高級中學名校試卷PAGEPAGE1廣州市2024學年第二學期第一次階段性測試高二年級物理試卷本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共100分。考試時間75分鐘。注意事項：1、答卷前，考生務必將自己的姓名、考號等信息填寫在答題紙上。2、答案必須填寫在答題紙的相應位置上，答案寫在試題卷上無效。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、單項選擇題（8題，每題4分，共32分。在給出的四個選項中，每小題只有一個選項正確）1.質量為m的木箱放置在粗糙的水平地面上，在與水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由靜止開始在地面上運動，經過時間t速度變為v，則在這段時間內（）A.重力對物體的沖量為零B.拉力F對物體的沖量大小為FtC.拉力F對物體的沖量大小為FtcosθD.由已知條件不可能得出合外力對物體的沖量【答案】B【解析】本題考查根據力與時間的乘積求重力和拉力對物體的沖量大小，根據動量定理求解合力對物體的沖量大小。A.重力對物體的沖量大小為mgt，故A錯誤；BC.拉力F對物體的沖量大小I=Ft，故B正確，C錯誤；D.由動量定理可知，合外力對物體的沖量為故D錯誤。故選B。2.如圖是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的（）A.周期是0.01s B.最大值是C.有效值是220V D.表達式為U=220sin100πt（V）【答案】C【解析】A．由圖像知周期0.02s，故A錯誤；B．由圖像知最大值為311V，故B錯誤；C．電壓的有效值為V≈220V故C正確；D．角頻率瞬時值表達式為u=311sin100πt(V)故D錯誤；故選C。3.如圖所示，小車停在光滑的桌面上，車上固定一個用膠塞塞住封口的試管。試管內充滿空氣，用車上的酒精燈加熱試管尾端。當試管內的空氣達到一定溫度時，膠塞從試管口噴出，以整個裝置為系統，下列說法正確的是（）A.水平方向動量守恒，機械能守恒B.水平方向動量守恒，機械能不守恒C.水平方向動量不守恒，機械能守恒D.水平方向動量不守恒，機械能不守恒【答案】B【解析】以整個裝置為系統，水平方向的合外力為0，所以水平方向動量守恒。但由于要產生內能，所以機械能不守恒。故選B。4.如圖所示，某品牌汽車正在進行安全測試。汽車發生碰撞時，安全氣囊彈開，減少了對駕駛員的傷害，則在汽車碰撞過程中，下列說法正確的是（）A.安全氣囊使駕駛員動量變化量減小B.安全氣囊使駕駛員動能變化量減小C.安全氣囊使駕駛員所受平均撞擊力的沖量減小D.安全氣囊使駕駛員所受平均撞擊力減小【答案】D【解析】ABC．無論安全氣囊是否打開，駕駛員的初末速度不變，動能變化量，動量變化量均不變，AB錯誤；CD．根據無論安全氣囊是否打開，駕駛員的初末速度不變，動量變化量均不變，受到的平均撞擊力的沖量不變，但是安全氣囊打開時，駕駛員速度變化的時間增加，可知駕駛員受到的平均撞擊力減小，C錯誤D正確。故選D。5.在探究變壓器的兩個線圈電壓關系時，某同學自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上，組成了一個新變壓器，如圖甲所示，線圈作為原線圈連接到學生電源的交流輸出端，電源輸出的電壓如圖乙所示，線圈接小燈泡。若他組成的新變壓器可視為理想變壓器，則（）A.電源輸出電壓的頻率為B.適當增加原線圈的匝數，小燈泡變暗C.在小燈泡旁邊并接一個電阻，電源的輸出功率減小D.將線圈改接在學生電源的直流輸出端，小燈泡也能發光【答案】B【解析】A．根據電源輸出的電壓的圖像可讀出正弦交流電的周期，則頻率為故A錯誤；B．變壓器的輸入電壓為不變，增大原線圈匝數，根據可知，副線圈的輸出電壓變小，即小燈泡獲得的電壓變小，故燈泡的功率變小而變暗，故B正確；C．在小燈泡旁邊并接一個電阻，則負載總電阻變小，而副線圈的輸出電壓不變，故變壓器的輸出功率變大，則電源的輸出功率變大，故C錯誤；D．將線圈改接在學生電源的直流輸出端，變壓器上的磁通量不變，不能利用互感產生感應電動勢，則副線圈無電流，燈泡不能發光，故D錯誤；故選B。6.《三國志》中記載：“置象大船之上，而刻其水痕所至，稱物以載之，則校可知矣。”這是著名的曹沖稱象的故事。某同學學過動量守恒定律之后，欲利用卷尺測定大船的質量。該同學利用卷尺測出船長為L，然后緩慢進入靜止的平行于河岸的船的船尾，再從船尾行走至船頭，之后緩慢下船，測出船后退的距離d，已知該同學自身的質量為m，若忽略一切阻力，則船的質量為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】設船的質量為，人和船組成的系統在水平方向動量守恒，設人行走時任意時刻的速度大小為，船后退的速度大小為，人從船尾到船頭所用時間為，則根據動量守恒定律有整理可得在等式兩邊同乘以時間可得即有解得故選D。7.如圖為某發電廠輸電示意圖，發電廠的輸出電壓為U，輸電線的等效電阻為r，輸電線路中的電流為I，理想變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2，則該變壓器（）A.輸入電壓為U B.輸入電壓為IrC.輸出電壓為 D.輸出電壓為【答案】C【解析】該變壓器的輸入電壓為根據理想變壓器電壓比等于匝數比，可得可得該變壓器的輸出電壓為故選C。8.科學中心某款手搖點火器原理如圖所示。當鋼針和金屬板間瞬時電壓超過5000V時可以產生電火花。已知勻強磁場的磁感應強度B大小為0.2T，手搖發電機線圈的面積為0.25m2，共50匝，不計內阻。變壓器為理想變壓器，其原副線圈匝數比為1：100。下列說法正確的是（）A.線圈轉速等于2r/s時，點火器可以產生電火花B.線圈轉速等于4r/s時，點火器可以產生電火花C.電壓表的示數為5V時，點火器可以產生電火花D.電壓表的示數為25V時，點火器可以產生電火花【答案】B【解析】AB．線圈在勻強磁場中轉動產生交流電，設轉速為n，則發電機最大電動勢為發電機的最大電動勢等于變壓器的輸入線圈電壓的最大值，，根據變壓器兩端的匝數比等于電壓比，有鋼針和金屬板間瞬時電壓超過5000V時可以產生電火花，現令，聯立各方程解得，故線圈轉速等于4r/s時，副線圈的電壓最大值超過了5000V，能產生電火花，故A錯誤，B正確；CD．電壓表的示數為原線圈兩端的電壓有效值，剛點火時5V和25V均小于，則不能達到點火電壓，故CD錯誤；故選B。二、多項選擇題（每小題4分，共16分。每小題給出的4個選項中，至少有2個選項正確，全部選對的得4分，選不全的得2分，有錯選或不答的得0分。）9.如圖所示是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器，已知變壓器原線圈與副線圈匝數比，加在原線圈的電壓為（V），霓虹燈正常工作的電阻R=440kΩ，I1、I2表示原、副線圈中的電流，下列判斷正確的是（）A.副線圈兩端電壓6220V，副線圈中的電流14.1mAB.副線圈兩端電壓4400V，副線圈中的電流10.0mAC.I1<I2D.I1>I2【答案】BD【解析】原線圈電壓有效值為根據解得U2=4400V副線圈電流I==0.01A根據由于n2＞n1，所以I1＞I2．選項BD正確。故選BD。10.如圖（a），長木板A靜止在光滑的水平面上，質量為m=2kg的物體B以水平速度在長木板A表面上滑行，由于A、B間存在摩擦，之后A、B速度隨時間變化情況如圖（b），。下列說法正確的有（）A.A、B間的動摩擦因數為0.2B.系統損失的機械能為2JC.長木板A的最小長度為1mD.長木板A獲得的動能為2J【答案】BC【解析】A．由圖像可知，物塊B的加速度由牛頓第二定律可知解得故A錯誤；B．由圖像可知，A、B組成的系統動量守恒，以B的方向為正方向，由動量守恒可知解得木板的質量系統損失的機械能為J故B正確；C．由圖像可知，物塊A、B的相對位移為A、B圖像線下面積的差值，所以長木板A的最小長度為m=1m故C正確；D．長木板A獲得的動能為J故D錯誤。故選BC。11.質量為mA的A球，以某一速度沿光滑水平面向靜止的B球運動，并與B球發生彈性正碰，假設B球的質量mB可選取不同的值，則下列說法正確的是（）A.當mB=mA時，碰后兩球互換速度B.當mB=mA時，碰后A、B兩球共速C.當mB<mA時，mB越小，碰后B球的速度越小D.當mB>mA時，碰后A球反向運動【答案】AD【解析】設碰撞前A的速度為v0，碰撞后A的速度為vA，B的速度為vB，兩球發生彈性碰撞，碰撞過程系統動量守恒、機械能守恒，以碰撞前A球的速度方向為正方向，由動量守恒定律得由機械能守恒定律得解得、AB．當mB=mA時，vA=0，vB=v0，碰撞后兩球互換速度，故B錯誤，A正確；C．當mB<mA時，=mB越小，碰后B球的速度越大，故C錯誤；D．當mB>mA時，vA＜0，碰后A反向運動，故D正確。故選AD。12.質量均為m的兩個小球A、B用輕彈簧連接，一起放在光滑水平面上，小球A緊靠擋板P，如圖所示，給小球B一個水平向左的瞬時沖量，大小為I，使小球B向左運動并壓縮彈簧，然后向右彈開。彈簧始終在彈性限度內，取向右為正方向。在小球B獲得向左的瞬時沖量之后的整個運動過程中，對于A、B及彈簧組成的系統，下列說法正確的是（）A.擋板P對小球A做的功為B.擋板P對小球A的沖量大小為2IC.A球剛要離開擋板時B球動量大小為ID.小球A離開擋板后，系統彈性勢能的最大值為【答案】BCD【解析】A．小球A離開擋板P前過程擋板對系統有向右的彈力作用，系統所受合外力不為零，系統動量不守恒；而小球A受擋板P彈力作用過程，小球A的位移為零，則擋板P對小球A做功為零，故A錯誤；C．在B獲得沖量到A離開擋板過程，只要彈簧彈力做功，系統機械能守恒，當彈簧恢復原長時A將離開擋板，此時A的速度為零，對系統，由機械能守恒定律可知，此時B的速度與B剛獲得沖量時速度大小相等，B的沖量大小仍為I；故C正確；B．在A球剛要離開擋板之前的過程中，以向右為正方向，由動量定理，對B有對A有由牛頓第三定律可知解得故B正確；D．小球A離開擋板時A的速度為零，B的沖量為B的速度為A離開擋板后A、B系統動量守恒，當兩者速度相等時彈簧伸長量最大，彈簧彈性勢能最大，以向右為正方向，由動量守恒定律得解得對系統由能量守恒定律得解得故D正確；故選BCD。第II卷（非選擇題共52分）三、實驗題13.某同學用如圖甲所示實驗裝置來“驗證動量守恒定律”，實驗原理如圖乙所示。圖乙中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓質量為m1的入射小球A多次從斜軌上由靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，然后把質量為m2的被碰小球B靜置于軌道的水平部分，再將入射小球從斜軌上由靜止釋放，與小球B相碰，并且多次重復，實驗得到小球的落點的平均位置分別為M、N，測量xM、xP、xN分別為M、P、N距O點的水平距離。（1）關于本實驗，下列說法正確的是________。A．入射小球每次可由不同位置自由滾下

B．兩小球的質量關系必須m1>m2C．斜槽軌道必須光滑

D．斜槽軌道末端必須水平（2）若測量數據近似滿足關系式________（用m1、m2、xM、xP、xN表示），則說明兩小球碰撞過程動量守恒。（3）在驗證動量守恒后，若測量數據滿足表達式________（僅用xM、xP、xN表示），則說明碰撞為彈性碰撞。【答案】（1）BD##DB（2）（3）【解析】（1）[1]AC．實驗中小球每次從相同位置滾下，重力做功和摩擦力做功都不變，根據動能定理可知小球到達軌道末端速度相同，斜槽軌道不必光滑，故AC錯誤；B．為了保證兩球碰撞后入射球不反彈，入射小球質量應大于被碰小球的質量，故B正確；D．離開軌道小球做平拋運動，小球應有水平初速度，所以斜槽軌道末端必須水平，故D正確。故選BD。（2）[2]設碰撞前小球A的速度為，碰撞后小球A的速度為，小球B的速度為，兩球碰撞過程系統動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得小球離開軌道后做平拋運動，小球做平拋運動拋出點的高度相等，小球做平拋運動的時間相等，則即（3）[3]若碰撞為彈性碰撞，根據動量守恒和機械能守恒可得聯立解得則有可得14.如圖所示為驗證動量守恒的實驗裝置，氣墊導軌置于水平桌面上，G1和G2為兩個光電門，A、B均為彈性滑塊，質量分別為mA、mB（含遮光片），且mA>mB，兩遮光片沿運動方向的寬度均為d，實驗過程如下；①調節氣墊導軌成水平狀態；②輕推滑塊A，測得A通過光電門G1的遮光時間為t1；③A與B相碰后，B和A先后經過光電門G2的遮光時間分別為t2和t3。回答下列問題：（1）用螺旋測微器測得遮光片寬度如圖所示，讀數：___________mm；（2）驗證動量守恒成立的表達式為：___________；A、B碰撞過程中損失的機械能表達式為：___________。（均用題中所給的物理量字母表示）【答案】（1）2.540（2）【解析】（1）螺旋測微器的精確度為0.01mm，讀數為2.5mm+4.02.540mm（2）[1]根據動量守恒定律可知即解得[2]根據能量守恒定律有解得15.（1）將質量為1.00kg的模型火箭點火升空，50g燃燒的燃氣以大小為600m/s的速度從火箭噴口在很短時間內噴出。在燃氣噴出后的瞬間，火箭的動量大小為___________。（噴出過程重力和空氣阻力可忽略）（2）一枚在空中飛行的火箭質量為m，在某時刻的速度大小為v，方向水平，燃料即將耗盡。此時，火箭突然炸裂成兩塊，其中質量為的一塊沿著與v相反的方向飛去，速度大小為。則炸裂后另一塊的速度大小為___________。（3）水流射向墻壁，會對墻壁產生沖擊力。假設水槍噴水口的橫截面積為S，水流以速度v垂直射向豎直墻壁后速度變為0。已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，墻壁受到的平均沖擊力F=___________。【答案】（1）30kg·m/s（2）（3）ρSv2【解析】（1）根據動量守恒，火箭的動量大小等于燃氣的動量大小，故可得火箭的動量大小為（2）取水平向右為正方向，根據動量守恒定律得解得（3）設水流受到墻壁的平均沖力大小為F，以該力的方向為正方向，根據動量定理可得其中聯立可得則根據牛頓第三定律可知，墻壁受到的平均沖擊力大小為。16.一個質量為0.2的小球豎直向下以6的速度落至水平地面，再以4的速度反向彈回。（1）取豎直向下為正方向，求小球與地面碰撞前后的動量變化量？（2）考慮小球的重力，當小球與地面的作用時間為0.2s，求小球受到地面的平均作用力大小和方向？【答案】（1）；（2），方向豎直向上【解析】（1）取豎直向下為正方向，則碰撞前后的動量變化量為（2）由動量定理可得其中負號表示力的方向豎直向上。考慮小球的重力，則小球受到地面的平均作用力大小為方向豎直向上。17.如圖所示，光滑的圓弧軌道固定在豎直平面內，軌道的點與光滑水平面相切，其半徑為。在水平面內有一質量的小球Q連接著輕質彈簧處于靜止狀態，現將一質量為的小球P從點正上方高處由靜止釋放，小球P和小球Q均可視為質點，當地的重力加速度，不計空氣阻力，求：（1）小球P到達圓弧軌道最低點時對軌道的壓力；（2）在小球P壓縮彈簧的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能。【答案】（1），方向豎直向下；（2）【解析】（1）小球P從A點運動到點的過程中，根據機械能守恒