“图象中图线与轴所围成的面积表示冲量”得内，拉力的冲量大小为 Im= A错误； B．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即 当时 在内，滑块处于静止状态，合外力冲量为零，滑块在才开始运动，故内，滑块受到的合外力冲量大小 B错误； C．根据动量定理有 解得滑块在末时的速率，C错误； D．根据动能定理知，内，滑块受到的力做的总功为 W= D正确。 故选D。 8. 如图甲所示，电源电压一定，不计电源内电阻，闭合开关后，当滑片从一端移动到另一端时，两端电压U的倒数与的阻值变化的图像如图乙所示。则根据图像数据可知电源电压为（　　） A. 2V B. 4V C. 1V D. 0.25V 【答案】B 【解析】 【详解】当接入电路的阻值为0时，由图甲可知，此时电路是只有的简单电路，电压表V2测两端的电压，此时两端的电压等于电源电压。由图乙可知，此时两端电压的倒数为，则电源电压为 故选B。 9. 如图所示，质量为2m的滑块带有半圆弧槽N，且圆弧槽的半径为r，所有接触面的摩擦力均可忽略。在下列两种情况下均将质量为m且可视为质点的小球M由右侧的最高点无初速释放，第一种情况滑块固定不动；第二种情况滑块可自由滑动。下列说法正确的是（　　） A. 只有第一种情况，小球可运动到左侧最高点 B. 两种情况下，小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为 C. 第二种情况，小球滑到圆弧槽最低点时，圆弧槽的速度为 D. 第二种情况，圆弧槽距离出发点的最远距离为 【答案】C 【解析】 详解】A．当圆弧槽固定时，由机械能守恒定律 可得 小球M能运动到圆弧槽左侧的最高点；当圆弧槽自由滑动时，对于M、N组成的系统，水平方向动量守恒，小球M从圆弧槽的右端最高点由静止释放时，系统水平方向动量为零，设小球M到达左侧最高点的速度，则小球M运动到圆弧槽左侧的最高点时，有 又由机械能守恒定律可知，小球M同样可以运动到圆槽左侧最高点，故A错误； BC．当圆弧槽固定时，小球M到最低点时的速度为，则由机械能守恒定律得 解得 当圆弧槽自由滑动时，设小球M到达最低点时的速率为，此时圆弧槽的速率为，根据水平方向动量守恒可得 根据机械能守恒定律得 联立解得， 两种情况下，小球滑到圆弧槽最低点时的速度之比为，故 B错误，C正确； D．小球M和圆弧槽组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球运动到左侧最高点时，圆弧槽向右运动的位移最大，设圆弧槽向右的最大位移为x，根据水平方向动量守恒定律得 解得，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，水平面上固定着两根足够长的平行光滑导槽，质量为m的光滑U形管静止在导槽上，U形管能在两导槽之间自由滑动，一质量为m的小球沿水平方向，以初速度v0从U形管的一端射入。已知小球的半径略小于管道半径，下列说法正确的是（　　） A. 该过程中，小球与U形管组成系统动量守恒 B. 小球运动到U形管圆弧部分的最左端时，小球的速度大小为 C. 当小球从U形管的另一端射出时，速度大小为 D. 从小球入射至运动到U形管圆弧部分最左端过程中，导槽对U形管的冲量大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．该过程中，小球与U形管组成的系统沿两导槽方向动量守恒，但垂直导槽方向动量不守恒，故A错误； B．小球运动到U形管圆弧部分的最左端过程，沿着轨道方向，系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得 解得 设小球的合速度为v3，根据机械能守恒定律得 解得，故B错误； C．小球进出U形管的过程，小球与U形管系统机械能守恒，系统沿着轨道方向动量守恒，设小球和U形管的末速度为v1、v2，有， 解得， 此过程类比成完全弹性碰撞，质量相等交换速度，即小球从U形管的另一端射出时速度大小为0，故C错误； D．在小球运动到U形管圆弧部分的最左端时，垂直轨道的分速度为 运动到U形管圆弧部分的最左端的过程中，在垂直轨道方向，以垂直向下为正方向，对小球，根据动量定理有 U形管与平行导槽间的作用力是作用力与反作用力，它们大小相等、方向相反、作用时间相等，导槽对U形管的冲量大小为，故D正确。 故选D。 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学用如图甲所示装置探究碰撞过程中的守恒量，其中AB是斜槽，BC是水平槽。斜槽和水平槽光滑连接。已知入射小球1的质量为，被碰小球2的质量为。 （1）关于实验要点，下列说法正确的是（ ） A.两球半径可以不同 B.斜槽必须光滑 C.斜槽末端必须水平 （2）实验中的重要步骤如下： ①利用重锤线，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O。 ②不放被碰小球2，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，并落在垫有复写纸的白纸上留下点迹，重复本操作多次； ③把被碰小球2放在斜槽前端边缘位置，让入射小球1仍从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，使入射球与被碰球2碰撞，落在垫有复写纸的白纸上并留下各自的点迹，重复本操作多次； ④用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置，从左至右依次标为M、P、N； ⑤用刻度尺分别测量M、P、N离O点的距离分别为、、。 （3）实验结果：若表达式________成立（用题干中所给的符号、、、、表示），两球碰撞过程动量守恒。若两球发生的是弹性碰撞，则、、一定满足的关系式是________。 （4）若某次测量中水平纸面上有三个落点的平均位置，计算得出：、碰前、碰后的动量分别为，，，则两球质量关系可能为（ ） A.　　B.　　C. （5）如图甲所示，若实验小组在记录投影点O后，由于失误将白纸水平向右移动了一小段距离，再进行上述②③④步骤，则计算得到的两球碰撞前系统的总动量________（选填“大于”、“等于”或“小于”）计算得到的碰撞后的总动量。 【答案】 ①. C ②. ③. ④. B ⑤. 大于 【解析】 【详解】[1] A．两球需要发生对心碰撞，要求半径相同，故A错误； B．每次进行实验只需要到斜面末端速度相同，不需要斜槽光滑，故B错误； C．两球离开斜槽后做平抛运动，斜槽末端必须水平，故C正确。 故选C。 [2]设碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，的速度为，如果碰撞过程系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得 小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t，得 即 [3]当两球发生弹性碰撞时，根据能量守恒有 得到 联立动量守恒的表达式可得 [4]碰撞过程中系统的总动能不增加，有 解得 碰撞后的速度小于的速度，有 解得 故选B。 [5]设白纸水平向右移动的一小段距离，结合上述可知，移动前应有 解得 将白纸水平向右移动了一小段距离后，计算得到的两球碰撞前系统的总动量为 计算得到的两球碰撞后系统的总动量为 可知 即计算得到的两球碰撞前系统的总动量大于碰撞后的总动量。 12. 如图所示，竖直悬挂的轻弹簧下端系着A、B两物体，mA=0.1kg，mB=0.5kg，弹簧的劲度系数为k=40N/m，剪断A、B间的细绳后，A做简谐运动，不计空气等阻力，弹簧始终没有超过弹性限度，g取10m/s2，求： （1）剪断细绳瞬间的回复力大小。 （2）振幅是多少？ 【答案】（1）5N；（2）0.125m 【解析】 【详解】（1）剪断绳子的瞬间，A做简谐振动的回复力为 （2）由题意，可得剪断绳子瞬间弹簧的形变量为 A处于平衡位置时，弹簧的形变量为 根据简谐振动的特点，则A做简谐振动的振幅为 13. 如图所示，某航拍小型无人机有四个相同的风扇，每个风扇的半径均为R，当它在无风的天气悬停时，每个风扇都呈水平状态，风扇吹出的空气速度大小都等于v，吹出的空气流动方向相同。已知空气的平均密度为，则无人机悬停时，不考虑其他位置空气流动的影响，求： （1）无人机的总重力； （2）每个风扇对空气做功的功率。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 单位时间内被每个风扇推动的空气质量为 根据动量定理可得 解得每个风扇对空气的作用力为 根据牛顿第三定律可知，空气对每个风扇的作用力大小为 根据平衡条件可得无人机的总重力为 【小问2详解】 每个风扇对空气做功的功率为 14. 如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=3Ω，R为电阻箱，M为线圈电阻额定输出功率为5W直流电动机，定值电阻R0=0.5Ω。当单刀双掷开关接１时，调节电阻箱阻值，使电源输出功率最大；当单刀双掷开关接２时，调节电阻箱阻值，使电动机正常工作，此时电源输出功率恰好最大。 （1）当单刀双掷开关接１，电阻箱阻值R为多大时，电源输出功率最大？电源最大输出功率是多少？ （2）当单刀双掷开关接2，电阻箱阻值R'为多大时，电源输出功率最大？此时电阻箱消耗的功率是多少？ 【答案】（1）2.5Ω时，12W；（2）0.75Ω时，3W 【解析】 【详解】（1）当单刀双掷开关接1，电源输出功率为 根据数学知识可知，当 即 R+R₀=r R=r-R₀=3Ω-0.5Ω=2.5Ω 时，电源输出功率最大，且电源最大输出功率是 （2）当单刀双掷开关接2，电源的输出功率为 P=UI=（E-Ir）I=-I²r+EI 当 时，电源的输出功率P最大。电动机的输出功率为 P0=5W 发热功率为 所以电动机的输入功率为 电动机两端的电压为 电阻箱两端的电压为 所以电阻箱阻值 此时电阻箱消耗的功率是 15. 如图所示，一质量的小车由水平部分AB和光滑圆轨道BC组成，圆弧BC的半径且与水平部分相切于B点，小物块Q与AB段之间的动摩擦因数，小车静止时左端与固定的光滑曲面轨道MN相切，一质量为的小物块P从距离轨道MN底端高为处由静止滑下，并与静止在小车左端的质量为的小物块Q（两物块均可视为质点）发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知除了小车AB段粗糙外，其余所有接触面均光滑，重力加速度。 （1）求物块Q在小车上运动1s时相对于小车运动的距离（此时Q未到B点且速度大于小车的速度）； （2）若AB的长，求物块Q在运动过程中所能上升的最大高度； （3）要使物块Q既可以到达B点又不会与小车上表面分离，求小车左侧水平部分AB的长度L的取值范围。 【答案】（1） （2）0.24m （3） 【解析】 【小问1详解】 物块沿滑下，设末速度为，由机械能守恒定律得 解得 物块碰撞，取向右为正方向，设碰后瞬间速度分别为，由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得 故碰撞后瞬间物块的速度为，方向水平向右，物块与小车相对运动，由牛顿第二定律求得两者的加速度分别为 可得1s后物块的末速度仍大于木板，前1s内两物体一直在做匀变速运动，物块的位移 小车的位移 解得 【小问2详解】 根据动量守恒定律有 可得共同速度为 当滑块与木板共速时，上升高度最高，由动能定理得 解得 【小问3详解】 物块刚好到达点时就与木板共速时段最长，由能量守恒定律得 解得 滑块不和小车上表面分离分为两种情况： 1．物块刚好回到点与木板共速，根据动量守恒定律可得共同速度仍为 由能量守恒定律得 解得 2．物块Q刚好到C点时与木板共速 由能量守恒定律得 解得 因为 所以不会从圆弧轨道上滑出，则段的长度范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $