山东省青岛超银高级中学2021-2022学年高二下学期期末考试物理试题（Word版含答案）

青岛超银高级中学2021-2022学年第二学期期末考试题
高二 物理科目试题
考试时长： 90分钟 满分：100分
注意事项：
1.答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、考试科目填写在规定的位置上。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后，请将对应题目的答案写在答题纸相应位置上。
第I卷（共 40 分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.关于速度的描述,下列说法正确的是(　　)
A.电动车限速20 km/h,指的是平均速度大小
B.子弹射出枪口时的速度大小为500 m/s,指的是平均速度大小
C.某运动员百米跑的成绩是10 s,则他冲刺时的速度大小一定为10 m/s
D.京沪高速铁路测试时列车最高时速可达484 km/h,指的是瞬时速度大小
2.礼让行人已写入我国道路交通安全法:机动车行至人行横道时应减速慢行,遇行人正在通过时,应停车让行。现有一辆汽车在平直公路上以v=15 m/s速度匀速行驶,司机发现前方20 m处的人行横道上有人通行,于是刹车礼让。假设驾驶员的反应时间为0.5 s,汽车刚好在到达人行横道前停下,则下列关于此过程中汽车的vt图像中,可能正确的是(　 )
3.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（　　）
A. 0~t1时间内，v增大，FN>mg B. t1~t2 时间内，v减小，FNC. t2~t3 时间内，v增大，FN mg
4. 如图甲，学校趣味运动会上某同学用乒乓球拍托球跑，球、球拍与人保持相对静止，球拍与水平方向的夹角为。图乙是在倾角为的静止斜面上用竖直挡板挡住与甲图中相同的球，忽略空气阻力和一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中球所受合力大于乙图中挡板对球的弹力
B. 球拍和斜面对球的弹力一定相等
C. 该同学可能托着球做匀速直线运动
D. 该同学可能托着球做变加速直线运动
5.2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（　　）
A. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
B. 所受地球引力的大小近似为零
C. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
D. 在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
6.如图所示，某学习小组利用刻度尺估测反应时间∶甲同学捏住刻度尺上端，使刻度尺保持竖直，刻度尺零刻度线位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开刻度尺时，立即用手指捏住刻度尺，根据乙手指所在位置的刻度值即可算出反应时间。为简化计算，某同学将刻度尺刻度进行了改进，在刻度尺的反面标记反应时间的刻度线和刻度值（单位:s），制作了"反应时间测量仪"。下列四幅示意图中刻度线和刻度值标度可能正确的是
7. 固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于（　　）
A. 它滑过的弧长
B. 它下降的高度
C. 它到P点的距离
D. 它与P点的连线扫过的面积
8.我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t0、速度由v0减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（　　）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道,如图所示,A、M、B三点位于同一水平面上,C、D分别为两轨道的最低点,将两个相同的小球分别从A、B处同时无初速度释放。则(　　)
A.通过C、D时,两小球对轨道的压力大小相等
B.通过C、D时,两小球的线速度大小相等
C.通过C、D时,两小球的角速度大小相等
D.通过C、D时,两小球的向心加速度相等
10.一学校物理项目学习小组研究悬索桥的受力特点,实际的悬索桥在工程上是复杂的,他们进行了合理简化,悬索桥的简化模型如下:悬索桥由六对钢杆悬吊,六对钢杆在桥面上分列两排,其上端挂在两根钢缆上,如图为其一侧面图。已知图中相邻两钢杆间距离为9 m,靠桥面中心的钢杆长度为2 m(即AA′=DD′=2 m),BB′=EE′,CC′=PP′,又已知两端钢缆CM、PN与水平方向成45°角,若钢杆、钢缆自重不计,每根钢杆承受拉力相同,桥面总质量为m,以下说法正确的是(　　)
A.每根钢杆拉力大小为 mg
B.每对钢缆AD中拉力大小为 mg
C.每对钢缆CM中拉力大小为 mg
D.BB′的长度为6 m
11.摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O′分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径之比r甲∶r乙＝3∶1，且在正常工作时两轮盘不打滑．今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的完全相同的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块到轴心O、O′的距离RA＝2RB.若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是(　　)
A．滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为ω甲∶ω乙＝1∶3
B．滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度大小之比为aA∶aB＝2∶9
C．转速增加后滑块B先发生滑动
D．转速增加后两滑块一起发生滑动
12.北京冬奥会报道中利用"AI+8K"技术，把全新的"时间切片"特技效果首次运用在 8K直播中，更精准清晰地抓拍运动员比赛精彩瞬间，给观众带来全新的视觉体验。"时间切片"是一种类似于多次"曝光"的呈现手法。如图所示为我国运动员谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中第三跳的"时间切片"特技图。忽略空气阻力，将运动员看做质点，其轨迹abc段为抛物线。已知起跳点的速度大小为v，起跳点a与最高点b之间的高度差为h，重力加速度大小为 g，下列说法正确的是(　　)
A."时间切片"特技每次"曝光"的时间间隔均相同
B.运动员从a 到b的时间为
C.运动员到达最高点时速度的大小为
D.运动员从a 到b的过程中速度变化的大小为
第II卷（共 40 分）
13（6分）用雷达探测一高速飞行器的位置。从某时刻（）开始的一段时间内，该飞行器可视为沿直线运动，每隔测量一次其位置，坐标为x，结果如下表所示：
回答下列问题：
（1）根据表中数据可判断该飞行器在这段时间内近似做匀加速运动，判断的理由是：______；
（2）当时，该飞行器速度的大小______；
（3）这段时间内该飞行器加速度的大小______（保留2位有效数字）。
14.(10分)验证牛顿第二定律的实验装置示意图如图所示。图中打点计时器的电源为交变电源,打点的时间间隔用T表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)实验步骤如下:
平衡小车所受的阻力:取下小吊盘,将木板　　　　　(选填“右端”或“左端”)抬高,用手轻推小车,直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点。
按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤。
在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点,测量相邻计数点的间距x1、x2…,求出与不同质量m相对应的加速度a。
以砝码的质量m为横坐标,以为纵坐标,在坐标纸上作出-m的关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则-m的关系图线为一条倾斜直线。
(2)回答下列问题:
本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和m'与小车和车中砝码的质量之和m0应满足的条件是:m'　　　　　(选填“远大于”或“远小于”)m0。
如图乙所示,设纸带上三个相邻计数点的间距为x1、x2、x3,则a可用x1、x3和T表示为a=　　　　　。
图丙为实验所得-m图线的示意图,设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车受到的拉力为　　　　　,小车的质量为　　　　　。
15. （8分）在防控新冠肺炎疫情期间，青岛市教育局积极落实教育部的有关通知要求，号召全市中小学校注重生命教育，鼓励学生锻炼身体。我市某同学在某次短跑训练中，由静止开始运动的位移—时间图像如图所示，已知0~t0是抛物线的一部分，t0~5s是直线，两部分平滑相连，求：
（1）t0的数值；
（2）该同学在0~t0时间内的加速度大小。
16.(10分)向货车上装一质量为100 kg的箱子,平板倾角为30°,如图所示。若箱子与平板之间的动摩擦因数为,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,(g取10 m/s2)求:
(1)对箱子施加平行于平板的力缓慢向上拉,拉力大小是多少;
(2)对箱子施加斜向上的最小的拉力是多少。
17.（12分）单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型： U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM=10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α=72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10 m/s2， sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求：
(1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d；
(2)M、N之间的距离L。
18.（14分）如图所示，从 A 点以 v0＝4m/s 的水平速度抛出一质量 m＝1 kg 的小物块(可视为质点)，当小物块运动至 B 点时，恰好沿切线方向进入固定的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与 C 点等高、静止在光滑水平面的长木板上，圆弧轨道 C 端切线水平。已知长木板的质量 M＝4 kg，A、B 两点距C 点的高度分别为H＝0.6 m 、h＝0.15 m，R＝0.75 m，小物块与长木板之间的动摩擦因数 μ1＝0.5，g＝10 m/s2。求：
(1)小物块运动至B 点时的速度大小和方向；
(2)小物块滑动至C 点时，对圆弧轨道 C 点的压力大小；
(3)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。
物理答案
一、单项选择题
1. D 2. C 3. D 4. B 5. A 6. C 7. C 8. B
二、多项选择题
9. AD 10. AC 11. ABC 12. BCD
三、非选择题
13、①. 相邻1s内的位移之差接近 x=80m ②. 547 ③. 79
14答案:(1)右端　(2)远小于　　
15.（1）可知，0~t0做匀加速运动，t0~6s做匀速直线运动。设t0时的速度为v，则：
解得：t0=2s
（2） 解得：a=4m/s2
16.解析:(1)对箱子受力分析,如图甲所示,由平衡条件,
平行斜面方向有F1=mgsin 30°+Ff1
垂直斜面方向有FN1=mgcos 30°
又Ff1=μFN1
联立代入数据得F1=1 000 N。
(2)设拉力F2与斜面的夹角为α,如图乙所示,根据平衡条件
平行斜面方向有F2cos α=mgsin 30°+Ff2
垂直斜面方向有FN2=mgcos 30°-F2sin α
又Ff2=μFN2
联立化简得F2= N= N
当α=30°时,力最小为F2min=500 N。
答案:(1)1 000 N　(2)500 N
17.【答案】(1)4.8 m；(2)12 m
【解析】(1)在M点，设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分速度为v1，由运动的合成与分解规律得
①
设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分加速度为a1，由牛顿第二定律得mgcos17.2°=ma1 ②
由运动学公式得 ③
联立①②③式，代入数据得d=4.8 m ④
(2)在M点，设运动员在ABCD面内平行AD方向的分速度为v2，由运动的合成与分解规得
v2=vMcos728° ⑤
设运动员在ABCD面内平行AD方向的分加速度为a2，由牛顿第二定律得
mgsin17.2°=ma2 ⑥
设腾空时间为t，由运动学公式得 ⑦
⑧
联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得L=12 m ⑨
18.(1)物块做平抛运动解得t=0.3s
设到达C点时竖直分速度为vy则vy=gt=3m/s
代入数据解得方向与水平面的夹角为θ 则θ=37°
(2)从A至C点，由动能定理得
设C点受到的支持力为FN，则有
代入数据解得 FN=47.3N
根据牛顿第三定律可知，物块m对圆弧轨道C点的压力大小为47.3N；
（3）物块滑上长木板后，木块和长木板系统动量守恒，则
由能量关系
解得L=2.24m