吉林省长春市长春汽车经济技术开发区第三中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题（解析版）

汽开三中2023--2024学年度下学期期末考试高二物理试卷注意事项：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共3页，总分100分，考试时间75分钟。一、单选题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。1.运动员以图示的姿势静止于水平地面上，则运动员（）A.一定受到摩擦力B.对地面的压力就是重力C.受到的支持力和重力是一对平衡力D.受到的支持力是由于脚掌形变产生的【答案】C【解析】【详解】A．运动员静止于水平地面上，水平方向受力平衡，可知运动员不受摩擦力的作用，故A错误；B．运动员对地面的压力大小等于运动员的重力大小，压力、重力是不同性质的力，故运动员对地面的压力不是重力，故B错误；C．运动员受到的支持力和重力是一对平衡力，故C正确；D．运动员受到的支持力是由于地面形变产生的，故D错误。故选C。2.某汽车正以72km/h的速度在公路上行驶，临近某斑马线，为“礼让行人”，若以5m/s2的加速度刹车，则以下说法中错误的是（）A.刹车后2s时的速度大小为10m/s B.汽车刹车过程的平均速度为10m/sC.刹车最后1s的位移大小为2.5m D.刹车后5s内的位移大小为37.5m【答案】D【解析】【详解】A．刹车后至停止运动，所用时间为则刹车后2s时的速度大小为故A正确，不符合题意；B．汽车刹车过程的平均速度为故B正确，不符合题意；C．逆向分析可得，刹车最后1s的位移大小为故C正确，不符合题意；D．汽车刹车后4s停止运动，则刹车后5s内的位移大小即为4s内的位移故D错误，符合题意。故选D。3.火星表面特征非常接近地球，可能适合人类居住．2010年，我国志愿者王跃参与了在俄罗斯进行的“模拟登火星”实验活动．已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期基本相同．地球表面重力加速度是g，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是（）A.王跃在火星表面所受火星引力是他在地球表面所受地球引力的倍B.火星表面重力加速度是C.火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍D.王跃在火星上向上跳起的最大高度是【答案】C【解析】【分析】【详解】A．根据可知A错误；B．这样火星表面的重力加速度是B错误；C．根据可得可以求出火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍，C正确；D．根据若起跳速度相同时，若在地球上跳起的最大高度为h，在火星上向上跳起的最大高度是，D错误．故选C。4.如图，两光滑直杆OA、OB成60°夹角固定在竖直平面内，其角平分线OC竖直。质量均为m的甲、乙两小环套在杆上，用轻质弹簧相连，开始时两环在同一高度且弹簧处于原长状态。将两环同时由静止释放，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。在两环沿直杆下滑的过程中，下列说法正确的是（）A.两环的加速度一直减小B.两环的速度先增大后减小C.两环与杆间的弹力先增大后减小D.两环的加速度为零时，弹簧的弹性势能最大【答案】B【解析】【详解】AB．根据对称性可知，两环在沿直杆下滑的过程中运动情况相同。以甲环为研究对象，在下滑的过程中受到重力、垂直杆向左上的弹力以及弹簧伸长产生的水平向右的弹力。沿杆和垂直与杆建立坐标系：沿杆方向，随着甲环的下滑，重力沿杆的分力不变，弹簧弹力沿杆方向的分力不断增大，甲环做加速度不断减小的加速运动；当弹簧弹力沿杆的分力与重力沿杆的分力相等时，甲环加速度为零，速度达到最大值；之后甲环的继续下滑过程中，弹簧弹力沿杆的分力大于重力沿杆的分力，甲环做加速度不断增大的减速运动直到速度减小到零，故A错误，B正确；CD．垂直杆方向，重力垂直杆的分力和弹簧弹力垂直杆的分力的矢量合平衡杆对环的弹力，随着环沿杆的下滑，弹簧形变不断增大，弹簧弹力不断增大，弹簧弹力垂直杆的分力不断增大，杆对环的弹力不断增大，当两环的速度为零时，弹簧的弹性势能最大，故C、D错误。故选B。5.一物块在水平地面上沿直线滑行，时其速度为，从此刻开始在物块运动方向上再施加一水平作用力，力与物块的速度随时间变化的规律分别如图甲、乙所示。则下列说法中正确的是（）A第1秒内水平作用力做负功B.第2秒内合力做功为C.第3秒内水平作用力不做功D.0~3秒内水平作用力所做总功为【答案】B【解析】【分析】【详解】A．第1秒内加速度大小为第1秒内有，第2秒内加速度大小为第2秒内有，第3秒内有联立解得第1秒内水平作用力做正功，所以A错误；B．由动能定理可得第2秒内合力做功为所以B正确；C．第3秒内水平作用力也做正功，所以C错误；D．第1秒内位移为第2秒内位移为第3秒内位移为0~3秒内水平作用力所做总功为所以D错误；故选B。6.如图所示为某同学站在压力传感器上做“下蹲”或“起立”动作时传感器记录的压力随时间的变化图像，已知重力加速度g=10m/s2，则（）A.该图像反映了该同学的起立过程B.此过程中该同学一直处于失重状态C.b点对应的时刻该同学的速度达到最大D.a点对应时刻该同学的加速度大小约为4m/s2【答案】C【解析】【详解】AB．人在下蹲过程中会经历加速运动和减速运动两个过程，人在加速运动的过程中处于失重状态，F小于人的重力，人在减速运动过程中处于超重状态，F大于人的重力，因此该图像反映了该同学下蹲过程中两个不同的运动阶段，故AB错误；B．b点之前处于失重状态，重力大于支持力，该同学处于加速状态，b点之后处于超重状态，重力小于支持力，该同学处于减速状态，所以b点对应的时刻该同学的速度达到最大，故C正确；D．该同学的重力G=500Na点对应时刻该同学受到的支持力F=200N加速度大小为故D错误。故选C。7.如图甲所示，无人机从地面竖直起飞，运动一段时间后因动力系统发生故障无法继续提供动力，最终到达某一高度处速度减为零。图乙是无人机从地面上升开始计时的图像。已知无人机飞行时所受阻力大小恒为，重力加速度，则（）A.无人机的质量为B.内的加速度和的加速度之比为，且方向相反C.时无人机升至最高点，位移大小为D.无人机动力系统未发生故障时提供的动力大小为【答案】A【解析】【详解】AB．根据图像的斜率表示加速度，可知无人机在内的加速度大小为无人机在内的加速度大小为可知内的加速度和的加速度之比为，且方向相反；失去升力后无人机在重力和阻力的作用下减速上升，根据牛顿第二定律可得解得无人机的质量为故A正确，B错误；C．根据图像与坐标横轴围成的面积表示位移的大小，可知时无人机升至最高点，位移大小为故C错误；D．无人机动力系统未发生故障时，根据牛顿第二定律可得解得无人机提供的动力大小为故D错误。故选A。二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为θ的光滑斜面上，用始终平行于斜面向上的恒力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，为了增加轻线上的张力，可行的办法是()A.增大A物块的质量B.增大B物块的质量C.增大倾角θD.增大拉力F【答案】BD【解析】【详解】根据牛顿第二定律得：对整体：得对B：得到，轻线上张力,可见要增加，可减小A物的质量，或增大B物的质量故选BD【点睛】本题是连接体问题，两个物体的加速度相同，采用整体法与隔离法交叉使用的方法，考查灵活选择研究对象的能力．9.如图所示，将小球从倾角为37°的斜面上的A点先后以不同速度向右水平抛出，小球分别落到斜面上的B点、C点，以及水平面上的D点。已知C点为斜面底端点，A、B、C、D相邻两点在水平方向间隔之比为1∶2∶3，不计空气阻力，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）则（）A.三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间均不同B.小球落到B、C两点时，速度方向均相同C.若小球落到C、D两点，则两次抛出时小球的初速度大小之比为2∶3D.若小球落到B、D两点，则两次抛出时小球的初速度大小之比为∶6【答案】BD【解析】分析】【详解】A．小球在空中飞行的时间由其竖直方向的高度决定，落至C、D过程中竖直位移相同，故时间相同，A中的“均不同”说法错误，故A错误；B．小球落在B、C两点都是在斜面上，故位移与水平方向的夹角相同，设斜面夹角为，速度与水平方向的夹角为，由平抛运动的推论因为小球落到B、C两点时，位移与水平方向的夹角相同，所以速度方向均相同，故B正确；C．若小球落到C、D两点，由得出高度相同，下落的时间相同，由题可知水平位移之比为1∶2，由可得两次抛出的初速度之比为1∶2，故C错误；D．小球落至B、D两点，竖直位移之比为1∶3，由得得出用时之比为，水平位移之比为，由可得两次抛出的初速度之比为，故D正确。故选BD。10.如图甲所示，倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运动，将质量的物体轻轻放在传送带上的A处，经过到达传送带的B端，物体在传送带上运动的速度时间图像如图乙所示，重力加速度，则（）A.物体与传送带间的动摩擦因数为B.传送带的倾角C.A、B两点间的距离为D.物体与传送带因摩擦产生的热量为【答案】CD【解析】【详解】AB．物体在传送带上先做加速度大小为的匀加速直线运动，加速度大小对物体受力分析可得然后做加速度大小为的匀加速直线运动，加速度大小对物体受力分析可得联立解得AB错误。C．物体由A到B的距离对应图像所围的“面积”，为C正确；D．由vt图像可知，传送带的速率为，则两部分相对位移分别为所以物体与传送带因摩擦产生的热量为D正确。故选CD。三、实验题：本大题共2小题，共14分。11.物理实验小组用如图（a）所示装置，探究加速度与力、质量的关系。现研究质量不变的情况下，加速度与力的关系。（1）关于本实验，下列说法正确的是。A.必须平衡摩擦力 B.必须控制槽码质量不变C.必须控制小车质量不变 D.必须保证槽码的质量远小于小车的质量（2）某同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带（两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________m/s2（结果保留三位有效数字）。（3）按正确操作完成实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a−F图像是一条过原点的直线，如图（c）所示，若直线斜率为k，则小车（包含定滑轮）的质量为________（用k表示）。【答案】（1）AC（2）2.00（3）【解析】【小问1详解】A．实验中必须平衡摩擦力，选项A正确；BC．研究质量不变的情况下，加速度与力的关系时，必须控制小车质量不变，选项B错误，C正确；D．因为有弹簧测力计测量小车受的拉力，则不需要保证槽码的质量远小于小车的质量，选项D错误。故选AC。【小问2详解】小车的加速度大小为【小问3详解】由牛顿第二定律即由图像可知解得12.如图为测量物块与斜面之间动摩擦因数的实验装置示意图，斜面的倾角为。实验步骤如下：A．用游标卡尺测量遮光条的宽度，用米尺测量两光电门之间的距离；B．让物块从光电门1的右侧由静止释放，分别测出遮光条经过光电门1和光电门2所用的时间和，求出加速度；C．多次重复步骤（2），求出的平均值；D．根据上述实验数据求出动摩擦因数。回答下列问题：（1）本实验________（选填“需要”或“不需要”）用天平测量物块和遮光条的总质量。（2）测量时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为）的示数如图所示，其读数为________。（3）物块的加速度大小可用、、和表示为________；动摩擦因数可用、和重力加速度大小表示为________。【答案】（1）不需要（2）10.60（3）①.②.【解析】【小问1详解】实验中要求解动摩擦因数则可得则本实验不需要用天平测量物块和遮光条的总质量。【小问2详解】游标卡尺读数1cm+0.05mm×12=10.60mm【小问3详解】[1][2]滑块经过两个光电门时的速度分别为根据可得根据可得四、计算题：本大题共3小题，共30分。13.如图甲所示是一跳台滑雪运动员比赛的画面，运动员（可视为质点）从高台飞出，落到倾斜的着陆坡后调整姿势，在A点以初速度沿直线匀加速下滑，到达坡底B点再匀减速滑行一段距离后停下，如图乙所示。已知运动员及装备的总质量，倾斜滑道的倾角，运动员沿斜面下滑到达坡底时的速度，运动员从倾斜滑道进入减速区顺间的速度大小不变，进入减速区后，运动员受到阻力变为，两个过程滑行的总时间为，不计空气阻力（，）求：（1）运动员沿水平轨道的位移大小；（2）运动员在倾斜滑道上受到的阻力大小；（3）运动员在这两个过程中运动的总路程。【答案】（1）55m；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由牛顿第二定律得得根据解得根据运动学公式得（2）由得则得（3）根据运动学公式则14.质量的物块（可视为质点）以的速度滑上静止在光滑地面上的长为的长木板，木板质量为。已知物块与木板间的动摩擦因数，最后物块恰好没有滑出长木板，g取。问：（1）物块和木板的加速度大小分别为多大；（2）小物块最终的速度；（3）长木板的长度是多少？【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）物块的加速度为木板的加速度为（2）设速度相等所用时间为t解得（3）木板长度为15.光滑圆弧轨道AB处于竖直平面内，半径，所对圆心角为60°。水平粗糙传送带BC长度为。CD是水平