【物理】山东省青岛胶州市2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

【物理】山东省青岛胶州市2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

‎2019~2020学年度第二学期第二学段模块检测 高二物理试题 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，只有一个选项符合题目要求。‎ ‎1. ‎2016年12月20日，我国辽宁舰航母编队首赴西太平洋海域开展远海训练。据报道，继成功解决了舰载机的阻拦索高速拦停和滑跃起飞等关键技术后，辽宁号在此次远航期间开展了全甲板放飞训练，歼-15还与空中加油机完成了加油训练，同时发射了多枚导弹。在下列研究中，能够将研究对象视为质点的是（　　）‎ A. 研究歼-15外形对所受空气阻力的影响 B. 研究歼-15进行滑跃起飞技术训练时的姿势调整 C. 研究辽宁号航母在大海中运动轨迹时，航母可以看成质点 D. 由于辽宁号航母“高大威武”，故任何情况下都不能看成质点 ‎【答案】C ‎【解析】A．外形和大小会影响到歼-15所受空气阻力的大小，故研究歼-15外形对所受空气阻力的影响时，不能将飞机看做质点，A错误；‎ B．研究歼-15进行滑跃起飞技术训练时的姿势调整需要用到飞机的形状，所以不能看做质点，B错误；‎ CD．研究辽宁号航母在大海中运动轨迹时，其大小和形状是次要因素可以忽略，故能看做质点，C正确D错误。‎ ‎2. 青岛市中学生体质健康测试中，引体向上项目是男子测试的内容之一，某同学在测试中两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力快速上拉使下颌超过单杠（身体无摆动），稍作停顿。下列说法正确的是（　　）‎ A. 在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力 B. 在上升过程中单杠对人的作用力始终等于人的重力 C. 初始悬垂时若增大两手间的距离，运动员更省力 D. 初始悬垂时若增大两手间的距离，两臂拉力的合力不变 ‎【答案】D ‎【解析】AB．在上升过程中，人先加速后减速，先超重后失重，则单杠对人的作用力先大于重力后小于重力，选项AB错误；‎ CD．初始悬垂时若增大两手间的距离，则两单臂的拉力夹角变大，因合力一定，总等于人的重力，则单臂的拉力会变大，选项C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎3. 如图，教师课上做的一个演示实验，将中间开孔的两块圆饼状磁铁用一根木棒穿过，手拿住木棒（保持水平）此时两磁铁保持静止，当手突然释放，让木棒和磁铁一起下落时，发现两块磁铁向中间靠拢并吸在一起了，下列说法正确的是（　　）‎ A 放手下落时，磁铁惯性减小 B. 放手下落时，木棒与磁铁间弹力减小，导致最大静摩擦力减小 C. 手拿住静止时，任意一块磁铁所受的重力大于木棒对它的弹力 D. 手拿住静止时，任意一块磁铁所受的磁力小于木棒对它的静摩擦力 ‎【答案】B ‎【解析】A．由于下落时质量不变，故惯性不变，故A错误； B．放手下落时，加速度向下，故磁铁处于失重状态，由于失重现象，使木棒与磁铁间弹力减小，导致最大静摩擦力减小，从而使得相互吸引的磁力大于最大静摩擦力而发生相互靠近，故B正确；‎ CD．手拿住静止时，说明磁铁处于平衡，故任意一块磁铁所受磁力等于木棒对它的静摩擦力，任意一块磁铁所受的重力等于木棒对它的弹力，故CD错误。故选B。‎ ‎4. 如图，汽车的速度计，某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化。开始时指针指示在如图（甲）所示的位置，经过10s后指针指示在如图（乙）所示的位置，若汽车做匀变速直线运动，那么它的加速度约为（　　）‎ A. ‎‎1.1‎m/s2 B. ‎1.4m/s‎2 ‎C. ‎2.2m/s2 D. ‎4.4m/s2‎ ‎【答案】A ‎【解析】由甲图知，初速度为‎20km/h＝‎5.56m/s，图乙可知，末速度为‎60km/h=‎16.67m/s，根据加速度的定义 将速度换成国际单位后，代入上式，可得 因此A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎5. 如图，小车放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间的摩擦力，下列说法正确的是（　　）‎ A. 甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力 B. 若小车加速向右运动表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力 C. 小车静止时甲拉小车力和乙拉小车的力是一对平衡力 D. 无论小车怎样运动，乙拉小车的力和小车拉乙的力都相同 ‎【答案】C ‎【解析】A．甲拉小车的力和乙拉小车的力，受力物体都是小车，而一对相互作用力中受力物体是两个，故不是一对相互作用力，A错误；‎ BC．小车在水平方向上受到甲的拉力和乙的拉力，若小车加速向右运动，则说明小车在水平方向上的合力向右，即乙对车的拉力大于甲对车的拉力，若小车静止，则两力合力为零，即甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力，等大反向，B错误C正确；‎ D．力是矢量，要想相同，则需满足大小和方向都相同，而题中无论小车如何运动，两力的方向总是相反，所以两力总不相同，D错误。故选C。‎ ‎6.‎ ‎ 如图，电动平衡车是一种热门的代步工具。人站在电动平衡车上在水平地面上沿直线匀速前进，电动平衡车和人受到沿水平方向的空气阻力大小与速度成正比，下列说法正确的是（　　）‎ A. 地面对电动平衡车的摩擦力为零 B. 电动平衡车对人的作用力大小等于重力 C. 电动平衡车和人受到的阻力大小等于地面对车轮的摩擦力 D. 不管速度多大，电动平衡车对人的作用力大小不变 ‎【答案】C ‎【解析】A．地面对电动平衡车有静摩擦力作用，不然平衡车不会前进，选项A错误；‎ B．电动平衡车对人的作用力与空气阻力的合力与重力等大反向，则电动平衡车对人的作用力大小不等于重力，故B错误；‎ C．地面对车轮的摩擦力提供电动平衡车的牵引力，而当电动平衡车匀速运动时，牵引力等于阻力，即电动平衡车和人受到的阻力大小等于地面对车轮的摩擦力，选项C正确；‎ D．速度越大，则人所受的阻力越大，则电动平衡车对人的作用力越大，选项D错误。‎ ‎7. 一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一块木炭无初速度地放在传送带的左端，木炭在传送带上将会留下一段黑色的痕迹。下列说法正确的是（　　）‎ A. 黑色的痕迹将出现在木炭的左侧 B. 木炭的质量越小，痕迹的长度越短 C. 传送带运动的速度越大，痕迹的长度越短 D. 木炭与传送带间的动摩擦因数越大，痕迹的长度越短 ‎【答案】D ‎【解析】A．刚放上木炭包时，木炭包的速度慢，传送带的速度快，木炭包向后滑动，所以黑色的径迹将出现在木炭包的右侧，故A错误；‎ BCD．木炭包在传送带上运动靠的是与传送带之间的摩擦力，摩擦力作为它的合力产生加速度，由牛顿第二定律知 μmg=ma 可得 a=μg 当达到共同速度时，不再有相对滑动，由得，木炭包的位移 设相对滑动的时间为t，由v=at，得 此时传送带的位移为 所以滑动的位移是 由此可以知道，黑色的径迹与木炭包的质量无关；传送带运动的速度越大，径迹的长度越长；木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短，故BC错误，D正确。‎ ‎8. 如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向变为与水平面成θ=53°角，物块也恰好做匀速直线运动，则物块与桌面间的动摩擦因数为（　　）‎ A. 0.4 ‎B. ‎0.5 ‎C. 0.6 D. 0.7‎ ‎【答案】B ‎【解析】物块在水平拉力的作用下沿水平桌面做匀速直线运动，设物块质量为，物块与桌面间的动摩擦因数为，则 保持的大小不变，而方向与水平面成角时，物块也恰好做匀速直线运动。对此时的物块受力分析如图 据平衡条件可得 ‎，‎ 又 联立解得 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。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎9. 如图，为港珠澳大桥上四段l‎10m的等跨钢箱连续梁桥，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则（　　）‎ A. 通过cd段的时间为t B. 通过ce段的时间为（2－）t C. ae段的平均速度等于b点的瞬时速度 D. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度 ‎【答案】BC ‎【解析】A．根据初速度为零的匀加速直线运动规律可知，汽车通过ab、bc、cd、de所用的时间之比为1：(−1)：(−)：(2−)，可得出通过cd时间为(−) t ‎，A错误； B．通过cd段的时间为(−)t，通过de段的时间为(2−) t，通过ce段的时间为(2−)t，选项B正确； CD．通过ae时间为2t，通过b点的时刻为通过ae时间的中间时刻，故通过b点的速度等于ae段的平均速度，选项C正确，D错误。 故选BC。‎ ‎10. a、b两车在两条平行直车道上同方向行驶，它们的v-t图像如图，t=5s时它们第一次相遇，关于两车之间的关系，下列说法正确的是（　　）‎ A. t=15s时两车第二次相遇 B. t=20s时两车第二次相遇 C. 在5~15s时间内，a车在前b车在后 D. 在10~15s的时间内，两车间距离逐渐变大 ‎【答案】AC ‎【解析】AB．在v-t图像中图像与时间轴所围面积表示位移，t=5s时它们第一次相遇，从5s到15s，两图像与时间轴所围面积相等，说明该段时间内两车位移相等，也就是说t=15s时两车第二次相遇，故A正确，B错误；‎ CD．在5~10s的时间内，a车速度大于b车速度，a车在前b车在后，10s时两车相距最远，10~15s时间内 a车速度小于b车速度，仍是a车在前b车在后，两车距离逐渐减小， 15s时b车追上a车，故C正确，D错误。‎ ‎11. 如图，三个质量均为m的物块a、b、c，用两个轻弹簧和一根轻绳相连，挂在天花板上，处于静止状态，现将b、c之间的轻绳剪断（设重力加速度为g），下列说法正确的是（　　）‎ A. 刚剪断轻绳的瞬间，b的加速度大小为‎2g B. 刚剪断轻绳的瞬间，c的加速度大小为g C. 剪断轻绳后，a、b速度相等时两者相距一定最近 D. 剪断轻绳后，a、b下落过程中加速度相同的瞬间，两者加速度均为g ‎【答案】AD ‎【解析】AB．剪断弹簧的瞬间，绳的弹力立即消失，而弹簧弹力瞬间不变；对b根据牛顿第二定律可得 解得，方向向下；‎ c上面的弹簧在绳子剪断前的弹力等于总重，即为3mg，剪断细线后对c根据牛顿第二定律可得 解得，方向向上；‎ 故A正确，B错误；‎ C．剪断轻绳后，a、b下落过程中，二者在开始的一段时间内加速度不同，所以两者不会保持相对静止，先是b相对靠近a，速度相等时两者的距离最近，后a相对b远离，速度再次相等时两者距离最远，故C错误；‎ D．剪断轻绳后，a、b下落过程中加速度相等的瞬间，对整体分析由牛顿第二定律可知加速度为g，且两者之间的轻弹簧一定处于原长状态，故D正确。‎ ‎12. 如图甲，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图乙所示，木板的速度v与时间t的关系如图丙所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度g取‎10m/s2，由题中给出的数据可以得出（　　）‎ A. 木板的质量为‎2kg ‎B. 0~2s内，木板处于静止状态 C. 2~4s内，力F的大小为0.4N D. 0~5s内，木板的位移为‎0.6m ‎【答案】BC ‎【解析】A．根据图象可知木块与木板之间的滑动摩擦力为f=0.2N，在4s后撤去外力，此时木板在水平方向上只受到滑动摩擦力的作用，此时木板的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 f=ma2‎ 解得木板的质量 m=‎‎1kg 故A错误； B．由图像可知，0~2s内，木板处于静止状态，选项B正确；‎ C．2s～4s内，木板的加速度 ‎ ‎ 根据牛顿第二定律可得 F-f=ma1‎ 解得 F=0.4N 故C正确； D．0~5s内，木板的位移为 故D错误。‎ 三、非选择题：本题共6小题，共60分。‎ ‎13. 某同学做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验，他采用如图甲所示装置，质量不计的弹簧下端挂一个砝码盘，在盘中增添砝码，改变弹簧的弹力。根据实验所测数据做出砝码盘中砝码重力与弹簧形变量x的关系图像，如图乙所示。（g=‎10m/s2）‎ ‎（1）由图乙可得该弹簧的劲度系数k=________N/m；‎ ‎（2）结合图乙可求得砝码盘的质量为_________kg，未考虑砝码盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。‎ ‎【答案】 (1). 50 (2). 0.2 无影响 ‎【解析】（1）[1] 图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则弹簧的劲度系数为 ‎（2）[2] 当砝码盘中没有砝码时，砝码盘重力使弹簧伸长‎4cm，由可得，砝码盘重力的大小为2N，则砝码盘质量为‎0.2kg。‎ ‎[3] 弹簧的劲度系数是根据图线的斜率计算出的，所以砝码盘的质量对弹簧劲度系数的测量无影响。‎ ‎14. 某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时，将橡皮条一端固定在A点，先用一个弹簧测力计拉动轻质圆环，记录下圆环位置O及弹簧测力计的示数；然后用两个弹簧测力计将圆环拉至O点，并记录下弹簧测力计示数和方向，如图甲所示。‎ ‎（1）如图乙所示，白纸上是根据实验结果画出的图示，其中F与F＇两力中，方向一定沿AO方向的是_______；‎ ‎（2）本实验采用的科学方法是_______；‎ A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 ‎（3）如图丙，使弹簧测力计b从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向，在这个过程中保持O点位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变，则在整个过程中弹簧测力计a的示数变化是_______，b的示数变化是_______。‎ ‎【答案】 (1). F′ (2). B (3). 减小 (4). 先减小后增大 ‎【解析】（1）[1] F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是用一个弹簧测力计沿OA方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧测力计的拉力与两个弹簧测力计一个的拉力效果相同，故方向一定沿OA方向的是F′；‎ ‎（2）[2]本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法，故选B；‎ ‎（3）[3][4]对点O受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，如图 其中橡皮条长度不变，其拉力大小不变，oa弹簧拉力方向不变，ob弹簧拉力方向和大小都改变，根据平行四边形定则可以看出a的读数不断变小，b的读数先变小后变大。‎ ‎15. 汽车内常备的“菱形千斤顶”如图所示，现逆时针摇动手柄，使螺旋杆转动（螺旋杆始终保持水平），A、B间距离变小，重物就被缓慢顶升起来，反之则可使重物下降。若物重为G，AB与AC之间的夹角为θ，不计千斤顶杆件自重，求：‎ ‎(1)AC杆的弹力大小；‎ ‎(2)螺旋杆AB的拉力大小。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】(1)C点受到的压力G分解沿两臂的两个分力F1，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等，可得 得 ‎(2)对A点受力分析，由平衡条件得 联立解得 ‎16. 如图为皮带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角θ＝37°，某物体以＝‎8.0m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，到达B点速度恰好为0，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同且均为0.5。传送带顺时针运转的速度v＝‎2.0m/s，g取‎10m/s2‎ ‎，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：‎ ‎（1）A点到B点之间的距离；‎ ‎（2）若传送带顺时针运转的速度可以调节，物体到达B点的最大速度为多大。‎ ‎【答案】（1）‎4m；（2）4m/s ‎【解析】（1）根据牛顿第二定律 ‎−Mgsinθ−μMgcosθ=Ma 得 a=−‎10m/s2‎ 这段时间内的位移为 得 x1=‎‎3m 之后，物块所受沿斜面向上的摩擦力小于重力的分力，则加速度为 μMgcosθ−Mgsinθ=‎ 得 这段时间内的位移为 则A、B之间的距离 s=x1+x2=‎‎4m ‎（2）将传动带的速度尽量调大，而物体一直沿传送带加速可获得最大速度，由公式 解得 ‎17. 如图甲为某大酒店自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭。图乙为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围。已知每扇门的宽度为‎0.8m，最大移动速度为‎2m/s，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为‎0.8m，不计门及门框的厚度。‎ ‎(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；‎ ‎(2)若人以‎1.5m/s的速度沿图中虚线s走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动‎0.4m的距离，那么设定的传感器水平感应距离应为多少？‎ ‎(3)若以(2)问中的感应距离设计感应门，欲搬运宽为‎1.4m的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线S垂直地匀速通过该门（如图丙），物体的移动速度不能超过多少？‎ ‎【答案】(1)‎5m/s2；(2)‎0.6m；(3)‎1m/s ‎【解析】(1)由匀变速直线运动的位移与速度关系 又因为 可得 a=‎5m/s2‎ ‎(2)所用时间为 所以距离 ‎=‎‎0.6m ‎(3)依题意每扇门至少要移动‎0.7m的距离，每扇门的运动各经历两个阶段：开始以加速度a运动‎0.4m的距离，速度达到，所用时间为t1=0.4s，而后又做匀减速运动，设减速时间为t2，门又动了‎0.3m的距离，由匀变速运动公式，得 解得t2=0.2s 总时间为t=t1+t2=0.6s 故物体移动的速度不能超过=‎1m/s ‎18. 我们在擦玻璃时，经常会用到如图甲所示的“魔力刷”，使用时两个一样的刷子分别位于玻璃板的两侧，两刷子靠磁铁的吸引力吸在玻璃上，当移动其中一块刷子时，另一块刷子会跟着移动，达到同时清洁玻璃内外侧的目的。已知某品牌玻璃刷的每个刷子的质量都为‎0.4kg，与玻璃的滑动摩擦因数均为。现用如图乙所示的与竖直方向成θ=60°，大小为24N的拉力向下拉动内侧的刷子时，外侧刷子将立即跟着移动且很快与内侧刷子一起向下做匀加速运动，此时刷子磁铁间的吸引力在垂直玻璃板面方向的分量恒为刷子重力的倍，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=‎10m/s2，求：‎ ‎(1)刷子间的磁铁吸引力在沿玻璃板面切线方向的分量；‎ ‎(2)刷子一起做匀加速运动的加速度大小；‎ ‎(3)若拉力方向不变，大小变为26N，刷子磁铁间的吸引力的垂直分量和切向分量均不变，当两刷子之间的距离大于‎7.5cm时，两刷子就无法吸引在一起，则两刷子一起运动的最长时间是多少。‎ ‎【答案】(1)9N；(2)‎2.5m/s2；(3)0.2s ‎【解析】(1)(2)设磁力刷垂直玻璃板方向的分力为F2，切向方向的分力为F1，如图对内外 两刷子受力分析可知，外侧磁刷：水平方向 竖直方向 内侧磁刷：水平方向 竖直方向 联立解得 ‎，‎ ‎(3)拉力改变后，对内侧磁刷有 解得 外侧磁刷 内侧磁刷 其中 联立解得