2024-2025学年山东省滨州市北镇中学高二（上）开学物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年山东省滨州市北镇中学高二（上）开学物理试卷（含解析），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。
1.关于电源以下说法正确的是( )
A. 电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
B. 电源的作用就是将其他形式的能转化为电能
C. 只要电路中有电源，电路中就一定有电流
D. 电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差
2.中国民航总局规定：严禁携带额定能量超过160W⋅ℎ的充电宝搭乘飞机。某充电宝铭牌标识如图所示，下列说法正确的是( )
A. W⋅ℎ和mAℎ均为能量单位
B. 该充电宝的输出功率为4W
C. 机场限定的是充电宝储存的能量不超过5.76×105J
D. 该款充电宝能给电池容量为3000mAℎ的设备充满电4次
3.对于质量一定的物体，下列说法正确的是( )
A. 动量变化，动能一定变化B. 动能变化，动量一定变化
C. 速度不变，动量可能改变D. 速度不变，动能可能改变
4.图甲是充电宝正给一部手机充电，等效电路如图乙所示。假设充电开始后一段时间t内充电宝的输出电压U、输出电流I恒定不变。已知手机电池内阻为r、充满电后电动势为E，下列说法正确的是( )
A. 充电宝的输出电压U=Ir B. 充满电后手机电池的电动势E=U+Ir
C. 在时间t内，手机电池产生的焦耳热Q=U2rt D. 在时间t内，手机电池储存的化学能E化=UIt−I2rt
5.在短道速滑接力赛中，“接棒”运动员甲在“交棒”运动员乙前面向前滑行，追上时乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。不计阻力，则( )
A. 乙对甲的冲量与甲对乙的冲量大小相等 B. 甲的动量变化一定比乙的动量变化快
C. 甲的动量变化量与乙的动量变化量大小不等 D. 甲的速度变化量与乙的速度变化量大小相等
6.电子绕核运动可等效为一环形电流，如图所示。氢原子的电子绕核运动的半径为R，电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，则此环形电流的大小为( )
A. e22πR mRkB. 2πRe2 kmRC. e22πR kmRD. 2πRe2 mRk
7.一个质量为4kg的物体在合外力F的作用下从静止开始做直线运动。物体所受的合外力F随时间t变化图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. t=4s时物体的速度方向反向B. 前2s内合外力做的功为4J
C. t=4s时物体的动量大小为8 kg·m/sD. 前6s内合外力的冲量大小为12 N·s
8.如图所示，用长度为L的轻质细绳悬挂一个质量为M的木块，一个质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为v0和v。子弹穿过木块的时间和空气阻力不计，木块和子弹可以看作质点，以木块初始位置为零势能点，下列说法正确的是( )
A. 子弹穿透木块过程中，子弹、木块组成的系统动量守恒，机械能守恒
B. 子弹刚穿透木块时，木块速度为mv0−vM
C. 子弹刚穿透木块时，绳子的拉力为Mg+mg+m2v0−v2ML
D. 木块摆至最大高度时，重力势能为12mv02−12mv2
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示的电路中，R1=8 Ω，R2=4 Ω，R3=6 Ω，R4=3 Ω，U=42V，下列说法正确的是( )
A. R1、R2、R3、R4的电压之比等于4：2：1：1
B. R1、R2、R3、R4的电流之比等于4：2：1：2
C. R1、R2、R3、R4的功率之比等于12：6：1：2
D. 电路的总电阻等于21Ω，总功率等于126W
10.如图所示，直线I为某电源的伏安特性曲线，曲线Ⅱ为某小灯泡的伏安特性曲线。则下列判断中正确的是( )
A. 电源的电动势E=3.0V
B. 电源的内阻r=1Ω
C. 该灯泡直接与该电源相接时，灯泡电阻为1Ω
D. 该灯泡直接与该电源相接时，灯泡功率为1.5W
11.我国是世界上高铁运营里程最长、在建规模最大、运营动车组最多、商业运营速度最高的国家。高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，则启动阶段描述列车动能Ek、动量p与位移x、时间t之间关系的图像正确的是( )
A. B. C. D.
12.如图所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻R1的阻值等于r，定值电阻R2的阻值等于2r，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是( )
A. 理想电压表V1示数增大，理想电压表V2示数增大，理想电流表A示数减小
B. 带电液滴将向下运动，定值电阻R2中有从a流向b的瞬间电流
C. ΔU3ΔI>ΔU1ΔI=ΔU2ΔI
D. 电源的输出功率减小
三、实验题：本大题共2小题，共21分。
13.超薄柔性导电薄膜，可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图甲，某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，已知该材料在室温下的电阻率为ρ=6×10−8Ω⋅m，用多用电表粗测其电阻Rx≈50Ω，用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。
(1)游标卡尺测量出涂层的长度为L，宽度为d。
(2)现有如下器材可用于精确测量涂层阻值：
①电源E(电动势为3V、内阻约为0.2Ω)
②电压表V(量程1.0V、内阻为1000Ω)
③电流表A1(量程0.06A、内阻r1=1Ω)、A2(量程6A、内阻r2=0.3Ω)
④滑动变阻器R1(阻值20Ω)，滑动变阻器R2(阻值2000Ω)
⑤定值电阻R0(阻值2000Ω)
⑥导线若干，开关一只
(1)测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，电流表应选_______；为了测量范围大一些，滑动变阻器R应选_______。(均用所选仪器的符号表示)
(2)请在图丙虚框中画出所需元件，并在图丁中完成实物连线_______。
(3)经测量，电压表示数为U，电流表示数为I，则该涂层上下总厚度为_______(用题目所给的物理量符号表示)。
14.某同学要测量一节新干电池的电动势和内阻(0.3Ω左右)。根据实验室提供的器材设计了如图所示的电路。其中电流表A(量程0∼0.6A，内阻约0.1Ω)；电压表V(量程0∼3V，内阻约6kΩ)；定值电阻R0(阻值1.0Ω)；滑动变阻器(阻值范围0∼10Ω，额定电流2A)。
(1)电流表指针位置如图二所示，其示数为__________A。
(2)测得多组电压表、电流表的示数U、I，作出U−I图像如图三所示，则由图像可得电池的电动势E=_________V，电池的内阻r=_________Ω(结果保留1位小数)。
四、计算题：本大题共4小题，共39分。
15.如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”。电源的电动势E=6V，内阻未知，限流电阻R0=4.8Ω。闭合开关S后，当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为3.5V，理想电流表示数为0.5A。求：
(1)电源内阻大小。
(2)液体消耗的电功率。
16.一弹性球从距地面高ℎ=0.8m处自由下落，与水平地面接触后立即竖直向上反弹，反弹的初速度大小v=3m/s。弹性球的质量m=0.1kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。则
(1)求弹性球落地前瞬间速度v0的大小；
(2)求与地面碰撞过程中，弹性球动量变化量Δp的大小；
(3)若弹性球与地面接触时间t=0.5s，求与地面碰撞过程中弹性球受到地面的平均阻力F的大小。
17.如图所示，电源电动势E=6V、内阻r=1Ω，定值电阻R1=5Ω、R2=10Ω，R3为电阻箱，电容器的电容C=20μF，闭合开关S，电路稳定后。求：
(1)开关S1闭合前，通过R1的电流大小；
(2)开关S1闭合后，调节电阻箱R3=2.5Ω时，电容器所带的电荷量Q；
(3)开关S1闭合后，要使R2与R3的总电功率最大，R3的阻值大小。
18.甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平冰面上匀速相向行驶，速度大小均为v0=6m/s，甲车上有质量为m=1kg的小球若干个，甲和他的小车及小车上小球的总质量为M1=50kg，乙和他的小车的总质量为M2=30kg.为避免相撞，甲不断地将小球以相对地面为v=16.5m/s的水平速度抛向乙，且被乙接住．
(1)甲第一次抛球时对小球的冲量；
(2)乙接到第一个球后的速度(保留一位小数)；
(3)为保证两车不相撞，甲总共抛出的小球个数是多少？
答案解析
1.B
【解析】AB．电源是将其他形式能转化为电能的装置，电源的作用就是将其他形式的能转化为电能，故A错误，B正确；
C.只有电路中有电源，且电路是闭合的，电路中才有电流，故C错误；
D.电源的作用是在电源内部把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极之间有稳定的电势差，故D错误。
2.C
【解析】A. W⋅ℎ 是能量单位， mAℎ 是电荷量单位，故A错误；
B.该充电宝的输出功率为
P=UI=5×1W=5W
故B错误；
C.机场限定的是充电宝储存的能量不超过
E=160W⋅ℎ=160×3600J=5.76×105J
故C正确；
D.该款充电宝电池容量为 12000mAℎ ，根据
12000×80%3000=3.2
可知该款充电宝能给电池容量为 3000mAℎ 的设备充满电少于4次，故D错误。
故选C。
3.B
【解析】A.对于质量一定的物体，动量变化时，可能只是速度方向发生变化，速度大小不变，则物体的动能不变，故A错误；
B.对于质量一定的物体，动能变化时，速度大小一定发生变化，则动量一定变化，故B正确；
CD.对于质量一定的物体，速度不变时，动量一定不变，动能一定不变，故CD错误。
故选B。
4.D
【解析】A.手机电池不是纯电阻，则输出电压U ≠ Ir，A错误；
B.充满电后不再有电流，则E = U，B错误；
C.手机电池内阻为r，电流I，根据焦耳定律，时间t内，手机电池产生的焦耳热为I2rt，C错误；
D.根据能量守恒定律，手机电池储存的化学能为UIt−I2rt，D正确。
故选D。
5.A
【解析】A.因为冲量是矢量，甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等、方向相反，由冲量的定义I=Ft分析可知，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，故A正确；
B.动量变化率大小为F，即动量的变化率大小为二者的相互作用力，大小相等，所以甲的动量变化与乙的动量变化一样快，故B错误；
C.由 I=Δp 知即甲、乙的动量变化一定大小相等，方向相反。故C错误；
D.由 Δp=mΔv ，可知由于甲、乙的质量大小关系未知，所以甲的速度变化量与乙的速度变化量大小不一定相等。故D错误。
故选A。
6.C
【解析】电子绕原子核的运动，由库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得ke2R2=mv2R，得电子圆周运动的速率为v= ke2mR，
电子运动的周期T=2πRv，等效电流为I=eT，
则I=ev2πR=e22πR kmR，故ABD错误，C正确。
故选C。
7.C
【解析】A.由题图可知， t=4 s时物体的速度大小是
v=Ftm=2×44m/s=2m/s
可知在前4s内物体做加速运动， t=4 s时合外力F的方向是负方向，物体开始做减速运动，但速度的方向不变，仍是正方向，故A错误；
B.在4s内物体的加速度为
a=Fm=24m/s2=0.5m/s2
物体在前2s内的位移为
x=12at12=12×0.5×22m=1m
由力对物体做功的计算公式可得，前2s内合外力做的功为
W=Fx=2×1J=2J
故B错误；
C.由动量的计算公式可得， t=4 s时物体的动量大小为
p=mv=4×2kg⋅m/s=8kg⋅m/s
故C正确；
D.由 F−t 图像与时间轴所围的面积表示力对物体的冲量可得，前6s内合外力的冲量大小为
I=2×4N⋅s−2×6−4N⋅s=4N⋅s
故D错误。
故选C。
8.B
【解析】A.子弹穿透木块过程中，子弹木块组成的系统水平方向合外力为0，水平方向动量守恒，竖直方向合外力不为零，故系统动量不守恒；子弹穿透木块过程中，子弹与木块间有摩擦，一部分机械能转化成内能，故机械能不守恒，故A错误；
B.子弹木块组成的系统水平方向动量守恒，得
m0=mv+Mv1
解得子弹刚穿透木块时，木块速度为
v1=m(v0−v)M
故B正确；
C.子弹穿透木块时，向心力
Fn=Mv 12L=m2(v0−v)2ML
绳子的拉力大小
F=Mg+Fn=Mg+m2v0−v2ML
故C错误；
D.从子弹穿出到木块摆至最大高度时，对木块根据机械能守恒得
Ep=12Mv 12
木块摆至最大高度时，重力势能为
Ep=m2v0−v22M
故D错误。
故选B。
9.AC
【解析】A.R3与R4的总电阻
R′=6×36+3Ω=2Ω
由于R1、R2及R′串联，电流相等，则电压之比等于电阻之比，故电压之比为4：2：1：1；故A正确；
B.流过R3与R4的电流之比与电阻成反比，故电流之比为1：2；而流过R1与R2的电流之比为1：1；流过R3的电流与干路电流的关系为
I3=13I
故电流之比为3：3：1：2；故B错误；
C.R1、R2串联，功率之比为2：1；R3与R4并联，由 P=U2R 可知，功率之比为
P3：P4=1：2
流过R3的电流与干路电流的关系为
I3=13I
则
P2：P3=6：1
故R1、R2、R3、R4的功率之比等于12：6：1：2；故C正确；
D.电路中的总电阻为
R=R1+R2+R3R4R3+R4=8Ω+4Ω+6×36+3Ω=14Ω
根据欧姆定律得
I=UR=4214A=3A
则总功率
P=I2R=9×14W=126W
故D错误。
故选AC。
10.AD
【解析】AB.根据闭合电路欧姆定律可得
U=E−Ir
可知电源的 U−I 图像纵轴截距等于电动势，斜率绝对值等于内阻，则有
E=3.0V ， r=3.02.0Ω=1.5Ω
故A正确，B错误；
CD.该灯泡直接与该电源相接时，由图像交点可知，灯泡电阻为
R=UI=1.51.0Ω=1.5Ω
灯泡功率为
P=UI=1.5×1.0W=1.5W
故C错误，D正确。
故选AD。
11.ABC
【解析】高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式可得
v=at ， v2=2ax
根据动量表达式可得
p=mv=mat∝t ， p2=m2v2=m2⋅2ax∝x
根据动能表达式可得
Ek=12mv2=max∝x ， Ek=12mv2=12ma2t2∝t2
故选ABC。
12.CD
【解析】A.分析电路可知，当开关S闭合，滑动变阻器与定值电阻 R1 串联后接在电源两端；将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，电路电流减小，理想电流表A示数减小；理想电压表V1测量定值电阻 R1 两端的电压，据欧姆定律可得
U1=IR1
电路电流减小，则 U1 变小，即理想电压表 V1 示数减小；而理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律可得
U2=E−Ir
电路电流减小，电源内阻上分得的电压变小，电源路端电压增大，理想电压表V2的示数增大，故A错误；
B.理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，据闭合电路欧姆定律可得
U3=E−IR1+r
电路电流减小，则 U3 增大；根据
C=QU3
可知电容器的电荷量Q增大，电容器充电，所以定值电阻 R2 中有从b流向a的瞬间电流；
又
C=εS4πkd ， E=U3d
可得
E=4πkQεS
电荷量Q增大，E增大，向上的电场力增大，则带电液滴将向上运动，故B错误；
C.理想电压表V1测量定值电阻 R1 两端的电压，据欧姆定律可得
U1=IR1
理想电压表V2测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律可得
U2=E−Ir
理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，据闭合电路欧姆定律可得
U3=E−IR1+r
电路中定值电阻 R1 的阻值等于电源内阻r的阻值，当电路中电流增大，电阻 R1 的阻值不变，故
ΔU3ΔI=R1+r>ΔU1ΔI=R1=ΔU2ΔI=r
故C正确；
D.电源的输出功率与外电阻变化的图像如下：
定值电阻 R1 的阻值等于电源内阻r的阻值，将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路的外电阻阻值从大于内阻r继续增大，则电源的输出功率减小，故D正确。
故选CD。
13.(1) A1 R1
(2)
(3) ρlI3U−Ir1d

【解析】(1)[1]本实验测导电薄膜的电阻，通过待测电阻的最大电流为
Im=ER2=350A=0.06A
测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，当电流表选择量程A1。
[2]此时被测电阻两端的电压3V，而电压表V量程只有1.0V，为了放大电压表量程，可以利用定值电阻 R0=2000Ω 串联，当电压表示数为1V，则实际两端电压为3V。为了测量范围大一些，应采用滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器应选总阻值小的R1。
(2)由(3)分析可得，实验电路、实物连线如图所示
(3)根据欧姆定律
R1+r1=3UI
又
Rx=ρLdℎ
解得
ℎ=ρlI3U−Ir1d
14.(1)0.16
(2) 1.5 0.4

【解析】(1)电流表分度值是0.02A，读数为0.16A。
(2)[1]根据
U=E−Ir+R0
则纵截距为电源电动势，则电动势为
E=1.5V
[2]斜率的绝对值为
|k|=1.5−0.80.5−0Ω=1.4Ω
故电池的内阻为
r=1.4Ω−R0=0.4Ω
15..(1)0.2Ω；(2)1.75W
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可得
E=U+I(R0+r)
解得电源内阻为
r=0.2 Ω
(2)液体消耗的电功率为
P=UI=3.5×0.5 W=1.75 W

16.(1)弹性球落地前瞬间速度v0的大小
v0= 2gℎ= 2×10×0.8m/s=4m/s
(2)设向上为正方向，则与地面碰撞过程中，弹性球动量变化量的大小
Δp=mv−(−mv0)=0.1×(3+4)kg⋅m/s=0.7kg⋅m/s
(3)弹性球与地面接触时间内由动量定理
(F−mg)t=Δp
解得与地面碰撞过程中弹性球受到地面的平均阻力
F=2.4N

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
17.解：
(1)根据闭合电路的欧姆定律，开关S1闭合前，通过 R1 的电流为 I1=ER1+R2+r
代入数据解得 I1=0.375A
(2)开关S1闭合后，调节电阻箱 R3=2.5Ω 时， R2 与 R3 的并联电阻 R=R2R3R2+R3
电容器两端电压为U=R1ER+R1+r
代入数据解得 U=3.75V
此时电容器所带的电荷量 Q=CU=7.5×10−5C
(3)开关S1闭合后，设电路中的电流为 I2 ，设 R2 和 R3 的并联电阻为 R′ ，
有 R′=R2R 3′R2+R 3′ ； I2=ER′+R1+r
则 R2 与 R3 的总电功率 P=I22R′ ，等效内阻为 R1+r ，
根据数学知识可知当 R′=R1+r 时，P有最大值，
代入数据解得R3=15Ω

【解析】(1)开关S1闭合前，R1、R2串联，根据闭合电路欧姆定律求通过R1的电流大小；
(2)开关S1闭合后，R2与R3并联后与R1串联，根据闭合电路欧姆定律求出干路电流，由欧姆定律求出R1的电压，即可得到电容器板间电压，从而由Q=CU求出电容器所带的电量Q；
(3)开关S1闭合后，根据闭合电路欧姆定律和功率公式得到R2与R3的总电功率与R3的关系式，结合数学知识求解。
本题采用函数法求R2和R3的总功率最大的条件，也可以采用等效法处理：将R1电阻值归入电源内阻r′，将R2、R3的总电阻当做等效外电阻R外，由外电路输出功率P外与外电阻R外外的关系可知，当R外=r′时，外电路输出功率最大。
18.解：(1)根据动量定理有
I=mv−mv0
解得I=10.5N·s，方向水平向右。
(2)对小球和乙的整体，根据动量守恒定律有
M2v0−mv=(M2+m)v1
解得v1=5.3m/s，方向水平向左。
(3)对所有物体组成的系统，根据动量守恒定律有
M1v0−M2v0=(M1+M2)v共
对乙和他的小车及小球组成的系统，根据动量守恒定律有
−M2v0+nmv=(M2+nm)v共
解得n=15。

【解析】本题考查了动量定理的一般应用、动量守恒定律的应用；解决本题的关键掌握动量守恒定律的条件，合理选择研究的系统，运用动量守恒定律进行求解。
(1)根据动量定理求出甲第一次抛球时对小球的冲量；
(2)对小球和乙的整体，根据动量守恒定律求出乙接到第一个球后的速度；
(3)两车刚好不相撞，则两车速度相等，根据动量守恒定律求出共速时的速度；
以乙和他的小车及小球组成的系统，运用动量守恒定律，求出甲总共抛出小球的个数。产品名称：充电宝产品型号：K112电池容量：12000mAℎ电源输入：5V−1A电源输出：5V−1A转换率：80％