黄冈市名校2023-2024学年高二上学期第一次阶段性考试
物理试题
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 一个物体在下述运动中，动量不发生变化的是
A. 匀速直线运动 B. 匀速圆周运动
C. 平抛运动 D. 竖直上抛运动
2. 一质量为的物体以某初速度竖直向上抛出，上升的位移为后开始向下运动，又经过一段时间物体回到抛出点，运动过程中物体受到的空气阻力大小恒为，重力加速度大小为，则对于这一完整过程，下列说法正确的是（ ）
A. 物体受到的重力在上升阶段做正功，在下降阶段做负功
B. 物体受到的空气阻力在上升阶段做正功，在下降阶段做负功
C. 重力做的功为
D. 空气阻力做的功为
3. 在如图所示的实验电路中，闭合开关，当滑动变阻器的滑动触头向右端滑动时（ ）
A. L1变暗，变亮，变亮
B. L1变暗，变暗，变亮
C. L1变暗，变暗，变暗
D. L1变亮，变暗，变亮
4. 常见的羽毛球图标之一如图所示，羽毛球是体育中十分普及的体育运动，也是速度最快的球类运动，运动员扣杀羽毛球的速度可达到。假设羽毛球飞来的速度为，运动员将羽毛球以的速度反向击回，羽毛球的质量为，则羽毛球动量的变化量（ ）
A. 大小为，方向与羽毛球飞来的方向相同
B. 大小为，方向与羽毛球飞来的方向相反
C. 大小为，方向与羽毛球飞来的方向相反
D. 大小为，方向与羽毛球飞来的方向相同
5. 如图所示，质量为、长度为的小车静止在光滑的水平面上。质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力大小为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为，在这个过程中，以下结论错误的是（ ）
A. 小物块到达小车最右端时具有的动能为
B. 小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C. 摩擦力对小物块所做的功为
D. 小物块在小车上滑行过程中，系统产生的内能为
6. 如图所示，直线a为某电源的路端电压随电流的变化图线， 曲线b为小灯泡R两端的电压随电流强度的变化图线，用该电源和该小灯泡R组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内电阻分别是( )
A. 0.6 W，5 Ω B. 0.6 W，Ω
C 0.8 W，5 Ω D. 0.8 W，Ω
7. 如图所示，2020年10月，嘉兴南湖革命纪念馆前的七一广场喷泉经改造后重新开启。从远处看，喷泉喷出的水柱高约50m，若圆形喷管直径约为10cm，水的密度为，则供水的电动机的输出功率约为（ ）
A. B.
C. D.
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
8. 如图所示，一个竖直的光滑圆形管道固定在水平面上，管道内有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球通过管道最低点时，小球对管道的压力可能为零
B. 小球通过管道最低点时，管道对地的压力不可能为零
C. 小球通过管道最高点时，小球对管道的压力不可能为零
D. 小球通过管道最高点时，管道对地的压力可能为零
9. 如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到B点，不计物块的大小，P点到A点高度为h，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是
A. 物块从P到B过程克服摩擦力做的功为mg(R+h)
B. 物块从A到B过程重力的平均功率为
C. 物块在B点时对槽底的压力大小为
D. 物块到B点时重力的瞬时功率为mg
10. 如图所示，水平粗糙滑道AB与竖直面内的光滑半圆形导轨BC在B处平滑相接，导轨半径为R。一轻弹簧的一端固定在水平滑道左侧的固定挡板M上，弹簧自然伸长时另一端N与B点的距离为L。质量为m的小物块在外力作用下向左压缩弹簧（不拴接）到某一位置P处，此时弹簧的压缩量为d。由静止释放小物块，小物块沿滑道AB运动后进入半圆形轨道BC，且刚好能到达半圆形轨道的顶端C点处，已知小物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，小物块可视为质点，则（ ）
A. 小物块在C点处的速度刚好为零
B. 当弹簧的压缩量为时，小物块速度达到最大
C. 刚开始释放物块时，弹簧的弹性势能为
D. 小物块刚离开弹簧时速度大小为
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 某兴趣小组设计了一个“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．他设计的具体装置如图（a）所示，在小车A后连着纸带，电磁式打点计时器的电源频率为50Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力．
（1）若已测得打点纸带如图（b）所示，并测得各计数点间距（已标在图b上）．A为运动的起点，则应选_____段来计算A碰前的速度，应选_____段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）．
（2）已测得小车A的质量mA=0.40kg，小车B的质量mB=0.20kg，则碰前两小车的总动量为_____kg m/s，碰后两小车的总动量为____kg m/s．
（3）第（2）问中两结果不完全相等原因是_____________________．
12. 该同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择实验电路是题图中的___________（填“甲”或“乙”）。
为完成实验，该同学用到开关和导线若干，以及以下器材：
A．电流表（0-0.6A）
B．电压表（0-3V）
C．滑动变阻器（0-10Ω）
D．滑动变阻器（0-500Ω）
(2)滑动变阻器应选用___________。（均填相应器材前的字母）
(3)根据实验数据作出图像如图所示，该电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留三位有效数字）
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13. 如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，电压表的示数，求：
(1)电源的总功率；
(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；
(3)电源的输出功率和效率。
14. 北京联合张家口申办2022年冬奥会，其中高山滑雪项目可以在张家口崇礼云顶乐园滑雪场比赛，如图为简化赛道，比赛运动员可以从R＝18m的四分之一圆弧轨道AB段加速，经水平滑道BC，再在C点飞出水平轨道后做出美丽的空中动作，最后落至D点，一滑雪运动员质量m＝60kg，经过AB段加速滑行后进入BC轨道过程中没有能量损失，BC段运动员的运动时间是0.6s，运动员滑板与轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，运动员可以看质点，g=10m/s2，结果保留三位有效数字，求：
(1)若在由圆轨道进入水平轨道之前对B点的压力是体重的2.8倍，则AB段运动员克服摩擦力做的功是多少？
(2)若轨道BC比D点高H＝20m，离开C点后不计空气阻力，则落地点D距B的水平距离是多少？
15. 如图所示，固定斜面BC的倾角α = 37°，小物块（视为质点）以v0= 4m/s的初速度从A点水平抛出，到达斜面顶端B点时，其速度方向恰好沿斜面向下，小物块到达C点时的速度恰好等于到达B点时速度的。已知小物块的质量m = 0.4kg。斜面BC长L = 2m，取重力加速度大小g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，不计空气阻力，求：
（1）小物块从A点运动到B点水平方向的位移x；
（2）小物块沿斜面BC滑下过程中克服阻力做的功Wf
黄冈市名校2023-2024学年高二上学期第一次阶段性考试
物理试题 答案解析
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 一个物体在下述运动中，动量不发生变化的是
A. 匀速直线运动 B. 匀速圆周运动
C. 平抛运动 D. 竖直上抛运动
【答案】A
【解析】
【详解】如果物体的动量不发生变化，则只有当物体的速度不变时，上述运动中，匀速圆周运动、平抛运动以及竖直上抛运动速度都要发生变化，则动量都发生变化；只有匀速直线运动的物体速度不变，则动量不变，故选A.
2. 一质量为的物体以某初速度竖直向上抛出，上升的位移为后开始向下运动，又经过一段时间物体回到抛出点，运动过程中物体受到的空气阻力大小恒为，重力加速度大小为，则对于这一完整过程，下列说法正确的是（ ）
A. 物体受到的重力在上升阶段做正功，在下降阶段做负功
B. 物体受到的空气阻力在上升阶段做正功，在下降阶段做负功
C. 重力做的功为
D. 空气阻力做的功为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由功的定义可知，物体受到的重力在上升阶段做负功，在下降阶段做正功，故A错误；
B．由于阻力方向总是与速度方向相反，则阻力在上升阶段和下降阶段都做负功，故B错误；
C．重力做的功为
故C错误；
D．空气阻力做的功为
故D正确。
故选D。
3. 在如图所示的实验电路中，闭合开关，当滑动变阻器的滑动触头向右端滑动时（ ）
A. L1变暗，变亮，变亮
B. L1变暗，变暗，变亮
C. L1变暗，变暗，变暗
D. L1变亮，变暗，变亮
【答案】B
【解析】
【详解】当滑动变阻器的滑动触头向右端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路的总电阻R增大，根据闭合电路欧姆定律分析得到，路端电压U增大，总电流I减小，L1变暗，.L3的电压
U增大，U1减小，则U3增大，I3变大， L3变亮，L2的电流
减小，则L2变暗，故ACD错误，B正确。
故选B。
4. 常见的羽毛球图标之一如图所示，羽毛球是体育中十分普及的体育运动，也是速度最快的球类运动，运动员扣杀羽毛球的速度可达到。假设羽毛球飞来的速度为，运动员将羽毛球以的速度反向击回，羽毛球的质量为，则羽毛球动量的变化量（ ）
A. 大小为，方向与羽毛球飞来的方向相同
B. 大小为，方向与羽毛球飞来的方向相反
C. 大小为，方向与羽毛球飞来的方向相反
D. 大小为，方向与羽毛球飞来的方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】以球被反向击回的方向为正方向，则有
所以动量变化量
方向与羽毛球飞来的方向相反
故选C。
5. 如图所示，质量为、长度为的小车静止在光滑的水平面上。质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力大小为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为，在这个过程中，以下结论错误的是（ ）
A. 小物块到达小车最右端时具有的动能为
B. 小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C. 摩擦力对小物块所做的功为
D. 小物块在小车上滑行过程中，系统产生的内能为
【答案】A
【解析】
【详解】A．小物块到达小车最右端过程，对于小物块根据动能定理可得
小物块到达小车最右端时具有的动能为
故A错误，符合题意；
B．小物块到达小车最右端过程，对于小车根据动能定理可得
小车具有的动能为
故B正确，不符合题意；
C．摩擦力对小物块所做的功为
故C正确，不符合题意；
D．小物块在小车上滑行过程中，系统产生的内能为
故D正确，不符合题意。
故选A。
6. 如图所示，直线a为某电源的路端电压随电流的变化图线， 曲线b为小灯泡R两端的电压随电流强度的变化图线，用该电源和该小灯泡R组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内电阻分别是( )
A. 0.6 W，5 Ω B. 0.6 W，Ω
C. 0.8 W，5 Ω D. 0.8 W，Ω
【答案】A
【解析】
【详解】电源的U-I图象表达式为：U=E-Ir，则图象的斜率表示内阻，根据图象可知，电动势E=4V，内电阻为，两个图象的交点坐标表示路端电压和对应的电流，即路段电压为3V，电流为0.2A，故电源的输出功率为：P出=UI=3×0.2=0.6W，故选A．
【点睛】本题关键是推导出电源的U-I图象的表达式，明确横轴截距表示短路电流，纵轴截距表示电动势，斜率绝对值表示内电阻；同时明确两个图象交点的含义．
7. 如图所示，2020年10月，嘉兴南湖革命纪念馆前的七一广场喷泉经改造后重新开启。从远处看，喷泉喷出的水柱高约50m，若圆形喷管直径约为10cm，水的密度为，则供水的电动机的输出功率约为（ ）
A. B.
C D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】管口的圆形内径约有10cm，则半径
则水离开管口的速度为
设供水的电动机的输出功率为P，在接近管口很短一段时间 内水柱的质量为
根据动能定理可得
解得
故选B。
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
8. 如图所示，一个竖直的光滑圆形管道固定在水平面上，管道内有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球通过管道最低点时，小球对管道的压力可能为零
B. 小球通过管道最低点时，管道对地压力不可能为零
C. 小球通过管道最高点时，小球对管道的压力不可能为零
D. 小球通过管道最高点时，管道对地的压力可能为零
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB．小球通过管道最低点时，由牛顿第二定律可得
可得管道对小球的支持力
管道对小球向上的支持力不可能为零，即小球对管道向下的压力不可能为零，。
对圆形管道分析可得
由牛顿第三定律可得，管道对地的压力也不可能为零，A错误，B正确；
CD．小球通过管道最高点时，由牛顿第二定律可得
可得
当时
故管道对小球向下的压力可能为零，小球对管道的压力可能为零，当v2足够大时，使F2与圆形管道的重力相等，圆形管道对地的压力就为零，C错误，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到B点，不计物块的大小，P点到A点高度为h，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是
A. 物块从P到B过程克服摩擦力做的功为mg(R+h)
B. 物块从A到B过程重力的平均功率为
C. 物块在B点时对槽底的压力大小为
D. 物块到B点时重力的瞬时功率为mg
【答案】BC
【解析】
【详解】A项：物块从A到B做匀速圆周运动，根据动能定理有： ，因此克服摩擦力做功，故A错误；
B项：根据机械能守恒，物块在A点时的速度大小由得：，从A到B运动的时间为 ，因此从A到B过程中重力的平均功率为，故B正确；
C项：根据牛顿第二定律：，解得：，由牛顿第三定律得可知，故C正确；
D项：物块运动到B点，速度与重力垂直，因此重务的瞬时功率为0，故D错误．
故选BC．
10. 如图所示，水平粗糙滑道AB与竖直面内的光滑半圆形导轨BC在B处平滑相接，导轨半径为R。一轻弹簧的一端固定在水平滑道左侧的固定挡板M上，弹簧自然伸长时另一端N与B点的距离为L。质量为m的小物块在外力作用下向左压缩弹簧（不拴接）到某一位置P处，此时弹簧的压缩量为d。由静止释放小物块，小物块沿滑道AB运动后进入半圆形轨道BC，且刚好能到达半圆形轨道的顶端C点处，已知小物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，小物块可视为质点，则（ ）
A. 小物块在C点处的速度刚好为零
B. 当弹簧的压缩量为时，小物块速度达到最大
C. 刚开始释放物块时，弹簧的弹性势能为
D. 小物块刚离开弹簧时的速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题意知，小物块刚好能达到半圆形轨道顶端点处，设小物块在点处速度大小为，则有
解得
A错误；
B．弹簧的压缩量为时，由静止释放小物块，开始时弹簧的弹力大于滑动摩擦力，小物块加速运动，速度增大，当弹簧的弹力等于滑动摩擦力时，小物块速度达到最大，即
解得
B正确；
CD．弹簧的压缩量为时，释放小物块，设小物块离开弹簧时速度为，到达点时的速度为，小物块由点运动到点时，据机械能守恒定律有
解得
小物块离开弹簧到点时，据动能定理有
解得
据功能关系，刚开始释放物块时，弹簧的弹性势能为
C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 某兴趣小组设计了一个“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动．他设计的具体装置如图（a）所示，在小车A后连着纸带，电磁式打点计时器的电源频率为50Hz，长木板下垫着薄木片以平衡摩擦力．
（1）若已测得打点纸带如图（b）所示，并测得各计数点间距（已标在图b上）．A为运动的起点，则应选_____段来计算A碰前的速度，应选_____段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”）．
（2）已测得小车A的质量mA=0.40kg，小车B的质量mB=0.20kg，则碰前两小车的总动量为_____kg m/s，碰后两小车的总动量为____kg m/s．
（3）第（2）问中两结果不完全相等的原因是_____________________．
【答案】 ①. （1）BC； ②. DE； ③. （2）0.420； ④. 0.417； ⑤. （3）纸带与打点计时器之间存在摩擦力
【解析】
【详解】(1)因为碰撞之后共同匀速运动的速度小于碰撞之前A独自运动的速度,故AC应在碰撞之前,DE应在碰撞之后.推动小车由静止开始运动,故小车有个加速过程,在碰撞前做匀速直线运动,即在相同的时间内通过的位移相同,故BC段为匀速运动的阶段,所以BC是正确的计算碰前的速度;碰撞过程是一个变速运动的过程,而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动,故在相同的时间内通过相同的位移,故应选DE段来计算碰后共同的速度.
(2)碰前系统的动量即A的动量,则有
碰后的总动量为
(3)因为纸带与打点计时器之间存在摩擦力,从而使两结果并不完全相等;
12. 该同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是题图中的___________（填“甲”或“乙”）。
为完成实验，该同学用到开关和导线若干，以及以下器材：
A．电流表（0-0.6A）
B．电压表（0-3V）
C．滑动变阻器（0-10Ω）
D．滑动变阻器（0-500Ω）
(2)滑动变阻器应选用___________。（均填相应器材前的字母）
(3)根据实验数据作出图像如图所示，该电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留三位有效数字）
【答案】 ①. 甲 ②. C ③. 1.45 ④. 1.30
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]干电池的内阻较小，为了减小实验误差，选择甲电路；
(2)[2]为了调节方便，滑动变阻器应选择C。
(3)[3]该电池的电动势为
[4]该电池的内阻为
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13. 如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电动机的电阻，电阻。电动机正常工作时，电压表的示数，求：
(1)电源的总功率；
(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机械能的功率；
(3)电源的输出功率和效率。
【答案】(1)；(2)，；(2)，
【解析】
【分析】
【详解】(1)电动机正常工作时，电流为
电源的总功率为
(2)电动机两端电压为
电动机消耗的电功率为
电动机的热功率为
电动机将电能转化为机械能的功率
(3)电源的输出功率为
电源的效率
14. 北京联合张家口申办2022年冬奥会，其中高山滑雪项目可以在张家口崇礼云顶乐园滑雪场比赛，如图为简化的赛道，比赛运动员可以从R＝18m的四分之一圆弧轨道AB段加速，经水平滑道BC，再在C点飞出水平轨道后做出美丽的空中动作，最后落至D点，一滑雪运动员质量m＝60kg，经过AB段加速滑行后进入BC轨道过程中没有能量损失，BC段运动员的运动时间是0.6s，运动员滑板与轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，运动员可以看质点，g=10m/s2，结果保留三位有效数字，求：
(1)若在由圆轨道进入水平轨道之前对B点的压力是体重的2.8倍，则AB段运动员克服摩擦力做的功是多少？
(2)若轨道BC比D点高H＝20m，离开C点后不计空气阻力，则落地点D距B的水平距离是多少？
【答案】(1)1.08×103J；(2)39.9m
【解析】
【详解】(1)设在AB段运动员克服摩擦力做功WFf，由动能定理得
对运动员在B点受力分析，由牛顿第二定律得
解得
(2)在BC段运动过程，对运动员受力分析
由牛顿第二定律得
由
得xBC＝9.9m
运动员从C到D做平抛运动，由
得t＝2s
水平位移
所以B与D点的水平距离是
15. 如图所示，固定斜面BC的倾角α = 37°，小物块（视为质点）以v0= 4m/s的初速度从A点水平抛出，到达斜面顶端B点时，其速度方向恰好沿斜面向下，小物块到达C点时的速度恰好等于到达B点时速度的。已知小物块的质量m = 0.4kg。斜面BC长L = 2m，取重力加速度大小g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，不计空气阻力，求：
（1）小物块从A点运动到B点水平方向的位移x；
（2）小物块沿斜面BC滑下过程中克服阻力做的功Wf
【答案】（1）12m；（2）9.6J
【解析】
【详解】（1）设A到B的时间为t
解得
小物块从A点运动到B点水平方向的位移x
（2）在B点的速度为
根据动能定理得
解得
Wf = 9.6J
