2017-2018学年湖北省宜昌市第一中学高二下学期期末考试物理试题 解析版

2017-2018学年湖北省宜昌市第一中学高二下学期期末考试物理试题 解析版

湖北省宜昌市第一中学2017-2018年高二下学期期末考试 物理试题 一、单选题（本题共6小题，每题4分. 每题只有一项符合题目要求）‎ ‎1. 物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识，下列说法中正确的是 A. 亚里士多德首先提出了惯性的概念 B. 伽利略对自由落体运动的研究方法的核心是：把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法 C. 牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，这三条运动定律都能通过现代的实验手段直接验证 D. 力的单位“N”是基本单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位 ‎【答案】B ‎【解析】牛顿首先提出了惯性的概念，选项A错误； 伽利略对自由落体运动研究方法的核心是：把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法 ‎，选项B正确；牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿第一定律步能通过现代的实验手段直接验证，选项C错误； 力的单位“N”和加速度的单位“m/s2”都是导出单位，选项D正确；故选B.‎ ‎2. 质量为m的子弹，以水平速度v0射入静止在光滑水平面上质量为M的木块，并留在其中。在子弹进入木块过程中，下列说法正确的是 A. 子弹动能减少量等于木块动能增加量 B. 子弹动量减少量等于木块动量增加量 C. 子弹动能减少量等于子弹和木块内能增加量 D. 子弹对木块的冲量大于木块对子弹的冲量 ‎【答案】B ‎【解析】AC：据能量转化和守恒定律可得：在子弹进入木块过程中，子弹动能减少量等于木块动能增加量加上子弹和木块内能增加量。故AC两项错误。‎ B：以子弹和木块系统为研究对象，子弹进入木块过程中，系统动量守恒，则子弹动量减少量等于木块动量增加量。故B项正确。‎ D：子弹对木块的力与木块对子弹的力是相互作用力，大小相等、方向相反；则子弹进入木块过程中，子弹对木块的冲量与木块对子弹的冲量大小相等、方向相反。故D项错误。‎ ‎3. 在平直公路上行驶的a车和b车，其位移-时间图象分别为图中直线a和曲线b，由图可知 ‎ A. b车运动方向始终不变 B. 在t1时刻a车的位移大于b车的位移 C. t1到t2时间内a车的平均速度小于b车的平均速度 D. t1到t2时间内某时刻两车的速度相同 ‎【答案】D ‎【解析】b图线切线切线先为正值，然后为负值，知b的运动方向发生变化，故A错误；在时刻，两车的位移相等，故B错误；到时间内，两车的位移相同，时间相同，则平均速度相同，故C错误；到时间内，b图线的切线斜率在某时刻与a相同，则两车的速度可能相同，故D正确；故选D。‎ ‎【点睛】位移时间图线反映位移随时间的变化规律，图线切线的斜率表示瞬时速度，结合斜率的变化得出速度如何变化．根据位移和时间比较平均速度的大小．‎ ‎4. 在光滑水平地面上有两个完全相同的弹性小球a、b，质量均为m．现b球静止，a球向b球运动，发生弹性正碰。当碰撞过程中达到最大弹性势能Ep时，a球的速度等于 ‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：两球压缩最紧时，两球速度相等．根据碰撞过程中动量守恒，以及总机械能守恒求出碰前A球的速度．‎ 设碰撞前A球的速度为v，当两球压缩最紧时，速度相等，根据动量守恒得，则．在碰撞过程中总机械能守恒，有，得，故C正确．‎ ‎5. 如右图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为、。重力加速度大小为g。则有 ‎ A. ， B. ， ‎ C. ， D. ，‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：抽出木板的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律分别求出木块1、2的瞬时加速度．‎ ‎6. 如图所示，在倾角为的光滑斜面和档板之间放一个光滑均匀球体，档板与斜面夹角为。初始时。在档板绕底端逆时针缓慢旋转至水平位置的过程下列说法正确的是 A. 档板对球的弹力变小 B. 档板对球的弹力变大 C. 斜面对球的支持力变小 D. 斜面对球的支持力先变小后变大 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：选球为研究对象，球受三个力作用，即重力G、斜面支持力、挡板支持力，受力分析如图所示．‎ 由平衡条件可得x方向上有：①，y方向上有：②，联立①②解得：；‎ 由题可知：不变，逐渐增大，根据数学知识可知：一直减小，先减小后增大，当时，最小，CD正确；‎ 考点：考查了力的动态平衡 ‎【名师点睛】在解析力的动态平衡问题时，一般有两种方法，一种是根据受力分析，列出力和角度三角函数的关系式，根据角度变化进行分析解题，一种是几何三角形相似法，这种方法一般解决几个力都在变化的情况，列出力与三角形对应边的等式关系，进行解题分析 二、多选题：（本题共4小题，每题6分。 每题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.）‎ ‎7. 下列说法正确的是 A. 热量可以从低温物体传到高温物体 B. 当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小 C. 布朗运动就是固体分子的无规则运动 D. 一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，气体内能增加的同时向外界释放热量 ‎【答案】AB ‎【解析】A：热量可以从低温物体传到高温物体，例如：电冰箱依靠电能做功，使得热量从冰箱内部传到了外部。故A项正确。‎ B：当分子间的引力与斥力平衡时，分子处于平衡位置，分子势能最小。故B项正确。‎ C：布朗运动是指悬浮在液体中固体小颗粒的无规则中运动，布朗运动间接反映了液体分子的无规则热运动。故C项错误。‎ D：一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，对外做功，温度升高，内能增加；据热力学第一定律可得气体从外界吸收热量。故D项错误。‎ 点睛：布朗运动的现象是显微镜中看到的固体颗粒无规则的运动；布朗运动的实质反映了液体分子无规则的热运动。‎ ‎8. 升降机里有一体重计．电梯静止在6楼时，小敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是 ‎ A. 晓敏同学所受的重力变小了 B. 晓敏对体重计的压力大小一定等于体重计对晓敏的支持力的大小 C. 电梯一定在竖直向下运动 D. 电梯的加速度大小为 g /5，方向一定竖直向下 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：体重计示数小于体重说明晓敏对体重计的压力小于重力，并不是体重变小．故A错误，B错误；电梯做向上的减速运动也会是失重状态，示数小于其重力．故C错误；以人为研究对象，mg-FN="ma" 求得：．故D正确; 故选D．‎ 考点：牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】此题是关于牛顿第二定律的应用问题；明确失重状态是物体对与之接触的物体的弹力小于重力，不是重力变小了．基础题目。‎ ‎9. 如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为M，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时AB和C 都静止.当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是 A. 弹簧弹开过程中C向右运动，同时AB也向右运动 B. C与B碰前，C与AB的速率之比为M∶m C. C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动 D. C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动 ‎【答案】BC 点睛：本题根据动量守恒和机械能守恒的条件进行判断：动量守恒的条件是系统不受外力或受到的外力的合力为零；机械能守恒的条件是除重力和弹力外的其余力不做功．‎ ‎10. 如图所示，质量为M足够长的斜面体始终静止在水平地面上，有一个质量为m的小物块在受到沿斜面向下的力F的作用下，沿斜面匀加速下滑，此过程中斜面体与地面的摩擦力为零。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是 ‎ A. 斜面体给小物块的作用力大小等于mg B. 斜面体对地面的压力小于（m+M）g C. 在加速下滑过程中若将力F的方向突然改为竖直向下，小物块仍做加速运动 D. 在加速下滑过程中若将力F撤掉，小物块将匀速下滑 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：因斜面体与地面的摩擦力为0，可知物体m对斜面体的作用力为竖直向下，可知斜面体给小物块的作用力为竖直向上，大小等于mg，选项A 正确；对斜面体而言，受力分析可知，因物体m对斜面体的作用力为竖直向下大小为mg，则斜面体对地面的压力等于（m+M）g，选项B错误；若将力F的方向突然改为竖直向下，则物体对斜面的正压力变大，摩擦力变大，力F沿斜面方向的分力变小，故小物块不一定做加速运动，选项C错误；若将力F撤掉，则小物块对斜面的压力不变，摩擦力不变，物体对斜面的正压力不变，故斜面体对小物块的作用力仍然竖直向上，大小等于mg，故小物块仍将匀速下滑，选项D正确；故选AD．‎ 考点：牛顿定律的应用 ‎【名师点睛】此题考查了对不同研究对象进行受力分析，掌握力的合成与分解的方法，理解地面与斜面无摩擦力的本质。‎ 三、实验题(本题2个小题，共14分。请将答案填在题目的规定位置处，不需要写出解答过程。)‎ ‎11. 力传感器挂钩上的作用力可以在计算机屏幕上显示出来。为了探究最大静摩擦力的大小跟哪些因素有关，某同学在老师的指导下做了一系列实验：‎ ‎①将滑块平放在水平长木板上，将力传感器的挂钩系在滑块上，沿长木板水平方向拉力传感器，逐渐增大拉力直到将滑块拉动，得到的图线如甲所示 ‎②再在长木板上铺上毛巾，并在滑块上放上砝码，重复前一个过程，得到的图线如乙所示。‎ ‎(1)由乙知：在t1～t2时间内，滑块的运动状态是________(填“运动”或“静止”)，滑块受到的最大静摩擦力为________，在t2～t3时间内木板静止，木板受到滑块对它的______(填“静”或“滑动”)摩擦力为________。‎ ‎(2)利用甲、乙两图线，_________(填“能”或“不能”)得出最大静摩擦力与两物体接触面的粗糙程度和接触面的压力均有关的结论。‎ ‎【答案】 (1). （1）静止， (2). F2 (3). 滑动F1 (4). 不能， (5). ‎ ‎【解析】（1）物体静止时受到拉力与静摩擦力作用，由平衡条件可知，静摩擦力等于拉力，随拉力增大，静摩擦力变大；当拉力大于最大静摩擦力时，物体运动，物体受到的摩擦力是滑动摩擦力，滑动摩擦力小于最大静摩擦力，所以在时间内滑块处于静止状态，最大静摩擦力为，时间内，物块处于运动状态，受到的是滑动摩擦力，大小为 ‎（2）实验中没有控制接触面粗糙程度相同而物体间压力不同，因此不能得出最大静摩擦力与接触面的压力有关的结论．‎ ‎12. 某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz。实验步骤如下：‎ ‎(a) 按图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；‎ ‎(b) 调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；‎ ‎(c) 挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；‎ ‎(d) 改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤c)，求得小车在不同合力作用下的加速度。‎ 根据以上实验过程，回答以下问题：‎ ‎（1）对于上述实验，下列说法正确的是_______。‎ A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 ‎ B．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 C．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半 D．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量 ‎（2）实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如下图。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，则此次实验中小车的加速度为________ m/s2（结果保留2位有效数字）。‎ ‎（3）保持小车质量一定，改变盘中砝码的质量，测出相应的小车的加速度a以及弹簧测力计的示数F，采用图象法处理数据．请根据测量数据作出a—F图象。图象的斜率表达的物理意义是__________________。‎ ‎【答案】 (1). （1）B (2). （2）2.5 (3). （3）‎ ‎【解析】（1）由图可知，小车的加速度是砝码盘的加速度大小的2倍，故A错误；小车相连的轻绳与长木板一定要平行，保证拉力沿着木板方向，故B正确；实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半，故C错误；因从弹簧秤中能读出小车的拉力的值，故不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故D错误；故选B. （2）纸带数据一共8段，由逐差法可得：x8−x4＝4aT2，x7−x3＝4aT2，x6−x2＝4aT2，x5−x1＝4aT2，则加速度为：．‎ ‎（3）由牛顿第二定律可知 ，则a—F图象的斜率表示；‎ 点睛：解答实验问题的关键是正确理解实验原理，加强基本物理知识在实验中的应用，同时不断提高应用数学知识解答物理问题的能力；掌握求加速度的方法，注意单位的统一，同时理解由图象来寻找加速度与合力的关系．‎ 四、计算题(本题共4小题，共48分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值与单位)‎ ‎13. 高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶，甲车在前，乙车在后，速度均为v0＝40 m/s，距离x0＝90 m．t＝0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化的情况如图所示，取运动方向为正方向．两车在0～12 s内会不会相撞？‎ ‎【答案】两车会相撞。具体见解析 ‎【解析】令.‎ 在末，甲车速度；‎ 设之后再经过t2时间甲、乙两车速度相等，此时乙车与甲车的位移之差最大．‎ 由 解得 此时甲车总位移 乙车总位移 因，故此过程两车会相撞．‎ ‎14. 如图所示，截面积分别为SA=1cm2、SB=0.5cm2的两个上部开口的柱形气缸A、B，底部通过体积可以忽略不计的细管连通，A、B两个气缸内分别有两个不计厚度的活塞，质量分别为mA=1. 4kg、mB=0.7kg。A气缸内壁粗糙，活塞与气缸间的最大静摩擦力为Ff=3N；B气缸内壁光滑，且离底部2h高处有一活塞销。当气缸内充有某种理想气体时，A、B中的活塞距底部均为h，此时气体温度为T0=300K，外界大气压为P0=1. 0×105Pa。现缓慢升高气体温度，（g取10m/s2，）‎ 求：(1)当气缸B中的活塞刚好被活塞销卡住时，气体的温度T1；‎ ‎(2)当气缸A中的活塞刚要滑动时，气体的温度T2。‎ ‎【答案】（1）400K （2）450K ‎【解析】试题分析：①此过程为等压过程，分别求出初末状态的体积，再根据列式求解即可；②从B活塞到达底部，到A活塞开始运动，气体发生等容变化，根据平衡条件求出初末位置的压强，带入求解温度即可．‎ ‎①此过程为等压过程，由盖吕萨克定律可得，其中，‎ 解得 ‎②气体做等容变化，由查理定律得：‎ 最初，对活塞B：‎ 活塞要动时，对活塞A，‎ 解得 ‎【点睛】本题关键明确封闭气体的初末状态，然后结合气体实验定律列式求解；同时要对活塞和杆整体受力分析并结合平衡条件求解初始气压．‎ ‎15. 如图所示，光滑水平面上依次静止放置小物块C和A以及光滑曲劈B，A、B和C的质量分别为2m、2m和m，劈B的曲面下端与水平面相切，且劈B足够高，现让小物块C以水平速度v0向右运动，与A发生弹性碰撞，碰撞后小物块A又滑上劈B。已知重力加速度g.‎ 求:(1)C与A碰后的速度分别是多少.‎ ‎(2)物块A在B上能够达到的最大高度。‎ ‎【答案】（1），方向水平向左，，水平向右 （2）‎ ‎【解析】本题考察动量守恒与机械能守恒相结合的问题。‎ ‎(1) 规定向右为速度正方向，C、A碰后的速度为别为 v1和v2，AC组成的系统，由动量守恒和机械能守恒定律得 ‎ ‎ 联立解得：、‎ 即碰后C的速度大小为、方向水平向左，A的速度大小为、方向水平向右。‎ ‎(2)A在B上上升到最大高度h时两者达到共同速度，设此共同速度为v。此过程中AB组成的系统， 由水平方向动量守恒和机械能守恒定律得 ‎ ‎ 解得： ‎ ‎16. 一质量为M=2kg的长木板在粗糙水平地面上运动，在t=0时刻，木板速度为v0=12m/s，此时将一质量为m=1kg的小物块（可视为质点）无初速度地放在木板的右端，二者在0~2s内运动的v-t图象如图所示。已知重力加速度 g=10m/s2。求：‎ ‎（1）小物块与木板的动摩擦因数以及木板与地面间的动摩擦因数。‎ ‎（2）小物块最终停在距木板右端多远处？‎ ‎【答案】（1）， （3）10.5m ‎【解析】本题考查板块问题。‎ ‎（1）以木块为研究对象，由牛顿第二定律有 以木板为研究对象，由牛顿第二定律有 由图象得： ‎ 联立解得：、‎ ‎（2）速度相同后，假设二者一起做匀减速，对整体由牛顿第二定律有 对木块由牛顿第二定律有 ‎ 可得：，所以假设不成立，二者存在相对运动。‎ 木块的加速度大小依然为 以木板为研究对象，由牛顿第二定律有 解得：‎ 由图象得：‎ 速度相同后 小物块最终停止处距木板右端 ‎ 点睛：板块模型在粗糙水平面上达到共同速度后能否一起运动的判断方法是：假设一起匀减速运动，求出物块所需的摩擦力；将所需的摩擦力与板块之间的最大静摩擦力对比。若物块所需的摩擦力小于板块之间的最大静摩擦力，则两者一起匀减速；若物块所需的摩擦力大于板块之间的最大静摩擦力，则两者存在相对运动。‎ ‎ ‎ ‎ ‎