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高二物理阶段检测试题
（考查范围：必修第三册第十二章 选择性必修第一册第一、二、三章 满分：100分 考试时间：90分钟）
一、单项选择题（本题共 8小题，每小题 3分，共 24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是
符合题目要求的。）
1．额定电压均为 220 V的电热水壶和电动机，额定功率均为 1 100 W，二者都在额定电压下正常工作。已知
电动机线圈的电阻为 4 Ω，电热水壶可视为纯电阻用电器。下列说法正确的是
A．两者正常工作时产生的热量相同 B．两者正常工作时消耗的电能相同
C．电动机输出的机械功率为 1 100 W D．通过电动机的电流大于通过电热水壶的电流
2．如图所示为某电源的 U-I图线，将该电源与阻值可变的电阻 R组成闭合电路。下列说法正确的是
A．电源的电动势为 6.0 V，内阻为 4.0 Ω B．电路中电流为 1.0 A时，电源的输出功率为 6.0 W
C．外电阻 R=2 Ω时，电源的输出功率最大，为 4.5 W D．外电阻 R越大，电源的效率越低
3．如图所示的电路中，电源电动势为 E、内阻为 r，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电流表、电压表均为
理想电表。将 R2的滑片向下滑动，使其接入电路的阻值增大，则
A．电压表示数减小 B．电流表示数增大
C．电阻 R1消耗的功率增大 D．电源的效率增大
4．某同学做“鸡蛋撞地球”实验，将鸡蛋用海绵包裹后从高处由静止释放，鸡蛋落地后未破损。与不包裹海绵
相比，海绵的作用是
A．减小鸡蛋落地瞬间的动量
B．减小鸡蛋动量的变化量
C．减小鸡蛋与地面碰撞过程中受到的冲量
D．延长碰撞时间，从而减小鸡蛋受到的平均作用力
5．光滑水平面上，质量为 2 kg的物块 A以 3 m/s的速度与静止的质量为 1 kg的物块 B发生正碰，碰后 A的
速度变为 1 m/s，方向不变。下列说法正确的是
A．碰后 B的速度为 2 m/s B．碰后 B的速度为 4 m/s
C．碰撞过程中损失的机械能为 4 J D．碰撞过程中 A对 B的冲量大小为 2 N·s
6．轻弹簧的一端固定，另一端连接一滑块，滑块在光滑水平面上做简谐运动，其位移 x随时间 t变化的图像
如图所示。下列说法正确的是
A．t=0.1 s时，滑块的速度最大 B．t=0.1 s时，滑块的加速度为零
C．在 0～0.1 s内，滑块的速度方向与加速度方向相反 D．滑块的振动周期为 0.2 s
7．如图所示为某单摆做受迫振动时振幅 A随驱动力频率 f变化的共振曲线。下列说法正确的是
A．该单摆的固有频率为 0.5 Hz B．该单摆的固有周期为 0.5 s
C．驱动力频率由 0.2 Hz增大到 0.5 Hz的过程中，单摆的振幅减小 D．驱动力频率越大，单摆的振幅越
大
8．一列简谐横波沿 x轴正方向传播，波速大小为 2 m/s，t=0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是
A．该波的波长为 2 m B．该波的周期为 2 s
C．t=0.5 s时，x=2 m处的质点位于波谷 D．该波的频率为 2 Hz
二、多项选择题（本题共 4小题，每小题 4分，共 16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合
题目要求。全部选对的得 4分，选对但不全的得 2分，有选错的得 0分。）
9．某电源的电动势 E=6 V，内阻 r=1 Ω，它与阻值可变的外电阻 R组成闭合电路。下列说法正确的是
A．当 R=1 Ω时，电源的输出功率最大，为 9 W B．R=2 Ω时电源的输出功率大于 R=0.5 Ω时的输出功率
C．外电阻 R增大时，电源的效率增大 D．当外电路短路时，电源的输出功率最大
10．如图所示，光滑水平面上质量 mA=0.3 kg的物块 A以 v0=4 m/s的速度向右运动，与静止的、左端连接轻
弹簧的质量 mB=0.1 kg的物块 B发生作用（B与弹簧不粘连）。弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是
A．弹簧压缩至最短时，A、B的共同速度大小为 3 m/s B．弹簧具有的最大弹性势能为 0.6 J
C．弹簧恢复原长时，B的速度大小为 6 m/s D．弹簧恢复原长时，A的速度大小为 2 m/s，方向向左
11．下列关于机械波的说法正确的是
A．两列波发生干涉的必要条件是两列波的频率相同
B．发生多普勒效应时，波源发出波的频率发生了变化
C．一切波都能发生衍射，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长差不多，或者比波长更小时，衍射现象更明
显
D．声波从空气进入水中，波速变大，波长变长
12．一列简谐横波在均匀介质中沿 x轴传播，波长为 4 m。实线为 t=0时刻的波形，虚线为 t=0.2 s时刻的波
形。下列说法正确的是
A．若波沿 x轴正方向传播，该波的周期可能为 0.8 s B．若波沿 x轴正方向传播，该波的波速可能为 25
m/s
C．若波沿 x轴负方向传播，该波的周期可能为 0.8 s D．该波的波速最小值为 15 m/s
三、实验题（本题共 2小题，共 14分。请将答案填写在答题纸相应的位置。）
13．（8分）某实验小组用如图甲所示的电路测定某电池的电动势和内阻。闭合开关 S，调节滑动变阻器，电
压表和电流表的示数记录如下表所示：
I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
U/V 2.80 2.60 2.40 2.20 2.00
(1)根据表中数据在图乙中描点并作出 U-I图线，由图线可得电池的电动势 E=______ V，内阻 r=______ Ω。
(2)由于电压表的分流作用，电动势的测量值比真实值______（填“偏大”或“偏小”）。
(3)为减小实验误差，实验中应选用内阻较______（填“大”或“小”）的电压表。
14．（6分）用如图所示的装置验证动量守恒定律：把质量为 m1的入射小球从斜槽上某位置由静止释放，与
放在斜槽末端的质量为 m2的被碰小球发生正碰，两球均落到水平地面的白纸上，用刻度尺测出各落点到 O
点（斜槽末端在地面上的竖直投影点）的距离。
(1)为防止入射球碰撞后反弹，两球质量应满足 m1______m2（填“＞”“＜”或“＝”）。
(2)本实验______（填“需要”或“不需要”）测出斜槽末端离地面的高度。
(3)若碰撞过程动量守恒，应满足的关系式为________________________（用 m1、m2及 OP、OM、ON表
示）。
四、计算题（本题共 4小题，共 46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写
出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15．（8分）如图所示，电源电动势 E=12 V，内阻 r=0.5 Ω，定值电阻 R=1.5 Ω，电动机M的线圈电阻 R0=1
Ω。闭合开关后电动机正常工作，电路中的电流 I=2 A。求：
（1）电动机两端的电压；
（2）电动机输出的机械功率；
（3）电源的效率。
16．（10分）质量 m=0.02 kg的子弹以 v0=500 m/s的水平速度射入静止在粗糙水平地面上、质量M=0.98 kg
的木块中，并留在木块内一起运动，子弹与木块的作用时间极短，可忽略摩擦力的冲量。g取 10 m/s2。求：
（1）子弹与木块的共同速度大小；
（2）子弹射入木块过程中系统损失的机械能；
（3）若木块与地面间的动摩擦因数μ=0.5，求二者一起滑行的距离。
17．（13分）波源位于 x=0处的质点在 t=0时刻开始沿 y轴正方向做简谐运动，振幅 A=5 cm，周期 T=0.4 s，
形成的简谐横波沿 x轴正方向传播，波速大小 v=10 m/s。求：
（1）该波的波长；
（2）t=0.6 s时刻，x=5 m处质点的位移和速度；
（3）0～0.6 s内，x=3 m处质点通过的路程；
（4）波源质点的振动方程（位移 y以 cm为单位，以 t=0为计时起点）。
18．（15分）如图所示，质量 m=1 kg的物块 A从高 h=0.8 m的光滑斜面上由静止滑下，斜面底端与足够长
的光滑水平面平滑连接。水平面上静置着质量M=1 kg的物块 B，B的左端连接一根轻弹簧，B的右侧不远处
有一竖直墙壁。弹簧始终处于弹性限度内，A、B均可视为质点，g取 10 m/s2。求：
（1）A滑到斜面底端时的速度大小；
（2）弹簧被压缩至最短时弹簧储存的弹性势能；
（3）弹簧恢复原长时 A、B各自的速度大小；
（4）B与墙壁发生弹性碰撞（碰后以原速率反弹）后，再次与 A、弹簧相互作用至弹簧恢复原长，求 A沿斜
面上升的最大高度。
参考答案
1．答案：B
解析：由 I=P/U可知两者正常工作时的电流均为 I=1 100/220 A=5 A，D错误；工作相同时间，消耗的电能
W=Pt相同，B正确；电热水壶为纯电阻用电器，其发热功率为 1 100 W，而电动机的发热功率 P 热=I2r=52×4
W=100 W，A错误；电动机输出的机械功率 P 机=1 100 W 100 W=1 000 W，C错误。故选 B。
2．答案：C
解析：U-I图线在纵轴上的截距表示电源电动势，故 E=6.0 V；图线斜率的绝对值表示内阻，r=6.0/3.0 Ω=2.0
Ω，A错误；当 I=1.0 A时，路端电压 U=E Ir=4.0 V，输出功率 P=UI=4.0 W，B错误；当 R=r=2 Ω时输出功
率最大，Pmax=E2/(4r)=36/8 W=4.5 W，C正确；电源的效率 η=U/E=R/(R+r)，R越大效率越高，D错误。故选
C。
3．答案：D
解析：R2接入电路的阻值增大，外电路总电阻增大，干路电流 I减小，电流表示数减小，B错误；路端电压
U=E Ir增大，电压表示数增大，A错误；R1消耗的功率 P =I21 R1减小，C错误；电源的效率 η=U/E，U增大
则效率增大，D正确。故选 D。
4．答案：D
解析：鸡蛋落地瞬间的动量由下落高度决定，与是否包裹海绵无关，A错误；从落地到停止，鸡蛋的初动量
一定、末动量为零，动量的变化量Δp一定，B错误；由动量定理 I=Δp可知碰撞过程受到的冲量相同，C错
误；海绵延长了碰撞的作用时间 t，由 F=Δp/t可知鸡蛋受到的平均作用力减小，D正确。故选 D。
5．答案：B
解析：碰撞过程动量守恒，mAv0=mAvA′+mBvB′，代入数据 2×3=2×1+1×vB′，解得 vB′=4 m/s，B正确；碰前总
动能 ×2×32 J=9 J，碰后总动能 ×2×12 J+ ×1×42 J=9 J，机械能无损失，C错误；由动量定理，A对 B的冲
量大小等于 B动量的变化量 I=1×4 N·s=4 N·s，D错误。故选 B。
6．答案：C
解析：t=0.1 s时滑块位于正向最大位移处，速度为零，加速度最大，A、B错误；0～0.1 s内滑块由平衡位置
向正向最大位移处运动，速度沿正方向，加速度指向平衡位置（负方向），二者方向相反，C正确；由图像
可知振动周期 T=0.4 s，D错误。故选 C。
7．答案：A
解析：当驱动力频率等于系统的固有频率时发生共振，振幅最大，由图可知该单摆的固有频率为 0.5 Hz，A
正确；固有周期 T=1/f=2.0 s，B错误；驱动力频率由 0.2 Hz增大到 0.5 Hz的过程中，驱动力频率逐渐接近固
有频率，振幅增大，C错误；驱动力频率大于 0.5 Hz后再增大，振幅减小，D错误。故选 A。
8．答案：B
解析：由波形图可知波长λ=4 m，A错误；周期 T=λ/v=4/2 s=2 s，B正确；t=0时 x=2 m处的质点位于平衡位
置且沿 y轴正方向运动，经 t=0.5 s=T/4到达波峰，C错误；f=1/T=0.5 Hz，D错误。故选 B。
9．答案：AC
解析：当 R=r=1 Ω时电源的输出功率最大，P 2max=E /(4r)=62/4 W=9 W，A正确；R=2 Ω时，I=6/3 A=2 A，输出
功率 P=I2R=8 W；R=0.5 Ω时，I=6/1.5 A=4 A，输出功率 P=I2R=42×0.5 W=8 W，两者相等，B错误；电源的
效率 η=R/(R+r)，R增大时效率增大，C正确；外电路短路时 R=0，输出功率为零（最小），D错误。故选
AC。
10．答案：ABC
解析：弹簧压缩至最短时 A、B达到共同速度，由动量守恒 mAv0=(mA+mB)v，得 v=0.3×4/0.4 m/s=3 m/s，A正
确；由能量守恒，最大弹性势能 Epmax= mAv 20 (m 2A+mB)v =2.4 J 1.8 J=0.6 J，B正确；弹簧恢复原长的过程
系统动量守恒、机械能守恒，相当于发生弹性碰撞：mAv0=mAvA′+mBvB′， mAv 20 = mAvA′2+ mBv 2B′ ，解得 vA′
=2 m/s（方向向右），vB′=6 m/s，C正确、D错误。故选 ABC。
11．答案：ACD
解析：频率相同的两列波叠加才能形成稳定的干涉图样，A正确；多普勒效应中波源与观察者发生相对运动
时，观察者接收到的频率发生变化，但波源发出波的频率不变，B错误；一切波都能发生衍射，且缝、孔的
宽度或障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时衍射现象明显，C正确；声波由空气进入水中，频率由波源
决定保持不变，波速变大，由λ=v/f可知波长变长，D正确。故选 ACD。
12．答案：ABD
解析：若波沿 x轴正方向传播，实线波形平移 Δx=(n+1/4)λ（n=0,1,2…）可得虚线波形，则 Δt=(n+1/4)T，
T=0.8/(4n+1) s，n=0时 T=0.8 s，A正确；波速 v=λ/T=5(4n+1) m/s，n=1时 v=25 m/s，B正确；若波沿 x轴负
方向传播，Δt=(n+3/4)T，T=0.8/(4n+3) s，不可能等于 0.8 s，C错误；向左传播时 v=λ/T=5(4n+3) m/s，向右传
播时 v=5(4n+1) m/s，故波速的最小值为 15 m/s，D正确。故选 ABD。
13．（1）3.0（2.9～3.1均可） （2）偏小 （3）大
解析：(1)由闭合电路欧姆定律 U=E Ir，在 U-I坐标系中描点作图，图线在纵轴上的截距即为电动势，可得
E=3.0 V；图线斜率的绝对值即为内阻，r=2.0 Ω。(2)电压表并联在电池两端，其分流使电流表读数小于通过
电池的实际电流，由误差分析可知电动势和内阻的测量值均偏小。(3)电压表内阻越大，分流越小，系统误差
越小，故应选内阻较大的电压表。
14．（1）＞ （2）不需要 （3）m1·OP=m1·OM+m2·ON
解析：(1)若入射球质量小于被碰球质量，碰撞后入射球会反弹，无法完成实验，故需 m1＞m2。(2)两球离开
斜槽末端后均做平抛运动，抛出点高度相同，由 h= gt2可知运动时间 t相同，水平位移 x=vt与初速度成正比，
故可用水平位移代表碰撞前后的速度，不需要测量高度。(3)碰前入射球动量对应 m1·OP/t，碰后系统总动量
对应(m1·OM+m2·ON)/t，由动量守恒两边同乘以 t即得 m1·OP=m1·OM+m2·ON。
15．（共 8分）
解析：(1)（3分）电动机两端电压等于电源路端电压减去定值电阻 R上的电压：
UM=E I(R+r)=12 V 2×(1.5+0.5) V=8 V
(2)（3分）电动机消耗的电功率 P 电=UMI=8×2 W=16 W，线圈发热功率 P 热=I2R0=22×1 W=4 W，输出的机械
功率 P 机=P 电 P 热=12 W。
(3)（2分）路端电压 U=E Ir=12 V 2×0.5 V=11 V，电源的效率 η=U/E×100%=11/12×100%≈91.7%。
16．（共 10分）
解析：(1)（3分）子弹与木块作用时间极短，摩擦力的冲量可忽略，系统动量守恒：mv0=(m+M)v，得
v=mv0/(m+M)=0.02×500/1 m/s=10 m/s。
(2)（4分）系统损失的机械能 ΔE= mv 20 (m+M)v2= ×0.02×5002 J ×1×102 J=2 500 J 50 J=2 450 J。
(3)（3分）二者一起匀减速滑行，加速度大小 a=μg=5 m/s2，由 v2=2as得滑行距离 s=v2/(2a)=102/(2×5) m=10 m。
17．（共 13分）
解析：(1)（2分）由λ=vT得 λ=10×0.4 m=4 m。
(2)（4分）波传到 x=5 m处所需时间 t1=x/v=0.5 s，到 t=0.6 s时该质点已振动 Δt=0.1 s=T/4。介质中各质点的
起振方向与波源的起振方向相同，均沿 y轴正方向，故 t=0.6 s时该质点恰好到达正向最大位移处，位移 y=5
cm，速度为零。
(3)（3分）波传到 x=3 m处所需时间为 0.3 s，其振动时间为 0.3 s=3T/4。质点在一个周期内通过的路程为 4A，
故 0～0.6 s内该质点通过的路程 s=3A=15 cm。
(4)（4分）角频率 ω=2π/T=5π rad/s，波源从平衡位置沿 y轴正方向起振，振动方程为 y=5sin(5πt) cm。
18．（共 15分）
解析：(1)（3分）A沿光滑斜面下滑，机械能守恒：mgh= mv 20 ，得 v0=√(2gh)=√(2×10×0.8) m/s=4 m/s。
(2)（4分）弹簧被压缩至最短时 A、B具有共同速度，由动量守恒 mv0=(m+M)v得 v=2 m/s；由机械能守恒，
最大弹性势能 Ep= mv 20 (m+M)v2=8 J 4 J=4 J。
(3)（4分）弹簧恢复原长的过程系统动量守恒、机械能守恒：mv 2 20=mvA′+MvB′， mv0 = mvA′ + Mv 2B′ 。因
m=M，两球交换速度，得 vA′=0，vB′=4 m/s。
(4)（4分）B与墙壁弹性碰撞后以 4 m/s的速度反弹向左。B与 A再次通过弹簧相互作用，系统动量守恒、
机械能守恒，因两物块质量相等，相互作用结束时交换速度：vB″=0，vA″=4 m/s，方向向左。A以 4 m/s的速
度冲上光滑斜面，设上升的最大高度为 h′，由机械能守恒 mgh′= mv ″2，得 h′=v ″2A A /(2g)=0.8 m。

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