内容正文:
高二上学期期中物理模拟三
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.一台洗衣机在脱水筒正常工作时非常稳定,当切断电源后,脱水筒转速逐渐减小,发现洗衣机先是振动越来越剧烈,然后振动逐渐减弱,关于该过程,下列说法正确的是( )
A.脱水筒转动的频率越大,洗衣机的振动越剧烈
B.正常工作时,脱水筒转动的频率等于洗衣机的固有频率
C.正常工作时,脱水筒转动的频率比洗衣机的固有频率小
D.洗衣机振动最剧烈时,脱水筒转动的频率等于洗衣机的固有频率
2.如图所示,“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成,底座固定,用力向下缓慢按压头部,忽略阻力,释放后头部的运动可视为简谐运动,则下列关于头部在运动过程中的说法正确的是()
A.若经过A位置前、后位移相同,则A位置一定为平衡位置
B.若经过B位置前、后速度相同,则B位置一定为振幅处
C.若经过C位置前、后弹力相等,则C位置一定为平衡位置
D.若经过D位置前、后加速度相同,则D位置一定为振幅处
3.野外高空作业常使用无人机运送零件。如图所示,某次运送过程中,将质量为m的零件用轻绳悬挂于无人机下方,无人机水平向左做加速度为a的匀加速直线运动,零件与无人机相对静止,轻绳与竖直方向夹角恒为θ,轻绳拉力大小为F。忽略零件所受空气阻力,则在时间t内( )
A.拉力F的冲量大小为Ftcosθ B.零件重力的冲量大小为0
C.合力的冲量大小为Fttanθ D.零件动量变化量大小为mat
4.如图所示,在水平光滑地面上有A、B两个木块,A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上,用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力F,则下列说法中正确的是( )
A.木块A离开墙壁前,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒
B.木块A离开墙壁前,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,机械能不守恒
C.木块A离开墙壁后,弹簧弹性势能最大时,弹簧一定是被压缩了
D.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒
5.如图所示,果农在采摘榴莲时,一人从高处割断果柄,树下另一人拉开一厚实的布袋兜住下落20m的榴莲,并顺势将布袋下沉,使榴莲在0.5 s内速度减小为零,该过程榴莲完好无损。已知榴莲质量m=2 kg,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,关于这一接果过程,下列说法正确的是( )
A.缓冲过程中,榴莲处于失重状态
B.果农顺势向下缓冲,是为了减小榴莲的动量变化量
C.从榴莲脱落到速度减为零的过程中,重力的冲量大小为50 N·s
D.在榴莲被缓冲的过程中,布袋对榴莲的平均作用力约为80 N
6.如图所示,一根长为、横截面积为的金属棒粗细均匀,其材料的电阻率为,棒内单位体积自由电子数为,自由电子的质量为、电荷量为。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向移动的平均速率为,则金属棒内的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
7.如图,电表均为理想电表,其中电流表A1、A2、A3示数变化量的绝对值分别用、、表示,电压表示数变化量的绝对值用表示,其中阻值大于电源内阻r,滑动变阻器的滑片向a端移动过程中,以下正确的是( )
A.电源输出功率一定越来越小
B.变大
C.
D.电压表V示数变小
8.如图所示,电动机M的内阻是6 Ω,电阻R=20 Ω,直流电压U=160 V,理想电压表示数100 V,以下判断正确的是( )
A.通过电动机的电流为 B.电动机的工作效率为75%
C.电动机消耗的电功率为54 W D.电动机输出的机械功率为246 W
二、多选题
9.如图甲、乙所示的两个电路,是利用一个灵敏电流表G(,)和一个电阻箱改装成电压表或电流表,若电压表量程为,电流表量程为,则( )
A.甲表是电流表,电阻箱的阻值是
B.乙表是电流表,电阻箱的阻值是
C.若使用中发现甲表示数总比准确值稍小一些,可能是电阻箱阻值调节得偏小
D.若使用中发现乙表示数总比准确值稍小一些,可能是电阻箱阻值调节得偏小
10.如图所示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300 μA、内阻Rg=100 Ω,可变电阻R的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5 V、内阻r=0.5 Ω,下列说法正确的是( )
A.与接线柱A相连的是红表笔
B.测量电阻时,如果指针偏转角度过大,应将选择开关拨至倍率较大的挡位,重新调零后测量
C.若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,但此表仍能调零,则测量Rx的阻值时,测量值比真实值小
D.按正确使用方法测量电阻Rx,指针指在刻度盘100 μA时,Rx=10 kΩ
11.电容热膨胀检测仪的简化结构如图所示,左侧电容器的下极板可随测量材料的高度变化而上下移动,灵敏电流计中的电流可以反映膨胀情况。现将待测材料平放在加热器上,加热器加热时,待测材料会向上膨胀,闭合开关和,下列说法正确的是( )
A.加热器加热时,电容器两极板间电压不变
B.加热器加热时,电流计中有从到的电流通过
C.加热器加热时,的滑片向左滑动,电容器极板上的电荷量增加
D.若只断开开关,电容器极板上的电荷量减少
12.汽车的安全气囊是有效保护乘客的装置。如图甲,在安全气囊的性能测试中,质量为m=10kg的头锤从离气囊表面正上方高H=5m处做自由落体运动,与气囊发生碰撞后反向弹起,以头锤碰到气囊表面为计时零点,气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化如图乙所示,重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力的影响。则下列说法正确的是( )
A.头锤与气囊作用过程中头锤先失重后超重
B.碰撞结束后头锤上升的最大高度为0.2m
C.碰撞过程头锤动量变化量大小为80kg·m/s
D.气囊对头锤在竖直方向的作用力最大值为2200N
三、实验题
13.在“测定导体的电阻率”实验中,待测导体为粗细均匀,横截面为圆形的柱体。除待测导体外所用器材如下:
A.电池组(电动势为6V,内阻约为2Ω);
B.电流表(内阻约为0.1Ω);
C.电压表(内阻约为2kΩ);
D.滑动变阻器R(0~5Ω,允许通过的最大电流为2A);
E.毫米刻度尺、螺旋测微器、多用电表、开关、导线若干。
(1)用多用电表粗略测量导体的电阻,其阻值约为20Ω;
(2)用毫米刻度尺测得导体的长度为40.00cm,用螺旋测微器测量导体横截面的直径,测量结果如图乙所示,其读数应为___________mm(该值接近多次测量的平均值)。
(3)用伏安法测量导体的阻值Rx,要求电流表读数能从0开始连续变化,应采用的电路图为___________。
A. B.
C. D.
(4)上题选择的实验电路图中造成系统误差的主要原因是___________(选填“电压表分流”或者“电流表分压”)
(5)根据测得的量求导体电阻率_______。
14.小羽同学用图甲所示装置验证动量守恒定律(水平地面依次铺有复写纸和白纸)。实验时,先让入射球,多次从斜轨上位置静止释放;然后,把被碰小球静置于轨道的末端,再将入射小球从斜轨上位置静止释放,与小球相撞,多次重复此步骤,用最小圆圈法分别找到小球的平均落点、、,图中点为小球抛出点在水平地面上的垂直投影。
(1)关于此碰撞实验,下列说法正确的是(多项选择题):
A.复写纸和白纸依次铺好后,实验过程白纸的位置不能再移动
B.需要测量A球或B球的直径
C.入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同
D.需要测量A球和B球的质量和
(2)如图乙所示,测量出平均水平位移、、的长度、、,在实验误差允许范围内,若满足关系式___________,则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。(用测量的量表示)
(3)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图丙所示。在水平槽右方竖直固定一木板,使小球1仍从斜槽上点由静止滚下,重复上述实验的操作,得到两球落在木板上的平均落点、、,用刻度尺测量木板上与等高的点到、、三点的高度差分别为、、,则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为___________,若小球发生弹性碰撞 则验证的表达式为___________(用所测物理量的字母表示)。
四、解答题
15.如图所示,某同学用量程为0~2mA的小量程电流表(简称表头)和两个电阻箱组装成一个多量程电表。当选择a、b两个端点且电阻箱甲的阻值调至R1=2Ω时电表的量程为0~0.2A。
(1)求量程为0~0.2A时电表的等效内阻Rg';
(2)保持电阻箱甲的阻值不变,选择a、c两个端点时电表的量程为0~15V,求电阻箱乙的阻值R2。
16.如图所示,质量为M的托盘内放有质量为m的物体,开始时手托住托盘,弹簧的劲度系数为k,弹簧处于原长,现放手让托盘向下运动,重力加速度为g,求
(1)系统做简谐运动的振幅;
(2)当系统运动到最低点时的加速度和物体对托盘的压力。
17.某一电路如图所示,已知电源电动势,,,,电压表和电流表均为理想电表。闭合开关,当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电压表示数为3V,电流表示数为。求:
(1)电源的内阻;
(2)滑片滑动过程中,求电源总功率的最大值以及此时电源的输出功率;
(3)滑片滑动过程中,滑片右侧电阻值为多大时,消耗的功率最大?功率的最大值是多少?
18.如图所示,竖直平面内的固定轨道由圆心为的光滑圆弧轨道、粗糙的水平传送带和水平光滑轨道组成,在点固定一竖直挡板(始终静止),圆弧轨道与传送带在点平滑连接,水平传送带与水平轨道在点平滑连接。传送带始终以的速度沿顺时针方向转动,其两轮心的间距的长度。现将一质量为的物块P从圆弧轨道上的点由静止释放,经过圆弧轨道和传送带后,与放置在点质量为的物块Q发生弹性正碰,碰后Q沿着轨道向右运动与挡板第1次发生弹性碰撞,Q与挡板碰后,Q沿向左运动。已知圆弧轨道的半径,圆心角的长度与传送带间的动摩擦因数、Q均可视为质点,每次碰撞的时间极短,重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)物块P运动到点时,圆弧轨道对P的支持力大小;
(2)物块Q与挡板第1次碰撞的过程中,挡板对物块Q的冲量大小;
(3)物块Q与挡板第5次碰撞的过程中,挡板对物块Q的冲量大小。
试卷第1页(共3页)
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《2026年10月20日高中物理作业》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
D
D
C
C
A
D
AC
AD
题号
11
12
答案
AC
BD
1.D
【详解】A.只有脱水筒转动的驱动力频率接近洗衣机固有频率时,振动才会更剧烈,并非频率越大振动越剧烈,故A错误;
BC.正常工作时洗衣机振动稳定,切断电源后脱水筒转速降低的过程才出现振动最剧烈的共振现象,说明正常工作时脱水筒转动频率不等于固有频率,且正常工作时脱水筒转动的频率大于洗衣机固有频率,故BC错误;
D.洗衣机振动最剧烈时为共振状态,根据共振条件,此时脱水筒转动的驱动力频率等于洗衣机的固有频率,故D正确。
故选D。
2.D
【详解】A.简谐运动中,位移x随时间t按正弦或余弦规律变化。若经过A位置前、后位移相同,说明位移x关于该时刻对称,对应最大位移处(振幅处)。在平衡位置,位移为零,前、后时刻位移大小相等、方向相反,故A错误;
B.速度v是位移对时间的导数。若经过B位置前、后速度相同,说明速度v关于该时刻对称,即该时刻速度处于极大值,对应平衡位置。在振幅处,速度为零,前、后时刻速度方向相反,故B错误;
C.根据胡克定律,弹簧弹力与形变量成正比,若经过C位置前后弹力相等,说明对应时刻弹簧形变量相同,即相对于平衡位置的位移相同,对应振幅处,故C错误;
D.根据牛顿第二定律和简谐运动回复力公式F=−kx=ma
加速度a与位移x成正比,若经过D位置前、后加速度相同,则前、后位移x相同,此时位置一定为振幅处,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】A.拉力F的冲量大小为Ft,故A错误;
B.零件重力的冲量大小为Gt,故B错误;
C.分析零受力,可知零件所受合力为Fsinθ,故合力的冲量大小为Ftsinθ,故C错误;
D.动量变化量为,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】AB.木块A离开墙壁前,弹簧一直处于压缩状态,所以A一直受到墙壁对其的支持力,该力不做功,所以A、B和弹簧组成的系统动量不守恒,机械能守恒,故AB错误;
D.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统在水平方向上不受外力,竖直方向上所受合力为零,所以该系统动量守恒,机械能守恒,D正确;
C.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,当A、B共速时,弹簧的弹性势能最大,此时弹簧可能处于压缩状态也可能处于拉伸状态。比如A刚离开墙壁后,第一次与B共速时,弹簧处于拉伸状态;它们第二次共速时,弹簧则处于压缩状态。故C错误。
故选D。
5.C
【详解】A.缓冲过程,有向上的加速度,是超重状态,故A错误;
B.顺势向下缓冲,是为了减小动量的变化率,故B错误;
C.自由落体所需时间为
从榴莲脱落到速度减为零的过程中,重力的冲量
代入数据得,故C正确;
D.设缓冲过程中布袋对榴莲的作用力为,由动量定理得
代入数据解得,故D错误。
故选C。
6.C
【详解】根据,
结合电阻定律以及
联立得
故选C。
7.A
【详解】A.滑片向a端移动,R1阻值增大,外电路总电阻R外增大。
已知,则
当外电阻大于内阻时,外电阻增大,电源输出功率减小,故A正确;
B.根据闭合电路欧姆定律有
可知,电源内阻不变,故该比值不变,故B错误;
C.根据并联电路电流规律有
外电路总电阻R外增大导致I3减小,并联部分电压
可见并联部分电压增大,因此I2增大,I1减小;
由变化量关系可知(此处Δ均指绝对值)
所以,故C错误;
D.路端电压
滑片向a端移动,总电阻增大,总电流I3减小,路端电压U增大,即电压表V示数变大,故D错误。
故选A。
8.D
【详解】A.通过电动机的电流为,A错误;
C.电动机消耗的电功率为P=IUM=3×100W=300W,C错误;
D.电动机内阻消耗的功率
则电动机输出的机械功率为,D正确;
B.电动机的工作效率为,B错误。
故选D。
9.AC
【详解】A.甲中灵敏电流表G与电阻箱R并联,利用分流扩大测量电流的量程,所以甲表是电流表。由并联支路电压相等得
代入数据得,故A正确;
B.乙中G与电阻箱R串联,利用分压扩大表头两端的电压量程,所以乙表是电压表。电压表满量程时,串联回路中的电流为表头满偏电流。由串联电路电压关系得
代入数据得
但乙不是电流表,故B错误;
C.甲表的并联方程变形为,由前述并联方程得
在被测总电流相同且量程标定不变时,若电阻箱阻值调得偏小,分流电阻中的电流增大,流过表头的电流减小,因而甲表示数偏小,故C正确;
D.乙表串联时,表头电流满足,由串联电路欧姆定律得
对同一真实电压,若电阻箱阻值调得偏小,流过表头的电流反而增大,乙表示数会偏大;要使示数偏小应是电阻箱阻值偏大,故D错误。
故选AC。
10.AD
【详解】A.图中电池右端为正极,电流由正极经可变电阻、接线柱和被测电阻流向接线柱,再进入表头回到电源负极;欧姆挡中红表笔接表头正端,因此与接线柱相连的是红表笔,故A正确;
B.指针偏转角度过大,说明被测电阻相对当前倍率偏小,应换用倍率较小的挡位,换挡后再重新调零,故B错误;
C.初始调零时,外接电阻为零且表头满偏,有
因此原刻度对电流对应的电阻读数为
设电池电动势变为,且,重新调零后,根据闭合电路欧姆定律有
所以
代入原刻度关系得
测量值应比真实值大,故C错误;
D.调零时,外接电阻为零且表头满偏,有
指针示数为时,闭合电路总电阻满足
两式相减得,故D正确。
故选AD。
11.AC
【详解】A.加热器加热时,待测材料膨胀只改变电容器极板间距,不改变电路电阻,、阻值不变,电路电流不变,因此两端电压(即电容器两极板间电压)不变,故A正确;
B.加热时极板间距减小,由电容决定式,减小则增大;
又不变,由,增大,电容器充电。电容器上极板带正电、下极板带负电,充电时负电荷从电流计的端流向端,电流方向与负电荷移动方向相反,因此电流计中电流为,故B错误;
C.滑片向左滑动,接入电路的阻值减小,总电阻减小,由闭合电路欧姆定律,电路电流增大,两端电压增大;
加热时电容器电容增大,由,电容器极板电荷量增加,故C正确;
D.只断开,仍闭合,电容器两端电压变为电源电动势,原来电容器电压为两端电压(小于),增大,不变,因此增大,极板电荷量增加,故D错误。
故选AC。
12.BD
【详解】A.头锤与气囊作用过程中,向下运动时,头锤的重力先大于气囊对头锤的作用力,则加速度向下,头锤失重;然后头锤的重力小于气囊对头锤的作用力,则加速度向上,头锤超重,一直到达最低点;同理向上运动时,头锤先超重后失重,则整个过程中头锤先失重后超重,再失重,故A错误;
D.头锤与气囊接触时的速度
则从头锤接触气囊到头锤到达最低点由动量定理(向上为正)
解得,故D正确;
B.从头锤接触气囊到头锤离开气囊,由动量定理
解得离开气囊时的速度
碰撞结束后头锤上升的最大高度为,故B正确;
C.碰撞过程头锤动量变化量大小为,故C错误。
故选BD。
13. 0.896/0.895/0.897 A 电流表分压
【详解】(2)[1]螺旋测微器的读数由固定刻度读数和可动刻度读数两部分组成。固定刻度读数为。可动刻度读数为
最后将两部分相加,总读数为
(3)[2]题目要求电流表读数能从0开始连续变化,这意味着滑动变阻器必须采用分压式接法。因为待测电阻。待测电阻属于大电阻,为了减小系统误差,应采用电流表内接法。
故选A。
(4)[3]在第(3)问中选择了图A所示的电路,即电流表内接法。在该电路中,电压表测量的是待测电阻与电流表内阻串联后的总电压,而电流表测量的是通过的真实电流。由于电流表存在内阻,会分担一部分电压,导致电压测量值偏大,从而使得电阻测量值偏大。因此,造成系统误差的主要原因是电流表分压。
(5)[4]根据电阻定律,导体的电阻与长度、横截面积及电阻率的关系为
导体横截面为圆形,直径为,则横截面积
联立上述两式,解得电阻率的表达式为
14.(1)AD
(2)
(3)
【详解】(1)A.落点位置以白纸为基准记录,白纸一旦移动,之前找出的落点便不再有效,因此实验过程中白纸的位置不能移动,故A正确;
B.两球都从斜槽末端的同一点抛出,实验中记录的是水平位移,不需要测量小球的直径,故B错误;
C.为避免入射球碰后反弹,入射球的质量必须大于被碰球的质量;为使两球发生正碰,两球的大小应相同,故C错误;
D.动量守恒须验证;两球碰后均做平抛运动,下落高度相同,飞行时间相同,由知水平位移与速度成正比,因此还需测量两球的质量和,故D正确;
故选AD。
(2)两球碰后均做平抛运动,下落高度相同,由得两球飞行时间相同;
由得,故水平位移与碰后的速度成正比;
由动量守恒得
将、、代入得
两边约去得
(3)[1] 三次实验中木板的位置不变,抛出点到木板的水平距离相同,小球离开槽口后做平抛运动,水平方向由得
竖直方向由得
由此解得
图丙中重复图甲的操作,三个落点与甲图的、、一一对应;入射球碰后把动量分给被碰球、速度减小,故其碰后的水平位移小于碰前的,即是入射球碰后的落点、是入射球碰前单独下落时的落点、是被碰球的落点;
由此、、分别对应被碰球、入射球碰前、入射球碰后的下落高度;
将对应的下落高度代入得、、
由动量守恒得
将上述三个速度代入得
两边约去得
[2] 若两球发生弹性碰撞,还需满足动能守恒
由得、、
将上述三式代入动能守恒式得
两边约去得
15.(1)
(2)
【详解】(1)电表以a、b两个端点串联接入时,表头与电阻箱甲并联,设此时电表的量程电流为,表头的满偏电流为,通过电阻箱甲的电流
表头的满偏电压
电流等于量程电流时,电表两端电压
电表的等效内阻
(2)表头指针满偏时通过电阻箱乙的电流
电阻箱乙两端电压
电阻箱乙的阻值
16.(1)
(2)(方向竖直向上),(方向竖直向下)
【详解】(1)根据简谐运动的特点有
解得;
(2)刚释放托盘时,托盘的加速度为g,方向竖直向下,根据简谐运动对称性可知当托盘运动到最低点时,加速度大小也为g,方向竖直向上,此时对物体受力分析
根据牛顿第三定律,可知物体对托盘的压力,方向竖直向下。
17.(1)2Ω
(2)6W,4W
(3)8Ω,1W
【详解】(1)当滑片滑到最右端时,短路,由闭合电路欧姆定律得
代入数据解得
(2)当滑片滑到最左端时,与、都短路,根据闭合电路的欧姆定律,电路中的电流最大
电源的总功率
代入数据解得
电源的输出功率
(3)当滑片P滑到最右端时,流过的电流
的阻值
代入数据解得
设滑动变阻器滑片P左侧电阻值为,则与并联的电阻
干路电流
与并联电路两端的电压
消耗的功率
联立以上各式得
根据数学知识可知,当,即时,最大
此时滑动变阻器滑片右侧阻值
18.(1)14N
(2)
(3)
【详解】(1)物块从点运动到点,根据机械能守恒定律得
解得
在点,对物块受力分析,物块受重力、支持力,由牛顿第二定律得
解得
(2)物块以的速度滑上传送带,加速到时运动的位移大小为
解得,则可知物块先在传送带上做匀加速运动,然后做匀速运动,最后以的速度匀速运动到点并离开传送带,与发生碰撞,设碰后、的速度分别为和。
根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
联立解得、
碰后,向右运动与挡板发生第一次碰撞,碰撞过程中由于没有能量损失,则以的速度向左运动。再次回到原位置处所用的时间为
则与挡板第1次碰撞过程中,挡板对物块的冲量大小
(3)碰后反向滑上传送带向左做匀减速运动,滑上传送带向左运动的最大距离为,由此可知,速度减为0后又向右做匀加速运动,最终以的速度离开传送带,在传送带上的运动时间为,即刚好能与返回来的在原碰撞处再次碰撞。
根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
联立解得、
由以上分析可知,两者再次碰后,反向滑上传送带,向左运动的最大距离为,由此可知,速度减为0后又向右做加速运动,最终以的速度离开传送带。
此时的速度和第一次与碰前的速度相同,则之后的碰撞都循环之前的碰撞,所以每次与挡板的碰撞都相同,碰撞前后速度大小均为,由动量定理可知,每次与挡板碰撞的过程中,挡板对物块的冲量大小为
解得
答案第1页(共2页)
答案第1页(共2页)
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