内容正文:
2027届高二年级第一学期第一次阶段考试——物理
一、单选题(本题包括10小题,每小题4分,共40分。每个小题只有一个选项符合题意)
1. 选项所示的用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A. 电烤箱 B. 电子钟 C. 榨汁机 D. 洗衣机
2. 小明的袖珍手电筒里有一节电动势为1.5V的干电池,取出手电筒中的小灯泡,看到上面标有“1.3V、0.20A”的字样,小明认为产品设计人员的意图是使小灯泡在该干电池的供电下正常发光,由此可算出该干电池的内阻为( )
A. 7.5Ω B. 6.5Ω C. 1.5Ω D. 1.0Ω
3. 扫地机器人是智能家用电器的一种,能凭借一定的人工智能,自动在房间内完成地板清理工作。如图所示为某品牌扫地机器人,已知其额定工作电压为,额定功率为,电池容量为,下列说法正确的是( )
A. “”是能量的单位
B. 扫地机器人的电机总电阻为
C. 扫地机器人正常工作时电流为
D. 扫地机器人充满电后一次正常工作时间为36min
4. 如图所示,不可伸长的轻绳一端悬挂在天花板上的点,另一端系者质量为的小球,给小球一定的速度,使之在水平面内做周期为的匀速圆周运动。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球运动半周的过程中,动量不变
B. 小球运动半周的过程中,合力的冲量大小为
C. 小球运动一周的过程中,重力的冲量为零
D. 小球运动一周的过程中,拉力的冲量为零
5. 在离地面同一高度有质量相同的四个小球a、b、c、d,a球以速度竖直上抛,b球以速度竖直下抛,c球以水平抛出,d球做自由落体运动,不计空气阻力,从抛出到落地,四球动量的变化量最大的是( )
A. a球 B. b球 C. c球 D. d球
6. 某小区进、出口张贴的公益广告如图所示,以此来提醒业主切不可高空抛物。鸡蛋从高空落下,与地面的作用时间近似等于鸡蛋的尺寸除以鸡蛋落地时的速度,结合生活常识可知,一个鸡蛋从18楼自由落到地面上时与地面间的作用力约为( )
A. B. C. D.
7. 水平面上有质量相等的两个物体,水平推力分别作用在上,一段时间后撤去推力,两物体继续运动一段距离后停下,两物体的图像如图所示,图中,则整个过程中( )
A. 物体受到的摩擦力大于物体受到的摩擦力
B. 水平推力的冲量大于水平推力的冲量
C. 摩擦力对物体的冲量大于摩擦力对物体的冲量
D. 合外力对物体的冲量等于合外力对物体的冲量
8. 水刀切割具有精度高、无热变形、无毛刺、无须二次加工以及节约材料等特点,因此得到广泛应用。若横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要切割的钢板上,碰到钢板后水的速度减为零,已知水的密度为ρ,则钢板受到水的冲力大小为( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,两条船A、B的质量均为3m,静止于湖面上。质量为m的人一开始静止在A船中,人以对地的水平速度v从A船跳到B船,再从B船跳到A船……,经多次跳跃后,人停在B船上,不计水的阻力,则A船和B船(包括人)的速度大小之比为( )
A. 1:1 B. 2:3 C. 4:3 D. 3:4
10. 图示为一种自动测定油箱内油面高度的装置,装置中金属杠杆的一端接浮标(浮标与杠杆绝缘),另一端的触点P接滑动变阻器R,油量表由电压表改装而成。当汽车加油时,油箱内油面上升过程中,下列说法正确的是( )
A. 电路中电流增大 B. 两端电压增大
C. 整个电路消耗的功率减小 D. 电源输出功率一定增大
二、实验题(第一问3分,其余每空2分,共15分,请将答案写再答题卡相应位置)
11. 在测量电源电动势E和内阻r(E约,r约)的实验中,所用器材有:待测电源、量程为的电压表,量程为的电流表,滑动变阻器,开关S,导线若干。
请完成下列问题:
(1)若某实验小组按要求完成了如图甲所示的实验原理图设计,请你帮该实验小组完成图乙的实物连线( )。
(2)若该实验小组多次改变滑动变阻器的电阻,读出多组电流表的读数I和电压表的读数U,在坐标纸上画出如图丙所示的图像。则由图可知,该电源电动势______V,内阻_______。(保留3位有效数字)
(3)实验中,由于__________的原因导致本实验产生了一定的系统误差。
图丁是根据测量值和对误差进行修正后的数值,分别作出的图像,试判断图线_________(填“①”或“②”)是根据测量值画出的图像,根据图丁可知本次实验的测量值与真实值比较有______,_______(填“<”“=”或“>”)。
三、解答题(本题包含4小题,共45分,请写出必要的文字说明、方程式和结果。只写最终答案不得分,有效数值计算的题必须明确写出数值和单位)
12. 如图所示,悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m,运动速度的大小为v,方向竖直向下。经过时间t,小球的速度大小为v,方向变为向上。忽略空气阻力,重力加速度为g,求该运动过程中:
(1)小球所受合外力所做的功
(2)小球动量变化量的大小
(3)小球所受弹簧弹力冲量的大小
13. 如图所示的电路中,电源电动势为E=10V,内阻r=2Ω,电阻R1=2Ω,R2=6Ω,电容C=3×10-5F,求:
(1)闭合开关S,电路稳定后流过电阻R1的电流大小及电容器的电压。
(2)某时刻将开关S断开,此后至电路再次稳定流过R1的电荷量。
14. 如图甲所示,在汽车安全气囊的性能测试中,质量的头锤(视为质点)从距气囊表面高度处由静止下落,与正下方的气囊发生碰撞,以头锤到达气囊表面为计时起点,气囊对头锤竖直方向的作用力随时间变化的规律如图乙所示。碰撞结束后头锤上升的最大高度,取重力加速度大小,不计空气阻力。求:
(1)头锤到达气囊表面时的速度大小;
(2)碰撞过程中的冲量大小;
(3)气囊对头锤竖直方向的作用力的最大值。
15. 如图,某款液压减震器竖直放置并固定在水平面上,密封良好的储油筒内装满阻尼油,质量M=1kg的受压板通过细杆与带细孔的活塞固定相连,受压板下表面和储油筒上表面通过劲度系数k=100N/m的轻弹簧相连,当受压板上下运动时会带动活塞在阻尼油中上下运动,阻尼油被迫通过细孔的过程中,会对活塞产生阻力。初始时,受压板静止,现有质量也为1kg的物块从受压板上方H=0.2m处自由释放,与受压板在极短时间内碰撞后以共同速度下降,已知下降过程中弹簧保持在弹性限度内,储油筒壁与活塞间摩擦阻力、细杆与储油箱上端间摩擦阻力、空气阻力均不计,细杆和活塞的质量、体积均忽略,重力加速度g大小取10m/s2
(1)求物块与受压板碰撞后瞬间共同速度v的大小;
(2)碰撞后受压板下降h=0.1m时,速度减为零,求阻尼油对受压板做的功W油;
(3)记录到第(2)问过程中,受压板下降的时间为0.5s,若阻尼油对活塞的阻力与活塞速度成正比,比例系数为c(单位:N·s/m),求该过程弹簧对受压板冲量I的大小(用c表示)。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
2027届高二年级第一学期第一次阶段考试——物理
一、单选题(本题包括10小题,每小题4分,共40分。每个小题只有一个选项符合题意)
1. 选项所示的用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A. 电烤箱 B. 电子钟 C. 榨汁机 D. 洗衣机
【答案】A
【解析】
【详解】A.电烤箱是利用电流的热效应工作的,故A正确;
B.电子钟工作时,主要把电能转化为动能和其他形式的能,不是利用电流热效应工作的,故B错误;
C.榨汁机工作时主要把电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故C错误;
D.洗衣机工作时主要把电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故D错误。故选A。
2. 小明的袖珍手电筒里有一节电动势为1.5V的干电池,取出手电筒中的小灯泡,看到上面标有“1.3V、0.20A”的字样,小明认为产品设计人员的意图是使小灯泡在该干电池的供电下正常发光,由此可算出该干电池的内阻为( )
A. 7.5Ω B. 6.5Ω C. 1.5Ω D. 1.0Ω
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知灯泡正常发光时,路端电压为1.3V,电路中电流为0.2A。根据闭合电路的欧姆定律有
解得
故选D。
3. 扫地机器人是智能家用电器的一种,能凭借一定的人工智能,自动在房间内完成地板清理工作。如图所示为某品牌扫地机器人,已知其额定工作电压为,额定功率为,电池容量为,下列说法正确的是( )
A. “”是能量的单位
B. 扫地机器人的电机总电阻为
C. 扫地机器人正常工作时电流为
D. 扫地机器人充满电后一次正常工作时间为36min
【答案】C
【解析】
【详解】A.是电流的单位,是时间的单位,根据可知, “”是电荷量的单位,故A错误;
BC.扫地机器人正常工作时电流为,设扫地机器人的电机总电阻为,由于其输入功率大于热功率,则有,可得,故B错误,C正确;
D.扫地机器人充满电后一次正常工作时间为,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,不可伸长的轻绳一端悬挂在天花板上的点,另一端系者质量为的小球,给小球一定的速度,使之在水平面内做周期为的匀速圆周运动。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球运动半周的过程中,动量不变
B. 小球运动半周的过程中,合力的冲量大小为
C. 小球运动一周的过程中,重力的冲量为零
D. 小球运动一周的过程中,拉力的冲量为零
【答案】B
【解析】
【详解】AB.小球运动半周的过程中,小球动量的改变量为
根据动量定理
故A错误,B正确;
C.小球运动一周的过程中,重力的冲量大小为
故C错误;
D.小球运动一周的过程中,小球动量的改变量为零,又由动量定理
得
故D错误。
故选B。
5. 在离地面同一高度有质量相同的四个小球a、b、c、d,a球以速度竖直上抛,b球以速度竖直下抛,c球以水平抛出,d球做自由落体运动,不计空气阻力,从抛出到落地,四球动量的变化量最大的是( )
A. a球 B. b球 C. c球 D. d球
【答案】A
【解析】
【详解】同一高度竖直上抛、竖直下抛、水平抛出和自由落体运动的四个小球,落地时间不同,有
所以质量相同的四球所受重力的冲量有
根据动量定理可知四球动量的变化量有
故选A。
6. 某小区进、出口张贴的公益广告如图所示,以此来提醒业主切不可高空抛物。鸡蛋从高空落下,与地面的作用时间近似等于鸡蛋的尺寸除以鸡蛋落地时的速度,结合生活常识可知,一个鸡蛋从18楼自由落到地面上时与地面间的作用力约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】每层楼高约为3m,普通鸡蛋的质量约为50g,尺寸约为5cm,根据运动学公式知,鸡蛋从18楼自由落到地面上时的速度大小约为
与地面的作用时间约为
根据动量定理可知,鸡蛋与地面间的作用力约为
故选A。
7. 水平面上有质量相等的两个物体,水平推力分别作用在上,一段时间后撤去推力,两物体继续运动一段距离后停下,两物体的图像如图所示,图中,则整个过程中( )
A. 物体受到的摩擦力大于物体受到的摩擦力
B. 水平推力的冲量大于水平推力的冲量
C. 摩擦力对物体的冲量大于摩擦力对物体的冲量
D. 合外力对物体的冲量等于合外力对物体的冲量
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图可知,由图像斜率表示加速度可知,说明推力撤去后两物体的加速度相等,推力撤去后物体的合力等于摩擦力,由牛顿第二定律可知,两物体受摩擦力大小相等,故A错误;
B.在没有撤去推力前,由动量定理得
解得
由图可知,两物体的最大速度相等,因为推力的作用时间
所以的冲量小于的冲量,故B错误;
C.摩擦力的冲量为
由题可知,整个过程中a的运动时间小于b运动的时间,而两物体所受摩擦力相等,所以摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量,故C错误;
D.全程动量变化为0,所以合外力的冲量为0,合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量,故D正确。
故选D。
8. 水刀切割具有精度高、无热变形、无毛刺、无须二次加工以及节约材料等特点,因此得到广泛应用。若横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要切割的钢板上,碰到钢板后水的速度减为零,已知水的密度为ρ,则钢板受到水的冲力大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设时间t内有体积V的水打在钢板上,这些水的质量为
以这部分水为研究对象,它受到钢板的作用力为F,以水运动的方向为正方向,由动量定理可得
-Ft=0-mv
解得
故选D。
9. 如图所示,两条船A、B的质量均为3m,静止于湖面上。质量为m的人一开始静止在A船中,人以对地的水平速度v从A船跳到B船,再从B船跳到A船……,经多次跳跃后,人停在B船上,不计水的阻力,则A船和B船(包括人)的速度大小之比为( )
A. 1:1 B. 2:3 C. 4:3 D. 3:4
【答案】C
【解析】
【详解】设最终A船和B船(包括人)的速度大小分别为、,根据系统动量守恒可得
可得
故选C。
10. 图示为一种自动测定油箱内油面高度的装置,装置中金属杠杆的一端接浮标(浮标与杠杆绝缘),另一端的触点P接滑动变阻器R,油量表由电压表改装而成。当汽车加油时,油箱内油面上升过程中,下列说法正确的是( )
A. 电路中电流增大 B. 两端电压增大
C. 整个电路消耗的功率减小 D. 电源输出功率一定增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.当汽车加油时,油箱内油面上升过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,电路中电流减小,故A错误;
B.电路中电流减小,两端电压减小,故B错误;
C.根据
电路中电流减小,整个电路消耗的功率减小,故C正确;
D.当外电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大,若一开始外电阻大于电源内阻,油箱内油面上升过程中,外电阻增大,电源输出功率减小,故D错误。
故选C。
二、实验题(第一问3分,其余每空2分,共15分,请将答案写再答题卡相应位置)
11. 在测量电源电动势E和内阻r(E约,r约)的实验中,所用器材有:待测电源、量程为的电压表,量程为的电流表,滑动变阻器,开关S,导线若干。
请完成下列问题:
(1)若某实验小组按要求完成了如图甲所示的实验原理图设计,请你帮该实验小组完成图乙的实物连线( )。
(2)若该实验小组多次改变滑动变阻器的电阻,读出多组电流表的读数I和电压表的读数U,在坐标纸上画出如图丙所示的图像。则由图可知,该电源电动势______V,内阻_______。(保留3位有效数字)
(3)实验中,由于__________的原因导致本实验产生了一定的系统误差。
图丁是根据测量值和对误差进行修正后的数值,分别作出的图像,试判断图线_________(填“①”或“②”)是根据测量值画出的图像,根据图丁可知本次实验的测量值与真实值比较有______,_______(填“<”“=”或“>”)。
【答案】 ①. ②. 2.96 ③. 1.54 ④. 由于忽略了电压表的分流作用,使电流表的测量值小于真实值 ⑤. ① ⑥. < ⑦. <
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]根据电路图连接实物图
(2)[2][3]路端电压与电流的图像是一条直线,它与纵轴的交点为电源的电动势,由题图可知
内阻为
(3)[4] 由于忽略了电压表的分流作用,使电流表的测量值小于真实值;
[5]根据测量值和对误差进行修正后的数值,分别作出的U−I图像,电压不变,修正电流,图线①是根据测量值画出的图像;
[6][7]由图可知
,
三、解答题(本题包含4小题,共45分,请写出必要的文字说明、方程式和结果。只写最终答案不得分,有效数值计算的题必须明确写出数值和单位)
12. 如图所示,悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m,运动速度的大小为v,方向竖直向下。经过时间t,小球的速度大小为v,方向变为向上。忽略空气阻力,重力加速度为g,求该运动过程中:
(1)小球所受合外力所做的功
(2)小球动量变化量的大小
(3)小球所受弹簧弹力冲量的大小
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据动能定理,合外力所做的功等于小球动能的变化量。初状态速度大小为,末状态速度大小也为,则动能变化量
故合外力所做的功为。
【小问2详解】
取竖直向上为正方向,小球初速度方向竖直向下,初动量,末速度方向竖直向上,末动量。动量变化量
故动量变化量的大小为。
【小问3详解】
对小球应用动量定理,合外力的冲量等于动量的变化量。小球受重力和弹簧弹力作用,取竖直向上为正方向,重力冲量
设弹簧弹力冲量为。由
得
解得弹簧弹力冲量的大小为。
13. 如图所示的电路中,电源电动势为E=10V,内阻r=2Ω,电阻R1=2Ω,R2=6Ω,电容C=3×10-5F,求:
(1)闭合开关S,电路稳定后流过电阻R1的电流大小及电容器的电压。
(2)某时刻将开关S断开,此后至电路再次稳定流过R1的电荷量。
【答案】(1)1A;6V
(2)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S后,电路稳定时电容器相当于断路,电阻、与电源内阻串联。根据闭合电路欧姆定律,流过电阻的电流大小为
电容器与电阻并联,其两端电压等于两端的电压,即
【小问2详解】
将开关S断开后,电路再次稳定时,电路中无电流,电阻和内阻上均无电压降,电容器两端的电压等于电源电动势,即
此过程中电容器继续充电,流过的电荷量等于电容器带电量的增加量。则流过的电荷量为
14. 如图甲所示,在汽车安全气囊的性能测试中,质量的头锤(视为质点)从距气囊表面高度处由静止下落,与正下方的气囊发生碰撞,以头锤到达气囊表面为计时起点,气囊对头锤竖直方向的作用力随时间变化的规律如图乙所示。碰撞结束后头锤上升的最大高度,取重力加速度大小,不计空气阻力。求:
(1)头锤到达气囊表面时的速度大小;
(2)碰撞过程中的冲量大小;
(3)气囊对头锤竖直方向的作用力的最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对头锤下落的过程,根据自由落体运动规律有
解得
【小问2详解】
设头锤离开气囊时的速度大小为,对头锤上升的过程,根据动能定理有
解得
由图乙可知头锤与气囊接触的时间为,根据动量定理有
解得
【小问3详解】
图像中,图像和横轴围成的面积表示力的冲量,有
解得
15. 如图,某款液压减震器竖直放置并固定在水平面上,密封良好的储油筒内装满阻尼油,质量M=1kg的受压板通过细杆与带细孔的活塞固定相连,受压板下表面和储油筒上表面通过劲度系数k=100N/m的轻弹簧相连,当受压板上下运动时会带动活塞在阻尼油中上下运动,阻尼油被迫通过细孔的过程中,会对活塞产生阻力。初始时,受压板静止,现有质量也为1kg的物块从受压板上方H=0.2m处自由释放,与受压板在极短时间内碰撞后以共同速度下降,已知下降过程中弹簧保持在弹性限度内,储油筒壁与活塞间摩擦阻力、细杆与储油箱上端间摩擦阻力、空气阻力均不计,细杆和活塞的质量、体积均忽略,重力加速度g大小取10m/s2
(1)求物块与受压板碰撞后瞬间共同速度v的大小;
(2)碰撞后受压板下降h=0.1m时,速度减为零,求阻尼油对受压板做的功W油;
(3)记录到第(2)问过程中,受压板下降的时间为0.5s,若阻尼油对活塞的阻力与活塞速度成正比,比例系数为c(单位:N·s/m),求该过程弹簧对受压板冲量I的大小(用c表示)。
【答案】(1)1m/s
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块自由落体后与受压板发生完全非弹性碰撞,由运动学公式及动量守恒得,
联立解得v=1m/s
【小问2详解】
初始时弹力为
下降高度h,速度为零时,弹簧弹力为
由于弹簧弹力与位移为线性关系,则克服弹簧弹力做功可以表示为
由动能定理得
解得
【小问3详解】
根据动量定理
其中
解得弹簧对受压板冲量
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$