2021-2022学年河北省石家庄市元氏县第四中学高二下学期期末物理试题含解析

2021-2022学年河北省石家庄市元氏县第四中学高二下学期期末物理试题一、单项选择题，（共7道题，每小题4分，共计28分）

1. 16世纪末意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时，提出了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于（ ）

A. 等效替代 B. 实验归纳 C. 理想实验 D. 控制变量

【答案】C

【解析】

【详解】斜面实验重要思路是假定斜面绝对光滑，但是绝对光滑的物体不存在，所以这种思想属于理想化，我们也把这个实验成为理想实验．所以C对．

2. 某次电影拍摄中，特技演员从桥上跳下，落在河面上匀速前进的竹筏上。在演员（视为质点）跳下的瞬间，长为6m的竹筏的前端恰好位于演员的正下方，演员跳下的瞬间距竹筏的高度为20m。取重力加速度大小g=10m/s2，认为演员在空中做自由落体运动，不计竹筏的宽度。要使演员落在竹筏上，竹筏的最大允许速度为（　　）

A. 1m/s B. 2m/s C. 3m/s D. 4m/s

【答案】C

【解析】

【详解】演员在空中运动的时间

竹筏的最大允许速度

故选C。

3. 甲、乙两物体分别在水平面上做直线运动，取向右为正方向，它们的运动图像分别如图（a）、（b）所示。已知t=0时乙的速度为0，下列说法正确的是（　　）

A. 甲物体2s时加速度的方向发生变化

B. 乙物体2s时的速度方向发生变化

C. 甲物体0-2s内与2s-4s内的平均速度相同

D. 乙物体0-2s内与2s-4s内发生的位移相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．甲物体图像斜率不变，即加速度方向没发生变化，A错误；

B．因a-t图像的面积等于速度的变化量，可知乙物体在0-2s时间内速度为负值，在2-4s内速度变化量为正值，在t=4s时速度减为零，但是在2-4s内速度仍为负值，则2s时的速度方向没有发生变化，B错误；

C．甲物体0~2s内的平均速度与2~4s内的平均速度大小相同，但是方向相反，C错误；

D．由图像结合对称性可知，乙物体0-2s内与2s-4s内发生的位移相同，D正确。

故选D。

4. 如图所示，物块放在与水平面夹角为的传送带上，且始终与传送带相对静止。关于物块受到的摩擦力f，下列说法正确的是（　　）

A. 当传送带匀速向上运动时，f的方向一定沿传送带向下

B. 当传送带减速向上运动时，f的方向一定沿传送带向上

C. 当传送带加速向上运动时，f的方向一定沿传送带向上

D. 当传送带加速向下运动时，f的方向一定沿传送带向下

【答案】C

【解析】

【详解】A. 物块放在与水平面夹角为的传送带上，且始终与传送带相对静止，当传送带匀速向上运动时，根据平衡条件知摩擦力与沿斜面向下的重力的分力等大反向，f的方向一定沿传送带向上，故A错误；

BD.当传送带减速向上运动或加速向下运动时，物块始终与传送带相对静止，由牛顿第二定律得

当 时，静摩擦力零；当a＞gsinθ时，静摩擦力沿斜面向下；当a＜gsinθ时，静摩擦力沿斜面向上；故BD错误；

C．当传送带加速向上运动时，块始终与传送带相对静止，由牛顿第二定律得

f的方向一定沿传送带向上，故C正确。

故选C。

5. 如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角，一重为的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（　　）

A. 作用力为 B. 作用力为

C. 摩擦力 D. 摩擦力为

【答案】B

【解析】

【详解】设斜杆的弹力大小为，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得

解得

以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示

可知每根斜杆受到地面的作用力应与平衡，即大小为，每根斜杆受到地面的摩擦力为

B正确，ACD错误；

故选B。

6. 如图为一轻质弹簧的长度和弹力的关系图像，则下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧的原长为6cm B. 弹簧的劲度系数为500N/m

C. 弹力F与弹簧长度x成正比 D. 随着弹力F的增大，弹簧的劲度系数k也增大

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图发现，当拉力为零时，弹簧长度为4cm，则弹簧的原长为4cm，故A错误；

B．根据胡克定律可知

故B正确；

C．由图发现弹力F与弹簧长度x成一次函数关系，故C错误；

D．弹簧劲度系数是弹簧自身的性质，与弹力和形变量无关，故D错误。

故选B。

7. 下列属于力的单位是（   ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律有

F = ma

则力的单位为

故选A。

二、多项选择题，（共3道题 ，每小题6共计18分，多选错选均不得分）

8. 如图所示，质量为48kg的某同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻该同学发现磅秤的示数为42kg，则在该时刻升降机可能的运动方式是（　　）

A. 加速上升 B. 匀速上升 C. 减速上升 D. 加速下降

【答案】CD

【解析】

【详解】该同学失重，则电梯加速度向下，则电梯可能加速向下运动，或者减速向上运动。

故选CD。

9. 如图所示，光滑水平面上，质量分别为m、M的木块A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右做匀加速运动，木块间的轻质弹簧劲度系数为k，原长为L0，则此时木块A、B间的距离为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】先以A、B整体为研究对象，加速度为a，根据牛顿第二定律可得

再隔离A物体，弹簧的弹力为

则弹簧的长度为

BC正确。

故选BC。

10. 如图所示，一水平外力作用在物块上，、两物块在地面（可视为地球表面）一起向右做匀速直线运动。下列说法正确的是（　　）

A 物块受到2个力作用

B. 物块受4个力作用

C. 、、地球三者之间一共有5对作用力和反作用力

D. 对地面的压力就是、所受的重力的合力

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．由题意可知A和B均处于平衡状态，所以A受重力和支持力这两个力作用，B受重力、支持力、摩擦力、压力和水平外力F共五个力作用，故A正确，B错误；

C．、、地球三者之间一共有5对作用力和反作用力，分别是：①地球对A的吸引力（即A的重力）和A对地球的吸引力、②A对B的压力和B对A的支持力、③地球对B的吸引力（即B的重力）和B对地球的吸引力、④B对地球的压力和地球对A的支持力、⑤地球对B的摩擦力和B对地球的摩擦力，故C正确；

D．虽然对地面的压力在数值上等于、所受的重力的合力，但二者力的性质不同，对应施力和受力物体也不同，不是同一个力，故D错误。

故选AC。

三、实验题（共2小题，总分15分）

11. 现用频闪照相方法来研究物块的变速运动．在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示．拍摄时频闪频率是10 Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取A、B、C、D和E 5个连续影像间的距离依次为x1=10.76cm、x2=15.05cm、x3=19.34cm和x4=23.65cm．

根据数据，完成下列问题：

(1)物块的加速度______m/s2（保留3位有效数字）．

(2)请判断当物块的速度为2m/s时物块处于x1、x2、x3和x4中的______段，理由是_______________

【答案】    ①. 4.30    ②. x3    ③. 因为物块在位置C的速度vC=1.72 m/s < 2m/s，物块在位置D的速度vD=2.15 m/s > 2m/s，所以物块位于CD之间．

【解析】

【详解】(1)根据匀变速直线运动相邻相等时间内的位移之差相等和逐差法可知，物块的加速度为：

(2) 因为物块在位置C的速度，物块在位置D的速度，所以物块位于CD之间，即当物块的速度为2m/s时物块处于x1、x2、x3和x4中的x3段．

12. 某同学将带滑轮的滑板放置在水平桌面上，调节滑板上表面水平，将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力在小车及传感器总质量不变的情况下，探究加速度跟它们所受拉力的关系时，根据测得的数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图象．

(1)由a－F图象可知小车和传感器的总质量为___________kg．(保留两位有效数字)

(2)图象不过坐标原点的原因是_________________________________．

(3)为使图象过原点可垫高滑板的___________(填“左”或“右”)侧，使传感器拉钩不挂绳时，小车能做___________(填“加速”“匀速”或“减速”)运动

【答案】    ①. 0.50    ②. 小车与滑板之间有摩擦    ③. 右    ④. 匀速

【解析】

【分析】（1）a-F图象中的斜率表示质量的倒数．（2）由图象可知，当F≠0时，加速度仍然为零，说明没有平衡摩擦力，或平衡的不够；（3）根据平衡摩擦力的具体方法解答．

【详解】（1）a-F图象中的斜率表示质量的倒数，由图可知，，所以质量

（2）由图象可知，当F≠0时，加速度仍然为零，说明小车与滑板之间有摩擦，没有平衡摩擦力或平衡的不够；

（3）为使图象过原点必须要平衡摩擦力，可垫高滑板的右侧，使传感器拉钩不挂绳时，小车能做匀速运动.

四、解答题（共3小题，总分39分）

13. 一辆执勤的警车停在平直公路边，当警察发现从旁边以v=12m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，前去追赶，经t0=2s，警车发动起来，以加速度a=4m/s2做匀加速运动，问：

（1）在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少？

（2）警车发动起来后多长时间追上货车？

【答案】（1）42m；（2）

【解析】

【详解】（1）在警车追上货车之前，当两车速度相等时距离最大，警车从发动起来后到与货车速度相等需用时

所以两车间的最大距离为

解得

（2）设警车发动起来后经过t'时间追上货车，则有

，，

代入数据解得

或（舍去）

14. 两个完全相同的物体A、B，在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动。图中的两条直线分别表示A物体受到水平拉力F=0.8N作用和B物体不受拉力作用的v﹣t图像，求：

（1）A、B运动的加速度；

（2）12s末A、B间的距离；

（3）两物体的质量。

【答案】（1），；（2）60m；（3）0.8kg

【解析】

详解】（1）由图像知

负号表示aB的方向与初速度方向相反。

（2）12s末A、B间的距离

（3）根据牛顿第二定律

对B

μmg=maB

对A

F﹣μmg=maA

得解

m=0.8kg

15. 质量为的小物体，由点静止在恒力作用下向右运动，运动至点时撤去F，AB相距，设斜面足够长，物体与平面、斜面之间的动摩擦因数均为，物体在点没有能量损失。其中：，，求：

(1)物体在水平面运动的加速度；

(2)在斜面上向上滑行的最大距离；

(3)物体在斜面上运动的时间（答案可以有根号）。

【答案】(1)；(2)；(3)。

【解析】

【详解】(1)对物块受力分析，设物块加速度为a，由牛顿第二定律可得

解得

；

(2)设物块到达B点的速度为，由运动学公式

解得

当物块滑上斜面时，设加速度为，由牛顿第二定律得

解得

设物块在斜面上滑行的距离为x，则

解得

；

(3)当滑块沿斜面向上滑行时，设时间为，则

当滑块沿斜面向下滑行时，设运动时间为，加速度为，则

解得

由运动学公式

解得

在斜面上运动的总时间为

。