高二物理下学期期末考试 (含答案解析）

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高二下学期物理期末考试
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题)
一、单选题(共32分)
1．(本题4分)甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶．在t=0到t=t1的时间内，它们的位移时间图象如图所示．在这段时间内
A．汽车甲的平均速度比乙的平均速度大
B．汽车甲的位移比乙的位移大
C．汽车甲与汽车乙的运动方向相反
D．汽车甲做减速运动，汽车乙做加速运动
2．(本题4分)质量为的木箱置于水平地面上，它与地面间动摩擦因数，受到一个与水平方向成角斜向上的拉力，为使木箱做匀速直线运动，拉力的最小值以及此时分别是（ ）
A．； B．；
C．； D．；
3．(本题4分)如图所示，在河岸上用细绳拉船，为了使船匀速靠岸，拉绳的速度必须是（ ）
A．匀速拉 B．加速拉
C．减速拉 D．先加速，后减速
4．(本题4分)如图所示，战斗机沿水平方向匀速飞行，先后释放三颗炸弹，分别击中山坡上等间距的A、B、C 三点．已知击中A、B的时间间隔为t1，击中B、C的时间间隔为t2，不计空气阻力，则（ ）
A．t1< t2 B．t1= t2
C．t1> t2 D．无法确定
5．(本题4分)如图所示,A、B两物体叠放在粗糙的水平面上,A物体在竖直向下的力F作用下,A、B两物体均处于静止状态,B物体受到外力的个数为（ ）
A．2个カ B．3个力 C．4个カ D．5个カ
6．(本题4分)如图所示,a、b两物体的质量分别为m1和m2,由轻质弹簧相连.当用恒力F竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1,加速度大小为a1;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,加速度大小为a2,则(　　)
A．a1=a2,x1=x2 B．a1C．a1=a2,x1>x2 D．a1x2
7．(本题4分)一个小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速直线运动。第一次小孩单独从滑梯上滑下，加速度为a1。第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下（小狗不与滑梯接触），加速度为a2。则( )
A．a1a2 C．a1=a2 D．无法判断
8．(本题4分)一个石子从高处释放，做自由落体运动，已知它在第1s内的位移大小是x，则它在第3s内的位移大小是（　　）
A．5x B．7x C．9x D．3x
二、多选题(共16分)
9．(本题4分)物体的运动状态改变了，不可能发生的是
A．速率不变 B．速度不变
C．惯性大小随之变化 D．物体未受任何力
10．(本题4分)已知地球半径为 R，质量为 M，自转角速度为 ω，万有引力恒量为 G，地球同步卫星与地 心间的距离为 r，则
A．地面赤道上物体随地球自转运动的线速度为 ωR
B．地球同步卫星的运行速度为 ωr
C．地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为 ωR
D．地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为
11．(本题4分)水平的皮带传输装置如图所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在A端皮带上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，随后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端，在传输过程中，该物体受摩擦力的情况是(　　)
A．在AC段受水平向左的滑动摩擦力
B．在AC段受水平向右的滑动摩擦力
C．在CB段不受静摩擦力 D．在CB段受水平向右的静摩擦力
12．(本题4分)如图所示，绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动（ ）
A．转速相同时，绳长的容易断
B．周期相同时，绳短的容易断
C．线速度大小相等时，绳短的容易断
D．线速度大小相等时，绳长的容易断
第II卷（非选择题)
三、实验题(共16分)
13．(本题6分)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm.如果取g=10m/s2，那么，
(1)闪光的周期是______s；
(2)小球做平抛运动的初速度的大小是______m/s；（保留二位有效数据）
(3)小球经过B点时的速度大小是______m/s. （保留二位有效数据）
14．(本题10分)在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，所挂钩码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．
（1）当M与m的大小关系满足__________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力．
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持所挂钩码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检测出加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象．
（3）如图乙，该同学根据测量数据做出的a﹣F图线，图象没过坐标原点的原因是_______．
（4）如图乙，该同学根据测量数据做出的a﹣F图线，图象变弯曲的原因_________．
（5）在利用打点计时器和小车做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是_____
A．平衡摩擦力时，应将纸带取下来再去平衡
B．连接砝码盘和小车的细绳应保持水平
C．实验时应先释放小车再接通电源
D．小车释放前应靠近打点计时器．
四、解答题(共36分)
15．(本题12分)2013年6月13日，搭载聂海胜、张晓光、王亚平3名航天员的“神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实现自动交会对接对接后距离地面高度为h，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，求：
（1）地球的质量 （2）推导第一宇宙速度
（3）对接后天空一号的线速度大小．
16．(本题12分)在机场可以看到用于传送行李的传送带，行李随传送带一起前进运动。如图所示，水平传送带匀速运行速度为v=2m/s，传送带两端AB间距离为s0=10m，传送带与行李箱间的动摩擦因数μ=0.2，当质量为m=5kg的行李箱无初速度地放上传送带A端后，传送到B端，重力加速度g取10m/2；求：
(1)行李箱开始运动时的加速度大小a；
(2)行李箱从A端传送到B端所用时间t；
(3)整个过程传送带对行李的摩擦力做功W。试卷第1页，总3页
高二物试卷第4页，总4页
17．(本题12分)图示为一过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的光滑圆形轨道组成，BC分别是圆形轨道的最低点和最高点，其半径R=1m，一质量m＝1kg的小物块（视为质点）从左側水平轨道上的A点以大小v0＝12m／s的初速度出发，通过竖直平面的圆形轨道后，停在右侧水平轨道上的D点．已知A、B两点间的距离L1＝5．75m，物块与水平轨道写的动摩擦因数0．2，取g＝10m／s2，圆形轨道间不相互重叠，求：
（1）物块经过B点时的速度大小vB；
（2）物块到达C点时的速度大小vC；
（3）求BD两点之间的距离L2，以及整个过程中因摩擦力做的功
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
从图中可知两者的位移大小相等，所用时间相等，根据可知两者的平均速度相等，AB错误；甲向负向运动（到坐标原点的距离越来越小），而乙向正向运动（到坐标原点的距离越来越大），所以两者的运动方向相反，C正确；图像的斜率表示速度，从图中可知两者的斜率都减小，所以速度都减小，D错误．
【点睛】
关键掌握位移图象的基本性质：横坐标代表时刻，而纵坐标代表物体所在的位置，纵坐标不变即物体保持静止状态；位移时间图像是用来描述物体位移随时间变化规律的图像，不是物体的运动轨迹，斜率等于物体运动的速度，斜率的正负表示速度的方向，质点通过的位移等于x的变化量．
2．A
【解析】在拉力作用下木箱重力、拉力、地面的支持力和滑动摩擦力作用，根据平衡条件得， ，又，联立解得，其中， ，由数学知识知：当，即时有最小值，且最小值为，故A正确，BCD错误．
3．C
【解析】
【详解】
船的运动分解如图：
将小船的速度分解为沿绳子方向的和垂直绳子方向的，则，当小船靠近岸时，变大，的值减小，又因为不变，所以拉绳子的速度减小，所以应该减速拉．故C正确．
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A、B、C三点为山坡上等间距的三个点，由几何关系可知，AA′、BB′的竖直高度差相同，设A′到A的时间为t1，设B′到B的时间为t2，由于平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，越往下竖直分速度越大，结合自由落体运动的特点可知：tAA′＜tBB，而A、B两点的时间间隔为t1，落在B、C两点的时间间隔为t2，则t2＞t1，故A正确．
5．B
【解析】
B受到自身的重力、地面的支持力、A对B的压力共三个力，故B对
综上所述本题答案是：B
6．B
【解析】
【分析】
先对AB整体进行分析，可以得出整体运动的加速度；再对隔离出受力最少的一个进行受力分析，由牛顿第二定律可得出弹簧弹力，则可得出弹簧的形变量。
【详解】
对整体分析有：
，可知a1＜a2；
隔离对b分析有：F1-m2g=m2a1，
解得：，，可知F1=F2，根据胡克定律知，x1=x2。
故应选：B。
【点睛】
本题考查了牛顿第二定律和胡克定律的基本运用，掌握整体法和隔离法的灵活运用。
7．C
【解析】
【详解】
对小孩受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，如图：
根据牛顿第二定律，有：x方向：mgsinθ-f=ma；y方向：mgcosθ-N=0；其中：f=μN；解得：a=g（sinθ-μcosθ）；可见加速度与质量无关，故小孩抱着小狗后，质量变大，加速度不变，即a1=a2；故选C。
8．A
【解析】
【分析】
运用初速度为零的匀变速直线运动的推论直接求解。
【详解】
石子做自由落体运动，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动；初速度为零的匀加速直线运动，在第1T、第2T、第3T时间内的位移之比为1：3：5；已知始终在第1s内的位移大小是x，则它在第3s内的位移大小是5x，故A正确，BCD错误。
【点睛】
本题可以运用初速度为零的匀变速直线运动的几个推论直接求解，也可以运用位移时间关系公式求解，还可以运用v-t图象求解，方法多，要灵活选择。
9．BCD
【解析】
【分析】
速度是描述物体运动状态的物理量，因此运动状态变化可能是物体速度方向变化而大小不变，也可能是只有大小变化而方向不变，也可能大小方向都变化．力是改变物体运动状态的原因，惯性只跟质量有关．
【详解】
物体的运动状态发生改变，速度一定变化，但是速度大小可能不变，如匀速圆周运动，故A可能发生，B不可能发生；惯性只跟质量有关，质量不变，惯性就不变，故C不可能发生；力是改变物体运动状态的原因，物体的运动状态改变了，肯定受到力的作用，故D不可能发生；本题选不可能发生的，故选BCD．
【点睛】
本题要深刻理解速度发生变化的含义，可以通过多列举运动实例深刻理解速度发生变化时速率、加速度、受力等变化情况，同时要知道惯性只与质量有关．
10．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A项：地面赤道上物体随地球自转运动的角速度等于地球自转角速度，轨道半径等于地球半径R，所以，故A正确；
B项：地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度，所以，故B正确；
C、D项：由万有引力提供向心力有：得，，故C错误，D正确．
故选ABD．
11．BC
【解析】
【分析】
【详解】
在AC段滑块向右加速运动，加速度向右，故合力向右；滑块受重力、支持力和滑动摩擦力，滑动摩擦力向右，故A错误，B正确；在CB段滑块匀速直线运动，加速度为零，故合力为零；滑块受到重力和支持力，若有摩擦力，合力不为零，矛盾，故C正确，D错误．
12．AC
【解析】
【分析】
【详解】
A、根据牛顿第二定律得：F=m（2πn）2r，m一定，当转速n相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断．故A正确．
B、根据牛顿第二定律得：，m一定，当周期T相同时，绳长r越长，绳子拉力F越大，绳子越容易断．故B错误．
CD根据牛顿第二定律得：，m一定，线速度大小相等时，绳短的容易断．故C正确，D错误．
故选AC.
13．（1）0.1； （2）1.5； （3）2.5
【解析】
【详解】
(1) 在竖直方向：，代入数据得：；
(2) 水平方向是匀速直线运动，；
(3) 物体在B点时竖直方向的速度为vy，则：，故B点的速度为：。
14． M＞＞m 没平衡摩擦或平衡不够 不满足M＞＞m D
【解析】（1）以整体为研究对象有，解得，以M为研究对象有绳子的拉力，若要有F=mg，只有m+M=M，即当时才成立，故只有时才可以认为绳对小车的拉力大小等于钩码的重力．
（2）根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；又，故a与成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a与的图象.
（3）小车质量M一定时，其加速度a与合力F成正比，图象应该为一条经过坐标原点的直线；由于实验中用钩码的重力代替小车的合力，故不可避免的会出现系统误差，乙图中，由于小车受到摩擦阻力，其合力小于绳子的拉力，所以不经过坐标原点，故造成的原因是：没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
（4）钩码加速下降，处于失重状态，拉力小于重力，要使小车所受的拉力接近钩码的重力，只有让小车质量远大于钩码质量，否则，会出现乙图中的弯曲情况，故造成的原因是：不满足.
（5）平衡摩擦力时不挂钩码，小车后拖纸带，纸带上打出的点迹均匀分布说明摩擦力平衡了，所以平衡摩擦力不应取下纸带，A错误；连接钩码和小车的细绳应跟长木板保持平行，B正确；实验时应先接通电源后释放小车，C错误；小车释放前应靠近打点计时器，实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，同时要求开始小车要靠近打点计时器，D正确；选BD.
【点睛】在“验证牛顿第二定律”的实验用控制变量法，本实验只有在满足平衡摩擦力和小车质量远大于钩码质量的双重条件下，才能用钩码重力代替小车所受的合力.
15．(1) (2) (3)
【解析】
【分析】
【详解】
（1）物块从A到B运动过程中，根据动能定理得：
解得：
（2）物块从B到C运动过程中，根据机械能守恒得：
解得：
（3）物块从B到D运动过程中，根据动能定理得：
解得：
对整个过程，由能量守恒定律有：
解得：Q=72J
【点睛】
选取研究过程，运用动能定理解题．动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动．知道小滑块能通过圆形轨道的含义以及要使小滑块不能脱离轨道的含义．
16． (3)
【解析】
【分析】
已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，根据重力等于万有引力，求地球的质量．卫星绕地球表面附近做匀速圆周运动的速度即为第一宇宙速度，根据重力等于向心力求解．根据万有引力等于向心力和重力等于万有引力，结合解答．
【详解】
物体在地面上，有：
可得地球的质量为
卫星绕地球表面附近做匀速圆周运动时，有：
则第一宇宙速度为：
对接后，对天空一号有：
又
可得
【点睛】
天体的运动主要依靠万有引力定律充当向心力，故分析天体的运动时一定要先从这一点进行分析，再结合所学过的运动学知识解决问题．
17．(1) (2) (3)
【解析】
【分析】
行李在传送带上先做匀加速直线运动，当速度达到传送带的速度，和传送带一起做匀速直线运动，根据牛顿第二定律及运动学基本公式即可解题行李箱开始运动时的加速度大小和行李箱从A端传送到B端所用时间；根据做功公式求解整个过程行李对传送带的摩擦力做功；
【详解】
解：(1)行李在传送带上加速，设加速度大小为a
(2) 行李在传送带上做匀加速直线运动，加速的时间为t1
所以匀加速运动的位移为：
行李随传送带匀速前进的时间：
行李箱从A传送到B所需时间：
(3) t1传送带的的位移为：
根据牛顿第三定律可得传送带受到行李摩擦力为：
整个过程行李对传送带的摩擦力做功：
答案第1页，总2页
答案第3页，总9页