【物理】江苏省海安高级中学2019-2020学年高二下学期3月线上考试（创新班）试题（解析版）

【物理】江苏省海安高级中学2019-2020学年高二下学期3月线上考试（创新班）试题（解析版）

高二物理阶段性测试（创新班）‎ 一、单项选择题：本题共7小题，每小题3分，共计21分．每小题只有一个选项符合题意 ‎1.一攀岩者以1m/s的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落．3s后攀岩者听到石块落地的声音，此时他离地面的高度约为( )‎ A. 10m B. 30m C. 50m D. 70m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】本题考查自由落体运动遵循的规律及其相关的知识点，同时考查了估算能力．‎ ‎【详解】根据自由落体运动遵循的规律可知，石块自由下落的高度约为；用时3秒，攀岩者爬了3米，所以距离地面高度约为，则考虑考到空气阻力和声速的影响，他离地面的高度约为50m，选项C正确．‎ ‎2.如图所示，自行车的车轮半径为R，车轮沿直线无滑动地滚动，当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时，气门芯位移的大小为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子正下方时轮子向前运动半个周长，气门芯在水平方向上移动的距离为，在竖直方向上移动的距离为，由勾股定理可知，气门芯位移的大小为，故D正确，ABC错误。‎ 故选D．‎ ‎3.质点由A点出发沿直线AB运动，行程第一部分是加速度大小为的匀加速运动，接着做加速度大小为的匀减速运动，到达B点时恰好速度减为零，若AB间总长度为s，则质点从A到B所用时间t为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：物体加速过程最大速度也为减速过程的最大速度，则有：，物体在全程的平均速度为，则总位移，联立可解得：，故选项B正确．‎ 考点：匀变速直线运动规律的综合运用 名师点睛：本题注意平均公式的应用，因加速过程平均速度等于，而减速过程同样也是，故可知全程的平均速度，即表示出总位移；平均速度公式在解题中要注意应用．‎ ‎4.小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放，用频闪方法拍摄的小球位置如图中1、2、3和4所示。已知连续两次闪光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。由此可知小球(　　)‎ A. 下落过程中的加速度大小约为 B. 经过位置3时的瞬时速度大小约为2gT C. 经过位置4时的瞬时速度大小约为 D. 从位置1到4过程中的平均速度大小约为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据Δx＝d＝aT2得，下落过程中的加速度a＝，A错误；‎ B．经过位置3的瞬时速度等于2、4段的平均速度，则v3＝，B错误；‎ C．根据速度时间公式得，通过位置4的瞬时速度 v4＝v3＋aT＝‎ C正确；‎ D．从位置1到4过程中的平均速度大小 D错误．‎ 故选C ‎5.如图所示，一质量均匀的实心圆球被直径AB所在的平面一分为二，先后以AB沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上，处于静止状态，两半球间的作用力分别为F和F′，已知支架间的距离为AB长度的一半，则等于（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 详解】当球以AB沿水平方向放置，可知 当小球竖直放置在光滑的支架上时，受力分析如图所示，以两半球为整体，隔离右半球受力分析如图所示 可得 根据支架间距为AB的一半，可得，则有 故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎6.一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm．将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(　　)‎ A. 86 cm B. 92 cm C. 98 cm D. 104 cm ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题属于共点力平衡问题，首先对物体进行受力分析，再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解；如果物体受到三力处于平衡状态，可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据正弦定理列式求解．前后两次始终处于静止状态，即合外力为零，在改变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变．‎ ‎【详解】设弹性绳的劲度系数为k，左、右两半段绳的伸长量：，由共点力的平衡条件可知，钩码的重力：，将弹性绳的两端缓慢移至天花板上同一点时，钩码的重力：，解得：，则弹性绳的总长度变为：，故选B．‎ ‎7.甲、乙两车从同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动，它们运动的加速度随时间变化图象如图所示．关于两车的运动情况，下列说法正确的是（　　）‎ A. 在0～4s内甲车做匀加速直线运动，乙车做匀减速直线运动 B. 在0~2s内两车间距逐渐增大，2s～4s内两车间距逐渐减小 C. 在t=2s时甲车速度为3m/s，乙车速度为4.5m/s D. 在t=4s时甲车恰好追上乙车 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据图象可知，在0～4 s内，甲的加速度不变，甲做匀加速直线运动，乙的加速度逐渐减小，乙做加速度减小的加速直线运动，故A错误；‎ BD．据加速度时间图象知道图象与时间轴所围的面积表示速度．据图象可知，当t=4s时，两图象与t轴所围的面积相等，即该时刻两辆车的速度相等；在4秒前乙车的速度大于甲车的速度，所以乙车在甲车的前方，所以两车逐渐远离，当t=4s时，两车速度相等即相距最远，故BD错误；‎ C．在t=2s时乙车速度为 v乙＝×(1.5+3)×2＝4.5m/s 甲车速度为 v甲=1.5×2=3m/s 故C正确。‎ ‎【点睛】本题考查了图象与追及问题的综合，解决本题的关键知道加速度时间图线围成的面积表示速度的变化量；知道两车共速时相距最远。‎ 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共计20分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分 ‎8.如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆、上的、两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态，如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（ ）‎ A. 绳的右端上移到，绳子拉力不变 B. 将杆向右移一些，绳子拉力变大 C. 绳的两端高度差越小，绳子拉力越小 D. 若换挂质量更大的衣服则衣架悬挂点右移 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】设两段绳子间的夹角为，由平衡条件可知，‎ ‎，‎ 所以 ‎，‎ 设绳子总长为，两杆间距离为，由几何关系 ‎，‎ 得 ‎，‎ A．绳子右端上移，、都不变，不变，绳子张力也不变，A正确；‎ B．杆向右移动一些，变大，变大，变小，变大，B正确；‎ C．绳子两端高度差变化，不影响和，所以不变，C错误；‎ D．衣服质量增加，绳子上的拉力增加，由于不会变化，悬挂点不会右移，D错误．‎ ‎9.如图（a），一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图（b）为物块与木板运动的v-t图像，图中t1、v0、v1已知。重力加速度大小为g。由此可求得（　　）‎ A. 木板的长度 B. 物块与木板的质量之比 C. 物块与木板之间的动摩擦因数 D. 从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】本题考查了v-t与牛顿第二定律综合运用，滑块模型等 ‎【详解】A．根据题意只能求出物块与木板的相对位移，不知道木板最终停在哪里，无法求出木板的长度，故A不能够求解出；‎ BC．由图像的斜率表示加速度求出长木板的加速度为，小物块的加速度，根据牛顿第二定律得：，，解得：，，故B和C能够求解出；‎ D．木板获得的动能，题目v0、v1已知，但是M，m不知道，故D不能够求解出。‎ 故选BC。‎ ‎10.如图，重为8N的物块静止在倾角为30°的斜面上，若用平行于斜面且沿水平方向、大小为3N的力F推物块时，物块刚好被推动．现施加平行于斜面的力F0推物块，使物块在斜面上做匀速运动，此时斜面体与地面间的摩擦力大小为f。设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，斜面始终保持静止。则（　　）‎ A. F0可能为0.5N B. F0可能为5N C. f可能为3N D. f可能为9N ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】对滑块受力分析，受推力F、重力G、支持力N和静摩擦力f，如图 将重力按照作用效果分解为沿斜面向下的分力 F1=mgsinθ=4N 和垂直斜面向上的分力 F2=mgcosθ=‎ 在与斜面平行的平面内有 当施加平行于斜面的力F0推物块时，在斜面上，相当于物块受到F0、F1（4N）、f（5N）三个力作用处于平衡状态，由三力平衡的特点可知，选项BC正确，AD错误。‎ 故选BC。‎ ‎11.运动质点的的图象如图所示，图线为顶点在坐标原点,开口向右的抛物线的上半支，则下列判断正确的是 A. 质点做初速度为零的匀加速直线运动 B. 质点的加速度大小为5 m/s2‎ C. 质点在3s末的速度大小为30 m/s D. 坐标(10,10)处的斜率为0.5 ‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：若质点做初速度为零的匀加速直线运动，则有v2=2ax，即，则图象为顶点在坐标原点、开口向右的一条抛物线，故A正确；‎ B项：把x=10m，v=10m/s带入v2=2ax，得出a=5m/s2，故B正确；‎ C项：3s末的速度为v=at=15m/s，故C错误；‎ D项：由数学知识可知，v2=2ax两边同时对x求导，得：，则，所以坐标(10,10)处的斜率为，故D正确．‎ 故应选ABD．‎ ‎【点睛】本题主要考查了匀变速直线运动基本公式的直接应用，要求同学们能根据图象得出有效信息，防止把v-x图象当成v-t图象处理．‎ ‎12.如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N．初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（）．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在OM由竖直被拉到水平的过程中(　　)‎ A. MN上的张力逐渐增大 B. MN上的张力先增大后减小 C. OM上的张力逐渐增大 D. OM上的张力先增大后减小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力F2，MN上拉力F1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，‎ 在F2转至水平的过程中，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以A、D正确；B、C错误．‎ 三、简答题：本题(第13、14题)，共计14分．请将解答填写在相应的位置 ‎13.某探究小组做“验证力平行四边形定则”实验，将画有坐标轴（横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1mm）的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示。将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点（位于图示部分之外），另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长。‎ ‎(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出。测力计的示数如图(b)所示，F的大小为__________N。‎ ‎(2)撤去1中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点。此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为和。‎ ‎①用5mm长度的线段表示1N的力，以O为作用点，在图(a)中画出力 的图示，然后按平行四边形定则画出它们的合力合________。‎ ‎②合的大小为________N，合与拉力F的夹角的正切值为_________。若合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。‎ ‎【答案】 (1). 4.0 见解析 (2). 4.0 0.05‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]弹簧测力计的最小刻度为0.2N，由图可知的大小为4.0N；‎ ‎(2)①[2]取5mm的长度对应的力的大小为1N，则、的大小如图所示，利用平行四边形定则做出它们的合力如图：‎ ‎②[3]由图可知：‎ 合 ‎[4]从合的顶点向轴和轴分别作垂线，顶点的横坐标对应长度为1mm，顶点的纵坐标长度为20mm，则可得出合与拉力的夹角的正切值为：‎ ‎14.利用如图所示的实验装置研究小车速度随时间变化规律 ‎(1)电火花打点计时器所接的电源为电压为________V、频率为50Hz的交流电；‎ ‎(2)有关该实验操作和实验条件的说法中，正确的是________。‎ A.用小木块把长木板右端垫高，是为了平衡摩擦力 B.调整定滑轮的高度使细绳平行于木板 C.释放小车后，再接通电火花计时器 D.钩码质量应远小于小车的质量 ‎(3)某同学在一次实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻计数点间还有4个点未画出。其中x1＝14.10cm、x2＝15.34 cm、x3＝16.58cm、x4＝17.82cm、x5＝19.06cm、x6＝20.30cm。小车在F点的瞬时速度为_____m/s。小车的加速度为_______m/s2。(保留三位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). 220 (2). AB (3). 1.97 1.24‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]打点计时器是一种计时仪器，电火花计时器使用的是 220V 的交流电源。‎ ‎(2)[2]A．实验前需要平衡摩擦力，需垫高木板右端以平衡摩擦力，故 A 正确；‎ B．为使小车受到的合力等于细线的拉力，实验前应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，故 B 正确；‎ C．为充分利用纸带，实验开始时，应先接通电源再释放小车，故C错误；‎ D．本实验只是探究小车的速度与时间的关系，对小车的合外力不需要测量，故实验时不需要保证小车的质量远大于所挂钩码的质量，故D错误。‎ 故选AB。‎ ‎(3)[3]由题意可知相邻计数点间的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这一段的平均速度可知 ‎[4]根据匀变速直线运动推论公式 可知 代入数据可解得a=1.24m/s2。‎ 四、计算题：本题共4小题，共计45分．解答时请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，答案中必须明确写出数值和单位 ‎15.如图，节日期间小强站在水平河岸旁边欣赏风景，他手中牵住一重为10N的气球，由于受水平风力的影响，系气球的轻绳与水平方向成37°角．已知空气对气球的浮力为16N，小强重500N，小强受的浮力不计．()求：‎ ‎(1)水平风力和绳子拉力的大小．‎ ‎(2)小强对地面的压力大小．‎ ‎【答案】(1)8N（2）494N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对气球受力分析并分解如图：‎ 由平衡条件得：竖直方向：‎ 水平方向：‎ 联立解得：T=10N， ‎ ‎（2）对小强受力分析并分解，由平衡条件得，竖直方向：‎ ‎【点睛】对气球和小强进行受力分析，运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题．选择合适的研究对象是关键，如何选择需要再做题中不断积累经验．‎ ‎16.一汽车停在小山坡底，突然司机发现山坡上距坡底240m处的泥石流以8m/s的初速度，0.4m/s2的加速度匀加速倾泻而下，假设泥石流到达坡底后速率不变，在水平地面上做匀速直线运动，司机的反应时间为1s，汽车启动后以恒定的加速度一直做匀加速直线运动，其过程简化为如图所示，求：‎ ‎(1)泥石流到达坡底的时间和速度大小 ‎(2)试通过计算说明：汽车的加速度至少多大才能脱离危险？(结果保留三位有效数字)‎ ‎【答案】（1），；（2）。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设泥石流到达坡底时间为，速度为，根据题意有 代入数据得，；‎ ‎(2)泥石流在水平地面上做匀速直线运动，故汽车的速度加速至v1，且两者在水平地面的位移刚好相等就安全了，设汽车加速时间为t，故有 联立各式代入数据解得。‎ 答：(1)泥石流到达坡底的时间为，速度大小为；‎ ‎(2)汽车的加速度至少为才能脱离危险。‎ ‎17.一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示．时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s时间内小物块的图线如图（b）所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求 ‎（1）木板与地面间的动摩擦因数及小物块与木板间的动摩擦因数；‎ ‎（2）木板的最小长度；‎ ‎（3）木板右端离墙壁的最终距离．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为 碰撞后木板速度水平向左，大小也是 木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有 解得 木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间，位移，末速度 其逆运动则为匀加速直线运动可得 带入可得 木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即 可得 ‎（2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有 可得 对滑块，则有加速度 滑块速度先减小到0，此时碰后时间为 此时，木板向左的位移为末速度 滑块向右位移 此后，木块开始向左加速，加速度仍为 木块继续减速，加速度仍为 假设又经历二者速度相等，则有 解得 此过程，木板位移末速度 滑块位移 此后木块和木板一起匀减速．‎ 二者的相对位移最大为 滑块始终没有离开木板，所以木板最小的长度为 ‎（3）最后阶段滑块和木板一起匀减速直到停止，整体加速度 位移 所以木板右端离墙壁最远的距离为 ‎【考点定位】牛顿运动定律 ‎【名师点睛】分阶段分析，环环相扣，前一阶段的末状态即后一阶段的初始状态，认真沉着，不急不躁 ‎18.一质点的运动方程为，求任意时刻t 的切向加速度和法向加速度大小。‎ ‎【答案】；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】对运动方程求二阶导数可得加速度 由运动方程可知 x=pt y=qt3‎ 对时间求导可得 vx=p vy=3qt2‎ 所以有 所以 而