【物理】河南省商丘市2019-2020学年高二下学期期末联考试题（解析版）

【物理】河南省商丘市2019-2020学年高二下学期期末联考试题（解析版）

商丘市2019-2020学年高二下学期期末联考 物理 考生注意:‎ ‎1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。‎ ‎2.本卷命题范围:必修1前三章，选修3-3，选修3-4。‎ 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，48分.在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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）‎ ‎1.2020年我国计划发射火星探测器，2021年实现火星软着陆，开展火星环绕探测和巡视探测.火星的自转和地球十分相似，自转一周为24小时37分2.6秒.火星上的一昼夜比地球上的一昼夜稍长一点火星公转一周约为687天，火星的一年约等于地球的两年.下列说法正确的是 A.题中“24小时37分22.6秒”是指时刻 B.研究火星自转时可以将其看做质点 C.火星公转一周的位移要比地球公转一周的位移大 D.比较火星、地球运行速度的大小，应当以太阳为参照系 ‎2.关于重心、重力和重力加速度，下列说法正确的是 A.一绳子将物体悬挂起来处于静止状态时，物体的重心在绳子的延长线上 B.物体的重心一定与它的几何中心重合，重心都在物体内，不可能在物体外 C.地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而减小 D.物体所受重力的施力物体是地球，方向总是垂直向下 ‎3.有关物体的加速度，下列说法正确的是 A.物体运动的加速度等于零，则速度也等于零 B.物体的速度变化量大，加速度也比较大 C.物体做直线运动，后一阶段的加速度比前一阶段小，速度可能比前一阶段大 D.做加速直线运动的物体具有向东的加速度，则速度的方向可能向西 ‎4.2020年6月上旬，甘肃武警开展“针对性训练”为实战奠定基础.如图所示为武警战士用头将五块砖顶在墙上苦练头功，当砖处于平衡状态时，下列说法正确的是 A.头对砖块的水平压力越大，1、5两块砖受到的摩擦力越大 B.3受到2施加的摩擦力大小等于自身重力的一半 C.4对3的摩擦力方向竖直向下 D.1受到2施加的摩擦力与4受到5施加的摩擦力完全相同 ‎5.一质点沿直线运动，如图所示是从t=0时刻开始，质点的-t（式中x为位移）的图象，通过坐标原点时开始计时，可以推知 A.质点做速度为大小为2m/s的匀速直线运动 B.质点做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动 C.质点在前2s的平均速度大小为0.75m/s D.质点在4s末的速度大小为4.5m/s ‎6.杂技表演中有一节目叫抛球，在抛球游戏的表演过程中，难度会越来越高，并且会有越来越多的小球，而小球之间发生的碰撞，更会让玩家来不及反应，可谓挑战十足.小明在家练习抛球，他以初速度2v0竖直上抛一小球A后，又以初速度v0在同一高度竖直上抛另一小球B，多次发现两球在空中相遇，则两球抛出的时间间隔△t必须满足的条件是（不计空气阻力，重力加速度为g）‎ A. B.‎ C. D.‎ ‎7.如图所示，一条平直的公路上虚线MNQP构成长方形，甲车停在MN线位置，某时刻乙车以速度v1=40m/s驶过MN线后开始做匀减速运动，其加速度大小为a1=4m/s2‎ ‎，甲车1s后开始向同一方向做匀加速运动，加速度大小为a2=4m/s2，经过一定时间，两车都到达PQ线位置.两车可看成质点，从乙车驶过MN线位置开始计时，则 A.乙车停下来所需的时间为12s B.在t1=10s时，甲车通过的距离为36m C.经过14s两车都到达PQ线位置 D.经过14s甲车的速度大小为20m/s ‎8.如图所示，质量为1kg的物块甲和质量为2kg的物块乙放在水平面上，用轻弹簧连接，弹簧的劲度系数为100N/m，两物块与水平地面间的动摩擦因数均为0.5，弹簧处于压缩状态，两物块处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2.现给物块甲一个向右的推力F，当F从0缓慢增大到8N时，物块甲刚好要滑动，则 A.施加推力前，弹簧的压缩量为6cm B.施加推力前，物块乙受到的摩擦力大小为3N C.施加推力前，弹簧受到的合力为8N D.施加推力后，随着F增大，物块乙受到的摩擦力减小 ‎9.如图所示，当对重为G的物块施加竖直向上大小为F的推力时，物块恰好沿倾角为θ的斜壁向上匀速运动，已知物块与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则物块受到的摩擦力大小是 A.（F-G）sinθ B.（F-G）cosθ C.μ（F-G）cosθ D.μ（F-G）sinθ ‎10.如图所示为甲、乙两物体由同一点沿同一条直线做直线运动的速度一时间图象，则在0～4s内 A.两物体始终同向运动 B.4s末两物体相距最远 C.两物体平均速度相等 D.2s末两物体相遇 ‎11.如图所示，完全相同的三个木块并排固定在水平面上，一子弹以速度v1左向右垂直射入木块并做匀减速直线运动，且刚要离开第三个木块时速度恰好为零.则子弹依次进入每个木块时的速度之比和穿过每个木块所用的时间之比分别是 A.v1:v2:v3=3:2:1 B.v1:v2:v3=::1‎ C.t1:t2：t3=1:: D.t1:t2：t3=（-）:（-1）:1‎ ‎12.如图所示，在O点悬挂一个小球，玩具汽车拉着轻绳在粗糙的水平面上缓慢地移动，保持轻绳始终平行于水平面，则下列说法中正确的是 A.若玩具汽车缓慢向右移动，绳OA拉力变大 B.若玩具汽车缓慢向左移动，绳OB拉力变大 C.若玩具汽车缓慢向右移动，绳OA、OB拉力的合力变大 D.若玩具汽车缓慢向左移动，玩具汽车与水平面间的摩擦力变小 二、非选择题:共52分.第13～17题为必考题，每个试题考生都必须作答，第18～19题为选考题，考生根据要求作答.‎ ‎（一）必考题:共42分.‎ ‎13.（6分）某同学利用光电门研究物体运动规律，求物体运动加速度，实验装置如图甲所示.‎ ‎（1）首先他利用游标为50分度的游标卡尺测量了遮光条的宽度，其读数如图乙所示，则遮光条的宽度d为____________cm.‎ ‎（2）然后利用米尺测量出两光电门之间的距离，如图丙所示，则米尺的读数x为_______cm.‎ ‎（3）组装好实验器材后，将滑块由静止释放重锤的牵引下沿长木板做加速运动，经测量可知滑块通过两光电门时，遮光条的挡光时间分别为△t1=2.50×10-2s、t2=1.250×10-2s由以上可求得该滑块做匀加速直线运动时的加速度大小为___________m/s2.（结果保留两位小数）‎ ‎14.（6分）在“验证力的平行四边形定则”实验中某小组利用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等装置完成实验.‎ ‎（1）为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的是________.（填选项前的字母）‎ A.使用弹簧测力计前应将测力计水平放置然后检查并矫正零点 B.用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行 C.两细绳套必须等长 D.用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程 E.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置 ‎（2）如图所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中一个实验比较符合实验事实的是___________（力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示）‎ ‎（3）在以上实验结果比较符合实验事实的一位同学中，若合力测量值F′是准确的，造成误差的主要原因是:（至少写出两种情况）___________________________.‎ ‎15.（8分）2020年6月3日，深圳市石围社区出动无人机排查高空坠物安全隐患.某校物理兴趣小组，为了了解高空坠物的危害，将一只鸡蛋从离地面20m高的高楼面上静止释放，让其自由下落，下落途中用 ‎△t=0.2s的时间通过一个窗口，窗口的高度为2m，忽略空气阻力的作用，重力加速度g取10m/s2，求:‎ ‎（1）鸡蛋落地时的速度大小和落地前最后1s内的位移大小；‎ ‎（2）高楼面离窗的上边框的高度.‎ ‎16.（10分）如图所示，质量M=2kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m=1kg的小球相连.今用跟水平方向成60°角的力F=10N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，重力加速度g取10m/s2.在运动过程中，求:‎ ‎（1）轻绳与水平方向的夹角θ；‎ ‎（2）木块M与水平杆间的动摩擦因数μ.‎ ‎17.（12分）2020年疫情之下，浙江省防控、展两手抓，5月份的快递业务量创下历史单月最高纪录.在平直乡村公路上一辆快递车正以v1=12m/s的速度行驶，有快件从车上掉下一段时间后，快递小哥才从后视镜中发现有快件掉下，立即关闭油门以加速度大小为a1=2m/s2做匀减速直线运动，快递车开始做匀减速直线运动的同时，在其后x0=16m处一辆自行车上的人立即拾起货物从静止出发，以a2=2m/s2的加速度同方向追赶快递车，已知自行车能达到的最大速度为v2=8m/s，求:‎ ‎（1）快递车做匀减速运动的位移大小；‎ ‎（2）自行车至少经过多长时间能追上快递车.‎ ‎（二）选考题:共10分.请考生从2道题中任选一题作答.如果多做，则按所做的第一题计分.‎ ‎18.[选修3-3]（10分）‎ 如图所示，水平面上固定一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸，用密封性能良好的轻质活塞封闭一定质量的理想气体，理想气体中间有一导热的固定隔板，隔板上有一小孔将甲、乙两部分气体相通，已知活塞的横截面积为S=3×10-4m2，热力学温度为T0，大气压强为p0=1.0×105Pa，初始时甲、乙两部分的长度均为L=0.2m.‎ ‎（1）若缓慢加热气体，使得气体的热力学温度为2T0，若活塞没有离开汽缸，求活塞与隔板之间的距离；‎ ‎（2）保持气体的热力学温度T0不变，在活塞上施加水平向左的推力缓慢推动活塞，当甲部分的长度为0.5L时，求此时水平推力的大小.‎ ‎19.[选修3-4]（10分）‎ 如图所示，一条光线从空气垂直射到直角三棱镜的界面AB上，在AD面恰好发生全反射，然后在BD面射出，棱镜材料的折射率为，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求:‎ ‎（1）∠A的大小；‎ ‎（2）光线在BD面射出时折射角的正弦.（结果可以用正弦表示）‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.D 题中“24小时37分22.6秒”是指火星自转一周的时间，是一个时间段，不是时刻选项A错误；研究火星自转时，火星的形状和大小不可以忽略，此时不能看做质点，选项B错误；火星和地球公转一周后都回到了原点，位移都为零，都是一样大的，选项C错误；火星和地球都是围绕太阳运行，比较它们的速度大小时，应当以太阳作为参照系，选项D正确.‎ ‎2.A 用悬挂法找物体重心时，物体所受重力与悬绳拉力是一对平衡力，它们大小相等、方向相反，因此重心一定在悬绳的延长线上，选项A正确；物体的重心不一定在物体的几何中心上，也不一定在物体上，选项B错误；地球表面的自由落体加速度随纬度的增大而增大，选项C错误；体所受重力的方向总是竖直向下，选项D错误.‎ ‎3.C 做匀速直线运动的物体，速度不为零，而加速度为零，选项A错误；物体的速度变化量大，可能所用时间长，则加速度可能比较小，选项B错误；物体做加速度减小的加速运动，后阶段的加速度比前阶段的加速度小，而速度比前阶段的大，选项C正确；做加速直线运动的物体，加速度的方向跟速度的方向相同，选项D错误.‎ ‎4.B 只有滑动摩擦和最大静摩擦才和正压力成正比，选项A错误；对3受力分析，3受到施加的摩擦力大小等于自身重力的一半，选项B正确；4对3的摩擦力方向竖直向上，选项C错误；1受到2施加的摩擦力与4受到5施加的摩擦力大小相等，方向相反，选项D错误.‎ ‎5.D 描述的平均速度与时间的关系，由匀变速直线运动规律，得，故在图象中知，图象的斜率，a=1m/s2，截距b=v0=0.5m/s，选项A、B错误；质点在前2s的平均速度大小m/s，选项C错误；质点在s末速度为v=v0+at=4.5m/s，选项D正确.‎ ‎6.A 由题中的条件可知球A上升到最高点的时间为，球A在空中运动的总时间为 ‎，球B上升和在空中运动的总时间分别为、.根据题中条件可知两球的位移随时间的变化规律满足，作出两球的s-t图象，则两条图线的相交点的横坐标表示A、B相遇时刻，如图所示，纵坐标对应位移sA=sB.由图象可直接看出△t应满足关系式，只有选项A正确 ‎7.C 设乙车停下来所需的时间为t1，减速过程通过的距离为x1，则v1=a1t1，v12=2a1x1，解得x1=200m，t1=10s，选项A错误；在t1=10s时，设甲车通过的距离为x2，则，解得x2=72m，选项B错误；x2=72m＜x1=200m，所以乙车停车时甲车没有追上它，乙车停车位置就是PQ线位置.设经过时间t两车都到达PQ线位置此时甲车的速度为v2，则，v2=a2（t-t0），解得t=14s，v2=40m/s.选项C正确，D错误.‎ ‎8.B 由题意可知，物块甲的最静摩擦力，物块乙的最静摩擦力，当推力F=8N时，物块甲刚好要滑动，根据力的平衡可知，弹簧的弹力为3N，弹簧的压缩量x=m=3cm，选项A错误；没有施加推力时，物块乙受到的摩擦力为3N，选项B正确；没有施加推力时，弹簧的合力为零，选项C错误施加推力后，随着F增大，弹簧的形变量不变，弹力不变，物块乙受到的摩擦力不变，选项D错误.‎ ‎9.BD 对物块受力分析，受重力G、弹力FN（直于斜壁向下）摩擦力Ff（沿斜壁向下）和推力F四个力，把这四个力沿斜壁和垂直于斜壁方向正交分解，由于物块处于平衡状态，在沿斜壁方向有Gcosθ+Ff=Fcosθ，可得Ff=（F-G）cosθ；垂直于斜壁方向有FN ‎+Gsinθ=Fsinθ，又根据Ff=μFN，可得Ff=μ（F-G）sinθ，选项B、D正确.‎ ‎10.AC v-t图象中，甲、乙的速度始终为正故两物体始终同向运动，选项A正确；甲、两物体同一点沿同一条直线 运动，速度相等时两物体相距最远，即2s末两物体相距最远，选项BD错误；速度一时间图象中面积表示位移可知，0～4s内甲的位移等于乙的位移，根据可知，甲的平均速度等于乙的平均速度，选项C正确.‎ ‎11.BD 用“逆向思维”法，题述过程可视为子弹向左做初速度为零的匀加速直线运动，设每个矩形区域的长度为L，则，，，v3、v2、v1分别为子弹从右到左运动L、2L、3L时的速度，则v1：v2:v3=::1，选项A错误，B正确；由于每个矩形区域长度相同，则由比例关系可得t1：t2:t3=（-）:（-1）:1，选项C错误，D正确.‎ ‎12.AD 设OA的拉力为FA，OB的拉力为FB，球C的质量为m，因O点始终处于平衡状态根据平衡条件有 FAcosθ-‎ mg=0，FAsinθ-FB=0解得，FB= mgtanθ，当玩具汽车缓慢向右移动时，θ角变大，则FA、FB均变大，选项A正确；当玩具汽车缓慢向左移动时，θ角变小，则FA、FB均变小，因为玩具汽车所受的摩擦力与OB绳拉力FB大小相等，故玩具汽车与地面间的摩擦力变小，选项B错误，D正确；不论玩具汽车朝哪个方向移动，绳OA、OB拉力的合力保持不变，大小等于小球C的重力mg，选项C错误.‎ ‎13.（1）0.510（2分）‎ ‎（2）20.0（2分）‎ ‎（3）0.31（2分）‎ 解析:（1）游标卡尺的主尺读数为:5mm，游标尺上第5个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.02×5mm=0.10mm，所以最终读数为:5mm+0.10mm=5.10mm=0.510cm.‎ ‎（2）由米尺读数规则可知，该读数为20.0cm.‎ ‎（3）由于挡光时间极短，因此可以利用其平均速度来代替瞬时速度，故有:‎ ‎，，‎ 由运动学公式，则，代入数据得a=0.31m/s2.‎ ‎14.（1）ABDE（2分） （2）甲（2分） （3）见解析（至少写出两种情况）（2分）‎ 解析:（1）为了读数准确在进行实验之前，一定要对弹簧测力计进行校对零点，选项A正确；为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板，选项B正确；为减小实验过程中的偶然误差，就要设法减小读数误差，两个分力的大小不一定要相等，绳子的长短对分力大小和方向亦无影响选项C错误；根据弹簧测力计的使用原则可知，在测力时不能超过弹簧测力计的量程，在不超量程的前提下拉力大些可以减小实验偶然误差，选项D正确；在实验中必须确保橡皮条拉到同一位置，即一个力的作用效果与两个力作用效果相同选项E正确；故答案为:ABDE.‎ ‎（2）作图法得到的F必为平行四边形的对角线，单个弹簧测力计的拉力F′一定与橡皮条共线，故甲的实验比较符合实验事实.‎ ‎（3）F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左作图时两虚线分别与F1线和F2线不严格平行；弹簧测力计读数误差；确定分力方向不够准确等原因.‎ ‎15.解:（1）设鸡蛋自由下落时间为t，根据自由落体运动公式h=，得t=2s（1分）‎ 则鸡蛋落地时的速度v=gt=20m/s（1分）‎ 鸡蛋在第1s内的位移为h1==5m（1分）‎ 则鸡蛋落地前最后1s内的位移小为h2=h-h1=15m（1分）‎ ‎（2）由题意知窗口的高度为h3=2m，设高楼面距窗的上边框h0，鸡蛋从高楼面运动到窗的上边框的时间为t0，则 h0=（1分）‎ 又 （1分）‎ 联立解得h0=4.05m（2分）‎ ‎16.解:（1）小球的受力如图甲所示，由平衡条件得 水平方向:Fcos60°-FTcosθ=0（2分）‎ 竖直方向:Fsin60°-FTsinθ-mg=0（2分）‎ 解得θ=30°（1分）‎ ‎（2）将木块、小球看做整体，受力如图乙所示，‎ 由平衡条件得 水平方向:Fcos60°-μFN=0（2分）‎ 竖直方向:FN+Fsin60°-Mg-mg=0（2分）‎ 解得μ= （1分）‎ ‎17.解:（1）已知快递车的初速度为v1=12m/s，快递车做匀减速运动加速度大小为a1=2m/s2（1分）‎ 快递车做匀减速运动的时间为6s（1分）‎ 快递车做匀减速运动的位移大小为 （1分）‎ 解得x1=36m（1分）‎ ‎（2）已知该自行车的加速度为a2=2m/s2，最大速度为v2=8m/s，自行车做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为:‎ ‎ （1分）‎ ‎ （1分）‎ 解得x2=16m（1分）‎ 之后自行车以最大速度做匀速直线运动，到快递车停止运动时，其位移为:‎ x3=v2（t1-t2）=8×2m=16m（1分）‎ 由于x2+x3＜x1+x0，故快递车停止运动时，自行车没有追上快递车，然后自行车继续以最大速度匀速运动追赶快递车，由匀速运动公式得（x1+x0）-（x2+x3）=v2t3（1分）‎ 代入数据解得t3=2.5s（1分）‎ 自行车追上快递车的时间t=t1+t3=8.5s（2分）‎ ‎18.解:（1）设活塞与隔板之间的距离x，在缓慢升高温度的过程中，气体进行等压变化.‎ 根据盖一吕萨克定律:。（2分）‎ 其中V1=2LS（1分）‎ V2=（x+L）S（1分）‎ 代入求得活塞与隔板之间的距离:x=3L=0.6m（1分）‎ ‎（2）设推力的大小为F，在气体进行等温变化的过程中，根据玻玛定律:‎ p0·2LS=p·LS（2分）‎ 对活塞有:pS=p0S+F（2分）‎ 解得水平推力的大小:F=p0S=10N（1分）‎ ‎19.解:（1）如答图所示，光在AD面恰好发生全反射，临界角满足:sinC=（1分）‎ 直角三角形几何关系，可得∠A=C（1分）‎ 折射率:n=（1分）‎ sin∠A=sinC==0.8（1分）‎ 解得∠A=53°（1分）‎ ‎（2）根据几何关系，光在BD面折射时，角度α=180°-2C（1分）‎ 入射角:i=90°-α（1分）‎ 根据折射定律:（1分）‎ 解得sinr=sin16°（2分）‎