2017-2018学年湖南省长沙市雅礼中学高二下学期期末考试物理试题（Word版）

2017-2018学年湖南省长沙市雅礼中学高二下学期期末考试物理试题（Word版）

‎2017-2018学年湖南省长沙市雅礼中学高二下学期期末考试物理试题 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，1题-8题只有一个选项正确，9题-12题有多个选项正确，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、物体静止在斜面上，以下的几种分析中正确的是( )‎ A．物体所受到静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力 B．物体所受重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力 C．物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力 D．物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力 ‎2、如图所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，由于球对杆有作用，使杆发生了微小形变，关于杆的形变量与球在最高点时的速度大小关系，正确的是( ) ‎ A．形变量越大，速度一定越大 B．形变量越大，速度一定越小 C．形变量为零，速度一定不为零 D．速度为零，可能无形变 ‎3、在水平地面上M点的正上方某一高度处，将S1球以初速度v1水平向右抛出，同时在M点右方地面上N点处，将S2球以初速度v2斜向左上方抛出，两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇过程中( ) ‎ A．初速度大小关系为 v1 = v2‎ B．速度变化量相等 C．水平位移相同 D．都不是匀变速运动 ‎4、如图所示，一根轻弹簧竖直立在水平面上，下端固定。在弹簧正上方有一个物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩。当弹簧被压缩了x0时，物块的速度减小到零。从物块和弹簧接触开始到物块速度减小到零过程中，物块加速度大小a随下降位移大小x变化的图象，可能是下图中的（ ）‎ ‎5、如图所示，重为G的光滑半圆球对称地搁在两个等高的固定台阶上，A、B 为半圆球上与台阶接触的点，半圆球的球心在O点，半圆球的重心C位于O点正下方，，NA为半圆球上A点所受的弹力。下列说法中正确的是（ ）‎ θ C A．NA的方向由A指向O，NA >G ‎ B．NA的方向由A指向O，NA < G ‎ C．NA的方向由A指向C，NA < G ‎ D．NA的方向由A指向C，NA= G[]‎ F F ‎ ‎ m1‎ m2‎ ‎6、如图所示，两相互接触的物块放在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2，且m1＜m2。现对两物块同时施加相同的水平恒力F。设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为FN，则 ( ) ‎ A． B．‎ C． D．‎ O L B A θ ‎7、如图所示，将一带电小球A用绝缘棒固定，在它的正上方L处有一悬点O，通过长也为L的绝缘细线悬吊一个与A球带同种电荷的小球B，B球静止时，悬线与竖直方向成某一夹角θ，现设法增大A球电量，则重新平衡后悬线OB对B球的拉力FT的大小将（ ）‎ A．变大 B．变小 ‎ C．不变 D．不能确定 ‎ α F V B A ‎8、如图所示，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止，则关于地面对劈的摩擦力f及支持力N正确的是（ ） ‎ A．f = 0 ，N = Mg+mg B．f向左，N μ2（m1+m2）g时，长木板将开始运动 D．无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动 ‎10、在圆轨道运动的质量为m人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R，已知地面上的重力加速度为g，则( )‎ A.卫星运动的速度为 B．卫星运动的周期为4p C.卫星运动的加速度为g/2 D．卫星的动能为mRg/4 ‎ A B C P Q ‎11、如图所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触。现使斜劈A在斜面体C上静止不动，此时P、Q对球B均无压力。以下说法正确的是( ) ‎ A．若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则Q点对球B有压力 B．若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P点对球B有压力 C．若C的斜面粗糙，且斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对B均无压力 D．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力 ‎12、如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO'转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块A到OO'轴的距离为物块B到OO'轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A．B受到的静摩擦力一直增大 B．B受到的静摩擦力是先增大后减小 C．A受到的静摩擦力是先增大后不变 D．A受到的合外力一直在增大 二、实验题（每空3分，共15分，请把答案填写在答卷横线上）‎ ‎13、在“研究匀变速直线运动”的实验中所使用的电源是50HZ的交流电，某同学打好三条纸带，选取其中最好的一条，其中一段如图所示。图中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出。根据纸带可计算出各计数点的瞬时速度，则VB=________ m/s,‎ 并计算纸带所对应小车的加速度a= m/s2（本题结果均要求保留三位有效数字）‎ ‎49.10‎ E cm D C B A ‎31.60‎ ‎17.54‎ ‎7.000‎ ‎14、某实验小组利用如图所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系。‎ ‎（1）做实验时，将滑块从图示的位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d。则滑块经过光电门1时的速度表达式v1= ；，滑块加速度的表达式a= 。（以上表达式均用已知字母表示）。‎ ‎（2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图）。关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是 。‎ A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大 ‎ B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变 C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变 ‎ D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小 三、计算题（本题共4题，共37分，解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）‎ ‎15、（8分）A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶。当 B车在A车前‎84 m处时，B车速度为‎4 m/s，且正以‎2 m/s2的加速度做匀加速运动；经过一段时间后，B车加速度突然变为零。A车一直以‎20 m/s的速度做匀速运动。经过12 s后两车相遇。问B车加速行驶的时间是多少？‎ ‎16、（9分）质量为m的卫星发射前静止在地球赤道表面。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。‎ ‎（1）已知地球质量为M，自转周期为T，引力常量为G。求此时卫星对地表的压力N的大小；‎ ‎（2）卫星发射后先在近地轨道上运行（轨道离地面的高度可以忽略不计），运行的速度大小为v1，之后经过变轨成为地球的同步卫星，此时离地面高度为H，运行的速度大小为v2。‎ a．求比值；‎ b．若卫星发射前随地球一起自转的速度大小为v0，通过分析比较v0、 v1、v2三者的大小关系。‎ ‎17、（9分）某游戏设施如图所示，由半圆形APB和直线BC组成的细圆管轨道固定在水平桌面上（圆半径比细管内径大得多），轨道内壁光滑。已知APB部分的半径R＝‎0.8 m，BC段长L＝‎1.6m。弹射装置将一质量m＝‎0.2kg的小球（可视为质点）以水平初速度v0从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道水平抛出，落地点D离C点的水平距离为s＝‎1.6m，桌子的高度h＝‎0.8m，不计空气阻力，取g=‎10m/s2。求：‎ ‎（1）小球水平初速度v0的大小；‎ ‎（2）小球在半圆形轨道上运动时的角速度ω以及从A点运动到C点的时间t；‎ ‎（3）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。‎ ‎18、（11分）如图所示，质量M = ‎1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4，取g=‎10m/s2，试求：‎ ‎（1）若木板长L=‎1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？‎ f2/N ‎1‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎4‎ F/N ‎2‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎12‎ ‎14‎ ‎（2）若在铁块上的右端施加一个大小从零开始逐渐增加的水平向左的力F，通过分析和计算后，请在图中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图像。（设木板足够长）‎ 雅礼中学2018上学期期末考试试卷 高二理科物理答案 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，1题-8题只有一个选项正确，9题-12题有多个选项正确，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、物体静止在斜面上，以下的几种分析中正确的是( D )‎ A．物体所受到静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力 B．物体所受重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力 C．物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力 D．物体所受支持力的反作用力就是物体对斜面的压力 ‎2、如图所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，由于球对杆有作用，使杆发生了微小形变，关于杆的形变量与球在最高点时的速度大小关系，正确的是( C ) ‎ A．形变量越大，速度一定越大 B．形变量越大，速度一定越小 C．形变量为零，速度一定不为零 D．速度为零，可能无形变 ‎3、在水平地面上M点的正上方某一高度处，将S1球以初速度v1水平向右抛出，同时在M点右方地面上N点处，将S2球以初速度v2斜向左上方抛出，两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇过程中( B ) ‎ A．初速度大小关系为 v1 = v2‎ B．速度变化量相等 C．水平位移相同 D．都不是匀变速运动 ‎4、如图所示，一根轻弹簧竖直立在水平面上，下端固定。在弹簧正上方有一个物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩。当弹簧被压缩了x0时，物块的速度减小到零。从物块和弹簧接触开始到物块速度减小到零过程中，物块加速度大小a随下降位移大小x变化的图象，可能是下图中的（ D ）‎ ‎5、如图所示，重为G的光滑半圆球对称地搁在两个等高的固定台阶上，A、B为半圆球上与台阶接触的点，半圆球的球心在O点，半圆球的重心C位于O点正下方，，NA为半圆球上A点所受的弹力。下列说法中正确的是（ ）‎ θ C A．NA的方向由A指向O，NA >G ‎ B．NA的方向由A指向O，NA < G ‎ C．NA的方向由A指向C，NA < G ‎ D．NA的方向由A指向C，NA= G[]‎ ‎【答案】B F F ‎ ‎ m1‎ m2‎ ‎6、如图所示，两相互接触的物块放在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2，且m1＜m2。现对两物块同时施加相同的水平恒力F。设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为FN，则 ( B ) ‎ A． B．‎ C． D．‎ O L B A θ ‎7、如图所示，将一带电小球A用绝缘棒固定，在它的正上方L处有一悬点O，通过长也为L的绝缘细线悬吊一个与A球带同种电荷的小球B，B球静止时，悬线与竖直方向成某一夹角θ，现设法增大A球电量，则重新平衡后悬线OB对B球的拉力FT的大小将（ C ）‎ A．变大 B．变小 ‎ C．不变 D．不能确定 ‎ α F V B A ‎8、如图所示，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止，则关于地面对劈的摩擦力f及支持力N正确的是（ B ） ‎ A．f = 0 ，N = Mg+mg B．f向左，N μ2（m1+m2）g时，长木板将开始运动 D．无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动 ‎10、在圆轨道运动的质量为m人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R，已知地面上的重力加速度为g，则( BD )‎ A.卫星运动的速度为 B．卫星运动的周期为4p C.卫星运动的加速度为g/2 D．卫星的动能为mRg/4 ‎ A B C P Q ‎11、如图所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触。现使斜劈A在斜面体C上静止不动，此时P、Q对球B均无压力。以下说法正确的是( ACD ) ‎ A．若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则Q点对球B有压力 B．若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P点对球B有压力 C．若C的斜面粗糙，且斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对B均无压力 D．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力 ‎12、如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO'转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块A到OO'轴的距离为物块B到OO'轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是（ C D ）‎ A．B受到的静摩擦力一直增大 B．B受到的静摩擦力是先增大后减小 C．A受到的静摩擦力是先增大后不变 D．A受到的合外力一直在增大 二、实验题（每空3分，共15分，请把答案填写在答卷横线上）‎ ‎13、在“研究匀变速直线运动”的实验中所使用的电源是50HZ的交流电，某同学打好三条纸带，选取其中最好的一条，其中一段如图所示。图中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出。根据纸带可计算出各计数点的瞬时速度，则VB=________ m/s,并计算纸带所对应小车的加速度a= m/s2（本题结果均要求保留三位有效数字）‎ ‎49.10‎ E cm D C B A ‎31.60‎ ‎17.54‎ ‎7.000‎ 答案：‎0.877m/s ‎3.51m/s2 ‎ ‎14、某实验小组利用如图所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系。‎ ‎（1）做实验时，将滑块从图示的位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d。则滑块经过光电门1时的速度表达式v1= ；，滑块加速度的表达式a= 。（以上表达式均用已知字母表示）。‎ ‎（2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图）。关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是 。‎ A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大 ‎ B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变 C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变 ‎ D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小 三、计算题（本题共4题，共37分，解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）‎ ‎15、（8分）A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶。当 B车在A车前‎84 m处时，B车速度为‎4 m/s，且正以‎2 m/s2的加速度做匀加速运动；经过一段时间后，B车加速度突然变为零。A车一直以‎20 m/s的速度做匀速运动。经过12 s后两车相遇。问B车加速行驶的时间是多少？‎ 解： 设A车的速度为vA，B车加速行驶时间为t，两车在t0时相遇。则有 ‎ ①（1分）‎ ‎ ②（2分）‎ 式中，t0 =12s，sA、sB分别为 A、B两车相遇前行驶的路程。依题意有 ‎ ③（2分）‎ 式中 s＝‎84 m。由①②③式得 ‎ ④‎ 代入题给数据 vA=‎20m/s，vB=‎4m/s，a =‎2m/s2，‎ 有 ⑤‎ 式中矿的单位为s。解得 ‎ t1=6 s，t2=18 s ⑥（2分）‎ t2＝18s不合题意，舍去。因此，B车加速行驶的时间为 6 s。（1分）‎ ‎16、（9分）质量为m的卫星发射前静止在地球赤道表面。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。‎ ‎（1）已知地球质量为M，自转周期为T，引力常量为G。求此时卫星对地表的压力N的大小；‎ ‎（2）卫星发射后先在近地轨道上运行（轨道离地面的高度可以忽略不计），运行的速度大小为v1，之后经过变轨成为地球的同步卫星，此时离地面高度为H，运行的速度大小为v2。‎ a．求比值；‎ b．若卫星发射前随地球一起自转的速度大小为v0，通过分析比较v0、 v1、v2三者的大小关系。‎ 解：（1）卫星静止在地球上，随地球一起做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得： 解得： （2分）‎ 根据牛顿第三定律可知卫星对地表的压力N的大小为：‎ （1分）‎ ‎（2）a、卫星围绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有：，， （2分）‎ 解得： （2分）‎ b、同步卫星与地球自转的角速度相等，而半径大于地球半径，根据v=ωr可知，v2＞v0，而v1＞v2，所以v1＞v2＞v0. （2分）‎ ‎17、（9分）某游戏设施如图所示，由半圆形APB和直线BC组成的细圆管轨道固定在水平桌面上（圆半径比细管内径大得多），轨道内壁光滑。已知APB部分的半径R＝‎0.8 m，BC段长L＝‎1.6m。弹射装置将一质量m＝‎0.2kg的小球（可视为质点）以水平初速度v0从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道水平抛出，落地点D离C点的水平距离为s＝‎1.6m，桌子的高度h＝‎0.8m，不计空气阻力，取g=‎10m/s2。求：‎ ‎（1）小球水平初速度v0的大小；‎ ‎（2）小球在半圆形轨道上运动时的角速度ω以及从A点运动到C点的时间t；‎ ‎（3）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。‎ 解：（1）小球离开轨道后做平抛运动，则有：h=gt2 s=v0t 得： （3分）‎ ‎（2）小球在半圆形轨道上运动时的角速度为：‎ （1分）‎ 小球从A到B的时间为：，‎ 从B到C做匀速直线运动，时间为：．‎ 因此从A点运动到C点的时间为：t=t1+t2=1.03s （2分）‎ ‎（3）根据牛顿第二定律，圆管对小球的水平作用力大小为：‎ ‎ （1分）‎ 竖直作用力大小为：Fy=mg=2N 故圆管对小球的作用力为：‎ ‎2√5=4.5N （2分）‎ ‎18、（11分）如图所示，质量M = ‎1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4，取g=‎10m/s2，试求：‎ ‎（1）若木板长L=‎1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？‎ f2/N ‎1‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎4‎ F/N ‎2‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎12‎ ‎14‎ ‎（2）若在铁块上的右端施加一个大小从零开始逐渐增加的水平向左的力F，通过分析和计算后，请在图中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图像。（设木板足够长）‎ 解析：（1）木块的加速度大小 =‎4m/s2 （1分）‎ ‎ 铁块的加速度大小 ‎2m/s2 （1分）‎ ‎ 设经过时间t铁块运动到木板的右端，则有 ‎ （1分）‎ ‎ 解得：t=1s （2分）‎ ‎（2）①当F≤ μ1（mg+Mg）=2N时，A、B相对静止且对地静止，f2=F （1分）‎ ‎②设F=F1时，A、B恰保持相对静止，此时系统的加速度 ‎ ‎2m/s2‎ ‎ 以系统为研究对象，根据牛顿第二定律有 f2 /N ‎1‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎4‎ F/N ‎2‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎12‎ ‎14‎ ‎ 解得：F1=6N 所以，当2N6N，A、B发生相对运动，=4N 画出f2随拉力F大小变化的图像如右 （3分）‎