【物理】甘肃省武威市民勤县第一中学2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

【物理】甘肃省武威市民勤县第一中学2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

武威市民勤县第一中学2019-2020学年高二下学期期末考试物理试题 一、选择题（本大题共12个小题；每小题4分，共48分。其中1—9小题为单选，在每小题 给出的四个选项中，有一个选项符合题意；10—12小题为多选，在每小题给出的 四个选项中，有两个或两个以上选项符合题意）‎ ‎1. 伽利略为了研究自由落体规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，对于这个研究过程，下列说法正确的是（　　）‎ A. 斜面实验放大了重力的作用，便于测量小球运动的路程 B. 斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于小球运动时间的测量 C. 通过对斜面实验的观察与计算，直接得到自由落体的运动规律 D. 根据斜面实验结论进行合理的外推，不能得到自由落体的运动规律 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于小球运动时间的测量，选项A错误，B正确；‎ CD．通过对斜面实验的观察与计算，然后根据实验结论进行合理的外推，间接得到自由落体的运动规律，选项CD错误。‎ 故选B。‎ ‎2. 一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，在此过程中（　　）‎ A. 速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值 B. 速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值 C. 位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大 D. 位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由于加速度方向与速度方向相同，质点始终做加速运动，速度一直增大，加速度减小，使速度增加的越来越慢，当加速度减小时，速度达到最大值，B正确，A错误；‎ CD．由于速度一直增大，位移一直增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值，以后位移继续增大，CD错误。‎ 故选B。‎ ‎3. 如图所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦．初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮．下列说法中正确的是 （ ）‎ A. 若甲质量较大，则乙先到达滑轮 B. 若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮 C. 若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮 D. 若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：对甲有：，解得：；对乙有：，解得，当甲的质量大，则甲的加速度小，根据知，甲的运动时间长，所以乙先到达滑轮．‎ 当甲乙的质量相等，则运动时间相同，同时到达滑轮．故A正确，B、C、D均错．‎ 考点：本题考查了牛顿第二定律、力的合成与分解的运用、牛顿第三定律．‎ ‎4. 如图所示，两个梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜，A的左侧靠在光滑的竖直墙面上．关于两个木块的受力，下列说法正确的是( )‎ A. A、B之间一定存在摩擦力 B. A可能受三个力作用 C. A一定受四个力作用 D. B受到地面的摩擦力的方向向右 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：由于AB间接触面情况未知，若AB接触面光滑，则AB间可以没有摩擦力；故A错误；对整体受力分析可知，A一定受向右的弹力；另外受重力和支持力；因为AB间可能没有摩擦力；故A可能只受三个力；故B正确；C错误；木块B受重力、压力、A对B的垂直于接触面的推力作用，若推力向右的分力等于F，则B可能不受摩擦力；故D错误；故选B.‎ 考点：受力分析.‎ ‎5. 物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为‎16 m的路程，第一段用时4 s，第二段用时2 s，则物体的加速度是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，2s时的瞬时速度等于0-4s内的平均速度：，5s时的瞬时速度等于4-6s内的平均速度：，两个中间时刻的时间间隔为：△t=2+1s=3s，根据加速度定义可得：，故B正确，ACD错误．‎ ‎6. 两物体在不同高度自由下落，同时落地，第一个物体下落时间为，第二个物体下落时间为，当第二个物体开始下落时，两物体相距（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】第二个物体在第一个物体下落后开始下落，此时第一个物体下落的高度．根据，知第一个物体和第二个物体下落的总高度分别为，，两物体未下落时相距．所以当第二个物体开始下落时，两物体相距，故D正确，A.B.C错误．‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键理清两物体的运动，知道第二个物体在第一个物体下落后开始下落，以及掌握自由落体运动的位移时间公式．‎ ‎7. 一物体以足够大的初速度做竖直上抛运动，在上升过程的最后1 s初的瞬时速度的大小和最后1 s内的位移大小分别是(g取‎10 m/s2)(　　)‎ A. ‎10 m/s，‎10 m ‎B. ‎10 m/s，‎‎5 m C. ‎5 m/s，‎5 m ‎D. 由于不知道初速度的大小，故无法计算 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据竖直上抛运动的对称性， 上升过程的最后1 s和自由下落的第1 s是可逆过程，所以 v＝gt＝10×‎1 m/s＝‎10 m/s，‎ h＝gt2＝×10×‎12 m＝‎5 m．‎ A．‎10 m/s，‎10 m，与结论不相符，选项A错误；‎ B．‎10 m/s，‎5 m，与结论相符，选项B正确；‎ C．‎5 m/s，‎5 m，与结论不相符，选项C错误；‎ D．由于不知道初速度的大小，故无法计算，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎8. 在一大雾天，一辆小汽车以‎30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方‎30m处有一辆大卡车以‎10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵．如图 a、b分别为小汽车和大卡车的v-t图线，以下说法正确的是( )‎ A. 因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾 B. 在t＝5s时追尾 C. 在t＝3s时追尾 D. 由于初始距离太近，即使刹车不失灵也会追尾 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据v-t图线与时间轴所围面积表示位移可知，两车速度相等时(t＝5 s)，小汽车相对于大卡车的位移为‎35 m>‎30 m，所以会追尾，选项A错误；‎ BC.在t＝3 s时，小汽车相对于大卡车的位移等于‎30 m，此时发生追尾，选项C正确，B错误；‎ D.若刹车不失灵，在t＝2 s时两车速度相等，小汽车相对于大卡车的位移等于‎20 m，小于开始时的‎30 m距离，所以刹车不失灵时不会追尾，选项D错误．‎ ‎9. 如图所示，一固定杆与水平方向夹角为α，将一质量为m1滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一质量为m2的小球，滑块与杆之间的动摩擦因数为μ．若滑块和小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动（未施加其它外力），此时绳子与竖直方向夹角为β，且β>α，不计空气阻力，则滑块的运动情况是 A. 沿着杆减速上滑 B. 沿着杆减速下滑 C. 沿着杆加速下滑 D. 沿着杆加速上滑 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】把滑块和球看做一个整体受力分析，若速度方向向下，由牛顿第二定律得：沿斜面方向有，垂直斜面方向有 ‎，摩擦力，联立可解得：；再单独对小球分析有：若 ，则，根据题意有：，则有，所以 ，整理可以得到：，因为，所以，但由于 ，所以假设不成立，即速度的方向一定向上，由于加速度方向向下，所以滑块沿杆减速上滑，故A正确，BCD错误．‎ ‎【点睛】滑块与小球保持相对静止，以相同的加速度a一起运动，对整体进行受力分析求出加速度，同时也能确定加速度的方向，然后采用隔离法，分析小球的受力，求出加速度，结合分析即可判断．‎ ‎10. A、B两个小球的质量分别为m、‎2m，由两轻质弹簧连接（如图所示），处于平衡状态，下列说法正确的是（　　）‎ A. 将A球上方弹簧剪断的瞬时，A的加速度不为零，B的加速度为零 B. 将A球上方弹簧剪断的瞬时，A的加速度为零，B的加速度为零 C. 将A球下方弹簧剪断的瞬时，A的加速度不为零，B的加速度为零 D. 将A球下方弹簧剪断的瞬时，A的加速度不为零，B的加速度不为零 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．对A、B整体分析，上边弹簧的弹力为3mg，隔离对B分析，下边弹簧的弹力为2mg，将A球上方弹簧剪断的瞬时，对B球，合力为零，加速度为零，对A球，合力为3mg，加速度为‎3g，分析竖直向下，故A正确，B错误； CD．剪段下面的弹簧时，A球失去了向下的弹力，平衡被破坏，产生向上的加速度；B球失去向上的弹力，在重力作用下产生g的加速度。故C错误，D正确。 故选AD。‎ ‎11. 如图所示，水平地面粗糙，A、B两同学站在地上水平推墙．甲图中A向前推B，B向前推墙；乙图中A、B同时向前推墙．每人用力的大小都为F，方向水平．则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 甲图方式中墙受到的推力为‎2F B. 乙图方式中墙受到的推力为‎2F C. 甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F D. 乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.对于甲图，先以墙壁为研究对象，此时墙壁所受到的推力只有B对它的推力F，如图(b)所示．然后再以B为研究对象，B同学的受力情况如图(c)所示，B受到A的推力F和墙壁的反作用力F′1，由于F＝F′1，所以此时B在水平方向不受摩擦力的作用．再以A为研究对象，A同学的受力情况如图(d)所示，根据牛顿第三定律可知由于A对B的作用力为F，所以B对A的反作用力F′2＝F，根据力的平衡可知A所受地面的摩擦力为F.‎ 故A项不合题意，C项不合题意.‎ BD.对于乙图，墙壁在水平方向所受到人的作用力如图(a)所示(俯视图)，此时墙壁所受到的推力为F合＝‎2F.根据力的平衡可知A、B两人受到的静摩擦力均为Ff＝F.‎ 故B项符合题意，D项符合题意.‎ ‎12. 如图所示，A、B两物块的质量分别为‎3m和‎2m，两物块静止叠放在水平地面上A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为μ(μ≠0)．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对B施加一水平推力F，则下列说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A. 若F＝μmg，A、B间的摩擦力一定为零 B. 当F＞7.5μmg时，A相对B滑动 C. 当F＝3μmg时，A的加速度为μg D. 若去掉B上的力，而将F＝3μmg的力作用在A上，则B的加速度为0.1μg ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．B与地面间的最大静摩擦力 fB＝μ×5mg＝μmg，‎ 当F=μmg时，AB处于静止，对A分析，A所受的摩擦力为零，故A正确；‎ B．A发生相对滑动的临界加速度a=μg，对整体分析，‎ F−μ•5mg＝5ma，‎ 解得 F=7.5μmg，‎ 所以当F＞7.5μmg 时，A相对B滑动．故B正确；‎ C．当7.5μmg＞F=3μmg＞μmg，可知AB保持相对静止，一起做匀加速直线运动，加速度 a=＝0.1μg，‎ 故C错误；‎ D．若去掉B上的力，而将F=3μmg的力作用在A上，B发生相对滑动的临界加速度 a＝＝025μg，‎ 对A分析 F-μ•3mg=3ma，‎ 解得不发生相对滑动的最小拉力F=3.75μmg，可知F=3μmg的力作用在A上，一起做匀加速直线运动，加速度 a=＝0.1μg，‎ 故D正确。‎ 故选ABD。‎ ‎【点睛】本题考查了摩擦力的计算和牛顿第二定律的综合运用，解决本题的突破口在于通过隔离法和整体法求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力．‎ 二、实验题：‎ ‎13. 图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。‎ ‎（1）完成下列实验步骤中的填空：‎ ‎①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点；‎ ‎②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码；‎ ‎③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m；‎ ‎④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③；‎ ‎⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点，测量相邻计数点的间距s1，s2，…，求出与不同m相对应的加速度a；‎ ‎⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出—m关系图线，若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。‎ ‎（2）完成下列填空：‎ ‎（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_________；‎ ‎（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3，a可用s1、s3和Δt表示为a=_____；图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=_____mm，s3‎ ‎=____mm，由此求得加速度的大小a=_____m/s2。‎ ‎（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________‎ ‎【答案】(1). 均匀 线性 (2). 远小于小车和小车中砝码的质量之和 24.1 47.3 1.16 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）①[1]平衡摩擦力的标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀；‎ ‎⑥[2]根据牛顿第二定律 解得 故与m成线性关系；‎ ‎（2）（i）[3] 设小车的质量为M，小吊盘和盘中物块的质量为m，设绳子上拉力为F，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有 解得 以M为研究对象，根据牛顿第二定律有 当时有，即只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力，所以为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应该远小于小车和砝码的总质量。‎ ‎（ⅱ）[4]设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3，由匀变速直线运动的推论得 即 解得 ‎[5][6]图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=‎24.1mm，s3=‎47.3mm；‎ ‎[7] 由此求得加速度的大小 ‎（ⅲ）[8][9]设小车质量为M，小车受到外力为F，由牛顿第二定律有 解得 所以图象的斜率为 解得 纵轴截距为 解得 三、计算题 ‎14. 如图所示，在光滑的水平杆上穿两个重力均为2 N的球A、B，在两球之间夹一弹簧，弹簧的劲度系数为10 N/m，用两条等长的线将C与A、B相连，此时弹簧被压缩了‎10 cm，两条线的夹角为60°，求：‎ ‎(1)杆对A球的支持力的大小；‎ ‎(2)C球的重力大小．‎ ‎【答案】(1)(2＋) N　(2)2 N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对A球受力分析如图甲所示，由胡克定律可知，弹力 F＝kx＝1 N 由共点力平衡可得 Tcos 60°＝F N＝G＋Tsin 60°‎ 联立解得 T＝2 N ‎(2)对C球受力分析如图乙所示，由平衡条件可得 ‎2Tsin 60°＝GC 解得 ‎15. 质量为m＝‎1.0kg的小滑块（可视为质点）放在质量为M＝‎3.0kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为μ＝0.2，木板长L＝‎1.0m．开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F＝12N，如图所示，经一段时间后撤去F．为使小滑块不掉下木板，试求：用水平恒力F作用的最长时间.（g取‎10m/s2）‎ ‎ ‎ ‎【答案】1s ‎【解析】‎ 撤力前后，木板先加速后减速，设加速过程的位移为x1，加速度为a1，加速运动的时为t1；减速过程的位移为x2，加速度为a2，减速运动的时间为t2.由牛顿第二定律得撤力前：‎ F－μ(m＋M)g＝Ma1 （2分）‎ 解得a1＝ m/s2 （2分）‎ 撤力后：μ(m＋M)g＝Ma2 （2分）‎ 解得a2＝ m/s2 （2分）‎ ‎⑵ x1＝a1t， x2＝a2t （2分）‎ 为使小滑块不从木板上掉下，应满足x1＋x2≤L （2分）‎ 又a1t1＝a2t2 （2分）‎ 由以上各式可解得t1≤1 s （2分）‎ 即作用的最长时间为1 s.‎ ‎16. 如图所示，传送带与水平面成夹角=37°，以‎10m/s的速度逆时针转动，在传送带上端轻轻地放一个质量m=‎0.5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带从A→B的长度L=‎16m，求：‎ ‎(1)物体从A传送到B需要的时间为多少？‎ ‎(2)物体从A传送到B过程中在传送带上留下的划痕多长？‎ ‎【答案】(1)2s；(2)‎‎5m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物体放上传送带以后，开始一段时间滑动摩擦力方向沿传送带向下，其运动加速度 当物体的速度达到‎10m/s时，其对应的时间和位移分别为 ‎ ‎ ‎ ‎ 由于μ=0.5＜tan37°，此后物块相对传送带继续加速下滑。即物体受到的摩擦力变为沿传送带向上，其加速度大小为 设物体完成剩余位移s2所用的时间为t2，则 即 解得 t21=1s 或 t22=-11s（舍去）‎ 所以 t总=1s+1s=2s ‎ (2)前一阶段传送带快，划痕长 第二阶滑块快，划痕长 两段划痕重合，故划痕总长