【物理】吉林省白城市通榆一中2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

【物理】吉林省白城市通榆一中2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

吉林省通榆县第一中学2019-2020学年高二下学期期末考试 物理试题 考查内容(3—3全册,必修一(直线运动)) 时间:90分钟满分:100分 第I卷(选择题48分)‎ 一.选择题(本题共12小题,1-7为单选题,8-12为多选题,全选对得4分,选不全得2分,每小题各4分,计48分)‎ ‎1．为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d＝3.0 cm的遮光板，如图所示。滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.30 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.10 s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝3.0 s，则滑块的加速度约为(　　)‎ A．0.067 m/s2 B．0.67 m/s2 C．6.7 m/s2 D．不能计算出 ‎2．四川九寨沟地震灾后重建中，在某工地上一卡车以10 m/s的速度匀速行驶，刹车后第一个2 s内的位移与最后一个2 s内的位移之比为3∶2，设卡车做匀减速直线运动，则刹车后4 s内卡车通过的距离是(　　)‎ A．2.5 m B．4 m C．12 m D．12.5 m ‎3．把一条铁链自由下垂地悬挂在天花板上，放开后让铁链做自由落体运动，已知铁链通过悬点下方3.2 m处的一点历时0.5 s，g取10 m/s2，则铁链的长度为(　　)‎ A．1.75 m　　B．2.75 m　　C．3.75 m　　D．4.75 m ‎4．一玩具小车沿x轴运动，其vt图象如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．第1 s内和第4 s内，小车的加速度大小相等、方向相同 B．0～3 s内，小车的平均速度为5 m/s C．t＝3 s时，小车的速度大小为5 m/s，方向沿x轴正方向 D．第2 s内和第3 s内，小车位移相同 ‎5．一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列说法中正确的是(　　) ‎ A．A→B温度升高，体积不变 B．B→C压强不变，体积变大 C．C→D压强变小，体积变小 D．B点的温度最高，C点的体积最大 ‎6．物体甲运动的xt图象和物体乙运动的v--t图象分别如图所示，则这两个物体的运动情况描述不正确是(　　)‎ A．甲在0～6 s时间内来回运动，它通过的总位移为零 B．甲在0～6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4 m C．乙在0～6 s时间内来回运动，它通过的总位移为零 D．乙在0～6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移为零 ‎7．如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法不正确的是(　　) ‎ A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力 C．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功 D．当r等于r2时，分子间势能Ep最小 ‎8．根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是(　　)‎ A．机械能可以全部转化为内能 B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体 C．制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来 ‎9．下列说法正确的是(　　)‎ A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质 C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 ‎10．下列说法正确的是(　　)‎ A．水的饱和汽压随温度的升高而增加 B．浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现 C．一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能 D．气体的压强是由于气体分子间的相互排斥而产生的 E．一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力 ‎11．如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是(　　) ‎ A．在过程ab中气体的内能增加 B．在过程ca中外界对气体做功 C．在过程ab中气体对外界做功 D．在过程bc中气体从外界吸收热量 E．在过程ca中气体从外界吸收热量 ‎12.从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落，两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v，则下列说法正确的是(　　)‎ A．A上抛的初速度与B落地时速度大小相等，都是2v B．两物体在空中运动的时间相等 C．A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同 D．两物体在空中同时达到的同一高度处一定是B开始下落时高度的中点 第II卷(非选择题52分)‎ 二.填空题(本题2小题,每空2分,计18分)‎ ‎13．(10分)某实验小组利用如图甲所示装置测定当地重力加速度的数值。实验开始时，小钢球被电磁铁吸引静止不动，光电门位于钢球的下方，二者的中心处在同一竖直线上。将此时钢球球心位置记为A点，光电门中心位置记为O点，AO间距离为h。‎ ‎ ‎ ‎　　　 　甲　　　　　　　乙　　　　　　　　丙 ‎(1)使用螺旋测微器测定小钢球的直径如图乙所示，可知钢球的直径大小为d＝________mm。‎ ‎(2)断开电磁铁开关，小钢球由静止开始下落，下落过程中通过位于O点处的光电门，由数字计时器记录钢球通过光电门的时间Δt。可由表达式v＝________得到小钢球球心通过光电门时的瞬时速度。‎ ‎(3)将光电门向下移动一小段距离后，重新释放小钢球，记录小钢球通过光电门时数字计时器显示的时间Δt1和此时光电门与O点间距离x1。‎ ‎(4)重复步骤(3)，得到若干组Δt和x的数值。‎ ‎(5)在 x坐标中描点连线，得到如图丙所示直线并计算出其斜率大小为1.6×105，根据此斜率值，可以得到当地重力加速度的数值为________m/s2。‎ ‎(6)本实验在获得钢球球心通过光电门时的瞬时速度时存在误差，测量的速度值________(选填“大于”“等于”或“小于”)球心通过光电门时的瞬时速度的真实值。‎ ‎(7)(多选)下列可以减小速度误差的方式有________(填选项字母)。‎ A．增大AO间的距离h B．减小AO间的距离h C．换用直径大一些的小钢球 D．换用直径小一些的小钢球 ‎14．(8分)某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径，实验主要步骤如下：‎ ‎①向体积V油＝6 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝104 mL；‎ ‎②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝75滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；‎ ‎③先往浅盘里倒入2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；‎ ‎④‎ 用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；‎ ‎⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长为L＝1 cm.‎ 根据以上信息，回答下列问题：‎ ‎(1)一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为________ m3；油膜面积为________ m2；油酸分子直径为________ m；(以上结果均保留1位有效数字)‎ ‎(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL，则最终的测量结果将偏________(选填“大”或“小”)．‎ 三.计算题(本题4小题,计34分,写出必要的理论根据和主要方程.)‎ ‎15．(8分)一飞行员驾驶飞机在做低空表演时，竖直拉升(水平速度很小，可以忽略)，拉升到最高点时，飞机突发故障，飞行员选择弃机逃生。飞行员按下逃生按钮后，弹射座椅以v1＝10 m/s的速度竖直向上弹出(不再与飞机相互作用)。飞行员上升后又下降到一定高度时，弹射座椅打开降落伞，飞行员以a＝12 m/s2的加速度做匀减速直线运动，落地时的速度大小v2＝6 m/s。已知弹射座椅弹出时离地面的高度h＝323.5 m，重力加速度g取10 m/s2，降落伞打开之前，不计空气阻力，求：‎ ‎(1)弹射座椅打开降落伞瞬间，飞行员的速度大小；‎ ‎(2)弹射座椅弹出后，飞行员在空中运动的时间。‎ ‎16．(8分)警匪之战不仅仅是电影中的情节，现实中警察也会面临相似的挑战。如图所示，白色警车以v1＝30 m/s行驶，掠过A位置时发现一黑色可疑车辆停在A线位置，于是立即以a1＝3 m/s2的加速度开始制动减速，白色警车掠过A地作为计时起点，黑车3 s后开始以a2＝3 m/s2的加速度开始加速向前逃窜，警车欲在车速减为零的同时斜打车身将黑色车逼停，但疯狂的黑色车一直加速直至撞上警车。把这个过程两车看成质点，问：‎ ‎(1)什么时刻两车相撞；‎ ‎(2)相撞前瞬间，黑色车的速度多大？‎ ‎17．(8分)如图所示，一绝热汽缸倒立竖放在两水平台面上，缸内一光滑活塞密封了一定质量的理想气体．在活塞下挂有一物块，活塞与物块的总重力G＝30 N，活塞的横截面积S＝3×10－3 m2.活塞静止时，缸内气体温度t1＝27 ℃，体积V1＝3×10－3 m3.外界的大气压强恒为p0＝1×105 Pa，缸内有一个电阻丝，电阻丝的电阻值恒为R＝5 Ω，电源电动势E＝18 V、内阻r＝1 Ω.闭合开关20 s后，活塞缓慢下降高度h＝0.1 m，求：‎ ‎(1)20 s内气体内能的变化量；‎ ‎(2)20 s末缸内气体的温度．‎ ‎18.（10分）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p0，Hh，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。‎ ‎（1）求进入圆筒内水的高度l；‎ ‎（2）保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.A　遮光板(滑块)通过第一个光电门时的速度v1＝＝ m/s＝0.10 m/s，遮光板(滑块)通过第二个光电门时的速度v2＝＝ m/s＝0.30 m/s，故滑块的加速度a＝≈0.067 m/s2，选项A正确。‎ ‎2..D　设刹车时加速度大小为a，则第一个2 s内的位移x1＝v0t－at2＝(20－2a)m，根据逆向思维，最后1个2 s内的位移x2＝at2＝2a m，由＝＝，解得a＝4 m/s2，卡车从刹车到停止需要时间t0＝＝2.5 s，则刹车后4 s内的位移x＝＝12.5 m，选项D正确。‎ ‎3.B　若铁链刚好长为3.2 m，则整条铁链通过悬点下方3.2 m处历时t0＝＝ s＝0.8 s，而题设整条铁链通过该点只用了0.5 s，说明铁链长度小于3.2 m，则铁链下端到达悬点下方3.2 m处用的时间为Δt＝t0－t＝(0.8－0.5) s＝0.3 s。因h－l＝g·Δt2，则l＝h－g·Δt2＝ m＝2.75 m。‎ ‎4.A　vt图象的斜率表示加速度，可知小车在第1 s内和第4 s内的加速度大小a＝＝5 m/s2，方向均为正方向，故A正确；由vt图象与t轴围成图形的面积表示位移，可知小车在0～3 s内的位移为2.5 m，＝＝ m/s＝ m/s，故B错误；t＝3 s时，小车的速度大小为5 m/s，方向沿x轴负方向，故C错误；根据图象可知，第2 s内和第3 s内小车位移大小相等，方向相反，故D错误。‎ ‎5．A解析:在p－T图象中，各点与原点连线斜率的倒数表示气体的体积，所以四个状态体积的大小关系为VA＝VB>VD>VC.‎ ‎6.A　本题考查运动图象问题。甲在0时刻由负方向上距原点2 m处向正方向运动，6 s时达到正方向的2 m处，运动方向不变，总位移为4 m，故A错误，B正确；乙0～3 s内做负方向的匀减速直线运动，3～6 s内做正方向的匀加速直线运动，图线与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，则总位移为零，故C D正确，。‎ ‎7．A 解析:由题图知：r＝r2时分子势能最小，D对，平衡距离为r2，r＜r2时分子力表现为斥力，A错，B对；r由r1变到r2的过程中，分子势能逐渐减小，分子力做正功，C对．‎ ‎8．AC解析:机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；由能量守恒定律知，制冷过程中，从室内吸收的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量，C正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D错误．‎ ‎9.BCD解析:将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故A错误；单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故B正确；例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故C正确；晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故D正确；熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故E错误．‎ ‎10． ACE解析:饱和汽压与液体材料和温度有关，温度越高，饱和汽压越大，故A正确；浸润与不浸润均是分子作用的表现，是由于液体的表面层与固体表面之间的分子之间相互作用的结果，故B错误；由于水结冰要放热，故一定质量的0 ℃的水的内能大于等质量的0 ℃的冰的内能，故C正确；气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起，与分子数密度和平均动能有关，故D错误；小昆虫可以停在水面上，由于水表面存在表面张力，故E正确．‎ ‎11．答案ABD解析ab过程，气体压强增大，体积不变，则温度升高，内能增加，A正确；ab过程发生等容变化，气体对外界不做功，C错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定，bc过程发生等温变化，内能不变，bc过程，气体体积增大，气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，D正确；ca过程发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做正功，B正确；ca过程，气体温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，E错误．‎ ‎12.AC　设两物体从B下落到相遇的时间为t，竖直上抛物体的初速度为v0，则由题意得gt＝v0－gt＝v，解得v0＝2v。根据竖直上抛运动的对称性可知，B自由落下到地面的速度为2v，在空中运动时间为tB＝，竖直上抛物体在空中运动时间tA＝2×＝，故A正确，B错误；物体A能上升的最大高度hA＝＝，B开始下落的高度hB＝g·＝，显然两者相等，故C正确；两物体在空中同时达到同一高度时，B下降的高度为h＝gt2＝g＝＝hB，故D错误。‎ ‎13. (10分)答案　(1)11.000　(2)　(5)9.68　(6)小于　(7)AD ‎ 解析　(1)螺旋测微器的读数11.000 mm。‎ ‎(2)用很短时间的平均速度表示瞬时速度v＝。‎ ‎(5)由运动学规律得＝2gh，整理得＝h，‎ 则＝1.6×105，解得重力加速度g＝9.68 m/s2。‎ ‎(6)小球通过光电门的平均速度等于对应中间时刻的瞬时速度，其一定小于位移中点的瞬时速度(球心通过光电门的瞬时速度)。‎ ‎(7)通过光电门时的速度适当的大些，有利于减小实验误差，所以A、D两项正确。‎ ‎14．(8分)答案(1)8×10－12　1×10－2　8×10－10　(2)大 解析(1)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝× mL＝8×10－6 mL＝8×10－12 m3.‎ 油膜的面积S＝111×1 cm2＝111 cm2≈1×10－2 m2.‎ 油酸分子的直径d＝＝ m＝8×10－10 m.‎ ‎(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL，则代入计算的纯油酸的体积偏大，可知测量值偏大．‎ ‎15. (8分)答案　(1)60 m/s　(2)11.5 s ‎ 解析　(1)设弹射座椅弹出降落伞瞬间飞行员的速度为v，从弹射座椅弹出到降落伞打开，飞行员下降的高度为h1，弹射座椅打开降落伞的位置距离地面的高度为h2，则 v2－v＝2gh1‎ v－v2＝2(－a)h2‎ h＝h1＋h2＝323.5 m，解得v≈60 m/s。‎ ‎(2)从弹射座椅弹出到降落伞打开的时间t1＝＝7 s 从弹射座椅打开降落伞到落地的时间t2＝＝4.5 s 总时间t＝t1＋t2＝11.5 s。‎ ‎16. (8分)答案　(1)13 s　(2)30 m/s ‎ 解析　(1)设警车停下来所需的时间为t1，停车时所行驶位移为x1，则有 v1＝a1·t1‎ v＝2a1x1‎ 解得t1＝10 s，x1＝150 m 在t1＝10 s时，黑色车所走位移x2＝a2(t1－3)2＝73.5 m<150 m，所以警车停车前未相撞 设黑色车撞上警车发生在t时刻，则a2(t－3)2＝x1‎ 得t＝13 s。‎ ‎(2)相撞前瞬间，黑色车的速度v2＝a2·(t－3)＝30 m/s。‎ ‎17．(8分)解析(1)设缸内气体初态压强为p1，对活塞由平衡条件有：p0S＝G＋p1S 在电热丝对气体加热20 s的过程中，缸内气体对活塞做的功为W＝p1Sh，电阻丝产生的热量为Q＝I2Rt，其中I＝ 根据热力学第一定律有ΔU＝Q－W 解得ΔU＝873 J，即气体的内能增加了873 J.‎ ‎(2)气体做等压变化，由盖—吕萨克定律有＝ 解得T2＝330 K，则缸内气体的温度是57 ℃.‎ ‎18. (10分)解：（1）设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1，放入水下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件有 p1V1= p0V0 ①‎ V0=hS ②‎ V1=（h–l）S ③‎ p1= p0+ ρg（H–l） ④‎ 联立以上各式并考虑到Hh>l，解得 ⑤‎ ‎（2）设水全部排出后筒内气体的压强为p2；此时筒内气体的体积为V0，这些气体在其压强为p0时的体积为V3，由玻意耳定律有p2V0= p0V3 ⑥‎ 其中p2= p0+ ρgH ⑦‎ 设需压入筒内的气体体积为V，依题意V = V3–V0 ⑧‎ 联立②⑥⑦⑧式得 ⑨‎