精品解析：江苏无锡市南菁高级中学2026-2027学年高二上学期第一次诊断练习物理试卷

2026-2027学年第一学期高二第一次诊断练习物理试卷 本试卷分为第I卷和第II卷满分100分考试时间75分钟 第I卷（选择题，共44分） 一、单项选择题（下列各题的备选答案中只有一个选项符合题意，请把正确答案填写在题中括号内。每小题4分，共44分。） 1. 凡是能够提供某种形式的能量的物质，统称为能源。“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中，全部符合图中阴影部分的能源是（ ） A. 煤炭、石油、沼气 B. 太阳能、风能、生物质能 C. 水能、潮汐能、天然气 D. 地热能、海洋能、核能 2. 下列关于动量的说法正确的是（ ） A. 一个物体所受的合外力不为零，它的动量一定改变 B. 质量越大的物体动量一定越大 C. 质量和速率都相同的物体动量一定相同 D. 一个物体的加速度不变，其动量一定不变 3. 某手机电池铭牌如图所示，根据图中信息，以下说法正确的是（ ） A. 800mAh是指电池储存的能量 B. 3.7V是指该电池在单位时间内移动1C电荷能把3.7J的其他形式能量转化为电能 C. 该手机在浏览文件时电池的路端电压小于3.7V D. 当该电池以0.1A的电流对外放电时最多可以使用16h 4. 下列关于欧姆表的使用和操作不正确的是（ ） A. 若操作步骤规范，欧姆挡及指针位置如图甲、乙所示，则测量阻值为160Ω B. 用多用电表测量电阻R时，若红表笔插入正（+）孔，则电流从红表笔流入 C. 若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图丙所示，由图丙可知该二极管的正极为A端 D. 欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现指针偏转角度极小。为了把电阻测得更准一些，应换用“×1”挡，重新调零后再测量 5. 锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法不正确的是（　　） A. 电能转化为化学能的功率为 B. 充电器输出的电功率为UI C. 由欧姆定律可知 D. 电池产生的热功率为 6. 汽车安全性能是衡量汽车品质的重要指标。实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法，也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一。对于汽车碰撞试验的分析，下列说法正确的是（　　） A. 汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可以减小车内模拟乘员受到撞击力的作用时间 B. 汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可以减小车内模拟乘员受到的撞击力 C. 汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可以减小车内模拟乘员动量的变化量 D. 汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可以减小车内模拟乘员受到撞击力的冲量 7. 质量为m的篮球以速度v斜撞地面，入射方向与地面成45°；碰后篮球仍以速度大小v弹回，方向与地面成45°斜向右上。碰撞过程中篮球所受合外力冲量的大小为（ ） A. 0 B. mv C. mv D. 2mv 8. 硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的U—I图像。当它们组成闭合回路时，硅光电池的效率为（ ） A. B. C. D. 9. 如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，电流表和电压表均为理想电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向下移动的过程中，电压表V1、V2的示数变化量分别为、，电流表的示数变化量为，下列判断正确的是（ ） A. 电流表的示数变大 B. 电压表V1的示数变大 C. 不变 D. 变大 10. 如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点．用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将 ( ) A. 车先向左运动后又静止 B. 一直向左运动 C. 保持静止 D. 一直向右运动 11. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图，一质量为m的游客恰好静止在半径为R的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为ρ，游客在这种姿势下的受风面积（游客在垂直于风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定。假设气流吹到人身上后速度变为零，重力加速度为g，不考虑气体重力，下列说法正确的是（　　） A. 风速不变，游客在受风面积变化时仍能静止 B. 气流速度大小为 C. 若风速变为原来的，则游客向下加速，加速度大小为 D. 若风速变为原来的2倍，则游客向上加速，加速度大小为3g 第II卷（非选择题，共56分） 二、实验题（请把答案填写在题中横线上。（1）（2）（3）每空2分，（4）选对得4分，共12分。） 12. 小明在超市中发现两种品牌的5号干电池，他利用电流表和电压表设计实验，分别测定一节这两种品牌干电池的电动势和内阻。 （1）实验时有开关和导线若干，以及以下器材： A.电压表（0—3V，内阻约为1kΩ） B．电流表（0—3A，内阻为0.2Ω） C．电流表（0—0.6A，内阻为0.5Ω） D．滑动变阻器（0－20Ω，允许通过的最大电流为1A） E．滑动变阻器（0－200Ω，允许通过的最大电流为0.5A） 实验中电流表应选用___________；滑动变阻器应选用___________。（均填相应器材前的字母） （2）请选择小明应该选择的实验电路是图_______（填“甲”或“乙”）。 （3）小明分别记录了6组数据并在同一坐标纸内画出两个干电池的图线，如图丙所示。根据所画图线可得出品牌I干电池内阻___________。（结果均保留两位小数） （4）小明根据数据发现一节不同品牌干电池的电动势基本相同，只是内阻差异较大，小明继续对Ⅰ、Ⅱ两个品牌干电池做了进一步探究，对电池的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想和实验验证，并分别画出了下列的和图像。下列各图中可能正确的是___________。（多选，填正确答案标号） A. B. C. D. 三、解答题（要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。其中13、14、15、16题分别为8分、10分、12分、14分，共44分。） 13. 如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球由静止下落到头顶的速度大小v1=4m/s，被重新竖直向上顶起离开头顶时的速度大小v2=6m/s。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量约为0.4kg，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2，在足球与头顶相互作用的过程中，求： （1）足球的动量变化量； （2）头顶受到足球的平均作用力F'。 14. 如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R1=1Ω，开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压UM=6V，额定功率PM=9W，线圈电阻RM=0.4Ω。求： （1）电动机正常工作时，输出的机械功率； （2）R2的阻值； 15. 如图所示，一个小孩在冰面上进行“滑车”练习，开始小孩站在A车前端与车以共同速度向右做匀速直线运动，在A车正前方有一辆静止的B车，为了避免两车相撞，在A车接近B车时，小孩迅速从A车跳上B车，又立即从B车跳回A车，此时A、B两车恰好不相撞。已知小孩的质量，A车和B车质量均为，若小孩跳离A车与跳离B车时对地速度的大小相等、方向相反，求： （1）小孩跳回A车后，他和A车的共同速度大小； （2）小孩跳离A车和B车时对地速度的大小； （3）小孩跳离A车的过程中对A车冲量的大小。 16. 如图所示，电源电动势E=24V，内阻r=2Ω，定值电阻R1=13Ω、R2=5Ω。C为平行板电容器，其电容C=2μF，极板长L=0.2m，间距。闭合开关S，电路稳定后，一带电荷量的带电微粒恰好静止悬浮在电容器中心线（到两极板距离相等）上靠近入口处。现有一质量的不带电微粒沿中心线以速度v0=10m/s水平射入电容器，刚进入电容器即与该带电微粒相撞并吸附在一起，吸附后微粒所带电荷量仍为q。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）电路稳定后，电容器两极板间的电势差U； （2）两微粒碰撞后吸附在一起时的共同速度大小v1； （3）两微粒从电容器中射出时在竖直方向偏转的距离y，并通过计算判断两微粒能否打在极板上。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年第一学期高二第一次诊断练习物理试卷 本试卷分为第I卷和第II卷满分100分考试时间75分钟 第I卷（选择题，共44分） 一、单项选择题（下列各题的备选答案中只有一个选项符合题意，请把正确答案填写在题中括号内。每小题4分，共44分。） 1. 凡是能够提供某种形式的能量的物质，统称为能源。“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中，全部符合图中阴影部分的能源是（ ） A. 煤炭、石油、沼气 B. 太阳能、风能、生物质能 C. 水能、潮汐能、天然气 D. 地热能、海洋能、核能 【答案】B 【解析】 【详解】A．煤炭、石油、天然气均为化石能源，形成周期长，属于不可再生的常规能源，不满足“新能源”和“可再生能源”条件，故A错误； B．太阳能直接来自太阳辐射；风能由太阳辐射造成的地表受热不均形成，生物质能由植物通过光合作用储存太阳能，三者均可持续补充，属于新能源和可再生能源，故B正确； C．水能可由太阳辐射驱动的水循环不断补充，但潮汐能主要来自天体引潮作用，天然气为化石能源且不可再生，三者不可能全部属于阴影部分，故C错误； D．地热能来自地球内部热量，核能来自原子核反应，二者不来自太阳辐射；且核能不可再生，故D错误。 故选B。 2. 下列关于动量的说法正确的是（ ） A. 一个物体所受的合外力不为零，它的动量一定改变 B. 质量越大的物体动量一定越大 C. 质量和速率都相同的物体动量一定相同 D. 一个物体的加速度不变，其动量一定不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．合外力不为零，由牛顿第二定律可知加速度不为零，速度（包括方向）发生变化；由动量定义式，质量不变，动量随速度变化而变化，故A正确； B．动量由质量和速度共同决定，；只知道质量较大而不知道速度大小规律，不能断定动量一定较大，故B错误； C．质量和速率相同只能保证动量大小相同；动量是矢量，若速度方向不同，动量方向也不同，故C错误； D．加速度恒定不等于加速度为零。若，由可知速度随时间变化，质量不变时动量也变化；只有时动量才保持不变，故D错误。 故选A。 3. 某手机电池铭牌如图所示，根据图中信息，以下说法正确的是（ ） A. 800mAh是指电池储存的能量 B. 3.7V是指该电池在单位时间内移动1C电荷能把3.7J的其他形式能量转化为电能 C. 该手机在浏览文件时电池的路端电压小于3.7V D. 当该电池以0.1A的电流对外放电时最多可以使用16h 【答案】C 【解析】 【详解】AD．铭牌中的表示电池可释放的电荷量，不是能量。设该电荷量为，放电电流为，放电时间为，由电流定义可知，电荷量等于电流与时间的乘积。以恒定电流放电的最长时间为，故AD错误； B．电动势等于电源非静电力做功与所移动电荷量的比值，即，与移动这些电荷所用的时间无关。铭牌中的表示电池的电动势，即每移动电荷，电池可把化学能转化为电能，不能限定为“单位时间内”，故B错误； C．浏览文件时电池对外供电，设路端电压为，内阻为，由闭合电路欧姆定律得。电池的内阻和放电电流均大于零，因此，故C正确。 故选C。 4. 下列关于欧姆表的使用和操作不正确的是（ ） A. 若操作步骤规范，欧姆挡及指针位置如图甲、乙所示，则测量阻值为160Ω B. 用多用电表测量电阻R时，若红表笔插入正（+）孔，则电流从红表笔流入 C. 若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图丙所示，由图丙可知该二极管的正极为A端 D. 欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现指针偏转角度极小。为了把电阻测得更准一些，应换用“×1”挡，重新调零后再测量 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲选择的是挡，图乙最上方的欧姆刻度从左向右递减，指针对应刻度为16。测量阻值等于欧姆刻度读数乘以所选倍率，因此，故A正确； B．使用欧姆挡时，内置电池的正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，外电路电流由黑表笔流出，经待测电阻后从红表笔流入多用电表，故B正确； C．图丙右图中指针偏转较大，表示二极管电阻较小，处于正向导通状态。此时黑表笔接端、红表笔接端，黑表笔电势较高，说明二极管的正极为端，故C正确； D．欧姆刻度左侧阻值大、右侧阻值小，指针偏转角度极小说明待测电阻的阻值相对所选倍率较大。为使指针接近刻度中部，应换用更大的倍率，如挡，将两表笔短接并重新欧姆调零后再测量，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 5. 锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法不正确的是（　　） A. 电能转化为化学能的功率为 B. 充电器输出的电功率为UI C. 由欧姆定律可知 D. 电池产生的热功率为 【答案】C 【解析】 【详解】AD．由焦耳定律可得电池产生的热功率，根据能量守恒定律可知电能转化为化学能的功率为，故AD正确，不符合题意； B．充电器输出的电功率等于锂电池消耗的总的电功率，即为，故B正确，不符合题意； C．因锂电池将大部分电能转化为化学能，小部分转化为内能，属非纯电阻元器件，不满足欧姆定律，，故C错误，符合题意。 故选C。 6. 汽车安全性能是衡量汽车品质的重要指标。实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法，也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一。对于汽车碰撞试验的分析，下列说法正确的是（　　） A. 汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可以减小车内模拟乘员受到撞击力的作用时间 B. 汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可以减小车内模拟乘员受到的撞击力 C. 汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可以减小车内模拟乘员动量的变化量 D. 汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可以减小车内模拟乘员受到撞击力的冲量 【答案】B 【解析】 【详解】汽车发生碰撞时，无论是否使用了安全气囊，动量的变化量不变，根据动动量定理可得 可知小车内模拟乘员受到撞击力的冲量不变，由于弹出的安全气囊可以增加车内模拟乘员受到撞击力的作用时间，从而减小车内模拟乘员受到的撞击力。 故选B。 7. 质量为m的篮球以速度v斜撞地面，入射方向与地面成45°；碰后篮球仍以速度大小v弹回，方向与地面成45°斜向右上。碰撞过程中篮球所受合外力冲量的大小为（ ） A. 0 B. mv C. mv D. 2mv 【答案】C 【解析】 【详解】以篮球为研究对象，取水平向右为轴正方向，竖直向上为轴正方向。设碰撞前、后的动量分别为和，由动量定义，两次动量大小均为，方向分别斜向右下和斜向右上。下图将两次动量平移到同一起点，表示其方向及动量变化量。 碰撞前、后的水平动量分量相同，竖直动量分量大小均为，碰撞前向下、碰撞后向上。由动量定理，合外力冲量的水平分量为，竖直分量为 因此，合外力冲量竖直向上，大小为。 故选C。 8. 硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的U—I图像。当它们组成闭合回路时，硅光电池的效率为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】图线与图线的交点即为电池与电阻组成闭合回路时的工作点，此时路端电压为、电流为 图线与纵轴的交点为该硅光电池的电动势，电池的总功率为，输出功率为 故硅光电池的效率，故D正确。 故选D。 9. 如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，电流表和电压表均为理想电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向下移动的过程中，电压表V1、V2的示数变化量分别为、，电流表的示数变化量为，下列判断正确的是（ ） A. 电流表的示数变大 B. 电压表V1的示数变大 C. 不变 D. 变大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当滑动变阻器滑片向下移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，电路中的总电阻变大，总电流变小，电流表示数变小，定值电阻两端的电压变小，电压表的示数变小，故AB错误； C．根据欧姆定律 则不变，故C正确； D．根据闭合电路的欧姆定律可知，电压表的示数满足 可得不变，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，另一端挂在小车支架的O点．用手将小球拉至水平，此时小车静止于光滑水平面上，放手让小球摆下与B处固定的橡皮泥碰击后粘在一起，则在此过程中小车将 ( ) A. 车先向左运动后又静止 B. 一直向左运动 C. 保持静止 D. 一直向右运动 【答案】A 【解析】 【详解】水平方向上，系统不受外力，因此在水平方向动量守恒．小球下落过程中，水平方向具有向右的分速度，因系统动量守恒，小车要向左运动．当撞到橡皮泥时，小球和小车合为一体，速度相同，因开始时系统动量为零，则最后小车和小球都会静止，故选A. 11. “娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱翔的感觉。其简化模型如图，一质量为m的游客恰好静止在半径为R的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为ρ，游客在这种姿势下的受风面积（游客在垂直于风力方向的投影面积）为S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定。假设气流吹到人身上后速度变为零，重力加速度为g，不考虑气体重力，下列说法正确的是（　　） A. 风速不变，游客在受风面积变化时仍能静止 B. 气流速度大小为 C. 若风速变为原来的，则游客向下加速，加速度大小为 D. 若风速变为原来的2倍，则游客向上加速，加速度大小为3g 【答案】D 【解析】 【详解】B．对时间内吹向游客的空气，设气体质量为，则 则风的动量变化为 以时间内吹向游客的空气为研究对象，由动量定理可得 由于游客处于静止状态，则 F=mg 联立得 故B错误； A．由B项解析可知，游客静止时，风速 可知游客在受风面积变化时，要使游客静止，风速一定要发生变化，故A错误； C．若风速变为原来的，则风力为，则 由动量定理可知 根据牛顿第二定律可知 联立解得 游客向下加速，故C错误； D．若风速变为原来的2倍，则风力为，则 由动量定理可知 根据牛顿第二定律可知 联立解得 游客向上加速，故D正确。 故选D。 第II卷（非选择题，共56分） 二、实验题（请把答案填写在题中横线上。（1）（2）（3）每空2分，（4）选对得4分，共12分。） 12. 小明在超市中发现两种品牌的5号干电池，他利用电流表和电压表设计实验，分别测定一节这两种品牌干电池的电动势和内阻。 （1）实验时有开关和导线若干，以及以下器材： A.电压表（0—3V，内阻约为1kΩ） B．电流表（0—3A，内阻为0.2Ω） C．电流表（0—0.6A，内阻为0.5Ω） D．滑动变阻器（0－20Ω，允许通过的最大电流为1A） E．滑动变阻器（0－200Ω，允许通过的最大电流为0.5A） 实验中电流表应选用___________；滑动变阻器应选用___________。（均填相应器材前的字母） （2）请选择小明应该选择的实验电路是图_______（填“甲”或“乙”）。 （3）小明分别记录了6组数据并在同一坐标纸内画出两个干电池的图线，如图丙所示。根据所画图线可得出品牌I干电池内阻___________。（结果均保留两位小数） （4）小明根据数据发现一节不同品牌干电池的电动势基本相同，只是内阻差异较大，小明继续对Ⅰ、Ⅱ两个品牌干电池做了进一步探究，对电池的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想和实验验证，并分别画出了下列的和图像。下列各图中可能正确的是___________。（多选，填正确答案标号） A. B. C. D. 【答案】（1） ①. C ②. D （2）乙 （3）0.33（0.30 ~ 0.40均可） （4）AD 【解析】 【小问1详解】 [1][2]从图像可知测量的电流不超过0.6A，故电流表选C；0－200Ω的滑动变阻器阻值太大，调节不方便，故滑动变阻器选D； 【小问2详解】 乙图测量的电动势是准确的，内阻的测量值为，而由于电流表内阻已知，故在测量值的基础上减掉电流表内阻就可以准确算出电源内阻，故选择乙图； 【小问3详解】 图像的斜率的绝对值为电源内阻的大小，结合系统误差，可得电池的内阻为 【小问4详解】 AB．输出功率与外电路电阻的关系为 根据数学知识可知当R增大时，输出功率先增大后减小，且当时输出功率最大，最大值为。从图丙可知电池Ⅱ的内阻大于电池Ⅰ的内阻，故电池Ⅰ的输出功率最大值大于电池Ⅱ的最大值，且电池Ⅱ输出功率最大时外电路电阻更大，结合以上分析可知，故A正确、B错误； CD．输出功率与路端电压的关系为 根据数学知识可知当时输出功率最大，且电源Ⅰ的输出功率最大值大于电池Ⅱ的最大值，故C错误、D正确。 故选AD。 三、解答题（要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。其中13、14、15、16题分别为8分、10分、12分、14分，共44分。） 13. 如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球由静止下落到头顶的速度大小v1=4m/s，被重新竖直向上顶起离开头顶时的速度大小v2=6m/s。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量约为0.4kg，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2，在足球与头顶相互作用的过程中，求： （1）足球的动量变化量； （2）头顶受到足球的平均作用力F'。 【答案】（1），方向竖直向上 （2），方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 取竖直向上为正方向，则足球落到头顶时的速度，离开头顶时的速度 足球的动量变化量为 即动量变化量的大小为，方向竖直向上。 【小问2详解】 足球与头顶相互作用的过程中，足球受竖直向下的重力和竖直向上的头顶作用力 取竖直向上为正方向，由动量定理得 则头顶对足球的平均作用力，方向竖直向上 由牛顿第三定律可知，头顶受到足球的平均作用力与大小相等、方向相反，即，方向竖直向下。 14. 如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R1=1Ω，开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压UM=6V，额定功率PM=9W，线圈电阻RM=0.4Ω。求： （1）电动机正常工作时，输出的机械功率； （2）R2的阻值； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 电动机正常工作时，其输入电功率等于额定功率。由电功率公式，电动机额定电流为 线圈的热功率为 根据能量守恒，电动机输出的机械功率为 【小问2详解】 电动机与电阻并联，且并联部分直接承受电动机额定电压，所以并联部分电压为 对包括内阻、电阻和并联负载的闭合电路列式，得 所以干路电流为 由节点电流关系，干路电流等于两支路电流之和，即 因此电阻支路电流为 电阻为纯电阻，根据欧姆定律 所以 15. 如图所示，一个小孩在冰面上进行“滑车”练习，开始小孩站在A车前端与车以共同速度向右做匀速直线运动，在A车正前方有一辆静止的B车，为了避免两车相撞，在A车接近B车时，小孩迅速从A车跳上B车，又立即从B车跳回A车，此时A、B两车恰好不相撞。已知小孩的质量，A车和B车质量均为，若小孩跳离A车与跳离B车时对地速度的大小相等、方向相反，求： （1）小孩跳回A车后，他和A车的共同速度大小； （2）小孩跳离A车和B车时对地速度的大小； （3）小孩跳离A车的过程中对A车冲量的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）因为、恰好不相撞，则最后具有相同的速度。在人跳的过程中，把人、车、车看成一个系统，该系统所受合外力为零，动量守恒，由动量守恒定律得 代入数据解得 （2）依题意，设该同学跳离车和车时对地的速度大小分别为，则人、车根据动量守恒定律有 解得 （3）根据动量守恒定理，小孩跳离A车的过程有 解得小孩跳离车时，车的速度大小为 根据动量定理，对车的冲量大小等于车动量的变化量大小，即 16. 如图所示，电源电动势E=24V，内阻r=2Ω，定值电阻R1=13Ω、R2=5Ω。C为平行板电容器，其电容C=2μF，极板长L=0.2m，间距。闭合开关S，电路稳定后，一带电荷量的带电微粒恰好静止悬浮在电容器中心线（到两极板距离相等）上靠近入口处。现有一质量的不带电微粒沿中心线以速度v0=10m/s水平射入电容器，刚进入电容器即与该带电微粒相撞并吸附在一起，吸附后微粒所带电荷量仍为q。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）电路稳定后，电容器两极板间的电势差U； （2）两微粒碰撞后吸附在一起时的共同速度大小v1； （3）两微粒从电容器中射出时在竖直方向偏转的距离y，并通过计算判断两微粒能否打在极板上。 【答案】（1） （2） （3）不能从电容器射出，能击中下极板，实际竖直偏转距离为，若不考虑极板阻挡，到出口处的理论竖直偏转距离为。 【解析】 【小问1详解】 开关闭合且电路稳定后，电容器所在支路没有电流，定值电阻和与电源内阻构成串联回路。由闭合电路欧姆定律得回路电流 代入数据得 电容器与并联，两端电势差相同，因此 【小问2详解】 由电源极性可知，上极板电势高于下极板，板间电场方向竖直向下。带电微粒静止悬浮，所受电场力必须竖直向上，因此微粒带负电，题给为其电荷量的绝对值。设原悬浮微粒的质量为，由平行板间场强与电势差的关系及受力平衡得 解得 碰撞过程中，两微粒所受水平外力为零。取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒得 因此共同速度大小为 【小问3详解】 碰撞后总质量为，电荷量不变，向上的电场力仍等于原悬浮微粒的重力。取竖直向下为正方向，由牛顿第二定律得 结合悬浮条件及第（2）问求得的质量关系，得竖直加速度 其方向竖直向下。碰撞后微粒在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。若不考虑极板阻挡，水平运动到出口处所需时间为 此时理论竖直偏转距离为 中心线到下极板的距离为 理论偏转距离大于中心线到下极板的距离，故微粒将在到达出口前击中下极板。设撞击下极板所需时间为，由竖直方向的运动规律得 解得 对应的水平位移为 因此两微粒吸附后先击中下极板，不能从电容器出口射出，实际竖直偏转距离为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $