【物理】江西省宜春市高安中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（A卷）（解析版）

【物理】江西省宜春市高安中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（A卷）（解析版）

江西省高安中学2019—2020学年上学期期末考试 高二年级物理试题（A卷）‎ 一．选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。第1-6题为单选题，第7-10题为多选题。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.关于下列物理史实与物理现象，说法正确的是（ ）‎ A. 光电效应现象由德国物理学家赫兹发现，爱因斯坦对其做出了正确的解释 B. β衰变中产生的β射线实质上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 C. 根据爱因斯坦的光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 D. 发生α衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，核内质量数减少4，且常常伴有γ射线产生，γ射线是原子核衰变过程中的质量亏损即减少的质量 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．光电效应现象由德国物理学家赫兹发现，爱因斯坦对其做出了正确的解释，符合客观事实，故A正确；‎ B．β衰变中产生的β射线是电子，产生机理是原子的核内的质子转化为一个中子和电子，不是原子核外的电子挣脱束缚而形成的，故B错误；‎ C．根据爱因斯坦的光电效应方程 可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系不是正比关系，故C错误 ；‎ D．发生α衰变时原子核内2个质子和2个中子作为一个整体被抛了出来，所以生成的新核与原来的原子核相比，核内质量数减少2，且常常伴有γ射线产生， 故D错误。‎ 故选择A选项。‎ ‎2.如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置，某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。设吊床两端绳中的拉力为F1，吊床对人的作用力为F2，则（ ）‎ ‎ ‎ A 坐着比躺着时F1大 B. 坐着比躺着时F1小 C. 坐着比躺着时F2大 D. 坐着比躺着时F2小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．两根绳子拉力合力与重力大小相等，方向相反，坐着与躺着时相比，两根绳子的夹角较小，当合力一定时，夹角越小，分力越小，说明坐着比躺着时F1小，故A错误，B正确；‎ CD．吊床对人的作用力为F2，大小与重力相等，方向竖直向上，坐着与躺着时F2等大，故CD都错误。 ‎ 故选择B选项。‎ ‎3.如图所示中OA为一遵循胡克定律的弹性轻绳，其一端固定于天花板上的O点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连．当绳处于竖直位置时，滑块A对地面有压力作用．B为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度．现用一水平力F作用于A，使之向右缓慢地做直线运动，则在运动过程中（　 ）‎ A. 地面对A的支持力N逐渐增大 B. 地面对A的摩擦力f保持不变 C. 地面对A的支持力N逐渐减小 D. 地面对A的摩擦力f逐渐减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．‎ 对物体进行受力分析如上图所示，绶慢移动物体处于平衡状态，竖直方向合力为零，施加F前，设B点到物体A的距离为h，施加F后，由平衡关系可得 ‎ ‎ 分析该式可知支持力不变，故AC都错误；‎ BD．地面对A的摩擦力，FN不变，摩擦力不变，故B正确，D错误。‎ 故选择B选项。‎ ‎4.一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦），如图所示。现用水平力F作用于物体B上，缓慢拉开一小角度，此过程中斜面体与物体A仍然静止。则下列说法错误的是（ ）‎ A. 在缓慢拉开B的过程中，水平力一定变大 B. 斜面体所受地面的支持力一定不变 C. 斜面体对物体A的作用力一定变大 D. 斜面体受到地面的摩擦力一定变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．‎ 在缓慢拉开B的过程中，B合力为零，由图解法分析可知水平力F一定变大，故A不符合题意；‎ B．取整体为研究对象，斜面体、A物体、B物体竖直方向合力为零，所受地面的支持力等于三者重力之知，故斜面体所受地面的支持力一定不变，故B不符合题意；‎ C．‎ 设斜面体对物体A的作用力为F1，物体A还受到重力、绳子的拉力，由图解法分析可知重力和拉力的合力可能先减小后增大，说明斜面体对物体A的作用力F1‎ 先变小后变大，故C符合题意；‎ D．取三个物体整体分析，水平方向合力为零，因水平拉力F增大，所以斜面体受到地面的摩擦力一定变大，故D不符合题意。‎ 故选择C选项。‎ ‎5.一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止．下列速度v和位移x的关系图象中，能描述该过程的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】开始时汽车做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动速度位移关系有：v＝，故选项C、D错误；刹车后做匀减速直线运动，有：v＝，故选项A正确；选项B错误．‎ ‎6.如图所示，质量为m的A球以速度v0在光滑水平面上运动，与原静止的质量为4m的B球碰撞，碰撞后A球以v=av0(待定系数a<1)的速率弹回，并与挡板P发生完全弹性碰撞，若要使A球能追上B球再相撞，则a的取值范围为（ ）‎ A. a B. a ‎ C. a D. a ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、B、碰撞过程动量守恒，以方向为正方向有，A与挡板P碰撞后能追上B发生再碰撞的条件是，解得；碰撞过程中损失的机械能，解得，故，D正确；故选D．‎ ‎【点睛】本题考查了动量守恒和能量守恒的综合运用，要抓住碰后A的速度大于B的速度，以及有机械能损失大于等于零进行求解．‎ ‎7.如图所示,t=0时,质量为0.5 kg的物体从光滑斜面上的A点由静止开始匀加速下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),做匀减速直线运动,最后停在C点。测得每隔2s的三个时刻物体的瞬时速度,记录在表中。g取10 m/s2,则下列说法中正确的是(　 　 )‎ t/s ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ v/(m·s-1)‎ ‎0‎ ‎8‎ ‎12‎ ‎8‎ A. 物体运动过程中的最大速度为12 m/s B. t=3 s的时刻物体恰好经过B点 C. t=10 s的时刻恰好停在C点 D. A、B间的距离小于B、C间距离 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体沿斜面向下做匀加速运动，由加速度定义式可得 假设4s时物体仍加速运动，则4s时的速度 大于，说明4s时物体已开始做减速运动，则最大速度一定大于，故A错误；‎ B．假设t=3 s时刻物体恰好经过B点，在水平面上做匀减速运动，设加速度大小为a2，由速度关系可知 假设错误，t=3 s的时刻物体不可能恰好经过B点，故B错误；‎ C．在水平面上做匀减速运动，6s时物体的速度为8m/s，设再经过时间 速度减为零，则 即t=6s+4s=10s 时刻恰好停在C点，故C正确；‎ D．设B点时的速率为v BC做匀减速运动，视为反向的匀加速运动，则有 因为，，所以AB间的距离小于BC间距离，故D正确。‎ 故选择CD选项。‎ ‎8.关于原子核的结合能，下列说法正确的是（ ）‎ A. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B. 一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C. 铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能 D. 结合能越大，原子核越稳定 E. 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，符合客观事实，故A正确；‎ B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，释放能量，质量减小，衰变产物比原来的核更稳定，所以其结合能之和一定大于原来重核的结合能，故B正确；‎ C．原子核的结合能大小主要取决于原子序数，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，符合客观事实，故C正确；‎ D．比结合能越大，原子核越稳定，故D错误；‎ E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故E错误。‎ 故选择ABC选项。‎ ‎9.下列说法错误的是 (　 　)‎ A. 一定温度下饱和汽的压强随体积的增大而减小 B. 人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度 C. 空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示 D. 知道某物质的摩尔质量和密度就可求出阿伏加德罗常数 E. 产生毛细现象时，液体在毛细管中一定上升 ‎【答案】ADE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．饱和汽的压强与液体的种类和温度有关，与体积无关，故A符合题意；‎ B．人对空气干爽与潮湿的感受不是取决于绝对湿度，而主要取决于空气的相对湿度，故B不符合题意；‎ C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，符合客观事实，故C不符合题意；‎ D．知道某物质的摩尔质量和密度，不能计算出单个分子的质量，无法求出阿伏加德罗常数，故D符合题意；‎ E．若两物体是不浸润的，则液体在毛细管中可以是下降的，故E符合题意。‎ 故选择ADE选项。‎ ‎10.关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是( )‎ A. 当分子之间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子距离的减小而增大 B. 没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能 C. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强不为零 D. 对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 E. 若气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当分子之间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子距离的减小而增大，符合客观事实，故A正确；‎ B．没有摩擦的理想热机，工作时尾气会带走一部分内能，因此不会把吸收的能量全部转化为机械能，故B错误；‎ C．气体压强是因为气体分子频繁的撞击器壁产生的，在完全失重的情况下，气体分子仍在运动撞击器壁，气体对容器壁的压强不为零，故C正确；‎ D．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，由理想气态方程可知气体温度一定升高， 温度升高，，体积增大，对外做功，，由热力学第一定律 可知 那么它一定从外界吸热，故D正确；‎ E．气体温度升高，气体分子的平均动能增大，气体分子总数不变，但是单位体积内分子个数可能减少，压强减小，故E错误。‎ 故选择ACD选项。‎ 二．实验题(每空3分，共18分)‎ ‎11.某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．‎ 实验步骤如下：‎ ‎①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；‎ ‎②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；‎ ‎③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出；‎ ‎④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；‎ ‎⑤多次重复步骤④；‎ ‎⑥利用实验中得到的数据作出v－Δt图，如图(c)所示．‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则与vA、a和Δt的关系式为 ＝________.‎ ‎(2)由图(c)可求得vA＝______ cm/s，a＝______ cm/s2.(结果保留3位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设挡光片末端到达光电门的速度为v，则由速度时间关系可知：，且 联立解得：；‎ ‎（2）由图（c）结合几何关系可求得 ，，即 ．‎ ‎【点睛】此题主要考查学生对匀变速直线运动的基本规律的运用能力；解题时要搞清实验的原理，能通过运动公式找到图象的函数关系，结合图象的截距和斜率求解未知量．‎ ‎12.某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形定则：刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板．‎ 实验方案如下：‎ ‎①将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连，测出橡皮筋的原长； ‎ ‎②将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上的M点，在橡皮筋的中点O再用细线系重物，自然下垂，如图甲所示．‎ ‎③将橡皮筋的另一端细线固定在竖直板上的N点，如图乙所示．‎ ‎(1)为完成本实验，下列还必须测量的物理量为______．（填选项前字母）‎ A、小重物的质量 B、细绳的长度 C、图甲中OM段橡皮筋的长度 D、图乙中OM和ON段橡皮筋的长度 ‎(2)在完成本实验的过程中，必须注意的事项是______（填选项前字母）‎ A、橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同 B、图乙中M、N两点必须等高 C、图乙中连接小重物的细绳必须在OM、ON夹角的平分线上 D、记录图甲中O点的位置和OM的方向 E、记录图乙中O点位置和OM、ON的方向 ‎(3)钉子位置固定，若利用现有器材，改变条件，可采用的方法是__________________．‎ ‎【答案】 (1). CD (2). E (3). 更换小重物 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]‎ A．设橡皮筋原长为 ，挂上小重物时OM长度为L1，根据胡克定律 可以计算出重物的重力，所以没有必要测出小重物的质量，故A不符合题意；‎ B．力的大小与细绳的长度无关，没有必要测出绳长，故B不符合题意；‎ C．需要测图甲中OM段橡皮筋的长度，从而表示出重物的重力，故C符合题意；‎ D．测出图乙中OM和ON段橡皮筋的长度，才能根据胡克定律表示出两个分力的大小，故D符合题意。‎ 故选择CD选项。‎ ‎(2)[2]‎ A．橡皮筋两端连接的细绳长度不会影响力的大小，没有必要相同，故A不符合题意；‎ B．图乙中M、N两点不等高，也可验证力的平行四边形定则，故B不符合题意；‎ C．图乙中连接小重物的细绳不在OM、ON夹角的平分线上，也可验证力的平行四边形定则，故C不符合题意；‎ D．只要测出OM的长度即可，没有必要记录图甲中O点的位置和OM的方向，故D不符合题意；‎ E．记录图乙中O点的位置和OM、ON的方向，才能确定两个分力的大小和方向，故E符合题意。‎ 故选择E选项。‎ ‎(3)[3]‎ 钉子位置固定，若利用现有器材，改变条件，可采用的方法是更换小重物，重复步骤(2)、(3)。‎ 三、计算题(本大题共4小题,第16题12分，其余每题10分，共42分。）‎ ‎13.一物体做匀减速直线运动，一段时间t（未知）内通过的位移大小为x1，紧接着的t时间内通过的位移大小为x2，此时，物体仍然在运动，求再经过多少位移物体速度刚好减为零．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据运动学公式得：‎ 解得：‎ 通过位移的末速度为两段时间内的平均速度：‎ 设再经过位移，物体的速度刚好为零，则 联立解得：‎ ‎【点睛】根据匀变速直线运动推论△x=aT2求出加速度，再根据中点时刻速度等于平均速度求出通过位移x1的末速度，根据位移速度公式即可求解．‎ ‎14.如图甲所示，一圆柱形导热气缸水平放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，此时封闭气体的绝对温度为T(活塞与气缸底部相距L)，现将气缸逆时针缓慢转动直至气缸处于竖直位置，如图乙所示，此时活塞与气缸底部相距L；现给气缸外部套上绝热泡沫材料(未画出)且通过电热丝缓慢加热封闭气体，当封闭气体吸收热量Q时，气体的绝对温度上升到T．已知活塞的横截面积为S，外界环境的绝对温度恒为T，大气压强为P0，重力加速度大小为g，不计活塞与气缸的摩擦.求：‎ ‎（1）活塞的质量m；‎ ‎（2）加热过程中气体内能的增加量.‎ ‎【答案】（1）；（2）Q-P0LS ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 气缸从水平位置转到竖直位置，封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律列式求解活塞的质量；对封闭气体加热，活塞上升，封闭气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律求解体积的变化量，根据做功公式和根据热力学第一定律求解加热过程中气体内能的增加量；‎ ‎【详解】解：(1)气缸水平放置时，封闭气体的压强等于大气压，即 气缸处于竖直位置时，封闭气体的压强 根据玻意耳定律有 联立解得 ‎(2)设气体的绝对温度上升到时活塞到气缸底部的距离为 对于加热过程，由盖-吕萨克定律得 解得 所以气体对外做功为 根据热力学第一定律得：‎ 由①有 解得：‎ ‎15.质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当一质量为m的木块放在斜面上时恰好能匀速下滑，如果用与斜面成α角的力F拉着木块匀速上升，如图所示，求：‎ ‎（1）木块与斜面间的动摩擦因数；‎ ‎（2）拉力F与斜面的夹角α多大时，拉力F最小,拉力F的最小值是多少；‎ ‎（3）此时木楔对水平面的摩擦力是多少.‎ ‎【答案】(1) μ=tanθ (2) Fmin=mgsin2θ (3) fM=Fcos(α+θ)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物体在斜面上匀速向下运动，有：‎ mgsinθ=μmgcosθ，‎ 可求得 μ=tanθ ‎(2)当加上外力F时，对木块受力分析 因向上匀速，则有：‎ Fcosα=mgsinθ+f…①‎ Fsinα+N=mgcosθ…②‎ f=μN…③‎ 联立①②③可得 ‎ 则当α=θ时，F有最小值 Fmin=mgsin2θ．‎ ‎（3）因为m及M均处于平衡状态，整体受到地面摩擦力等于F的水平分力，即：‎ fM=Fcos（α+θ）‎ ‎16.如图所示，某快递公司需将质量为m=200kg的货物（可视为质点)从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物由轨道顶端无初速滑下，轨道半R=1.8m．地面上紧靠轨道放置一质量M=100kg的平板车，平板车上表面与轨道末端相切．货物与平板车间的动摩擦因数为=0.5,平板车与水平地面间的摩擦力很小，可忽略不计．最终货物与平板车达到共同速度一起向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞．设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反，平板车足够长，使得货物总不能和墙相碰(取g=10m/s2)．求：‎ ‎(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道压力的大小；‎ ‎(2)货物在平板车上滑行的总路程；‎ ‎(3)平板车和墙第一次相碰以后平板车所走的总路程．‎ ‎【答案】（1）6000N；（2）3.6m；（3）1.8m ‎【解析】‎ ‎（1）货物下滑时，由动能定理得：mgR=mv2‎ ‎ 在轨道末端，由牛顿第二定律得：FN-mg=m 解得FN=6000N 由牛顿第三定律得，货物对轨道的压力FN′=FN=6000N；‎ ‎（2）货物与车最终静止，由能量关系： ‎ 解得sm=3.6m ‎ （3）货物从轨道滑上平板车到保持相对静止的过程由动量守恒： ‎ 从第一次碰撞后到第二次保持相对静止的过程中 ‎ 设平板车向左滑动路程为s1，则 ‎ 联立可得：s1=0.8m, ‎ 第二次与墙壁碰撞后： ‎ 联立可得： ； ‎ 根据对数据分析可知：平板车向左滑行的路程为无穷等比数列，首项s1=0.8m，公比： ‎ 平板车第一次碰撞后所走的总路程为： ‎