安徽省六安市第一中学2020_2021学年高二物理下学期期末考试试题

安徽省六安市第一中学2020-2021学年高二物理下学期期末考试试题

满分：100分  时间：90分钟

一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48每小题给出的四个选项中，1～8题只有一项选择是正确的，9～12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1.在人工智能机器人跑步比赛中，时两机器人位于同一起跑线上，机器人甲、乙运动的速度-时间图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A.机器人乙起跑时，机器人甲正好跑了

B.机器人乙从起跑开始，经后刚好追上机器人甲

C.机器人甲、乙相遇之前的最大距离为

D.机器人乙超过机器人甲后，甲、乙可能再次相遇

2.如图所示，在一平直公路上，一辆汽车从O点由静止开始做匀加速直线运动，已知在内经过相距的AB两点，汽车经过A点时的速度为，则（　　）

A.汽车从O点到A点需要的时间为

B.A点与O点间的距离为

C.汽车经过B点的速度大小为

D.汽车从A点到B点的平均速度大小为

3.一杂技演员，用一只手抛球接球.他每隔△t时间竖直向上抛出一球，手里始终有一个球，即后一个球落下时抛出手里的球并立即抓住落下的球（设抛、接球的时间差忽略不计），总共有5个球.如将球的运动看作是竖直上抛运动球与球不会碰撞，且每个球上升的最大高度都是，g取.那么（　　）

A.

B.

C.小球被抛出的速度大小为

D.当有球恰入手的瞬间，其余四个小球的速度大小要么为要么为

4.如图，在竖直平面内，有一直角三角形金属框架，底边水平.质量为的小球a和质量为的小球b套在框架上，可以无摩擦地滑动.a、b之间不可伸长的细线连接.当系统处于平衡时，关于细线上的张力F及细线与金属框架形成的夹角，下列说法正确的是（　　）

A.， B.，

C.， D.，

5.一定质量的小球用a、b、c三根轻弹簧固定，三根弹簧互成120°角且均在竖直平面内，且弹簧a在竖直方向，如图所示.已知小球静止时三根弹簧的弹力大小均为F，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A.三根弹簧均被拉伸 B.三根弹簧均被压缩

C.弹簧a可能被拉伸 D.小球的质量为

6.如图为一个水平传感器的简易模型，截面为内壁光滑竖直放置的正三角形，内部有一个略小于三角形内切圆的小球，三角形各边有压力传感器，通过测出小球对三边压力的大小，信息处理器可显示摆放处的倾角.图中边恰好处于水平状态，现将其以C为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到边第一次转至水平状态，则在转动过程中（　　）

A.球对边的压力一直增大 B.球对边的压力一直减小

C.球对边的压力先增大后减小 D.球对边的压力先减小后增大

7.如图所示，A、B是粗糙水平面上的两点，O、P、A三点在同一竖直线上，且，在P点处固定一光滑的小立柱，一小物块通过原长为的弹性轻绳与悬点O连接.当小物块静止于A点时，小物块受到弹性轻绳的拉力小于重力.将小物块移至B点（弹性轻绳处于弹性限度内，且满足胡克定律），由静止释放后小物块沿地面向左运动通过A点，若，则在小物块从B运动到A的过程中（　　）

A.小物块受到的滑动摩擦力保持不变 B.小物块到的滑动摩擦力逐渐减小

C.小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大 D.小物块受到的滑动摩擦力先减小后增大

8.如图所示，小球A被轻质弹簧和细线连接，轻质弹簧另一端固定在左侧竖直墙上，轻质弹簧与竖直方向的夹角为60°，细线另一端固定在右侧竖直墙上，且保持水平，A、B两小球由另一根竖直轻质弹簧连接.开始时A、B两球均静止，某时刻剪断细线，关于剪断细线瞬间A、B的加速度大小、，下列说法正确的是（小球B的质量是小球A的两倍，重力加速度大小为g）（　　）

A. B.，

C.， D.﹐

9.如图所示为儿童乐园里一项游乐活动的示意图，金属导轨倾斜固定，倾角为，导轨上开有一狭槽，内置于一小球，球可沿槽无摩擦滑动，绳子一端与球相连，另一端连接一抱枕，小孩可抱住抱枕与之一起下滑，绳与竖直方向夹角为，且保持不变.假设抱枕质量为，小孩质量为，小球、绳的质量及空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是（　　）

A.小孩与抱枕一起做匀速直线运动 B.分析可知

C.小孩对抱枕的作用力垂直导轨方向向下 D.绳子拉力与抱枕对小孩的作用力之比为

10.如图所示，一足够长的斜面体静置于粗糙水平地面上，小物块在无外界作用下恰能沿着，斜面体匀速下滑，现对小物块施加一水平向右的恒力F，当物块运动到最低点且未停下之直前（整个过程斜面体始终静止不动），相比于未施加F过程，下列说法正确的是（　　）

A.物块与斜面体间的摩擦力增大 B.斜面体与地面间的弹力不变

C.斜面体与地面间的摩擦力方向水平向左 D.斜面体与地面间的摩擦力保持不变

11.如图所示，质量的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接，托盘上放一质量的小物块A，整个装置静止.现对小物块A施加一个竖直向上的变力F，使其从静止开始以加速度做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数，，.以下结论正确的是（　　）

A.变力F的最小值为  B.变力F的最小值为

C.小物块A与托盘B分离瞬间的速度为 D．小物块A与托盘B分离瞬间的速度为

12.在光滑水平地面上放置一足够长的质量为M的木板B如图甲所示，其上表面粗糙，在木板B上面放置一个质量为m、可视为质点的物块A，现在给A一个水平向左的拉力F，用传感器得到A的加速度随外力F的变化关系如图乙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，则（　　）

A.物块A的质量为 B.木板B的质量为

C.A、B之间的动摩擦因数为0.4 D.当A的加速度为时，外力

二、填空题（每空2分，共12分）

13.（1）“验证力的平行四边形定则”实验中，部分实验步骤如下，请完成有关内容：

A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端拴上两根细线；

B.其中一根细线挂上5个质量相等的钩码（记录个数），使橡皮筋拉伸，如图甲所示，

记录：__________、__________；

C.将步骤B中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码（记录个数）用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整B、C的位置，使__________，记录__________；

（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中__________；

（3）用平木板、细绳套、橡皮筋、测力计等做“验证力的平行四边形定则”的实验，为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是__________

A.用测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行

B.两细绳套要适当短些

C.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置

D.用测力计拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好

三、计算题（本大题共40分，解答时要有必要的文字叙述、步骤和演算过程，否则不给分.）

14.（8分）如图质量为m的斜面体a，其倾斜角为.在a上表面放置一质量为M物块b，斜面体上表面对物块有磁性引力，此时物块能保持静止.现用大小为方向竖直向上的力F恰能使a、b贴墙壁向上做匀速直线运动，且a、b相对静止.现改为水平向左的作用力作用在b上，此时b恰好不受摩擦力，且a、b恰能不沿墙壁下滑（重力加速度g取）.求：

（1）a与墙壁间动摩擦因数；

（2）M和m各为多少.

15.（8分）小园想用以下两种方式提起重物.图甲是一用铰链固定于O点的轻杆，通过绳将挂于P端的重物提起；图乙是一端固定于的轻杆（斜角恒定为67°），其另一端N有一光滑滑轮，绳绕过滑轮提起重物.当图甲中杆与水平面成67°夹角时，绳与水平方向夹角为30°；此时图乙中绳与水平方向夹角也为30°，已知重物的重力为，求两种情况下，杆的作用力分别为多少？（，）

16.（12分）如图所示，一辆货车载着许多相同的圆柱形空油桶在高速公路上匀速行驶，由于雾霾影响，该车驾驶员的能见度为.已知每只空油桶质量为，重力加速度g取，不计油桶之间的摩擦力.

（1）货车匀速行驶时，桶C受到桶A给它的支持力为多大？

（2）为防止紧急刹车时桶C脱离桶B砸向前方的驾驶室而发生危险，刹车时的加速度不能超过多少？

（3）为确保安全行驶，货车匀速行驶的速度不能超过多大？

17.（12分）ETC是不停车电子收费系统的简称.最近，安市某ETC通道的通行车速由原来的提高至，车通过ETC通道的流程如图所示.为简便计算，假设汽车以的速度朝收费站沿直线匀速行驶，如过ETC通道，需要在收费站中心线前处正好匀减速至，匀速通过中心线后，再匀加速至正常行驶.设汽车匀加速和匀减速过程中的加速度大小均为，忽略汽车车身长度.求：

（1）汽车过ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小

（2）如果汽车以的速度通过匀速行驶区间，其他条件不变，求汽车提速后过ETC通道过程中比提速前节省的时间.

六安一中2020～2021学年度第二学期高二年级期末考试

物理试卷参考答案

一、选择题

1.【答案】B【解析】A.根据v—t图象与t轴所围面积表示位移，可知机器人乙在时起跑，此时机器人甲跑过的距离故A错误；B.机器人乙起跑后，甲通过的位移，乙通过的位移知说明机器人乙追上甲，故B正确；C.两机器人在速度相等（即）时相距最远，两者间的最大距离等于内的位移之差，则故C错误：D.机器人乙超过机器人甲后，乙的速度总比甲的大，则甲、乙不可能再次相遇，故D错误.

2.【答案】C【解析】D.汽车从A点到B点的平均速度大小为故D错误；C.根据匀变速直线运动平均速度关系式，有代入数据，有故C正确；AB.根据加速度定义式，有汽车从O点到A点需要的时间满足解得A点与O点间的距离为故AB错误，故选C.

3.【答案】B【解析】AB.每个球的最大高度都是，根据，解得，根据竖直上抛的对称性可知，手中有一个球，空中有四个球，在抛接球时，空中有三个球，有1个在上升，1个下降，一个在最高点，共4个时间间隔，故，故A错B对；C.由公式可知，小球被抛出的速度大小为故C错误；D.当有球恰入手的瞬间，其余4个小球一个在最高点，其速度为零；一个刚抛出，其速度为；1个在上升，1个下降，速度等大反向，故D错.

4.【答案】A【解析】分别对两小球受力分析有，，

解得，故选A.

5.【答案】D【解析】三根弹簧互成120°角且弹力大小相等均为F，小球平衡时b、c弹力的合力必在竖直方向上，所以b、c两弹簧同为拉伸或压缩，两弹力的合力，且三弹簧的弹力的合力等于小球重力，即，等式左侧只能取“+”，且合力竖直向上，故弹簧α的弹力向上，弹簧被压缩，b、c两弹簧的合力向上，弹簧被拉伸，选项A、B、C均错误；由可得，小球质量，ABC错误，D正确.故选D.

6.【答案】C【解析】借助于动态平衡矢量三角形，并利用同弦对应的圆周角一定，动态分析可得边弹力一直增大，边弹力先增大，后减小.

7.【答案】B【解析】对小物块受力分析，因为，设弹性轻绳开始原长到A点的伸长量为，

则在A点物块对地面的压力

设在B点绳子与竖直方向的夹角为θ，则物块在B点弹性轻绳中的张力

则物块在B对地面的压力为

因为，小物块从B运动到A的过程中，绳与竖直方向的夹角减小，增大，物块对地面的正压力减小，由可知，小物块受到的滑动摩擦力逐渐减小.故选B.

8.【答案】D【解析】设两个小球的质量为和m，以球整体作为研究对象，A处于静止状态受力平衡，由平衡条件得细线拉力，剪断细线瞬间弹簧的弹力没有变化，A球受到的合力与原来细线的拉力大小相等，方向相反，由牛顿第二定律得，B球的受力情况不变，则加速度仍为0.故选D.

9.【答案】BC【解析】AB.由于球沿斜槽无摩擦滑动，系统具有相同的加速度，则，解得做匀加速直线运动隔离对小孩和抱枕分析，加速度解得可得，A错误B正确；C.对抱枕分析，受重力、拉力、小孩对抱枕的作用力，因为沿绳子方向合力为零，平行导轨方向的合力为可知小孩对抱枕的作用力与绳子在同一条直线上，C正确；D.对人和抱枕整体分析，根据平行四边形定则知，绳子的拉力，抱枕对小孩的作用力方向沿绳子方向向上，大小为﹐则绳子拉力与抱枕对小孩的作用力之比为，D错了.

10.【答案】AD【解析】物块与斜面体间的摩擦力增大，A对；小物块对斜面体的摩擦力和压力都变大，所以斜面体对地的弹力增大，B错；未加力F时，物块做匀速运动，，，未加力F时，斜面体对物块的合力方向竖直向上，根据牛顿第三定律，物块对斜面体的合力方向竖直向下，地面对斜面体没有摩擦力；加水平力F后，，加力F后，斜面体对物块的合力方向仍然竖直向上，根据牛顿第三定律，物块对斜面体的合力方向仍然竖直向下，所以斜面体与地面间仍然没有摩擦力，D对C错.

11.【答案】BD【解析】AB.AB整体受力产生加速度为，当最大时，F最小，即刚开始施力时，最大等于重力，力F最小，B正确，A错误；CD.刚开始，弹簧的压缩量，分离时，其间恰好无作用力，对托盘，由牛顿第二定律可知，得物块在这一过程的位移为，由运动学公式可知代入数据得，C错误，D正确；故选BD.

12.【答案】BC 【解析】ABC.当拉力小于3N时，A、B一起加速运动，有，由图像可得，当拉力大于时，A、B相对滑动有整理得，由图像可得，联立解得，，，所以A错误；B正确；C正确；D.当A的加速为时，外力为，所以D错误；故选BC.

13【答案】结点的位置O  细线的方向  两次结点位置重合 两细线方向  90°  AC

本实验是验证力的平行四边形定则，首先要记录两个分力的大小和方向，利用力图示选用恰当的标度将三个力画出来，画出来的是合力的实际值，然后根据平行四边形画出合力的理论值，通过比较实际值和理论值的关系来进行验证.（1）根据实验原理，此时需要记录的是：钩码个数即拉力的大小，拉力的方向即细线的方向以及橡皮筋与细线结点的位置O.本实验采用“等效替代”方法，因此在用两个绳套拉橡皮筋时，要将橡皮筋与细线结点拉到原来相同的结点O处，同时需要记录钩码个数即拉力大小与方向.

（2）三力大小满足，则两分力夹角必为90°

（3）为了减少实验误差，拉橡皮筋的细线要长些，标记拉力方向的两点要远些，同时拉动弹簧秤时，拉力应该沿弹簧的轴线，且与水平木板平行.两次橡皮条与细线的结点相同，但是在拉动弹簧秤的时候，两个细线之间的夹角在60°～120°较为合适，不是越大越好.

14.（8分）【答案】（1）；（2），

（1）用大小为方向竖直向上的力F恰能使a、b贴墙壁向上做匀速直线运动，则有水平向左的作用力用在b上，且a、b恰能不沿墙壁下滑，则联立解得

（2）水平向左的作用力用在b上，此时b恰好不受摩擦力，则有解得，用大小为方向竖直向上的力F恰能使a、b贴墙壁向上做匀速直线运动，则有解得

15.（8分）【答案】；

甲图中，对P结点受力分析可知，由三角形关系

解得

乙图中对滑轮N受力分析如图，则

16.（12分）【答案】（1） （2） （3）

（1）货车匀速行驶，对桶C受力分析如图所示

由几何关系可知，由共点力平衡条件得

解得

（2）为防止紧急刹车时桶C脱离B砸向前方的驾驶室而发生危险，刹车时的加速度大小最大为，此时B对C刚好无支持力，C的受力如图所示

 F，：

由牛顿第二定律得

（3）为保证安全行驶，所以

解得

17.（12分）【答案】（1）；（2）

（1）（4分）设汽车匀减速过程位移大小为d，由运动学公式得

解得

从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小，

（2）（8分）如果汽车以的速度通过匀速行驶区间，设汽车提速后匀减速过程位移大小

为，由运动学公式得解得

提速前，汽车匀减速过程时间为 ，

通过匀速行驶区间的时间为  

从开始减速到恢复正常行驶过程中的总时间为，

提速后，匀减速过程时间为，，

通过匀速行驶区间的时间为，，

匀速通过位移时间，

通过与提速前相同位移的总时间为，

汽车提速后过ETC通道过程中比提速前节省的时间，

说明：其他方法正确的同样给分