2022-2023学年山西省大同市云冈区学校高二（下）7月期末物理试卷

2022-2023学年大同市云冈区学校高二（下）7月期末物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共10小题，共30分）
1. 如图所示、两球在光滑水平面上沿同一直线运动，球动量为，球动量为，当球追上球时发生碰撞，碰后的动量改变了，而运动方向没有改变，则和质量的比值可能为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，弹簧、地面水平。、两点离墙壁的距离分别为，物块在、两点均能恰好静止，物块与地面的最大静摩擦力为，则弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是
A. 男孩与小车组成的系统动量守恒 B. 男孩与木箱组成的系统动量守恒
C. 小车与木箱组成的系统动量守恒 D. 男孩、小车与木箱组成的系统动量守恒
4. 某探究性科学小组让质量为的木块以初速度沿倾角可在之间任意调整的足够长的木板底端向上滑行，木板与木块间的动摩擦因数不变。测出木块沿木板向上所能达到的最大位移，画出木块向上所能达到的最大位移与对应木板倾角的图像如图所示，由该图像可求木块与木板间的动摩擦因数是( )
A. B. C. D.
5. 利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数．若已知滴油酸的总体积为，一滴油酸形成的油膜面积为，油酸的摩尔质量为，密度为，则每个油酸分子的直径和阿伏加德罗常数分别为球的体积公式( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
6. 如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻光照增强电阻变小，为定值电阻，、接监控装置．则 ( )
当有人通过通道而遮蔽光线时，、之间电压升高
当有人通过通道而遮蔽光线时，、之间电压降低
当仅增大的阻值时，可增大、之间的电压
当仅减小的阻值时，可增大、之间的电压
A. B. C. D.
7. 中华人民共和国道路交通安全法第条规定：机动车行经人行横道时，应当减速行驶，当遇行人正在通过人行横道时，应当停车让行；机动车行经没有交通信号的道路时，当遇行人横过道路时，应当避让，即停车“礼让行人”。现有一辆正以的速度匀速行驶的汽车，司机突然发现车前处有行人待通行，司机的反应时间为，刹车的加速度大小为，则下列说法正确的是( )
A. 在司机反应时间内，汽车行驶了
B. 从司机发现行人到汽车停下，汽车平均速度为
C. 从司机发现行人到汽车停下，共用时
D. 从司机发现行人到汽车停下，汽车共运动了
8. 如图所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为的小圆环，悬吊一个质量为的小球，今用一水平力缓慢地拉起，仍保持静止不动，设圆环受到的支持力为，静摩擦力为此过程中( )
A. 增大，减小 B. 不变，减小
C. 不变，增大 D. 增大，增大
9. 直线是某点电荷电场中的一条电场线方向未画出。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由到的运动轨迹。下列判断正确的是( )
A. 电场线的方向一定是由指向
B. 带电粒子由运动到的过程中动能一定逐渐减小
C. 带电粒子在点的电势能一定大于在点的电势能
D. 带电粒子在点的加速度一定大于在点的加速度
10. 如图所示，一根轻绳一端固定于竖直墙上的点，另一端绕过动滑轮悬挂一重物，其中与之间的绳子处于水平状态；另一根绳子一端与动滑轮的轴相连，绕过光滑的定滑轮后在其端点施加一水平向左的拉力，使整个系统处于平衡状态。滑轮均为光滑、轻质，且大小可以忽略。现拉动绳子的端点使其向左缓缓移动一小段距离( )
A. 拉力增大，角减小 B. 拉力减小，角减小
C. 拉力增大，角不变 D. 拉力减小，角增大
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
11. 如图所示，某球员截断对方传球并转守为攻，断球前瞬间，足球的速度大小为、方向水平向左；断球后瞬间，足球的速度大小为、方向水平向右。若足球的质量为，球员的脚与足球接触的时间为，忽略断球过程中足球受到草地的摩擦力，则对于该过程，下列说法正确的是( )
A. 足球的动量改变量的大小为
B. 足球的动量改变量的大小为
C. 足球受到脚水平方向的平均作用力大小为
D. 足球受到脚水平方向的平均作用力大小为
12. 如图所示，在水平面上固定一个半圆弧轨道，轨道是光滑的，点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的点、等高，不计处摩擦，轻绳一端系在竖直杆上的点，另一端连接一个小球。现将另一个小球用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的之间，已知整个装置处于静止状态时，，。则( )
A. 将绳的端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变
B. 将绳的端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球位置下移
C. 静止时剪断处轻绳瞬间，小球的加速度为
D. 小球与小球的质量之比为
13. 已知能使某金属产生光电效应的极限频率为，那么( )
A. 当用频率为的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B. 当用频率为的单色光照射该金属时，所产生光电子的最大初动能为
C. 当照射光的频率大于时，若增大，则逸出功增大
D. 当照射光的频率大于时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
14. 如图所示，在之间有水平向右的匀强电场，在之间的两个半径为的圆形内不包含边界存在方向相反的圆形磁场，两个圆形磁场相切且与边界也相切，磁感应强度均为，在两个圆形磁场右边并与圆形磁场相切有一个足够大的挡板。在下边圆形磁场的最低点处有一个粒子源可以在平面内向磁场内各个方向发射速率为，电量为，质量为的粒子，之间的距离为，电场强度为，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，粒子不发生碰撞，下列说法正确的是( )
A. 粒子水平向左进入匀强电场
B. 粒子速度减到零时刚好运动到电场左边界
C. 粒子在下边的圆形磁场中运动的时间均为
D. 粒子均能垂直打在挡板上
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
15. 如图为某小组探究两滑块碰撞前后的动量变化规律所用的实验装置示意图。带刻度尺的气垫导轨右支点固定，左支点高度可调，装置上方固定一具有计时功能的摄像机。

要测量滑块的动量，除了前述实验器材外，还必需的实验器材是___________。
为减小重力对实验的影响，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使轻推后的滑块能在气垫导轨上近似做___________运动。
测得滑块的质量为，两滑块碰撞前后位置随时间的变化图像如图所示，其中为滑块碰前的图线。取滑块碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得滑块碰前的动量为___________保留位有效数字，滑块碰后的图线为___________选填“”“”“”。
16. 用如图甲实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带；是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有个打下的点图中未标出，计数点间的距离如图所示。已知、计算结果保留两位有效数字
在纸带上打下计数点时的速度___________；
在计数点过程中系统动能的增量___________，为了简化计算，取，则系统势能的减少量___________。
四、计算题（本大题共4小题，共40分）
17. 如图所示，质量的木块套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量的小球相连。今用跟水平方向成角的力拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中、相对位置保持不变，取。求：
运动过程中轻绳与水平方向夹角的度数；
木块与水平杆间的动摩擦因数；
改变，使球和木块一起向右匀速运动时拉力最小，求的正切值。
18. “嫦娥四号”飞船在月球背面着陆过程如下：在反推火箭作用下，飞船在距月面米处悬停，通过对障碍物和坡度进行识别，选定相对平坦的区域后，开始以垂直下降．当四条“缓冲脚”触地时，反推火箭立即停止工作，随后飞船经减速到，停止在月球表面上．飞船质量，每条“缓冲脚”与地面的夹角为，月球表面的重力加速度，四条缓冲脚的质量不计．求：
飞船垂直下降过程中，火箭推力对飞船做了多少功；
从反冲脚触地到飞船速度减为的过程中，每条“缓冲脚”对飞船的冲量大小．
19. 如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为的物块、、，的左侧固定一轻弹簧弹簧左侧的挡板质量不计。设以速度朝运动，压缩弹簧；当、速度相等时，与恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设和碰撞过程时间极短。求从开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中
(ⅰ)整个系统损失的机械能；
(ⅱ)弹簧被压缩到最短时的弹性势能
20. 如图所示，质量的木板静止在光滑的水平面上，木板长，现有质量可视为质点的物块，以水平向右的速度从左端滑上木板，物块恰好能滑到木板的右端并与木板保持相对静止。取重力加速度，求：
物块与木板保持相对静止时的速度大小；
物块与木板之间的动摩擦因数；
物块在木板上滑行的时间以及这段时间内木板发生的位移大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
解题的关键是知道对于碰撞过程要遵守三大规律：、是动量守恒定律；、总动能不增加；、符合物体的实际运动情况。
【解答】
根据动量守恒定律，，如果碰后的动量变化了，那么球的动量则增加了，即，
根据碰撞过程总动能不增加，则有
解得：
碰撞前的速度大于的速度，则有
解得：
又碰撞后两球同向运动，的速度不大于的速度，则有
解得：
所以，故B正确，ACD错误。
故选B。

2.【答案】
【解析】
【分析】根据题中“物块在、两点均能恰好静止”，可知本题考查物体的平衡状态，根据平衡状态的特点，运用受力分析、共点力平衡，列出平衡方程进行求解。
【详解】设弹簧原长为，劲度系数为，在、两点对物体受力分析分别有：，，
联立解得：。
故选A。

3.【答案】
【解析】解：在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中，
A、男孩和小车组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；
B、男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；
C、小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故C错误；
D、男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，故D正确；
故选：。
根据动量守恒条件分析答题，系统所受合外力为零，系统动量守恒．
本题考查了判断系统动量是否守恒，知道动量守恒的条件、明确研究对象即可正确解题．
4.【答案】
【解析】
【分析】结合图像利用牛顿第二定律和运动学规律列式求出动摩擦因数。
【解析】当倾角为时，物体运动到最高点的过程中，
由能量守恒可知，
当倾角为时，物体运动到最高点的过程中，
由能量守恒可知，
联立解得，A正确。
故选A。

5.【答案】
【解析】
【分析】
先求出一滴油的体积，一滴油酸形成油膜后，可认为油膜的厚度等于油酸的分子直径，即可求出每个油酸分子的直径；求出一个油酸分子的体积及油酸的摩尔体积，即可得阿伏加德罗常数。
本题的关键是掌握利用油膜法测定分子的直径的原理及阿伏加德罗常数的意义。
【解答】
由题意可得一滴油酸的体积为，则可得每个油酸分子的直径为；油酸的摩尔体积为，把一个油酸分子视作球体模型，则一个油酸分子的体积为：，所以可得阿伏加德罗常数为：，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与并联；根据题意得出有人通过时阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和、间电压的变化；
当仅增大连入电路中的阻值时，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和两端的电压变化，由并联电路电压相等可知、间电压的变化。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是会分析当有人通过通道而遮蔽光线时和当仅增大连入电路中的阻值时电路的动态分析，要注意光敏电阻的特点。
【解答】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与并联．当有人通过通道而遮蔽光线时，阻值变大，电路中的总电阻变大；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流变小，根据可知，阻值不变时，其两端的电压变小，即、之间电压降低，故正确，错误；当仅增大的阻值时，根据串联分压规律可知，两端的电压变大，即、之间电压升高，故正确，错误．故C正确．
7.【答案】
【解析】解：、司机反应时间内汽车仍匀速行驶，则反应时间内汽车行驶的距离为：，故A错误；
C、根据速度时间公式，可知刹车过程中经过的时间为：，从司机看到行人到汽车停下共用时，故C正确；
、根据速度位移公式，可知该车刹车过程中行驶的距离为：
从司机看到行人到汽车停下，汽车共运动的距离为：
根据平均速度的定义，可得从司机发现行人到汽车停下，汽车平均速度为：，故BD错误。
故选：。
司机反应时间内汽车仍匀速行驶，根据匀速直线运动的位移时间关系求解反应时间内汽车行驶的距离；根据速度位移关系求解该车刹车过程中行驶的距离；汽车共运动的距离等于反应时间内的距离与减速距离之和；根据速度时间关系求解刹车过程中经过的时间，由此求解总时间；利用平均速度的定义求解。
本题以停车“礼让行人”为情境载体，考查了匀变速直线运动规律在实际问题中的应用，在解答匀变速直线运动一类题目时，注意公式的合理选取，如果涉及时间一般采用速度时间关系和位移时间关系公式解答，如果不涉及时间，一般采用速度位移关系公式解答；注意汽车在司机反应时间内仍是匀速直线运动。
8.【答案】
【解析】
【分析】
题中缓慢运动可视为受力平衡，则对受力分析，由共点力的平衡可得出拉力的变化；再对整体受力分析可得出摩擦力及支持力的变化。
本题也可以由隔离法求解，但是解答过程较为麻烦；因此在解题时要特别注意整体法的应用。
【解答】
对受力分析，则受重力、绳子的拉力及；三力满足应始终处于平衡状态；受力分析如图所示：
在上升的过程中绳子与竖直方向的夹角增大，而重力不变，，故拉力应增大；
以为整体受力分析，整体在水平方向受拉力、摩擦力；竖直方向上受总重力、支持力；
因整体处于平衡状态，故水平方向，因增大，故摩擦力增大；竖直方向总重力不变，则支持力不变。
故C正确，ABD错误。

9.【答案】
【解析】解：、由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体所受外力指向轨迹内侧，所以粒子受力方向一定是由指向，但运动粒子的电性不确定，故不能确定电场线的方向，故A错误；
B、粒子从运动到的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，故B错误；
C、粒子从运动到的过程中，电场力做正功，电势能减小，带电粒子在点的电势能一定大于在点的电势能，故C正确；
D、无法比较、点的合力大小，故也就无法比较、点的加速度大小，故D错误；
故选：．
解答本题的突破口是根据粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向，根据电场力做功的情况判断电势能的变化，从而确定电场线的方向以及点电荷的位置，然后根据点电荷周围电场分布情况，进一步解答．
依据带电粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向是解决带电粒子在电场中运动问题的突破口，然后可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势、电势能的高低变化情况。
10.【答案】
【解析】
【分析】
通过绳长的变化分析滑轮位置的变化，注意悬挂的细线一定竖直，从而确定细线间的夹角的变化；再对滑轮受力分析，抓住三根绳子合力为零，、绳子拉力大小相等即可明确拉力的变化。
解决本题的关键知道通过定滑轮的绳子拉力大小相等，抓住两根绳的合力与另外一根绳子的拉力平衡进行求解。
【解答】
以动滑轮为研究对象，、段绳子的拉力始终与的重力大小相等，两绳子拉力的合力在的角平分线上，拉动绳子后，动滑轮向上运动，两绳子的夹角减小，两拉力的合力增大，故F增大，与竖直方向的夹角等于的一半，故拉动绳子后，角减小，故A正确，BCD错误。
11.【答案】
【解析】
【分析】
规定正方向，结合动量的表达式求出初末动量，从而求出动量的变化量；根据动量定理列式求出足球受到的水平方向的平均作用力大小。
本题考查动量定理的应用，解决本题的关键知道动量、动量的变化量以及冲量和力等都是矢量，求解时注意各物理量的方向。
【解答】
以水平向左为正方向，足球的初、末动量分别为
，
，
足球的动量改变量，
“”说明的方向水平向右，故A错误、B正确；
足球受到的平均作用力，“”说明的方向水平向右，故C正确、D错误。
故选：。
12.【答案】
【解析】
【分析】
分别对和进行受力分析，端上下移动即为晾衣架问题；剪断细线根据牛顿第二定律分析瞬间受力；根据平衡条件列方程进行分析质量之比。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
【解答】
绳子端向上移动一小段距离，根据受力分析可知球没有发生位移，因此变成了晾衣架问题，绳长不会变化，到右边板的距离不变，因此角度不会发生变化，即绳子的张力也不会变化，故A正确，B错误；
C.剪短处细绳，拉力突变为零，小球只受重力的分力，所以加速度为故C正确；
D.根据受力分析，分别对两个小球做受力分析，因为是活结，所以绳子的张力都是相同，根据分析可得，对有，解得小球与小球的质量之比为，故D错误。
故选AC。
13.【答案】
【解析】
【分析】
逸出功与极限频率的关系为，每种金属都有自己固定的极限频率，即每种金属的光电子的逸出功是固定的；根据光电效应方程可以判断光电子最大初动能的变化情况。
对于光电效应现象要正确理解极限频率、入射光频率、逸出功、最大初动能、光照强度、光电流大小等之间的关系。
【解答】
A、只要入射光的频率大于极限频率，该金属即可发生光电效应，故A正确；
、根据光电效应方程，其中，可判断B正确，D错误。
C、金属中电子的逸出功是一定的，等于恰好能产生光电效应的光的能量，称为金属的极限频率，故C错误；
故选AB。

14.【答案】
【解析】
【分析】
在电场中根据动能定理列式；在圆形磁场中，根据磁聚焦的原理和结论分析即可。
本题是带电粒子在组合场中的运动，注意磁聚焦原理的应用。
【解答】
A.根据洛伦兹力提供向心力
代入 ，得
满足磁聚焦的条件，粒子出磁场后水平向左进入匀强电场，故A正确；
B.设粒子在匀强电场中减速到零时的位移为，根据动能定理
得
之间的距离
粒子运动到 中间速度减到零，故B错误；
C.作出如图所示的轨迹图
根据磁聚焦可以得出粒子在下边的圆形磁场中运动的两段圆弧圆心角之和是 ，所以时间是半个周期，即
故C正确；
D.根据磁聚焦结论粒子在上边的圆形磁场中射出后均能垂直打在挡板上，故D正确。
故选ACD。

15.【答案】天平；匀速直线；，
【解析】解：要测量滑块的动量还需要测量滑块的质量，故还需要的器材是天平；
为了减小重力对实验的影响，应该让气垫导轨处于水平位置，故调节气垫导轨后要使滑块能在气垫导轨上近似做匀速直线运动；
取滑块碰前运动方向为正方向，根据图可知滑块碰前的速度为
则滑块碰前的动量为
由题意可知两物块相碰要符合碰撞制约关系则图线为碰前物块的图线，由图可知碰后图线的速度大于图线的速度，根据“后不超前”的原则可知为碰后物块的图线。
故答案为：天平；匀速直线；，
根据实验原理可知还需要天平；
实验过程中应使滑块能在气垫导轨上近似做匀速直线运动；
根据动量的计算公式解得。
本题考查验证动量守恒定律的实验，要注意明确实验原理，知道本实验中采用光电门测量速度的方法，同时明确当碰后物块的运动情况。
16.【答案】；
；
【解析】
【分析】
本题为验证机械能守恒定律的实验。
实验目的是验证减少的重力势能等于增加的动能，根据下降的高度利用求重力势能的减少量，根据匀变速直线运动中间时刻速度等于瞬时速度求末速度，根据动能的表达式求动能的增加量。
【解答】
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段时间的平均速度，可得；
在计数点过程中系统动能的增量为；
在计数点过程中系统势能的减少量。

17.【答案】对小球体进行分析有，
解得
对木块与小球体整体分析有，
解得
将摩擦力与杆的支持力合成，令该合力与水平方向夹角为，则有
作出木块与小球体整体受力分析图如图所示
可知，当方向与方向垂直时，拉力最小，且有

【解析】对球受力分析，受重力、拉力和轻绳的拉力，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解；
对木块受力分析，受重力、支持力、摩擦力和轻绳的拉力，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解；
根据平衡条件求解绳子拉力的表达式，再根据数学知识求解。
本题为平衡条件的应用问题，选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力的最小值．
18.【答案】解：飞船加速下降推力为：，
推力做功：
代入数据得：
运动时间，，反冲脚触地前飞船速度大小为：
从反冲脚触地到速度减为，每条反冲脚对飞船的冲量大小为
代入数据得：
答：飞船垂直下降过程中，火箭推力对飞船做了功；
从反冲脚触地到飞船速度减为的过程中，每条“缓冲脚”对飞船的冲量大小为。
【解析】由牛顿第二定律可求得推力，由功的公式求得推力做功。
确定好初末速度，由动量定理求得冲量。
考查动量定理的应用，关键是确定初末状态的速度，并要注意矢量的方向避免计算错误。
19.【答案】解：从压缩弹簧到与具有相同速度时，对、与弹簧组成的系统，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得
此时与发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为，损失的机械能为，对、组成的系统，由动量守恒和能量守恒定律得
联立得
由式可知，将继续压缩弹簧，直至、、三者速度相同，设此速度为，此时弹簧被压缩至最短，其弹性势能为由动量守恒和能量守恒定律得：
，联立得： ．
【解析】本题综合考查了动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强，关键合理地选择研究的系统，运用动量守恒进行求解．
碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出速度．应用能量守恒定律可以求出损失的机械能．
系统动量守恒，由动量守恒定律求出速度，然后应用能量守恒定律可以求出弹簧被压缩到最短时的弹性势能．
20.【答案】解：由于水平面光滑故物块与木板组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得
对于物块与木板相互作用的全过程，由能量守恒定律得
代入数据解得
物块在木板上相对运动过程中所受滑动摩擦力
对于物块在木板相对运动的过程，以水平向右为正方向，根据动量定理有
代入数据解得
这段时间内木板做匀加速直线运动，发生的位移大小
【解析】物块与木板组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出相对静止时的速度；
对系统应用能量守恒定律可以求出动摩擦因数；
对物块应用动量定理可以求出物块在木板上滑行的时间，根据牛顿第二定律及运动学公式求解木板的位移大小。。
本题考查了动量守恒定律与动量定理的应用，根据题意分析清楚物体运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律、能量守恒定律与动量定理等可以解题。
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