江苏省常州市名校2023-2024学年高二上学期10月调研考试物理试卷(含答案)

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一、单选题
1、如图所示为实验室中验证碰撞中的动量守恒的实验装置示意图。若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则( )
A.，B.，C.，D.，
2、我国的太阳能资源十分丰富，太阳能产业发展迅速。现有一太阳能电池板，测得它的没有接入电路时的电压为600mV，短路电流为20mA，若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的内电阻和路端电压分别是( )
A.20Ω，0.24VB.20Ω，0.60VC.30Ω，0.24VD.30Ω，0.60V
3、如图所示，光滑水平面上有一质量为m的物体，在一与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下运动，则在时间t内( )
A.重力的冲量为0B.拉力F的冲量为Ft
C.支持力的冲量为0D.拉力的冲量为
4、轿车发生碰撞时关于安全气囊对驾驶员保护作用的说法正确的是( )
A.减小了驾驶员的动量变化量
B.减小了驾驶员的动量变化率
C.减小了驾驶员受到撞击力的冲量
D.延长了撞击力的作用时间，从而使得驾驶员的动量变化量更大
5、质量为m的质点以速度v绕半径R的圆周轨道做匀速圆周运动，在半个周期内动量的改变量大小为( )
A.0B.C.D.
6、如图所示，一节干电池的电源电动势，内阻，外电路电阻为R，接通电路后，则( )
A.电压表读数一定是1.5V
B.电流表读数可能达到2.0A
C.若电阻，则电源的输出功率最大
D.1C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电力做功为1.5J
7、如图所示，质量为m的人立于平板车上，车的质量为M，人与车以速度大小，在光滑水平面上向东运动。当此人相对于车以速度大小竖直跳起时，车向东的速度大小为( )
A.B.C.D.
8、如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可以视为不变），和为定值电阻，为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增强而减小。闭合开关S后，将照射光强度增强，则( )
A.两端的电压将减小B.灯泡L将变亮
C.电路的路端电压将增大D.内阻r上发热的功率将减小
9、在水平力F的作用下质量为2kg的物块由静止开始在水平地面上做直线运动，水平力F随时间t变化的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，g取。则( )
A.6s时物块的动量为零
B.3s时物块离初始位置的距离最远
C.0~6s时间内F对物块冲量为
D.0~6s时间内水平力F对物块所做的功为20J
10、如图所示电路中，合上开关S后，电压表和电流表的读数分别为U、I，定值电阻消耗的功率为P，电容器所带的电荷量为Q，两电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列有关物理量之间变化关系图象正确的是( )
A.B.C.D.
11、2023年2月份，科创数据研究中心（SMDC）对某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进行测试，如图a所示。测试过程中系统输出的图像如图b所示，其中P为直流电源的输出功率、I为总电流，下列说法正确的是( )
A.该蓄电池的内阻为B.该蓄电池的电动势为24V
C.该蓄电池的短路电流为24AD.该蓄电池最大输出功率为36W
二、实验题
12、某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（电动势约为6.0V，内阻约为1Ω）、灵敏电流计G（满偏电流，内阻），定值电阻（），定值电阻（阻值可求），变阻箱R（阻值范围可调），开关，导线若干。同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。
（1）若想灵敏电流计G改装成量程为6V的电压表，需要______一个定值电阻（选填“串联”或“并联”），该定值电阻的阻值______Ω。
（2）为了准确测出电池组的电动势和内阻，在图中虚线框中设计电路图，请把该电路图补充完整______。
（3）采集灵敏电流计G和变阻箱R的读数，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为k，纵截距为b，则所测得电池组的内阻______。（用题目中所给的字母表示，已知电源中的电流远大于电流计G中的电流）
（4）组长还组织大家进步研讨，图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并联后再与的定值电阻串联起来接在上述电池组上（若测得电池组的电动势），内阻r（），如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为______（保留2位有效数字）。
三、计算题
13、如图所示的电路中，当开关S接a点时，标有“4V 8W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1A，这时电阻R两端的电压为5V。求：
（1）电阻R的阻值；
（2）电源的电动势和内阻。
14、如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻，电炉电阻，电解槽电阻，当闭合、断开时，电炉消耗功率为684W，都闭合时，电炉消耗功率为475W（电炉电阻可看作不变），试求：
（1）电源的电动势；
（2）闭合时，流过电解槽的电流大小；
（3）闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。
15、我国规定摩托车、电动车、自行车骑乘人员必须依法佩戴具有防护作用的安全头盔。小明在某轻质头盔的安全性测试中进行了模拟检测，某次他在头盔中装入质量为5.0kg的物体，物体与头盔紧密接触，使其从1.80m的高处自由落下，并与水平面发生碰撞，头盔被挤压了0.03m时，物体的速度减为0。如图所示，挤压过程中视为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）物体在自由下落过程中重力的冲量；
（2）物体做匀减速直线过程中动量变化量；
（3）匀减速直线运动过程中头盔对物体的平均作用力大小。
16、如图所示，在平静的湖面上有一小船以速度匀速行驶，人和船的总质量为，船上另载有个完全相同的小球，每个小球的质量为。人站立船头，沿着船的前进方向、每隔一段相同的时间水平抛出一个小球，不计水的阻力和空气的阻力。
（1）如果每次都是以相对于湖岸的速度抛出小球，试计算出第一个小球抛出后小船的速度大小；
（2）根据第（1）问，计算抛出第几个球后船的速度反向；
（3）如果每次都是以相对于小船的速度抛出小球，试问抛出第16个小球可以使船的速度改变多少？（提示：A相对B速度公式的表达式为其中v表示两个物体的相对速度，表示A物体速度，表示B物体速度）
参考答案
1、答案：C
解析：要保证入射小球不被弹回，所以入射小球的质量应大些，且要求两球正碰，所以两小球要选等大的。
故选C。
2、答案：C
解析：由题意知电源电动势
电源的内电阻
路端电压
故C正确，ABD错误。
故选C。
3、答案：B
解析：A.根据冲量的定义式得重力的冲量为
故A错误；
BD.拉力F的冲量为
故B正确，D错误；
C.支持力的冲量为
故C错误。
故选B。
4、答案：B
解析：在碰撞过程中，人的动量的变化量是一定的，而用安全气囊后增加了作用的时间，根据动量定理可知，可以减小驾驶员受到的冲击力，即减小了驾驶员的动量变化率，故B正确，ACD错误.
故选B。
5、答案：C
解析：质点转动半个周期，设末速度为正方向，则速度变化量为
则动量的变化量为
故选C。
6、答案：D
解析：A.电压表测量路端电压，读数小于电动势1.5V，A错误；
B.外电阻和内电阻串联，根据闭合电路欧姆定律得
B错误；
C.当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，选项C错误；
D.根据电动势的定义可知，电动势为1.5V，表明1C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电力做的功为1.5J，D正确。
故选D。
7、答案：D
解析：人与车组成的系统在水平方向上动量守恒，人向上跳起后，水平方向上的速度没变，则有，因此，所以D正确。
8、答案：B
解析：AC.闭合开关S后，将照射光强度增强，则可知光敏电阻的阻值减小，整个回路的总电阻将减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，回路中总电流将增大，内电压增大，路端电压减小，而定值电阻接在干路，则可知定值电阻两端的电压将增大，故AC错误；
B.由于路端电压减小，而定值电阻两端的电压增大，则可知定值电阻所在支路的电压一定减小，而灯泡所在支路与定值电阻所在支路并联，因此可知灯泡所在支路两端电压减小，又因为干路电流增加，而定值电阻所在支路电流与灯泡所在支路电流之和为干路电流，两端电压减小，则流过的电流减小，因此灯泡所在支路的电流一定增大，灯泡变亮，故B正确；
D.由于总电流增大，根据发热功率
可知，内阻r上发热的功率将变大，故D错误。
故选B。
9、答案：D
解析：A.0~3s时间内物块向右做加速运动，则有
3s末速度
随后减速运动有
减速至0时
之后反向乙加速度大小为做加速运动，6s末的速度
此时动量大小
即6s时物块的动量不为零，A错误；
B.根据上述可知，4s时物块开始反向运动，即4s时物块离初始位置的距离最远，B错误；
C.图像中，图线与时间轴所围面积表示力的冲量，力的总冲量等于时间轴上下几何图形面积之差，根据图像可知，时间轴上下几何图形面积之差为零，可知0~6s时间内F对物块冲量为零，C错误；
D.物块开始加速的位移
减速至0的位移
反向加速的位移
加速过程F做正功，减速过程做负功，则
即0~6s时间内水平力F对物块所做的功为20J，D正确。
故选D。
10、答案：D
解析：A.的功率表达式为
当滑动变阻器滑片在最左端时，电路中电流不为零，故功率不可能从零开始，故A错误；
B.电容器与滑动变阻器的分压相同，可得
则电容器所带的电荷量
可知B错误；
C.电压表示数为路端电压
可知C错误；
D.由
可知
保持不变，故D正确。
故选D。
11、答案：C
解析：AB.根据题意可知，直流电源的输出功率
变形可得
结合题图可得
，
故AB错误；
C.该蓄电池的最大电流即为短路电流，短路电流
故C正确；
D.根据
可知，当
时有最大的输出功率，最大输出功率
故D错误
12、答案：（1）串联；59800
（2）
（3）
（4）0.27/0.28/0.29/0.30/0.31
解析：（1）若想灵敏电流计G改装成量程为6V的电压表，需要串联一个定值电阻，该定值电阻的阻值
（2）电路如图，其中为保护电阻；
（3）由电路图可得
因已知电源中的电流远大于电流计G中的电流，则可写成
即
则
解得
（4）由电路可知
即
将此关系图像画在灯泡的图像中，如图；
则交点为电路的工作点，则，，则每只灯泡消耗的功率
13、答案：（1）；（2）6V，1Ω
解析：（1）当开关S接b点时，电压为5V，电流为1A，由欧姆定律可得，电阻R的值为
（2）由公式
得，小灯泡的额定电流为
当开关接a时，根据闭合电路欧姆定律得
其中
当开关接b时，有
又
联立解得
14、答案：（1）120V；（2）20A；（3）1700W
解析：（1）闭合、断开时，电炉消耗功率为，电炉中电流
电源电动势
（2）都闭合时，电炉消耗功率为，电炉中电流为
路端电压为
流过电源的电流为
流过电解槽的电流为
（3）电解槽消耗的电功率
电解槽内热损耗功率
电解槽中电能转化成化学能的功率为
15、答案：（1），方向竖直向下；（2），方向竖直向上；（3）3050N
解析：（1）自由下落过程中，由
重力的冲量
方向竖直向下；
（2）落地速度
动量变化量
方向竖直向上
（3）根据
和地面作用时间
由
可得
16、答案：（1）；（2）11；（3）减小
解析：（1）人抛出第一个球前后，对船、人、20个球为系统分析，由动量守恒定律可得
代入数据得
（2）设抛出第n个球时，由动量守恒定律可得
可得
由，可解得
因，且为整数，所以
可知抛出第11个球后船的速度反向。
（3）设第16次抛出小球前，小船对地的速度为，抛出后小船对地的速度为，故抛出后小球对地的速度为；由动量守恒定律可得
代入数据可求得
可使船速度减小。