湖南省永州市蓝山县第二中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷（含答案）

湖南省永州市蓝山县第二中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题
一、单选题
1．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是（　　）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B．根据速度定义式，当非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法
D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
2．平衡术对人的观察能力和动手能力要求较高，极其锻炼人的耐心。小强同学在海边堆放了一些石块，如图所示，石块A、B的接触面水平，不计空气的作用力，下列说法正确的是（　　）
A．最上面的石块D一定只受两个力作用
B．心形石块E一定不受摩擦力作用
C．石块C可能受到6个力的作用
D．石块B对石块A的作用力方向一定竖直向上
3．我国运动员郑钦文获得2024年巴黎奥运会网球女子单打金牌，她的成功是勤奋训练的结果。如图所示，她在某次训练中将离地1.25m的网球以13m/s的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离为4.8m。当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45m的P点。网球碰墙后垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍，平行墙面的速度分量不变。已知重力加速度g取。则下列正确的是（ ）
A．网球从击球点到P点的时间为1.3s B．网球达到P点时速度大小为5m/s
C．网球碰墙后速度大小为3m/s D．网球落地点到墙壁的距离为3.6m
4．如图所示，不可伸长的刚性连杆、可绕图中、、三处的转轴转动，杆长为，小球A以速度沿逆时针方向做匀速圆周运动时，滑块B沿直线做往复运动，当连杆与水平方向的夹角为，杆与杆的夹角为时，滑块B的速度大小为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，一光滑的圆管轨道固定在竖直平面内，质量为m的小球在圆管内运动，小球的直径略小于圆管的内径。轨道的半径为R，小球的直径远小于R，可以视为质点，重力加速度为g。现从最高点给小球以不同的初速度v，关于小球的运动，下列说法正确的是（　　）
A．小球运动到最低点，对外管壁的最小压力为4mg
B．若小球从静止沿轨道滑落，当滑落高度为时，小球与内、外管壁均没有作用力
C．小球能再运动回最高点的最小速度
D．当时，小球在最低点与最高点对轨道的压力大小之差为5mg
6．如图所示，将两块光滑平板OA、OB固定连接，构成顶角为60°的楔形槽，楔形槽内放置一质量为m的光滑小球，初始时整个装置保持静止，OB板竖直。现使楔形槽绕O点顺时针缓慢转动至OA板竖直的过程中，（重力加速度为g）以下说法正确的是（　　）
A．OA板对小球的作用力先减小后增大
B．OB板对小球的作用力先增大后减小
C．OA板对小球作用力的最大值为2mg
D．OB板对小球的作用力大小为mg时，OA板对小球的作用力大小也为mg
二、多选题
7．下列描述直线运动的四个图像中，a为加速度，x为位移，v为速度，t为时间，其中B、D选项中的图像皆为抛物线，则所描述的运动一定是初速度为零的匀加速直线运动的是（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，为皮带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角，A、B两端相距4.45m，质量为的物体以的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5（g取，，），下列说法中正确的是（　　）
A．开始时物体的加速度大小一定为
B．若传送带不转动，物体沿传送带上滑的最大距离是1.25m
C．若传送带逆时针运转的速度，物体沿传送带上滑的最大距离是1.25m
D．若传送带顺时针运转的速度，物体从A点到达B点所需的时间是2s
9．如图甲所示，光滑水平面与竖直面内的粗糙程度均匀的半圆形导轨在点平滑相接，半圆形导轨半径，为半圆形导轨的中点。一质量为的物体（可视为质点）将弹簧压缩到点后由静止释放，在弹力作用下获得向右的速度后脱离弹簧，从点进入半圆形导轨，物体在半圆形导轨上运动时速度的平方与其上升高度的关系如图乙所示，重力加速度，则（　　）
A．弹簧压缩到点时弹簧的弹性势能为
B．物体运动到点时对半圆形导轨的压力大小为
C．物体从运动到的过程中，合力对物体做的功为
D．物体从运动到的过程中，物体的机械能减少了
10．如图所示，两条不可伸长轻绳分别连接质量相同的两个可视为质点的小球，悬挂在天花板上。若两个小球能以相同的角速度在水平面内做匀速圆周运动，则关于两小球的位置关系，可能是下列图中的（　　）
A． B．
C． D．
三、实验题
11．某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为 N。
（2）下列不必要的实验要求是 。（请填写选项前对应的字母）
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针示数稍稍超出量程，请你提出一个解决办法 。
12．学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究小车加速度与合外力之间的关系。实验操作步骤如下：
①按图甲安装实验器材，平衡阻力；
②使小车靠近打点计时器，在砂桶中加入适量的砂，启动电源，释放小车，稳定时读出弹簧测力计的示数；
③改变砂桶中砂的质量，换用新纸带，重复实验；
④计算出不同纸带对应的加速度值；
⑤进行数据处理。
(1)关于本实验，下列说法正确的是___________。
A．平衡阻力时，应取下纸带，将木板的右端适当垫高
B．安装器材时，应调整滑轮高度，使木板上方绳子与木板平行
C．需要满足小车的质量远大于砂桶（含砂）的总质量
(2)某次实验中打出纸带的一部分如图乙所示，已知打点计时器所用交流电的频率为，纸带上标出的每两个相邻计数点之间还有四个计时点未画出，则打点计时器打下第5个计数点时，小车的速度大小为 m/s；充分利用图乙所给数据，可求出小车的加速度大小为 。（计算结果均保留三位有效数字）
(3)某次实验中，小李用滑块替代小车，调节木板水平，不平衡摩擦力，经数据处理得到了如图丙所示的图像。不计滑轮、轻绳的质量，不计轻绳与滑轮间的摩擦力，不计空气阻力。由图丙可知，滑块的质量为 ；若取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块和木板间的动摩擦因数为 。（计算结果均保留一位有效数字）
四、解答题
13．如图所示，将一质量为的小球自水平平台右端O点以一定的初速度水平抛出，小球飞离平台后经0.4s由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC，轨道半径，CB为其竖直直径。，。求：
(1)平台末端O点到A点的竖直高度H；
(2)小球到达A点的速度大小；
(3)小球在A点时对轨道的压力大小。
14．如图所示，在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板B，在长木板的中点P放有一质量为（可视为质点）的小物块A，开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B，重力加速度。求：
（1）当A刚好相对B开始滑动时，水平拉力的大小；
（2）若水平拉力，A所受到的摩擦力大小；
（3）若水平拉力，要使A刚好不滑离B，则作用多长时间后撤去？并求A最终停在B上的位置。
15．如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，倾角也为的传送带下端B非常靠近斜面上端，斜面与传送带上表面在同一平面上。传送带的长l＝4.8m，以v＝2m/s的速度沿顺时针匀速转动。一根轻弹簧放在斜面上，与斜面底端的固定挡板连接，质量为1kg的物块放在斜面上，用力向下推物块压缩弹簧，在A点时由静止释放物块，物块沿斜面向上运动，滑上传送带并从C点抛出，上升到最高点时速度为1.6m/s，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，A、B间的距离为2m，重力加速度。
(1)求物块在传送带上运动的时间；
(2)物块与传送带间因摩擦产生的热量及弹簧被压缩具有的最大弹性势能；
(3)若斜面是粗糙的，将传送带改为沿逆时针方向匀速转动，速度大小不变，上述物块压缩弹簧仍在A点由静止释放，结果物块刚好不能从传送带C点滑出，求物块与斜面间的动摩擦因数以及物块第一次在传送带上滑行的时间。（结果可带根号）
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D B C B D BC BC BC AD
11． 3.6 D 改变弹簧测力计B的拉力大小
12．(1)B
(2)
(3)
13．(1)0.8m
(2)
(3)5.6N
【详解】（1）小球在竖直方向做自由落体运动
（2）小球到达点时竖直速度为，
则
（3）小球在轨道受到的支持力为，
所以
根据牛顿第三定律轨道受到的压力为
14．（1）12N；（2）0.5N；（3），最终停在B上离B左端1.5m的位置
【详解】（1）当A与B刚好相对滑动时，A、B之间为滑动摩擦力，对A有
解得
当A、B刚要相对滑动时，设拉力大小为，对A、B有
解得
（2）由于
且
故A、B一起做匀加速运动，对A、B整体有
解得
对A有
解得
（3）由于水平拉力
故A、B相对滑动，对A有
解得
对B有
解得
设拉力作用时最终小物块刚好没有滑离长木板，则时间内小物块速度和位移分别为
，时间内木板的速度和位移分别为
，
此过程中A相对B向左滑动距离
水平拉力撤去后，设再经时间，A、B刚好共速，因A的受力不变，故A继续加速，加速度仍然为
B做减速运动，且有
解得
则有
此过程中A相对B向左滑动
此时A刚好滑到B最左端，则有
联立解得
，
即作用1s时间后撤去，A刚好不从B的左边滑离。由于A、B间动摩擦因数小，故共速后A相对B向右滑动，A向右减速，加速度大小仍然为
B向右减速，设加速度大小为，则有
解得
此后，A、B分别运动、后停下，有
，
A相对B向右滑动了
即A最终停在B上离B左端1.5m的位置。
15．(1)0.8s
(2)12.8J，
(3)
【详解】（1）设在最高点的速度为v＇，物块运动到C点时速度大小为，则
解得
由于
因此物块在传送带上不可能向上做匀速或加速运动，即物块在传送带上一直以相同的加速度做减速运动，做减速运动的加速度
设物块在B的速度大小为，由运动学公式有
解得
在传送带上运动的时间
（2）物块与传送带间的相对位移
因摩擦产生的热量
根据机械能守恒得
解得
（3）设物块第一次运动到B点的速度为，根据运动学公式
解得
设物块与斜面间的动摩擦因数为，根据功能关系
解得
物块在传送带上向上运动过程中，运动的时间
物块从传送带顶端向下加速运动，至与传送带速度相等，时间
运动的距离
物块以v＝2m/s的初速度继续向下做加速运动，加速度大小
向下运动的距离
设离开传送带时的速度为，则
解得
即物块以2m/s初速度在传送带上继续下滑时间
物块第一次在传送带上的时间