河南省驻马店市环际大联考“逐梦计划”2024-2025学年高二上学期12月阶段考试（三）物理试卷(含答案)

这是一份河南省驻马店市环际大联考“逐梦计划”2024-2025学年高二上学期12月阶段考试（三）物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．在漫长的物理研究道路上，许多物理学家不只研究出来的很多物理理论、概念、规律，还创新了许多物理方法，其中包括现下经常使用的比值定义法定义了许多物理量，下列关于物理问题的说法中正确的是( )
A.由公式可知电场中某点的电势与q成反比
B.公式，其中电容器的电容C与电容器两极板间电势差U成反比
C.根据公式，说明电场强度由点电荷所受电场力与带电量决定
D.是电阻R的定义式，电阻大小与电压U和电流I无关
2．某同学在整理物理笔记时，选取了一部分物理课本的插图，关于插图说法正确的是( )
A.图1实验中，由于静电感应，验电器顶端带负电
B.图2实验中，采用了控制变量法，装置保证了两极板间电荷量不变
C.图3可判断出导体B的阻值大于A
D.图4中，并联的电阻R越小，改装后的电流表量程越小
3．两个完全相同的半径为r的金属球，两球心相距为L，它们所带电荷量的绝对值均为q，下列关于它们之间相互作用的静电力F，说法正确的是( )
A.若两球带同种电荷且L远大于r时，
B.若带同种电荷且时，
C.若带异种电荷且时，
D.不论两球带何种电荷，距离如何，两球间静电力始终满足
4．如图所示，有一段长为，电阻为的金属丝，两端连接成一闭合圆环，在圆环上取M、N两点与外电路相连，已知M、N间的短圆弧长，沿AM流入圆环的电流强度为，则( )
A.M、N间的短圆弧金属丝的电阻值为
B.闭合圆环在M、N间的电阻值为
C.闭合圆环在M、N间的电阻值为
D.通过M、N间的短圆弧金属丝的电流强度为
5．建筑工人工作时，经常需要使用钉子制作构架，如图所示，某工人用的铁锤钉钉子。铁锤打到钉子之前铁锤的速度为，打击时间为铁锤的重力忽略不计，取重力加速度。则铁锤击打钉子的过程中，下列说法正确的是( )
A.铁锤对钉子的平均作用力大小为
B.铁锤动量的变化量大小为，方向竖直向下
C.减少铁锤击打钉子的时间，其他条件不变，则铁锤对钉子的平均作用力变小
D.增大铁锤击打钉子之前的速度，其他条件不变，则铁锤对钉子的平衡作用变大
6．把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是( )
A.小球在O位置时，动能最大，加速度最大
B.小球在A、B位置时，势能最大，加速度最小
C.小球从A经O到B的过程中，回复力先做正功后做负功
D.小球从B到O的过程中，振动的能量不断减小
二、多选题
7．关于动量、冲量、动量的变化量、动能，下列说法中正确的是( )
A.物体动量为零时，一定处于平衡状态
B.质量一定的物体，动量增大2倍，其动能增大4倍
C.人从高处跳下时，总有一个屈膝的动作，是为了减小地面对人的冲量
D.从同一高度释放的两个完全相同鸡蛋落地前动量相同，由于掉在水泥地上的鸡蛋比掉在海绵上的鸡蛋的作用时间短，冲击力大，所以前者容易碎
8．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表、，若把、分别采用串联或并联的方式接入电路，如图（a）、（b）所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )
A.图（a）中的、的示数相同
B.图（a）中的、的指针偏角相同
C.图（b）中的、的示数相同
D.图（b）中的、的指针偏角相同
9．为了实现空间小，动力大的目标，我国比亚迪集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”，以实现在同样的空间内装入更多电池。如图，某款车配了150块“刀片电池”。每块“刀片电池”的容量是，平均工作电压是3V。该车型采用充电电压为600V的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为1h。该车型百公里的平均能耗是。则该车型的汽车充电桩( )
A.充满电后续航里程是
B.充满电后储存的电能是
C.单块电池充满电后储存的电荷量是
D.快充充电桩的平均充电电流是
10．一质量的物块静止在粗糙的水平地面上，物块与水平地面间的动摩擦因数为0.2，时刻给物块施加一水平向右的外力F，并于撤去外力，力F随时间t的变化情况如图所示，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，g取，则下列说法中正确的是( )
A.内F的冲量为
B.内摩擦力的冲量为
C.抛物块的速度大小为
D.6s末物块的速度最大
三、实验题
11．用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。
（1）下列关于本实验条件的叙述，正确的是_______。
A.同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放
B.入射小球的质量需等于被碰小球的质量
C.斜槽部分必须光滑
D.轨道末端必须水平
（2）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上同一位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP，然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平末端，仍将入射小球从斜槽上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，测得两小球平均落地点位置分别为M、N，实验中还需要测量的物理量有_____。
A.入射小球和被碰小球的质量、
B.入射小球开始的释放高度h
C.小球抛出点距地面的高度H
D.两球相碰后的平抛射程OM、ON
（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式______（用所测物理量的字母表示），则认为两球碰撞前后的动量守恒。
（4）若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，实验中小球平均落点位置分别为、、，与小球在斜槽末端时球心的位置等高。下列说法中正确的是______。
A.若，则表明此碰撞过程动量守恒
B.若，则表明此碰撞过程动量守恒
C.若，则表明此碰撞过程机械能守恒
D.若，则表明此碰撞过程机械能守恒
12．某实验小组用以下方法探究木板沿水平方向运动的规律。在运动的木板正上方用细线悬挂一个除去了柱塞的小注射器，注射器内装上墨汁，做成秒摆（周期为），如图甲所示。注射器的平衡位置在木板中线的正上方，当注射器在竖直平面内摆动时，在木板上留下了墨汁图样，图样与中线各交点的距离关系如图乙所示。
（1）由图乙可知，木板向右做___________（选填“加速”或“减速”）直线运动；
（2）若木板的运动可视为匀变速直线运动，墨汁滴到木板A点时，木板的速度大小为___________，木板的加速度大小为___________。（计算结果均保留2位有效数字）
四、计算题
13．某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势为，电源内阻，电阻，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，且转轴与绳间不打滑，此时理想电压表的示数为7V；当重物质量时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时电动机消耗功率最大（不计摩擦，g取）求：
（1）电动机的内阻；
（2）重物匀速上升时流过电动机的电流大小及最大功率；
（3）重物匀速上升的速度大小v。
14．两物块P、Q用轻细绳悬挂在轻弹簧下静止，如图所示。物块P的质量为m，物块Q的质量为M，烧断连接P、Q的细绳后，P做简谐运动。
（1）若弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，求P做简谐运动的振幅A；
（2）烧断细绳后，P上升经过某位置时速度大小为v，此时Q下落速度大小为，求从烧断细绳后瞬间到此时的这段时间内，弹簧对P的冲量大小。
15．如图所示，一小车上表面由粗糙的水平部分AB和光滑的圆弧轨道BC组成，小车紧靠台阶静置在光滑水平地面上，且小车的左端与固定的光滑圆弧轨道MN末端等高，圆弧轨道MN末端水平。一质量的物块P从距圆弧轨道MN末端高度处由静止开始滑下，与静止在小车左端的质量的物块Q发生弹性碰撞，且碰撞时间极短。AB的长度，圆弧BC的半径，小车的质量，物块P、Q均可视为质点，取重力加速度大小。
（1）求碰撞后瞬间，物块Q的速度大小v；
（2）若物块Q恰好能滑到小车右端的C点，求物块Q与水平轨道AB间的动摩擦因数；
参考答案
1．答案：D
解析：A．公式是电势的定义式，电场中某点的电势由电场本身决定，与试探电荷的电荷量无关，故A错误；
B．公式为比值定义式，电容与电荷量，电压没有本质上的决定关系，即电容器的电容与电容器两极板间电势差U无关，故B错误；
C．是电场强度的比值定义式，电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量无关，故C错误；
D．公式是电阻的定义式，属于比值定义法，电阻R与材料，导线的截面积，导线长度有关，与导体两端的电压U和电流L无关，故D正确。
2．答案：B
解析：A．验电器用金属网罩罩住，则金属网内被静电屏蔽，则带电的金属球靠近验电器的金属球时，验电器的顶端不带电，故A错误；
B．研究影响平行板电容器的影响因素时，采用的是每次实验都保证只有一个变量的方法，故图2采用了控制变量法，不接电源保证电荷量不变，故B正确；
C．根据欧姆定律可得，图像的斜率表示电阻的倒数，故A图线的电阻大，故C错误；
D．图4中，并联的电阻R越小，就越大，改装后的电流表量程越大，故D错误。
3．答案：C
解析：A．若带同种电荷且远大于时，两球可看出电量集中在球心的点电荷，两球间的库仑力为故A错误；
B．由于两球心间距离，不满足远大于的条件，故两球不能看成点电荷，若两球带同种电荷，由于同种电荷相互排斥，则两球等效中心间的距离大于2r，此时库仑力故B错误；
C．由于两球心间距离，不满足远大于r的条件，故两球不能看成点电荷，若两球带异种电荷，由于异种电荷相互吸引，则两球等效中心间的距离小于2r，此时库仑力故C正确；
D．根据上可知，当距离不满足远大于的条件时，两球间由于作用力等效中心点不在球心，不一定满足，故D错误。故选C
4．答案：B
解析：ABC．根据电阻定律，导体的电阻与长度成正比，故短弧的电阻为
长弧的电阻为
闭合圆环在M,N间的电阻值为短弧和长弧并联的电阻，即故AC错误，B正确；
D．通过M,M间的短圆弧金属丝的电流强度与通过M,~N间的长圆弧金属丝的电流强度之比等于其电阻的反比，即总电流为0.5A，故通过M,M间的短圆弧金属丝的电流强度为
故D错误。
5．答案：D
解析：AB．以铁锤为研究对象，取竖直向上为正方向，其初速度
末速度为0，则铁锤动量的变化
方向竖直向上。根据动量定理可得
解得
根据牛顿第三定律可得，铁锤钉钉子的平均作用力大小为150N，方向坚直向下。故错误；
CD．由可知减小铁锤击打钉子的时间，其他条件不变，则钉子对铁锤的平均作用力变大，根据牛顿第三定律，铁锤对钉子的平均作用力也变大，同理，增大铁锤击打钉子之前的速度，增大，其他条件不变，则钉子对铁锤的平均作用力变大，根据牛顿第三定律，铁锤对钉子的平均作用力也变大，故C错误，D正确。故选D。
6．答案：C
解析：小球经过平衡位置时，速度最大，位移为零，所以经过平衡位置时动能最大，回复力为零，加速度为零，故A错误；小球在A、B位置时，速度为零，位移最大，回复力最大，故动能最小，加速度最大，故B错误；由于回复力指向平衡位置，所以小球从A经O到B的过程中，回复力先做正功，后做负功，故C正确；小球的动能和弹簧的势能相互转化，且总量保持不变，即振动的能量保持不变，故D错误.
7．答案：BD
解析：A．物体动量为零时，不一定处于平衡状态，例如上抛物体到达最高点时，故A错误；
B．质量一定的物体，动量增大2倍，根据则说明速度增大2倍，所以其动能增大4倍，故D正确。
C．人从高处跳下时，总有一个屈膝的动作，是为了增加着地时间，减小地面对人的冲击力，不会减小地面对人的冲量，故C错误；
D．鸡蛋从同一高度下落，落地前的速度大小相等，故落地前的动量相等，而最后的速度均为零；故说明动量的变化一定相等；由动量定理可知冲量也一定相等；但由于掉在水泥地上的时间较短，则说明鸡蛋掉在水泥地上动量变化较快，从而导致冲击力较大；使鸡蛋易碎；故B错误；
8．答案：BC
解析：AB．图（a）中的、并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同，量程大的电流表示数大，故A错误，B正确。
CD．图（b）中的、串联，、的示数相同；由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，故C正确，D错误。
9．答案：AC
解析：C．单块电池充满电后储存的电荷量是
故C正确；
B．单块电池充满电后储存的电能是
充满电后储存的电能是故B错误；
A．该车充满电后续航里程是故A正确；
D．由题意可知其中、、解得
故D错误。
10．答案：ACD
解析：A．图像与时间轴围成的面积表示冲量，内F的冲量为
故A正确；
B．滑动摩擦力的大小为
由图可知4s末外力达到4N，在这之前物块所受摩擦力为静摩擦力，大小与外力相等，小于4N，所以内摩擦力的冲量小于，故B错误；
C．从4s末到5s末，对物块由动量定理得
则故C正确；
D．由图可知6s末物块的所受外力为4N，此后外力小于滑动摩擦力，物块做减速运动，所以6s末物块速度最大，故D正确。故选ACD。
11．答案：（1）AD
（2）AD
（3）
（4）BD
解析：（1）A．同一组实验中，为了保证每次碰撞前入射小球的速度相同，入射小球必须从同一位置由静止释放，故A正确；
B．为了保证碰后入射小球不反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故B正确；
C．轨道倾斜部分是否光滑不影响碰撞前入射小球的速度，故斜槽部分不需要光滑，故C错误；
D．为了保证小球抛出时做平拋运动，轨道末端必须水平，故D正确。
故选ABD。
（2）设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后入射小球的速度为，被碰小球的速度为，入射小球的质量为，被碰小球的质量为，若碰撞过程满足动量守恒，则有
因小球从同一高度做平抛运动，故运动时间都相同，设为t，则有
、、
联立可得
故实验中还需要测量的物理量有入射小球和被碰小球的质量、，两球相碰后的平拋射程OM、ON。故选AD。
（3）由上一问，可知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动量守恒。
（4）AB．若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒，设入射小球碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，被碰小球的速度为，抛出点到挡板的水平位移为，则小球平均落点在点时有
联立解得
同理，小球平均落点在点，点时，水平位移仍为，则对应的平拋初速度
若满足
代入以上三个速度，可得故AB错误；
CD．若满足
代入以上三个速度，可得
则表明此研撞过程机械能守恒，故C正确，D错误。
12．答案：（1）加速
（2）0.23
（3）0.078
解析：（1）木板上的墨汁图样是由注射器摆动形成的，根据单摆的特点，虚线上相邻两个平衡位置的时间相同；越向左，相邻两个平衡位置间的距离越来越远，即木板运动的越快，因此木板向右做＂加速＂直线运动。
（2）木板匀加速直线运动，相邻两平衡位置时间
中间时刻的速度等于平均速度
木板匀变速直线运动，加速度
13．答案：（1）
（2）0.8A，3.2W
（3）
解析：（1）解析：
根据闭合电路欧姆定律，可知
解得
此时电动机不转动，可看成纯阻电路，根据欧姆定律
又因
（2）根据能量关系，对电动机，有
根据数学知识可得当
时，电动机功率有极大值，且为
（3）对电动机根据功率关系
解得
14．答案：（1）
（2）
解析：（1）绳剪断前，P、Q整体分析，弹簧伸长的长度
解得
绳剪断后，P做简谐运动，在平衡位置时，弹簧的拉力与重力平衡，此时弹簧伸长的长度为
解得
故其振幅
（2）烧断细绳后，Q做自由落体运动，Q下落速度大小为的时间
对物块P，根据动量定理可知
解得
15．答案：（1）9m/s
（2）0.07
解析：（1）设物块P滑到N点时的速度大小为，由机械能守恒定律有
解得
取向右为正方向，设碰触物块P的速度为，
根据能量守恒
解得
（2）物块Q运动至C点时水平速度与小车的速度相等，竖直速度为零，设共同速度为，根据动量守恒，有
解得
又由能量关系有
解得
图1：研究静电屏蔽
图2：研究影响平行板电容器的影响因素
图3：导体的伏安特性曲线
图4：把表头改装成大量程电流表