勤建学校高二年级下学期第一次调研考试
物理试题 2024.3
本试卷总分100分，考试时间75分钟
一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分。
下述哪些运动中的物体的动量保持恒定 ( )
A、匀速圆周运动 B、竖直上抛运动 C、匀速直线运动 D、平抛运动
2、在下图电路中，已知交流电源电压u=200sin100πt，电阻R=100Ω。则电流表和电压表的读数分别约为 ( )
A、1.41A，200V； B、1.41A，141V；
C、2A，200V； D、2A，141V。
3、一小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示．矩形线圈与阻值为10 Ω的电阻构成闭合电路，若不计线圈电阻，下列说法中正确的是( )．
A、t1时刻通过线圈的磁通量为零
B、t2时刻感应电流方向发生变化
C、t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D、交变电流的有效值为 A
4、如图，两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上，有一人静止站在A车上，两车静止．若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车，静止于A车上，则A车的速率 ( )
A、等于零 B、小于B车的速率
C、大于B车的速率 D、等于B车的速率
5、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V，60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )
A、电流表的示数为 A
B、电源输出功率为1200 W
C、电流表的示数为 A
D、原线圈端电压为11 V
6、两个完全相同的电热器，分别通以图甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比P甲∶P乙等于( )
A.∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶1
如图所示，在足够大的光滑水平面上放有两个质量相等的物块A和B，其中A物块连接一个轻弹簧并处于静止状态，B物块以初速度v0向着A物块运动．当物块与弹簧作用时，两物块在同一条直线上运动．下列关于B物块与弹簧作用的过程中，两物块的
v－t图象正确的是( )
二、多项选择：(本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题所给的答案中有多项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错、不选、多选的得0分)
8、如图所示，物体A的质量是B的2倍，中间有一压缩弹簧，放在光滑水平面上，由静止同时放开两物体后一小段时间时( )
A、A的速度是B的一半
B、A的动量大于B的动量
C、A受的力大于B受的力
D、总动量为零
9、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知( )
A、该交流电的电压的有效值为100 V
B、该交流电的频率为25 Hz
C、该交流电压瞬时值的表达式为u=100sin 25t V
D、若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端，则该电阻消耗的功率为50 W
10、如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )
A、U2减小，U4变大
B、U2不变，U3变小
C、P1变小，P2变小
D、P2变大，P3变大
三、实验：(共16分)
(8分)气垫导轨上有A、B两个滑块，开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻质弹簧，滑块间用绳子连接(如图甲所示)，绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，图乙为它们运动过程的频闪照片，频闪的频率为10 Hz，由图可知：
(1)A、B离开弹簧后，应该做________运动，已知滑块A、B的质量分别为200 g、300 g，根据照片记录的信息，从图中可以看出闪光照片有明显与事实不相符合的地方是____________________________．
(2)若不计此失误，分开后，A的动量大小为________ kg·m/s，B的动量的大小
为________ kg·m/s，本实验中得出“在实验误差允许范围内，两滑块组成的系统动量守恒”这一结论的依据是_____________________．
12、(8分)某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．
(1)下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨空腔内通入压缩空气；
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间，已知碰后两滑块一起运动；
⑥先____________，然后____________，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示；
⑧测得滑块1(包括撞针)的质量310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.
试着完善实验步骤⑥的内容．
(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为________kg·m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为______ kg·m/s(保留三位有效数字)
(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是 。
四、计算题(计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13、(10分)质量为3千克的铅球，由静止开始自由下落，一秒后落入沙坑，在沙坑内铅球经0.1秒停下来，则小球在沙坑内受的平均阻力为多大？(g 取10m/s2)
14、(12分)如图所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n，ad边的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，线圈与外电阻R构成闭合电路，整个线圈的电阻为r。现在让线圈以OO′连线为轴，以角速度ω匀速转动，从图示时刻开始计时，求：
(1)从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的感应电动势的瞬时值e随时间t变化的表达式：
(2)求通过电阻R的电流有效值I；
(3)求一个周期内，电路中产生的焦耳热Q。
15、(16分)如图所示，固定的光滑圆弧面与质量为6 kg的小车C的上表面平滑相接，在圆弧面上有一个质量为2 kg的滑块A，在小车C的左端有一个质量为2 kg的滑块B，滑块A与B均可看做质点．现使滑块A从距小车的上表面高h=1.25 m处由静止下滑，与B碰撞后瞬间粘合在一起共同运动，最终没有从小车C上滑出．已知滑块A、B与小车C的动摩擦因数均为μ=0.5，小车C与水平地面的摩擦忽略不计，取g=10 m/s2。求：
(1)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小；
(2)小车C上表面的最短长度．勤建学校高二年级下学期第一次调研考试
参考答案
1、C
2、B
3、解析 在t1时刻电动势为零，通过线圈的磁通量最大，A错误；t2时刻感应电动势最大，线圈与中性面垂直，电流方向不变，B错误；电动势与磁通量的变化率成正比；t3时刻电动势为零，因而通过线圈的磁通量变化率也为零，C错误；电动势的有效值是10 V，由全电路欧姆定律可得电流的有效值是 A，D正确．
答案 D
4、B [两车和人组成的系统位于光滑的水平面上，因而该系统在水平方向上动量守恒．设人的质量为m1，车的质量为m2，A、B车的速率分别为v1、v2，则由动量守恒定律得(m1＋m2)v1－m2v2＝0，所以有v1＝v2，<1，故v15．C [因为灯泡正常发光
所以副线圈中的电流：I2＝＝ A＝ A
根据公式＝得I1＝I2＝× A＝ A，即电流表的示数应为 A，故A错，C对；电源的输出功率等于变压器的输入功率，由P入＝P出可得电源的输出功率为60 W，故B选项错误；根据公式＝，得U1＝U2＝×220 V＝4 400 V，故D选项错误．]
6．B [甲为矩形交变电流，它的大小恒为Im，方向做周期性的变化，而电流通过电阻的热功率跟电流的方向无关，所以矩形交变电流通过电阻R的热功率P甲＝Im2R；乙为正弦交变电流，计算热功率时要用电流的有效值：I＝，所以P乙＝I2R＝()2R＝R＝，故＝，B正确．]
7.D
8、AD
9．BD [根据图象可知该交变电流的最大值为100 V，周期为4×10－2 s，所以频率为25 Hz.]
10、解析 当用户消耗的电功率增大时，升压变压器的输入功率必增大，即P1增大，输入电压U1为定值不变，升压变压器的匝数不变，故输出电压U2不变，由于P1增大，由P1＝U1I1＝P2＝U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由闭合电路欧姆定律得：U3＝U2－I2R，故U3减小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随U3减小，U4减小，A错误，B正确；由于用户消耗的电功率增加，即P4增加，理想变压器无功率损耗可得：P3＝P4，功率P3也增加，故C错误，D正确．
答案 BD
11、解析 (1)A、B离开弹簧后因水平方向不再受外力作用，所以均做匀速直线运动，在离开弹簧前A、B均做加速运动，A、B两滑块的第一个间隔应该比后面匀速时相邻间隔的长度小．
(2)周期T＝＝0.1 s，v＝，由题图知A、B匀速时速度分别为vA＝0.09 m/s，vB＝0.06 m/s，分开后A、B的动量大小均为p＝0.018 kg·m/s，方向相反，满足动量守恒，系统的总动量为0.
答案 (1)匀速直线 A、B两滑块的第一个间隔
(2)0.018 0.018 A、B两滑块作用前后总动量相等，均为0
12、 (1)接通打点计时器的电源 放开滑块1
(2)0.620 0.618 (3)纸带与打点计时器的限位孔之间有摩擦
解析 作用前滑块1的速度v1＝ m/s＝2 m/s，其质量与速度的乘积为0.31 kg×2 m/s＝0.620 kg·m/s，作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v＝ m/s＝1.2 m/s，其质量与速度的乘积之和为(0.310 kg＋0.205 kg)×1.2 m/s＝0.618 kg·m/s.
13、解析 (1)设滑块A滑到圆弧末端时的速度大小为v1，由机械能守恒定律有：
mAgh＝mAv， ①
代入数据解得v1＝＝5 m/s. ②
设A、B碰后瞬间的共同速度为v2，滑块A与B碰撞瞬间与车C无关，滑块A与B组成的系统动量守恒，
mAv1＝(mA＋mB)v2， ③
代入数据解得v2＝2.5 m/s. ④
(2)设小车C的最短长度为L，滑块A与B最终没有从小车C上滑出，三者最终速度相同设为v3，
根据动量守恒定律有：
(mA＋mB)v2＝(mA＋mB＋mC)v3 ⑤
根据能量守恒定律有：
μ(mA＋mB)gL＝(mA＋mB)v－(mA＋mB＋mC)v ⑥
联立⑤⑥式代入数据解得L＝0.375 m． ⑦
答案 (1)2.5 m/s (2)0.375 m
