2017-2018学年河北省邯郸市高二下学期期末考试物理试题 解析版

2017-2018学年河北省邯郸市高二下学期期末考试物理试题 解析版

绝密★启用前 河北省邯郸市2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题 评卷人 得分 一、单选题 ‎1．两个物体P、Q的加速度ap＞aq．则（　　）‎ A． P的速度一定比Q的速度大 B． P的速度变化量一定比Q的速度变化量大 C． P的速度变化一定比Q的速度变化快 D． P受的合外力一定比Q受的合外力大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 加速度是描述速度变化快慢 物理量，加速度大，表面速度变化的快，速度、速度的变化量不一定大，因质量关系未知，根据F=ma，合外力大小关系未知，故C正确；A、B、D错误。‎ ‎2．质点做直线运动的速度﹣时间图象如图所示，该质点（　　）‎ A． 第1 s内和第3 s内质点的速度不断增大，加速度不断减小 B． 前1 s内和前3 s内质点运动的路程相同 C． 物体在1 s，3 s时质点的运动方向发生变化 D． 第2秒末和第4秒末质点的位置相同 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据速度图象能直接读出速度的变化，根据速度图象的斜率分析加速度的变化。根据图象与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移，分析位移，从而确定出路程关系。速度的正负表示速度的方向。根据位移关系分析质点位置关系。‎ ‎【详解】‎ A项：第1 s内质点的速度不断增大，根据速度图象的斜率表示加速度，知加速度不断减小。第3 s内质点的速度沿负方向不断增大，加速度不断减小，故A正确。‎ B项：只要质点在运动，其运动的路程就在增大，所以前1 s内的路程小于前3 s内的路程，故B错误。‎ C项：根据速度的正负表示质点的运动方向，知物体在1 s，3 s时质点的运动方向均没有发生变化，故C错误。‎ D项：根据图象与时间轴围成的面积大小等于位移，知0﹣2s内的位移大于0，0﹣4s内的位移为0，所以第2秒末和第4秒末质点的位置不同，故D错误。‎ 故选：A。‎ ‎【点睛】‎ 本题的关键要理解速度图象的物理意义，知道图象的斜率表示加速度，面积表示位移，要注意位移的正负。‎ ‎3．一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为（　　）‎ A． ‎ B． ‎ C． ‎ D． ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据动能的变化可求出初末速度间的关系，再根据平均速度公式可求出平均速度，则由位移公式即可明确速度与位移时间的关系，再由加速度的定义即可求出质点的加速度。‎ ‎【详解】‎ 设质点的初速度为v，则动能，根据末动能变为原来的9倍，可得末速度为原来的3倍，故v’=3v；‎ 故平均速 根据位移公式可知： ‎ 联立解得： ‎ 根据加速度定义可知：‎ ‎，故B正确，ACD错误。‎ 故选：B。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查动能以及运动学规律的问题，要注意明确动能变为9倍所隐含的信息，从而求出速度关系，同时还要注意应用平均速度公式。‎ ‎4．如图，A、B两球（可视为质点）质量均为m，固定在轻弹簧的两端，分别用细绳悬于O点，其中球A处在光滑竖直墙面和光滑水平地面的交界处。已知两球均处于静止状态，OA沿竖直方向，OAB恰好构成一个正三角形，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）‎ A． 球A对竖直墙壁的压力大小为1mg B． 弹簧对球A的弹力大于对球B的弹力 C． 绳OB的拉力大小等于mg D． 球A对地面的压力不可能为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先对B球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件得到支持力和拉力；再对A球受力分析，受重力、弹簧的压力，墙壁的支持力、细线的拉力、地面的支持力，根据平衡条件列式分析。‎ ‎【详解】‎ A项：对B球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图；‎ 对球B所受各力进行正交分解，在水平方向：。对球A受力分析，受重力、弹簧的压力，墙壁的向右的支持力、细线的拉力、地面的支持力，（其中地面的支持力和细线的拉力可能只有一个），球A对竖直墙壁的压力与F水平大小相等，故A错误；‎ B项：弹簧静止，合力为零，故两个球对弹簧的弹力等大、反向、共线，故弹簧对球A的弹力与弹簧对球B的弹力等大，故B错误；‎ C项：由于球B所受三个力夹角均为120度，故弹簧的支持力和绳子OB的拉力都等于重力，故C正确；‎ D项：根据平衡条件，绳OA对球A的拉力和地面的支持力的合力大小等于弹簧推力的竖直分力和重力之和，故有：N+T=mg+Fsin30°‎ 故T≤1.5mg，0≤N≤1.5mg。可知地面对A的支持力可能等于0，根据牛顿第三定律，球A对地面的压力可能为零。故D错误；‎ 故应选C。‎ ‎【点睛】‎ 该题考查共点力作用下物体的平衡，解答本题关键是先后对两个小球受力分析，然后根据平衡条件列式分析求解。‎ ‎5．如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体；OO′段水平，长度为L；绳子上套一可沿绳滑动的轻环。现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L．则钩码的质量为（　　）‎ A． M B． M C． M D． M ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：假设平衡后轻环位置为P，平衡后，物体上升L，说明此时POO'恰好构成一个边长为L的正三角形，绳中张力处处相等，均为Mg，故钩码的重力恰好与PO'、PO拉力的合力等大反向，由三角函数关系可知，钩码的重力为，故其质量为，选D。‎ 考点：共点力的平衡 ‎【名师点睛】解决共点力平衡的相关问题时，对正确的研究对象（如系统、单个物体、结点等）做出受力分析往往是解决问题的关键，还要注意几何关系的应用。‎ ‎6．质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中（　　）‎ A． F逐渐变大，T逐渐变大 B． F逐渐变大，T逐渐变小 C． F逐渐变小，T逐渐变大 D． F逐渐变小，T逐渐变小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 对结点O受力分析，重力的大小和方向均不变，水平拉力F的方向不变，绳拉力在转动，满足三力平衡的动态平衡，如图所示：‎ ‎ ‎ 可得，水平拉力F逐渐增大，绳的拉力逐渐增大，故选A。‎ ‎【点睛】‎ 此题是物体的平衡问题，考查平行四边形定则的应用；图解法是最简单快捷的方法，注意搞清各个力的大小及方向变化的特点，变换平行四边形即可。此题还可以列方程讨论。‎ ‎7．竖直向上抛出一物块，物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比，则物块从抛出到落回抛出点的过程中，加速度随时间变化的关系图象正确的是（设竖直向下为正方向）（　　）‎ A． ‎ B． ‎ C． ‎ D． ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 在上升过程中，对小球受力分析，由牛顿第二定律可知mg+f=ma，由于向上减速运动，速度减小，受到的阻力大小与速度大小成正比，故加速度减小到g，当达到最高点后开始加速下降，则由牛顿第二定律mg-f=ma，速度增大，加速度减小，故C正确，ABD错误 ‎8．如图所示，质量分别为m1=1kg、m2=2kg的滑块A和滑块B叠放在光滑水平地面上，A和B之间的动摩擦因数μ=0.5，拉力F作用在滑块A上，拉力F从0开始逐渐增大到 ‎7N的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A． 当F＞5N时，A、B发生了相对滑动 B． 始终保持相对静止 C． 从一开始就发生了相对滑动 D． 开始相对静止，后来发生相对滑动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 隔离对B分析，求出A、B发生相对滑动时的临界加速度，再对整体分析，运用牛顿第二定律求出刚好发生相对滑动时的拉力，从而判断出AB运动状态的关系。‎ ‎【详解】‎ 隔离对B分析，当A、B间静摩擦力达到最大值时，A、B刚要发生相对滑动，则：‎ ‎ ‎ 再对整体：F=（mA+mB）a=3×2.5N=7.5N．知当拉力达到7.5N时，A、B才发生相对滑动。所以拉力F从0开始逐渐增大到7N的过程中，A、B始终保持相对静止。故ACD错误，B正确。‎ 故应选B。‎ ‎【点睛】‎ 本题主要考查牛顿第二定律的临界问题，关键找出临界状态，运用整体法和隔离法，根据牛顿第二定律进行求解。‎ ‎9．用牛顿运动定律判断，下列说法正确的是（　　）‎ A． 人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才能往前走 B． 不论站着不动，还是走动过程中，人对地面的压力和地面对人的支持力，总是大小相等方向相反的 C． 人站在沼泽地下陷时，人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力 D． ‎ 以卵击石，石头完好而鸡蛋破了，但石头对鸡蛋的作用力仍等于鸡蛋对石头的作用力 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：人走路时，地对脚的力与脚蹬地的力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A错误；不论站着不动，还是走动过程中，人对地面的压力和地面对人的支持力是作用力和反作用力，总是大小相等方向相反的，故B正确；人站在沼泽地下陷时，人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是作用力和反作用力，总是大小相等方向相反的，故C错误；以卵击石，石头完好而鸡蛋破了，但石头对鸡蛋的作用力仍等于鸡蛋对石头的作用力，只是鸡蛋的承受能力弱些，故D正确。‎ 考点：作用力和反作用力 ‎【名师点睛】作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，在任何情况下都相等．根据牛顿第二定律知，物体的加速度与合力的方向相；本题考查了牛顿第二定律和牛顿第三定律的基本运用，知道加速度与合力的关系，以及知道作用力和反作用力的大小关系。‎ ‎10．已知两个共点力的合力大小为100N，分力F1的方向与合力F的方向成45°角，分力F2的大小为80N．则（　　）‎ A． F1的大小是唯一的 B． F1的大小有两种可能 C． F2有两个可能的方向 D． F2的方向可以是任意的 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：已知一个分力F1有确定的方向，与F成45°夹角，知另一个分力的最小值为：Fsin45°=N 而另一个分力F2大小80N，大于N小于100N，所以分解的组数有两组解．如图，故BC正确，AD错误；故选BC.‎ 考点：力的分解 评卷人 得分 二、多选题 ‎11．一物块以一定的初速度从光滑斜面底端a点上滑，最高可滑至b点，后又滑回至a点，c是ab的中点，如图所示，已知物块从a上滑至b所用时间为t，下列分析正确的是（　　）‎ A． 物块从c运动到b所用时间等于从b运动到c的时间 B． 物块上滑过程的加速度与下滑过程中的加速度等大反向 C． 物块下滑时从b运动至c时间为t D． 物块上滑通过c点时的速度大小等于整个上滑过程中平均速度的大小 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ A、由于小球只受重力和支持力，故小球的加速度方向始终相同，均为，方向向下，故bc和cb过程是可逆的，故物块从c运动到b所用时间等于从b运动到c的时间，故A正确，B错误； C、由b到a过程是初速度为零的匀加速直线运动，则可知，而；解得：，故C正确； D、由于c是位移中点，而不是时间中点，故物块上滑通过c点时的速度大于整个上滑过程中平均速度的大小，故D错误。‎ 点睛：本题很好的考查了匀变速直线运动的可逆性及一些规律的应用，特别是位移中点和时间中点速度的应用一定能熟练掌握。‎ ‎12．倾角为θ=37°的斜面与水平面保持静止，斜面上有一重为G的物体A，物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5．现给A施以一水平力F，如图所示．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8），如果物体A能在斜面上静止，水平推力F与G的比值可能是（　　）‎ A． 3‎ B． 2‎ C． 1‎ D． 0.05‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 若物体刚好不下滑，分析物体受力情况：重力、水平力F、斜面的支持力和静摩擦力，此时静摩擦力沿斜面向上，达到最大值．根据平衡条件和摩擦力公式求出F与G的比值最小值，同理，物体刚好不上滑时求出F与G的比值最大值，得到F与G的比值范围，即可选择。‎ ‎【详解】‎ 设物体刚好不下滑时F=F1，作出受力示意图，如图。‎ 则由平衡条件得：‎ F1•cosθ+f1=G•sinθ，‎ N1=F1•sinθ+G•cosθ。‎ 又 f1=μN1‎ 联立得：‎ ‎ ‎ 设物体刚好不上滑时F=F2，作出受力示意图，如图。‎ 则由平衡条件得：‎ F2•cosθ= f 2+G•sinθ，‎ N2=F2•sinθ+G•cosθ，‎ 又f 2=μN2‎ 解得：‎ 即,则AD错误，BC正确。‎ 故选：BC。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键要正确分析物体的受力情况，作出物体的受力示意图．当物体相对于另一物体刚要滑动时它们之间的静摩擦力达到最大值。‎ 第II卷（非选择题）‎ 请点击修改第II卷的文字说明 评卷人 得分 三、实验题 ‎13．橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关．理论与实验都表明k=Y，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量．‎ ‎①在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是_____‎ A． N ‎ B． m ‎ C． N/m ‎ D．N/m2‎ ‎②某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F与伸长量x之间的关系图象如图所示．由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k=_____N/m．‎ ‎③若该橡皮筋的原长是10.0cm，面积是1.0mm2，则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是_____（保留两位有效数字）．‎ ‎【答案】D;500; ;‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据表达式推导出Y的单位．根据图象中的直线部分由胡克定律求出劲度系数。‎ ‎【详解】‎ ‎(1)由可知， ‎ 故Y的单位为：N • m/ m • m2=N/m2；‎ 故D正确、ABC错误；‎ 故选：D；‎ ‎(2) 图象中直线部分符合胡克定律，则可知，k=；‎ ‎(3) 根据表达式得：‎ ‎。‎ ‎【点睛】‎ 本题结合图象考查了胡克定律的基础知识，是一道考查基础知识的好题．要求学生具有一定的根据实验数据获取信息的能力．同时要掌握F﹣x图线的斜率表示劲度系数。‎ ‎14．为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）‎ ‎（1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是_____。‎ A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M ‎（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_____m/s2（结果保留两位有效数字）。‎ ‎（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a﹣F图象是一条直线，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_____‎ A．2tanθ B． ‎ C．k D．‎ ‎【答案】BD;1.3;D;‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)解决实验问题首先要理解实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，即可解答本题；‎ ‎(2) 根据公式△x=aT2，依据逐差法可得小车加速度；‎ ‎(3) 小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对a﹣F图来说，图象的斜率表示小车质量倒数的2倍。结合数学知识解答。‎ ‎【详解】‎ ‎(1)AE项：本实验中细线的拉力由弹簧测力计直接测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，故AE错误。‎ B项：先拿下砂桶，然后将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；‎ C项：打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要同时记录弹簧测力计的示数，故C错误；‎ D项：要改变砂和砂桶质量，从而改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确；‎ 故选：BD。‎ ‎(2) 由于两计数点间还有二个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为 T=0.06s，‎ 由△x=aT2可得：；‎ ‎(3) 由2F=ma，得 ,对a﹣F图来说，图象的斜率 ‎，得： ‎ 对于斜率k，不能根据k=tanθ求解，所以不能根据 求小车的质量m 故ABC错误，D正确。‎ 故选：D。‎ ‎【点睛】‎ 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，要理解小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对a﹣F图来说，图象的斜率表示小车质量倒数的2倍，不是表示小车质量的倒数。‎ 评卷人 得分 四、解答题 ‎15．现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，它们行驶的速度均为10m/s．当两车快要到一十字路口时，甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯，于是紧急刹车（反应时间忽略不计），乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车，但乙车司机反应较慢（反应时间为0.5s）．已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍，乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍，g取10m/s2．‎ ‎（1）若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m，他采取上述措施能否避免闯警戒线？‎ ‎（2）为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离？‎ ‎【答案】（1）能（2）2.5m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1) 甲刹车时，水平方向受到制动力，根据牛顿第二定律求出甲刹车时的加速度．由运动学速度﹣位移关系式求出速度减小到零时的位移大小，与15m比较，确定甲车能否避免闯警戒线；‎ ‎(2) 由乙车制动力，根据牛顿第二定律求出乙刹车时的加速度．当两车恰好相撞时的条件：速度相等，根据速度公式求出所用时间，应用位移公式求出两车的位移，再求解两车行驶过程中至少应保持的距离。‎ ‎【详解】‎ ‎(1) 根据牛顿第二定律可得：甲车紧急刹车的加速度 ‎ ‎ 这段时间滑行距： ‎ 将数据代入解得：s=12.5m ‎ 因为s＜15m，所以甲车司机能避免闯警戒线；‎ ‎(2) 设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距s0，在乙车刹车t2时间两车恰好相撞，则有：‎ 乙车紧急刹车的加速度为：‎ ‎ ‎ v0﹣a1（t2+t0）=v0﹣a2t2 ‎ 代入解得t2=2s 乙车通过的位移大小：‎ ‎ ‎ 甲车通过的位移大小：‎ ‎ ‎ 代入解得 s0=s乙﹣s甲=（15﹣12.5）m=2.5m。‎ ‎16．如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止光滑斜面上，设小球质量m=1kg，斜面倾角θ=30°，悬线与竖直方向夹角α=30°，光滑斜面M=3kg置于粗糙水平面上，求：‎ ‎（1）悬线对小球拉力的大小．‎ ‎（2）地面对斜面的摩擦力的大小和方向．（g=10m/s2）‎ ‎【答案】（1） （2）， 方向水平向左 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1) 以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意图，根据平衡条件求解悬线对小球拉力大小；‎ ‎(2) 以小球和斜面整体为研究对象，分析受力情况，作出受力示意图，根据平衡条件求解地面对斜面的摩擦力的大小和方向。‎ ‎【详解】‎ ‎(1) 以小球为研究对象，受力情况如图所示 根据平衡条件得知，T与N的合力F=mg ‎ ‎ 解得：；‎ ‎(2) 以小球和斜面整体为研究对象，受力分析如图所示 由于系统静止，合力为零，则有：‎ ‎，方向水平向左。‎ ‎【点睛】‎ 本题是两个物体的平衡问题，要灵活选择研究对象，正确分析受力，作出力图，是解题的关键。‎ ‎17．如图，在水平地面上有一质量为4.0kg的物块，它与地面的动摩擦因数μ=0.2，在与水平方向夹角为θ=30°的斜向上的拉力F作用下，由静止开始运动。经过2.0s的时间物块发生了4.0m的位移。（g=10m/s2）。试求：‎ ‎（1）物块的加速度大小；‎ ‎（2）拉力F的大小；‎ ‎（3）若拉力F方向任意而使物块向右做匀速直线运动，则力F的最小值为多大？‎ ‎【答案】（1） （2）16.6N（3） ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由x=at2得 ‎（2）由力的平衡和牛顿第二定律有：Fcosθ-f=ma ①‎ FN+Fsinθ=mg ②‎ f＝μFN ③ ‎ 由①②③得：F≈16.6N ‎（3）由力的平衡条件得 解得 解之得 点睛：此题是牛顿第二定律的应用已知运动求力的问题，加速度是联系力学和运动学的桥梁，通过加速度，可以根据力求运动，也可以根据运动求力；第（3）问考查学生利用数学知识解决物理问题的能力．‎ ‎18．如图，质量M=8.0kg的小车停放在光滑水平面上．在小车右端施加一个F=8.0N的水平恒力．当小车向右运动的速度达到3.0m/s时，在其右端轻轻放上一个质量m=2.0kg的小物块（初速为零），物块与小车间的动摩擦因数μ=0.20，假定小车足够长．求：‎ ‎（1）经多长时间物块停止在小车上相对滑动？‎ ‎（2）小物块从放在车上开始，经过t=3.0s，通过的位移是多少？（取g=10m/s2）‎ ‎【答案】(1)2s（2）8.4m ‎【解析】‎ 试题分析：(1)当释放小物块后小车加速度为：；‎ 小物块加速度为：‎ 小物块运动了t时间后与小车速度相等，则有：‎ 物块加速运动速度达到与小车速度相等之前的位移为：‎ ‎(2)经过2s时小车速度为：‎ ‎2s后两个物体相对静止，此时两者加速度为：‎ 在第3s内物体的位移为：‎ 则在这3s内小物体位移为：‎ 考点：本题考查运动学公式和牛顿第二定律。‎