内蒙古大学满洲里学院附属中学2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含解析）

满洲里学院附属中学2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试卷
一、单选题（每题4分，共32分）
1. 一名观察者站在站台边，火车启动时车头恰好与他平齐。设火车做匀加速直线运动且每节车厢长度相同，忽略车厢连接处的长度。则第3节和第5节车厢从他身边经过所用时间的比值为（　　）
A. B.
C. D.
2. 一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动。开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m。则刹车后6s内的位移是（　　）
A. 20m B. 24m
C. 25m D. 75m
3. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　）
A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大了
B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小了
C. 物体所受弹力和摩擦力都减小了
D. 物体所受弹力增大，摩擦力不变
4. 如图所示，、两个物体质量分别为和，与间的动摩擦因数为，与地面间的动摩擦因数为。现用力拉着物体向右运动，保持静止，则关于地面对物体的摩擦力大小和方向，下列说法正确的是（　　）
A. ，方向水平向左
B. ，方向水平向左
C ，方向水平向左
D. ，方向水平向右
5. 物体从静止开始做匀加速直线运动，已知第内与第内的位移之差是，则下列说法错误的是（　　）
A. 物体运动的加速度为 B. 第内的位移为
C. 第末的速度为 D. 物体在内的平均速度为
6. 如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别h1：h2：h3=3：2：1．若先后顺次释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则下列说法不正确的是
A. 三者到达桌面时的速度之比是：：1
B. 三者运动的平均速度之比是：：1
C. b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差
D. b与a开始下落的时间差大于c与b开始下落的时间差
7. 甲、乙两物体同时从同一地点沿同一方向做直线运动的速度—时间图像如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A. 两物体两次相遇的时刻是2s末和6s末
B. 4s末甲在乙前面
C. 在0～6s内，两物体相距最远的时刻是1s末
D. 乙物体先向前运动2s，随后向后运动
8. 如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间的动摩擦因数为(　　)
A. 2－ B. C. D.
二、多选题（共4小题，漏选得2分，多选错选不得分）
9. 一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其 -t图象如图所示，则 (　　)
A. 质点在1 s末的速度为1.5 m/s B. 质点在第1 s内的平均速度为1.5 m/s
C. 质点做匀速直线运动，速度为0.5 m/s D. 质点做匀加速直线运动，加速度为1 m/s2
10. 如图甲、乙所示位移－时间（x－t）图像和速度－时间（v－t）图像中，给出了四条曲线1、2、3、4，分别代表四个不同物体的运动情况，则下列说法中正确的是（　　）
A. 图线1、3表示物体做曲线运动
B. x－t图像中，0～t1时间内图线1和2代表的物体的平均速度相等
C. v－t图像中，t4时间内图线3代表的物体的加速度大于图线4代表的物体的加速度
D. 甲、乙两图像中，t2、t5时刻分别表示图线2、4代表的物体开始反向运动
11. 在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节力传感器高度可使细绳水平），滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮可使桌面上部轻绳水平），整个装置处于静止状态。实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图像如图乙，则结合该图像，下列说法正确的是（　　）
A. 可求出空沙桶的重力
B. 可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小
C. 可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小
D. 可判断第50 s后小车做匀速直线运动（滑块仍在车上）
12. 如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g。现使小车以加速度a向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（　　）
A. 杆对小球的弹力一定竖直向上
B. 杆对小球的弹力一定沿杆向上
C. 杆对小球的弹力大小为mg
D. 杆对小球弹力大小为F＝
三、实验题（每空2分，共14分）
13. 某同学在做研究匀变速直线运动规律的实验时，获取了一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(未标出)，计数点间的距离如图所示．由于粗心，该同学忘了测量3、4两个计数点之间的距离(电源频率为50 Hz)．求：
(1)6号计数点的瞬时速度的大小v6＝________m/s．(保留三位有效数字)
(2)利用逐差法处理数据，可得加速度a＝______m/s2．(保留三位有效数字)
(3)计数点3、4之间的距离是x4＝________cm．(保留三位有效数字)
14. 完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤：
(1)如图甲所示，用两个弹簧测力计分别钩住细绳，互成角度地拉像皮条，使橡皮条伸长，记下结点O点位置、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向
(2)如图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到_________，记下细绳套的方向（如图丙中的c），读得弹簧测力计的示数F=_______________
(3)如图丙，按选定的标度作出了力F1、F2的图示。请在图丙中：
a．按同样的标度作出力F的图示___；
b．按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F'_____
(4)若有F'与F_______则平行四边形定则得到验证。
四、计算题（共48分）
15. 如图所示，一辆汽车在平直公路上向右行驶，车上有一木箱，试判断下列情况中木箱所受的摩擦力种类及摩擦力的方向，是阻力还是动力？
（1）汽车由静止向右加速运动时（木箱和车无相对滑动）；
（2）汽车刹车时（木箱和车无相对滑动）；
（3）汽车匀速运动时（木箱和车无相对滑动）；
（4）汽车刹车，木箱在车上滑动时；
（5）汽车突然加速，木箱在车上滑动时。
16. A、B两车在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小为v1=8 m/s，B车的速度大小为v2=20 m/s，如图所示。当A、B两车距离x0=28m时，B车因前方突发情况紧急刹车（已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动），加速度大小为a=2m/s2，从此时开始计时，求：
（1）A车追上B车之前，两者相距的最大距离。
（2）A车追上B车所用的时间。
17. 如图，竖直平面内有一圆形轨道，其半径R=2m，质量m=1kg的小球从平台边缘A处以v0=6m/s的速度水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内，轨道半径OP与竖直线的夹角为53°，不计空气阻力，已知：sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2，求：
（1）小球从A点到P点所用的时间；
（2）小球从A点到P点之间的水平距离x；
（3）若小球沿轨道通过圆弧的最低点B时速度大小为vB=m/s，求小球通过最低点时轨道对它的支持力的大小。
（4）若小球恰能够通过最高C点，求小球在轨道内克服阻力做功。
满洲里学院附属中学2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试卷 答案解析
一、单选题（每题4分，共32分）
1. 一名观察者站在站台边，火车启动时车头恰好与他平齐。设火车做匀加速直线运动且每节车厢长度相同，忽略车厢连接处的长度。则第3节和第5节车厢从他身边经过所用时间的比值为（　　）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】根据初速度等于零的匀加速直线运动，通过连续相等位移所用的时间比为
可得
故选C。
2. 一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动。开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m。则刹车后6s内的位移是（　　）
A. 20m B. 24m
C. 25m D. 75m
【答案】C
【解析】
【详解】由
Δx=aT2
得
由
9=v0T-aT2
得v0=10m/s
汽车刹车时间
tm==5s<6s
故刹车后6s内的位移为刹车后5s内的位移
x= =25m
故选C。
3. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　）
A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大了
B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小了
C. 物体所受弹力和摩擦力都减小了
D. 物体所受弹力增大，摩擦力不变
【答案】D
【解析】
【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、竖直向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图所示
重力G与静摩擦力f平衡，即
G = f
则静摩擦力不变，且与物体的角速度无关，因为支持力N提供向心力，即
N = mrω2
所以当圆筒的角速度ω增大以后，需要的向心力变大，则物体所受弹力N增大。
故选D。
4. 如图所示，、两个物体质量分别为和，与间的动摩擦因数为，与地面间的动摩擦因数为。现用力拉着物体向右运动，保持静止，则关于地面对物体的摩擦力大小和方向，下列说法正确的是（　　）
A. ，方向水平向左
B. ，方向水平向左
C. ，方向水平向左
D. ，方向水平向右
【答案】B
【解析】
【详解】滑块A对B的滑动摩擦力为
方向向右；对B分析可知，地面对B静摩擦力为
方向向左。
故选B。
5. 物体从静止开始做匀加速直线运动，已知第内与第内的位移之差是，则下列说法错误的是（　　）
A. 物体运动的加速度为 B. 第内的位移为
C. 第末的速度为 D. 物体在内的平均速度为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．根据位移差公式
得
故A正确，不符合题意；
B．第2s内的位移为前两秒位移减去第一秒位移，即
故B正确，不符合题；
C．第2秒末速度为
故C错误，符合题意；
D．物体在5s内的平均速度
故D正确，不符合题意。
故选C。
6. 如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别h1：h2：h3=3：2：1．若先后顺次释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则下列说法不正确的是
A. 三者到达桌面时的速度之比是：：1
B. 三者运动平均速度之比是：：1
C. b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差
D. b与a开始下落的时间差大于c与b开始下落的时间差
【答案】D
【解析】
【详解】A．下落过程中，机械能守恒，故有mgh=mv2，解得：
所以三者到达桌面时的速度之比是
=
故A不符合题意．
B．三者都做匀变速直线运动，初速度为零，所，故平均速度之比为
=
故B不符合题意．
CD．根据h=gt2可得ab运动时间差为：
△t1=-=（-）
bc运动时间之差为：
△t2=-=（-1）
所以△t1＜△t2．故C不符合题意，D符合题意．
7. 甲、乙两物体同时从同一地点沿同一方向做直线运动的速度—时间图像如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A. 两物体两次相遇的时刻是2s末和6s末
B. 4s末甲在乙前面
C. 在0～6s内，两物体相距最远的时刻是1s末
D. 乙物体先向前运动2s，随后向后运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．t=2s时乙的位移为
甲的位移为
两者位移相同，又是从同一地面出发，故2s末时二者相遇，同理可判断6s末二者也是相遇，故A正确；
B．4s时甲的位移为
乙的位移为
甲的位移小于乙的位移，故甲在乙后面，B错误；
C．1s末两物体相距的距离等于一个小三角形的面积，而4s末两物体相距的距离等于2-4之间三角形的面积，明显4s末二者的距离最大，故C错误；
D．乙的速度一直为正，说明其运动方向始终未发生变化，故D错误。
故选A。
8. 如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间的动摩擦因数为(　　)
A. 2－ B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即：，当拉力倾斜时，物体受力分析如图
由平衡条件得：，，又，得摩擦力为：，联立解得：，故选C.
二、多选题（共4小题，漏选得2分，多选错选不得分）
9. 一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其 -t图象如图所示，则 (　　)
A. 质点在1 s末的速度为1.5 m/s B. 质点在第1 s内的平均速度为1.5 m/s
C. 质点做匀速直线运动，速度为0.5 m/s D. 质点做匀加速直线运动，加速度为1 m/s2
【答案】BD
【解析】
【详解】由图得＝1＋0.5t.根据x＝v0t＋at2，得＝v0＋at，对比可得v0＝1 m/s， a＝0.5 m/s2，则加速度为a＝2×0.5 m/s2＝1 m/s2.由图知质点的加速度不变，说明质点做匀加速直线运动；
A.质点在1 s末的速度v＝v0＋at＝2 m/s，选项A不符合题意；
B.质点在第1 s内的平均速度m/s＝1.5 m/s，故B符合题意．
CD. 质点做匀加速直线运动，加速度为1 m/s2，选项C不符合题意，选项D符合题意；
10. 如图甲、乙所示的位移－时间（x－t）图像和速度－时间（v－t）图像中，给出了四条曲线1、2、3、4，分别代表四个不同物体的运动情况，则下列说法中正确的是（　　）
A. 图线1、3表示物体做曲线运动
B. x－t图像中，0～t1时间内图线1和2代表的物体的平均速度相等
C. v－t图像中，t4时间内图线3代表的物体的加速度大于图线4代表的物体的加速度
D. 甲、乙两图像中，t2、t5时刻分别表示图线2、4代表的物体开始反向运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A．无论速度时间图像还是位移时间图像只能表示物体做直线运动，而不能表示物体做曲线运动，故A错误；
B．在x-t图线中0～t1时间内物体1和2的位移相同，时间也相等，故平均速度相同，故B正确；
C．在v－t图线中图线的斜率表示物体的加速度，在0～t4时间内的前半段图线3的斜率小于图线4的斜率，a3a4，故3的瞬时加速度不是总大于4的瞬时加速度，故C错误；
D．x－t图线的斜率等于物体的速度，斜率大于0，表示物体沿正方向运动；斜率小于0，表示物体沿负方向运动，而t2时刻之前物体的运动沿正方向，t2时刻之后物体沿负方向运动，故t2时刻开始反向运动。v－t图像中速度的正负表示运动方向，从0～t5这段时间内速度为正，故t5时刻反向运动，故D正确。
故选BD。
11. 在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节力传感器高度可使细绳水平），滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮可使桌面上部轻绳水平），整个装置处于静止状态。实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图像如图乙，则结合该图像，下列说法正确的是（　　）
A. 可求出空沙桶的重力
B. 可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小
C. 可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小
D. 可判断第50 s后小车做匀速直线运动（滑块仍在车上）
【答案】ABC
【解析】
分析】
【详解】A．t＝0时刻，力传感器显示拉力为2N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2N，由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N，A正确；
BC．t＝50 s时静摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5N，同时小车启动，说明沙子与沙桶总重力等于3.5N，此时摩擦力突变为滑动摩擦力，滑动摩擦力大小为3N，BC正确；
D．此后由于沙子和沙桶总重力3.5N大于滑动摩擦力3N，故50s后小车将做匀加速运动，D错误。
故选ABC。
12. 如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g。现使小车以加速度a向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（　　）
A. 杆对小球弹力一定竖直向上
B. 杆对小球的弹力一定沿杆向上
C. 杆对小球的弹力大小为mg
D. 杆对小球的弹力大小为F＝
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．对小球受力分析如图
由图可知，当a大小变化时，杆上的弹力与竖直方向夹角变化，方向不一定沿杆，但一定是斜向上，且F>mg，故ABC错误；
D．由几何关系可知
F＝
故D正确。
故选D。
三、实验题（每空2分，共14分）
13. 某同学在做研究匀变速直线运动规律的实验时，获取了一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个点(未标出)，计数点间的距离如图所示．由于粗心，该同学忘了测量3、4两个计数点之间的距离(电源频率为50 Hz)．求：
(1)6号计数点的瞬时速度的大小v6＝________m/s．(保留三位有效数字)
(2)利用逐差法处理数据，可得加速度a＝______m/s2．(保留三位有效数字)
(3)计数点3、4之间的距离是x4＝________cm．(保留三位有效数字)
【答案】 ①. (1)0.413　 ②. (2)0.496　 ③. (3)2.90
【解析】
【详解】（1）每相邻两计数点间还有4个打点未标出，则周期T=0.02×5=0.1s；时间中点的速度等于该过程中的平均速度，
（2）根据匀变速直线运动的推论，结合逐差法，那么滑块的加速度为：
（3）依据相等时间内，位移之差相等，即x24-x02=x46-x24；
解得：，
因此x4=2.89×10-2m．
点睛：要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，掌握求解瞬时速度与作差法求解加速度的方法．
14. 完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤：
(1)如图甲所示，用两个弹簧测力计分别钩住细绳，互成角度地拉像皮条，使橡皮条伸长，记下结点O点的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向
(2)如图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到_________，记下细绳套的方向（如图丙中的c），读得弹簧测力计的示数F=_______________
(3)如图丙，按选定的标度作出了力F1、F2的图示。请在图丙中：
a．按同样的标度作出力F的图示___；
b．按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F'_____
(4)若有F'与F_______则平行四边形定则得到验证。
【答案】 ①. O ②. 4.0 ③. ④. ⑤. 大小相等，方向相同
【解析】
【详解】(2)[1]如图乙，用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O，记下细绳套的方向
[2]由图乙可知，测力计的最小分度为0.2N，则示数为4.0N
(3)[3][4]按力的图示方法作出力F的图示如图所示，根据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F′，如图所示
(4)[5]若有F′与F大小相等，方向相同，则平行四边形定则得到验证
四、计算题（共48分）
15. 如图所示，一辆汽车在平直公路上向右行驶，车上有一木箱，试判断下列情况中木箱所受的摩擦力种类及摩擦力的方向，是阻力还是动力？
（1）汽车由静止向右加速运动时（木箱和车无相对滑动）；
（2）汽车刹车时（木箱和车无相对滑动）；
（3）汽车匀速运动时（木箱和车无相对滑动）；
（4）汽车刹车，木箱在车上滑动时；
（5）汽车突然加速，木箱在车上滑动时。
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析；（4）见解析；（5）见解析
【解析】
【详解】（1）木箱随汽车一起由静止加速运动，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原有的静止状态，因此它将相对于汽车向后滑动。而实际上木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向右运动的趋势，所以木箱受到向右的静摩擦力，该摩擦力为动力；
（2）汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，而实际上木箱相对汽车没有滑动，说明木箱有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向左的静摩擦力，该摩擦力为阻力；
（3）木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，假设木箱受水平向前的摩擦力，跟木箱接触的物体只有汽车，汽车最多能对它施加两个力（支持力F1和摩擦力F2），由二力平衡知，F1与G平衡，但没有力与F2平衡，木箱不能做匀速直线运动，这与题意矛盾，所以假设错误，即木箱不受摩擦力；
（4）汽车刹车时，木箱相对于汽车向右滑动，此时木箱受到向左的滑动摩擦力，该摩擦力为阻力；
（5）汽车突然加速，木箱将相对于汽车向左滑动，此时木箱受到向右的滑动摩擦力，该摩擦力为动力。
16. A、B两车在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小为v1=8 m/s，B车的速度大小为v2=20 m/s，如图所示。当A、B两车距离x0=28m时，B车因前方突发情况紧急刹车（已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动），加速度大小为a=2m/s2，从此时开始计时，求：
（1）A车追上B车之前，两者相距的最大距离。
（2）A车追上B车所用的时间。
【答案】（1）64 m；（2）16 s
【解析】
【分析】
【详解】（1）当A、B两车速度相等时，相距最远，根据速度关系得
代入数据解得
此时，根据位移公式得
得
代入数据解得
（2）B车从刹车到停止运动所用时间
运动的位移
此时
则
可见此时A车并未追上B车，而是在B车停止后才追，之后A车运动时间为
故所求时间为
17. 如图，竖直平面内有一圆形轨道，其半径R=2m，质量m=1kg的小球从平台边缘A处以v0=6m/s的速度水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内，轨道半径OP与竖直线的夹角为53°，不计空气阻力，已知：sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2，求：
（1）小球从A点到P点所用时间；
（2）小球从A点到P点之间的水平距离x；
（3）若小球沿轨道通过圆弧的最低点B时速度大小为vB=m/s，求小球通过最低点时轨道对它的支持力的大小。
（4）若小球恰能够通过最高C点，求小球在轨道内克服阻力做的功。
【答案】（1）0.8s；（2）4.8m；（3）68N；（4）8J
【解析】
【详解】（1）从A到P过程中，小球做平抛运动，有
解得
（2）在水平方向上，有
解得
（3）通过B点时，根据牛顿第二定律，有
解得
（4）若小球恰能够通过最高C点，有
小球在P点的速度大小为
小球从P到C，根据动能定理可得
解得