福建省莆田市第一中学2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

福建省莆田市第一中学2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

福建省莆田市第一中学2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析） ‎ 时间：100 分钟 满分：100 分 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，在给出的四个选项中，第1题~7题只有一个选项符合要求，第8题~12题有多个选项符合要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分，请把答案涂在答题卡上。）‎ ‎1. 一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中（　　）‎ A. 速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值 B. 速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值 C. 位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大 D. 位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：因加速度方向与速度同向，故物体做加速运动，即速度逐渐增大，加速度减小到零时，速度不再增加，物体做匀速直线运动，位移继续增大，所以只有选项A正确；其它选项均错误；‎ 考点：加速度、速度 ‎2.一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离随时间变化的关系为x=（6＋2t3）m。则该质点在t=1s到t=3s内的平均速度大小为 A. 30m/s B. 26m/s C. 14m/s D. 无法确定 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据离开O点的距离随时间变化的关系可知t=1s时，距离 x=（6＋2）m=8m t=3s时，距离 所以平均速度：‎ A.30m/s与计算结果不符，故A不符合题意。‎ B.26m/s与计算结果相符，故B符合题意。‎ C.14m/s与计算结果不符，故C不符合题意。‎ D.根据以上分析，故D不符合题意。‎ ‎3.一做匀加速直线运动的质点，在前2s内的平均速度比前3s内的平均速度小1m/s。则质点的加速度大小为 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】做匀加速直线运动的质点，在前2s内的平均速度是第1s时的瞬时速度，在前3s内的平均速度是第1.5s时的瞬时速度，根据加速度定义式 A.与计算结果不符，故A不符合题意。‎ B.与计算结果不符，故B不符合题意。‎ C.与计算结果相符，故C符合题意。‎ D.与计算结果不符，故D不符合题意。‎ ‎4.甲、乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。则甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比为 A. 1:1‎ B. 2:3‎ C. 3:5‎ D. 5:7‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设汽车甲在第一段时间时间间隔t0末的速度为v，第一段时间间隔内行驶的路程为s1，加速度为a，在第二段时间间隔内行驶的路程为s2．由题，汽车甲在在第二段时间间隔内加速度为2a。设甲、乙两车行驶的总路程分别为s、s'，则有 s=s1+s2，‎ 由运动学公式有：‎ ‎，，‎ ‎，，‎ 联立以上得：‎ ‎，‎ 所以甲、乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比为5:7。‎ A.1:1与计算结果不符，故A不符合题意 B.2:3与计算结果不符，故B不符合题意。‎ C.3:5与计算结果不符，故C不符合题意。‎ D.5:7与计算结果相符，故D符合题意。‎ ‎5.如图所示的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是(　 　)‎ A. 图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙 B. 图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁 C. 图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁 D. 图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：根据（轻）绳子只能提供拉力特点和对B点受力分析结合平衡条件可知：图甲、乙、丁中的BC不能用绳子代替，图乙中的AB不能用绳子代替，B正确，ACD错误。‎ 考点：本题考查平衡条件及绳、杆的施力特点。‎ ‎6.如图，一重为25N的球固定在弹性杆AB的上端，现用测力计沿与水平方向成37°角斜向右上方拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为15N，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8则杆AB对球作用力的大小为 A. 40N B. 25N C. 20N D. 15N ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】对小球受力分析，受重力、弹簧测力计的拉力、杆的弹力，如图所示：‎ 根据平衡条件，有：‎ Fx-Tcos37°=0‎ Fy+Tsin37°=G 解得：‎ Fx=12N，Fy=16N 所以 A.40N与计算结果不符，故A不符合题意。‎ B.25N与计算结果不符，故B不符合题意。‎ C.20N与计算结果相符，故C符合题意。‎ D.15N与计算结果不符，故D不符合题意。‎ ‎7.如图，将两个质量分别为2m、m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线OA与竖直方向的夹角保持θ=30°，则F的最小值为 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 详解】‎ 以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图，根据平衡条件得知：F与T的合力与重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，根据平衡条件得F的最小值为：‎ F=2mgsin30°=mg A.与计算结果不符，故A不符合题意。‎ B.与计算结果不符，故B不符合题意。‎ C.与计算结果不符，故C不符合题意。‎ D.与计算结果相符，故D符合题意。‎ ‎8.如图，A、B、C三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其他接触面粗糙，则 A. A与墙面间没有摩擦力 B. A与B之间没有摩擦力 C. B与C之间没有摩擦力 D. C与地面间没有摩擦力 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】AD.以三个物体组成的整体为研究对象，水平方向上：地面光滑，对C没有摩擦力，根据平衡条件得知，墙对A没有压力，因而也没有摩擦力，故AD符合题意。‎ B.对A：受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用，B不符合题意。‎ C.先对A、B整体研究：水平方向上：墙对A没有压力，则由平衡条件分析可知，C对B没有摩擦力，故C符合题意。‎ ‎9.如图，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，则 A. 水平面对C的支持力一定大于C的重力 B. 水平面对C的支持力一定小于B、C的总重力 C. B一定受到C的摩擦力 D. C一定受到水平面的摩擦力 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.把BC当做一个整体进行受力分析，在竖直方向上有：‎ 绳子的拉力在竖直方向上的分量不为零，所以水平面对C的支持力小于B、C的总重力大小。但由于不清楚与的关系，无法判断水平面对C的支持力与C的重力关系，故A不符合题意B符合题意。‎ C.当B受到绳子的拉力与B的重力在斜面上的分力大小相等时，即 B在斜面上没有运动趋势，此时BC间没有摩擦力，故C不符合题意。‎ D.把BC当做一个整体进行受力分析，可知绳子的拉力在水平方向上的分量不为零，整体有向右的运动趋势，所以C受到地面的摩擦力一定不为零，故D符合题意。‎ ‎10.甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其v-t图像如图。t=0时，乙车在甲车前方s0处。下列说法正确的是 A. 若s0=50m，则两车相遇2次 B. 若s0=150m，则两车相遇1次 C. 若s0=250m，则两车相遇1次 D. 若s0=400m，则两车相遇1次 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】因为图像面积代表位移，所以从初始时刻到速度相等， 0-20s甲车比乙车多行驶，之后乙车速度大于甲车 A. 若s0=50m<150m，则两车追上乙车后，由于乙车最终速度大于甲车，所以会相遇2次，故A符合题意。‎ B. 若s0=150m，则两车相遇后，甲车超过乙车，但由于乙车最终速度大于甲车，所以会相遇2次，故B不符合题意。‎ C. 若s0=250m，则两车速度相等刚好相遇，之后由于乙的速度大，不会再次相遇，只相遇1次，故C符合题意。‎ D. 若s0=400m>250m，两车不会相遇，故D不符合题意。‎ ‎11.如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间Δt0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图象，则下列说法正确的是 A. 超声波的速度为v声＝‎ B. 超声波的速度为v声＝‎ C. 物体的平均速度为 D. 物体的平均速度为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：由乙图可知，超声波在时间内通过位移为x1，则超声波的速度为，故A正确；由图可知：超声波通过位移为x2时，所用时间为，则超声波的速度为，故B错误；由题：物体通过的位移为x2-x1时，所用时间为，物体的平均速度，故选项C错误D正确．‎ 考点：本题考查位移时间图像在实际生活中的应用问题，考查应用物理知识分析、理解现代科技装置原理的能力．‎ ‎12.如图，用一轻绳将光滑小球P系于竖直墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，P、Q均处于静止状态现有一铅笔紧贴墙壁从O点开始缓慢下移，则在铅笔缓慢下移的过程中 A. 细绳的拉力逐渐变大 B. Q受到墙壁的弹力逐渐变大 C. Q受到墙壁的摩擦力逐渐变大 D. Q可能从墙壁和小球之间滑落 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.对P分析，P受到重力、拉力和Q对P的弹力处于平衡，设拉力与竖直方向的夹角为，根据共点力平衡有：拉力 Q对P的支持力 铅笔缓慢下移的过程中，增大，则拉力F增大，Q对P的支持力增大即P对Q的压力增大。因为Q处于平衡状态，所以水平方向上Q受到墙壁的弹力和P对Q的压力等大反向，所以Q受到墙壁的弹力变大，竖直方向上，Q受到墙壁的摩擦力大小始终等于Q的重力，大小不变，故AB符合题意C不符合题意。‎ D.因为Q受到墙壁的弹力变大，最大静摩擦力变大，初始时静止，则始终静止，不会从墙壁和小球之间滑落，故D不符合题意。‎ 二、实验题(本题共 2 小题，共 12 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。)‎ ‎13.某同学利用图甲的实验装置，探究物块在水平桌面上的“速度随时间变化的规律”，物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。‎ ‎（1）通过分析纸带数据，可判断出物块在相邻计数点_______和_______之间某时刻开始减速。‎ ‎（2）打计数点5时，物块对应的速度大小为_______m/s。（结果保留三位有效数字）‎ ‎（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a=_______m/s2。（结果保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 6 (2). 7 (3). 1.00 (4). 2.00‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]从纸带上的数据分析得知：在点计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在计数点6之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速；‎ ‎（2）[3]每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，由纸带可知 ‎（3）[4]减速运动过程中，根据逐差法得：‎ ‎14.某研究性学习小组用图甲装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：‎ ‎①安装实验器材，调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；‎ ‎②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；‎ ‎③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作。测出多组(h，t)，计算出对应的平均速度v；‎ ‎④画出v－t图象。请根据实验，回答如下问题：‎ ‎（1）设小铁球到达光电门1时的速度为v0，当地的重力加速度为g。则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为_______。(用v0、g和t表示)‎ ‎（2）实验测得的数据如下表：‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ h(cm)‎ ‎10.00‎ ‎20.00‎ ‎30.00‎ ‎40.00‎ ‎50.00‎ ‎60.00‎ t(s)‎ ‎0.069‎ ‎0.119‎ ‎0.159‎ ‎0.195‎ ‎0.226‎ ‎0.255‎ v(m·s－1)‎ ‎1.45‎ ‎1.68‎ ‎1.89‎ ‎2.05‎ ‎2.21‎ ‎2.36‎ 请在图乙坐标纸上画出v－t图象_______。‎ ‎（3）根据v－t图象，可以求得当地重力加速度g=_________m/s2。(结果保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 9.7(9.5～9.9)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得，小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为 ‎（2）[2]根据数据作出v-t图象：‎ ‎（3）[3]表达式 所以图象斜率表示，所以当地重力加速度 三、计算题。本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。有数值计算的题，答案中必须 明确写出数值和单位。‎ ‎15.一质量m=2kg的木块放在倾角θ=30°的斜面上时，木块恰好能沿斜面匀速下滑。现用与斜面夹角α=30°的力F拉着木块使木块沿斜面匀速上滑，如图。已知重力加速度大小g=10m/s2。求拉力F的大小。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】选木块为研究对象，当没加外力F时正好匀速下滑，设木块与斜面间的滑动摩擦因数为，此时平行于斜面方向必有：‎ 当加上外力F时，对木块受力分析如下图：‎ 根据定义可知摩擦力：，平行于斜面方向：‎ 垂直于斜面方向：‎ 联立以上式子解得：‎ 答：F的大小为 ‎16.国庆60周年阅兵中，质量为m的歼10飞机受阅后返回某机场，降落在跑道上减速过程简化为两个匀减速直线运动．飞机以速度v0着陆后立即打开减速阻力伞，加速度大小为a1，运动时间为t1；随后在无阻力伞情况下匀减速直至停下．在平直跑道上减速滑行总路程为s．求：第二个减速阶段飞机运动的加速度大小和时间．‎ ‎【答案】 ; t2=30s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据匀变速直线运动的公式求出第一段匀减速直线运动的位移和末速度，从而得知第二段匀减速直线运动的位移和初速度，因为末速度为零，再根据运动学公式求出第二阶段的加速度和时间．‎ ‎【详解】如图，A为飞机着陆点，AB、BC分别为两个匀减速运动过程，C点停下．‎ A到B过程，依据运动学规律有：‎ x1＝v0t1+a1t12‎ vB=v0-a1t1‎ B到C过程，依据运动学规律有：‎ x2＝vBt2−a2t22‎ ‎0=vB-a2t2‎ A到C过程，有：‎ s=x1+x2‎ 联立解得：‎ a2=1.67m/s2‎ t2=30s ‎17.如图，一球A夹在竖直墙与三角劈B的斜面之间，三角劈B的重力为G，劈的底部与水平地面间的动摩擦因数为μ，劈的斜面与竖直墙面是光滑的，设劈与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。欲使三角劈B静止不动，球A的重力不能超过多少？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设球的重力为，三角劈的重力为G，对球A进行受力分析 根据受力平衡有：‎ 将A、B视作整体，受力如上右图所示．B要保持静止，则必须满足：，结合平衡条件即：，也就是 解得：‎ 答：球A的重力不能超过。‎ ‎18.据报道，一儿童玩耍时不慎从20m高的阳台上无初速度掉下，在他刚掉下时恰被楼下一社区管理人员发现，该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底，准备接住儿童。已知管理人员到楼底的距离为10m，为确保能稳妥安全地接住儿童，管理人员将尽力节约时间，但又必须保证接住儿童时没有水平方向的冲击。不计空气阻力，将儿童和管理人员都看成质点，设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动，g取10m/s2。‎ ‎（1）管理人员至少要用多大的平均速度跑到楼底？‎ ‎（2）若管理人员在奔跑过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等，且最大速度不超过8m/s，求管理人员奔跑时加速度的大小需满足什么条件？‎ ‎【答案】（1）5m/s（2）不小于10.7m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）儿童下落过程，由运动学公式可得：‎ 管理人员奔跑的时间为：，对管理人员奔跑过程，由运动学公式有：‎ 联立可得 ‎（2）假设管理人员先匀加速接着匀减速奔跑到楼底，奔跑过程中的最大速度为，设匀加速、匀速、匀减速过程的时间分别为：，位移分别为，根据对称性可知：‎ ‎；‎ 根据运动学公式有：‎ ‎，，‎ 且：‎ ‎ ，‎ 联立上式可得：‎ 所以，为了保证接住儿童，加速度应不小于10.7m/s2。‎ 答：（1）5m/s（2）不小于10.7m/s2 ‎