2023-2024学年江苏省南京市中华中学高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年江苏省南京市中华中学高二（下）期末物理试卷，共15页。
①位移
②路程
③瞬时速度
④平均速度
⑤时间
⑥加速度
⑦速率
A．只有①③④⑥B．只有①③④⑦C．只有①③⑥⑦D．只有①③④⑥⑦
2．（4分）篮球比赛前，常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程，并得出了篮球运动的v﹣t图像，如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是（ ）
A．a点B．b点C．c点D．d点
3．（4分）一物体做匀加速直线运动，经过某一段t时间，物体的位移为s、速度增加一倍；若物体经历另一段6t时间，速度增加两倍，则该时间内物体的位移为（ ）
A．8sB．16sC．24sD．32s
4．（4分）如图所示，甲、乙两名质量分别为m1和m2的运动员，各抓住轻质绳的一端（运动员脚未着地），绳子与滑轮间的摩擦不计，滑轮和绳子质量均不计，则（ ）
A．若m1＞m2，两运动员紧抓绳子与绳子保持相对静止，乙与绳子间的摩擦力大小为m2g
B．若m1＞m2，两运动员紧抓绳子与绳子保持相对静止，绳子中的拉力大于m1g
C．若m1＝m2，乙抓住绳子不动，甲抓住绳子由静止开始加速上爬，乙与绳子间的摩擦力大于m2g
D．若m1＝m2，乙抓住绳子不动，甲抓住绳子由静止开始加速上爬，且甲、乙距地面初始高度相同，则甲先到达滑轮处
5．（4分）如图甲所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，在传送带上某位置轻轻放置一小滑块，小滑块与传送带间动摩擦因数为μ，小滑块速度随时间变化关系如图乙所示，v0、t0已知，则（ ）
A．传送带是可能是顺时针转动
B．μ＝tanθ
C．传送带的速度大于v0
D．t0后滑块的加速度为2gsinθ
6．（4分）如图1所示，某同学在表面平坦的雪坡下滑，不借助雪杖，能一直保持固定姿态加速滑行到坡底。该同学下滑情境可简化为图2，雪坡倾角为α，人可视为质点，图中用小物块表示，下滑过程中某一时刻滑行的速度v的方向与雪坡上所经位置的水平线夹角为β（β＜90°），已知该同学和滑雪装备的总质量为m，滑雪板与雪坡之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。关于该下滑过程，下列说法正确的是（ ）
A．该同学所受摩擦力小于μmgcsα
B．该同学所受摩擦力的方向不变
C．该同学沿v的方向做匀加速直线运动
D．该同学所受重力的瞬时功率一直在增加
7．（4分）2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器携带约2000克月壤返回地球，人类历史上首次月球背面采样返回顺利完成。返回过程从上升器进入环月飞行轨道开始，通过远程导引和近程自主控制，轨道器和返回器组合体逐步靠近上升器，以抱抓的方式捕获上升器，完成交会对接，并将样本转移至轨道器中后，上升器圆满完成使命与轨道器分离。为避免成为太空垃圾，上升器受控离轨落月。已知月球半径约为地球半径的，月球质量约为地球质量的，则（ ）
A．月球的第一宇宙速度约为地球的
B．已在停泊轨道运行的轨道器从停泊位（如图）喷气加速，可实现与前方上升器的对接
C．抱抓捕获过程，系统的机械能守恒
D．载有月壤样本的返回器在变轨进入月地转移轨道时需要点火减速
8．（4分）如图，若用轻绳拴一物体，使物体由静止以恒定加速度向上运动，在物体上升过程可能出现的情况是（ ）
A．动能一定增加，机械能一定增加
B．动能可能减少，机械能一定增加
C．动能可能减少，机械能可能不变
D．动能可能减少，机械能可能减小
9．（4分）如图所示，质量为M的半圆柱体放在粗糙水平面上，一可视为质点、质量为m的光滑物块在大小可变、方向始终与圆柱面相切的拉力F作用下从A点沿着圆弧匀速运动到最高点B，整个过程中半圆柱体保持静止，重力加速度为g，则（ ）
A．物块的运动为匀变速运动
B．拉力F的功率逐渐减小
C．当物块在A点时，半圆柱体对地面有水平向左的摩擦力
D．当物块运动到B点时，半圆柱体对地面的压力为（M+m）g
10．（4分）劲度系数k＝100N/m的轻弹簧一端固定在倾角θ＝30°的固定光滑斜面的底部，另一端和质量mA＝2kg的小物块A相连，质量mB＝2kg的小物块B紧靠A静止在斜面上，轻质细线一端连在物块B上，另一端跨过定滑轮与质量mC＝1kg的物体C相连，对C施加外力，使C处于静止状态，细线刚好伸直，且线中没有张力，如图甲所示。从某时刻开始，撤掉外力，使C竖直向下运动，取g＝10m/s2，以下说法中正确的是（ ）
A．撤掉外力瞬间，A的加速度为2.5m/s2
B．当A、B恰好分离时，A的加速度为2.5m/s2
C．当A、B恰好分离时，弹簧恢复原长
D．A运动过程中的最大速度为
二．非选择题：本题共6小题，共60分。其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位。
11．（6分）某实验小组研究橡皮筋伸长量与所受拉力的关系。实验器材有：一条两端带有细绳套的橡皮筋，钩码若干，刻度尺，铁架台等。
（1）以下实验装置安装最为合理的是 。
A．
B．
C．
D．
（2）请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上 。
A．以橡皮筋长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据（l，m）对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起来；
B．记下橡皮筋下端不挂钩码时，其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l0；
C．将铁架台固定于桌上，将橡皮筋、刻度尺一端分别系于横梁上；
D．依次在橡皮筋下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后，读出橡皮筋下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码；
E．由m﹣l图像，进一步找出橡皮筋弹力与橡皮筋形变量之间的关系。
12．（6分）某实验小组做“验证牛顿第二定律”的实验，装置示意图如图甲所示。
（1）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻两计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度α＝ m/s2（结果保留三位有效数字）
（2）当验证“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象如图丙所示，横轴m表示小车上所加的砝码的质量。如果经实验验证牛顿第二定律成立，图中直线在纵轴上的截距为b，斜率为k，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 （用k和b表示）。
13．（12分）质量为3kg的物体，在0～4s内受水平恒力F的作用，做如图所示直线运动，全程摩擦力大小恒定，求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）0～10s内，物体的位移。
14．（12分）中国目前已系统掌握各种复杂地质及气候条件下的高铁建造技术。动车组是指几节自带动力车厢与几节不带动力车厢的编组。假设某城际电力动车组由6节车厢编组而成，每节车厢的质量均为m＝5×104kg，其中第1节和第4节车厢带有动力，牵引电机的额定功率分别为P1＝1.8×107W和P2＝1.2×107W，该动车组以a＝2m/s2的加速度沿水平直轨道由静止开始匀加速启动，当第1节车厢的牵引电机达到额定功率时，第4节车厢的牵引电机立即启动，动车组行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍，重力加速度g＝10m/s2，求：
（1）从静止开始到第4节车厢的牵引电机启动所经历的时间；
（2）当动车组的速度为50m/s时，第4节车厢对第5节车厢的拉力大小。
15．（12分）如图所示，质量为2m的木板C静止在光滑水平面上。现将速度分别为v0、2v0的木块A、B同时放上木板，运动方向如图，木块的质量均为m，A、B间的距离为d，木块与木板之间的动摩擦因数均为μ，木板足够长，重力加速度为g，求：
（1）木块A、B刚放上C时，A、B、C各自的加速度；
（2）木块A在木板C上的滑行时间t；
（3）运动过程中木块A和木块B间的最大距离L。
16．（12分）为了研究滑板运动中的滑道设计，如图所示，将滑道的竖直截面简化为直轨道BC与圆弧轨道CDE，半径OC与BC垂直，AB两点的高度差h＝1.8m，BC两点的高度差H＝9m，BC段动摩擦因数μ＝0.25，CDE段摩擦不计，圆弧半径R＝5m，运动过程空气阻力不计，BC与水平方向的夹角θ＝37°。将运动员及滑板简化为一质量m＝60kg的质点，经过前一滑道的滑行，到达图示的A点时速度恰好水平向右，到达B点时速度恰好与斜面平行进入斜面，经过CDE后竖直上抛再从E点落回滑道，取g＝10m/s2。求：
（1）运动员到达B点时的速度大小；
（2）第一次到达D点时滑板对D点的压力；
（3）运动员有几次向上冲出E点的机会。
2023-2024学年江苏省南京市中华中学高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意。
1．（4分）下列物理量中为矢量的是（ ）
①位移
②路程
③瞬时速度
④平均速度
⑤时间
⑥加速度
⑦速率
A．只有①③④⑥B．只有①③④⑦C．只有①③⑥⑦D．只有①③④⑥⑦
【答案】A
2．（4分）篮球比赛前，常通过观察篮球从一定高度由静止下落后的反弹情况判断篮球的弹性。某同学拍摄了该过程，并得出了篮球运动的v﹣t图像，如图所示。图像中a、b、c、d四点中对应篮球位置最高的是（ ）
A．a点B．b点C．c点D．d点
【答案】A
3．（4分）一物体做匀加速直线运动，经过某一段t时间，物体的位移为s、速度增加一倍；若物体经历另一段6t时间，速度增加两倍，则该时间内物体的位移为（ ）
A．8sB．16sC．24sD．32s
【答案】C
4．（4分）如图所示，甲、乙两名质量分别为m1和m2的运动员，各抓住轻质绳的一端（运动员脚未着地），绳子与滑轮间的摩擦不计，滑轮和绳子质量均不计，则（ ）
A．若m1＞m2，两运动员紧抓绳子与绳子保持相对静止，乙与绳子间的摩擦力大小为m2g
B．若m1＞m2，两运动员紧抓绳子与绳子保持相对静止，绳子中的拉力大于m1g
C．若m1＝m2，乙抓住绳子不动，甲抓住绳子由静止开始加速上爬，乙与绳子间的摩擦力大于m2g
D．若m1＝m2，乙抓住绳子不动，甲抓住绳子由静止开始加速上爬，且甲、乙距地面初始高度相同，则甲先到达滑轮处
【答案】C
5．（4分）如图甲所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，在传送带上某位置轻轻放置一小滑块，小滑块与传送带间动摩擦因数为μ，小滑块速度随时间变化关系如图乙所示，v0、t0已知，则（ ）
A．传送带是可能是顺时针转动
B．μ＝tanθ
C．传送带的速度大于v0
D．t0后滑块的加速度为2gsinθ
【答案】D
6．（4分）如图1所示，某同学在表面平坦的雪坡下滑，不借助雪杖，能一直保持固定姿态加速滑行到坡底。该同学下滑情境可简化为图2，雪坡倾角为α，人可视为质点，图中用小物块表示，下滑过程中某一时刻滑行的速度v的方向与雪坡上所经位置的水平线夹角为β（β＜90°），已知该同学和滑雪装备的总质量为m，滑雪板与雪坡之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。关于该下滑过程，下列说法正确的是（ ）
A．该同学所受摩擦力小于μmgcsα
B．该同学所受摩擦力的方向不变
C．该同学沿v的方向做匀加速直线运动
D．该同学所受重力的瞬时功率一直在增加
【答案】D
7．（4分）2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器携带约2000克月壤返回地球，人类历史上首次月球背面采样返回顺利完成。返回过程从上升器进入环月飞行轨道开始，通过远程导引和近程自主控制，轨道器和返回器组合体逐步靠近上升器，以抱抓的方式捕获上升器，完成交会对接，并将样本转移至轨道器中后，上升器圆满完成使命与轨道器分离。为避免成为太空垃圾，上升器受控离轨落月。已知月球半径约为地球半径的，月球质量约为地球质量的，则（ ）
A．月球的第一宇宙速度约为地球的
B．已在停泊轨道运行的轨道器从停泊位（如图）喷气加速，可实现与前方上升器的对接
C．抱抓捕获过程，系统的机械能守恒
D．载有月壤样本的返回器在变轨进入月地转移轨道时需要点火减速
【答案】B
8．（4分）如图，若用轻绳拴一物体，使物体由静止以恒定加速度向上运动，在物体上升过程可能出现的情况是（ ）
A．动能一定增加，机械能一定增加
B．动能可能减少，机械能一定增加
C．动能可能减少，机械能可能不变
D．动能可能减少，机械能可能减小
【答案】B
9．（4分）如图所示，质量为M的半圆柱体放在粗糙水平面上，一可视为质点、质量为m的光滑物块在大小可变、方向始终与圆柱面相切的拉力F作用下从A点沿着圆弧匀速运动到最高点B，整个过程中半圆柱体保持静止，重力加速度为g，则（ ）
A．物块的运动为匀变速运动
B．拉力F的功率逐渐减小
C．当物块在A点时，半圆柱体对地面有水平向左的摩擦力
D．当物块运动到B点时，半圆柱体对地面的压力为（M+m）g
【答案】B
10．（4分）劲度系数k＝100N/m的轻弹簧一端固定在倾角θ＝30°的固定光滑斜面的底部，另一端和质量mA＝2kg的小物块A相连，质量mB＝2kg的小物块B紧靠A静止在斜面上，轻质细线一端连在物块B上，另一端跨过定滑轮与质量mC＝1kg的物体C相连，对C施加外力，使C处于静止状态，细线刚好伸直，且线中没有张力，如图甲所示。从某时刻开始，撤掉外力，使C竖直向下运动，取g＝10m/s2，以下说法中正确的是（ ）
A．撤掉外力瞬间，A的加速度为2.5m/s2
B．当A、B恰好分离时，A的加速度为2.5m/s2
C．当A、B恰好分离时，弹簧恢复原长
D．A运动过程中的最大速度为
【答案】D
二．非选择题：本题共6小题，共60分。其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位。
11．（6分）某实验小组研究橡皮筋伸长量与所受拉力的关系。实验器材有：一条两端带有细绳套的橡皮筋，钩码若干，刻度尺，铁架台等。
（1）以下实验装置安装最为合理的是 C 。
A．
B．
C．
D．
（2）请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上 CBDAE 。
A．以橡皮筋长度l为横坐标，以钩码质量m为纵坐标，标出各组数据（l，m）对应的点，并用平滑的曲线或直线连接起来；
B．记下橡皮筋下端不挂钩码时，其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l0；
C．将铁架台固定于桌上，将橡皮筋、刻度尺一端分别系于横梁上；
D．依次在橡皮筋下端挂上1个、2个、3个……钩码，待钩码静止后，读出橡皮筋下端指针指示的刻度记录在表格内，然后取下钩码；
E．由m﹣l图像，进一步找出橡皮筋弹力与橡皮筋形变量之间的关系。
【答案】（1）C；（2）CBDAE。
12．（6分）某实验小组做“验证牛顿第二定律”的实验，装置示意图如图甲所示。
（1）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻两计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度α＝ 1.60 m/s2（结果保留三位有效数字）
（2）当验证“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象如图丙所示，横轴m表示小车上所加的砝码的质量。如果经实验验证牛顿第二定律成立，图中直线在纵轴上的截距为b，斜率为k，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 （用k和b表示）。
【答案】见试题解答内容
13．（12分）质量为3kg的物体，在0～4s内受水平恒力F的作用，做如图所示直线运动，全程摩擦力大小恒定，求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）0～10s内，物体的位移。
【答案】（1）水平恒力F的大小为15N；
（2）0～10s内，物体的位移为60m，方向与物体运动时的方向相同。
14．（12分）中国目前已系统掌握各种复杂地质及气候条件下的高铁建造技术。动车组是指几节自带动力车厢与几节不带动力车厢的编组。假设某城际电力动车组由6节车厢编组而成，每节车厢的质量均为m＝5×104kg，其中第1节和第4节车厢带有动力，牵引电机的额定功率分别为P1＝1.8×107W和P2＝1.2×107W，该动车组以a＝2m/s2的加速度沿水平直轨道由静止开始匀加速启动，当第1节车厢的牵引电机达到额定功率时，第4节车厢的牵引电机立即启动，动车组行驶过程中受到的阻力为车重的0.1倍，重力加速度g＝10m/s2，求：
（1）从静止开始到第4节车厢的牵引电机启动所经历的时间；
（2）当动车组的速度为50m/s时，第4节车厢对第5节车厢的拉力大小。
【答案】见试题解答内容
15．（12分）如图所示，质量为2m的木板C静止在光滑水平面上。现将速度分别为v0、2v0的木块A、B同时放上木板，运动方向如图，木块的质量均为m，A、B间的距离为d，木块与木板之间的动摩擦因数均为μ，木板足够长，重力加速度为g，求：
（1）木块A、B刚放上C时，A、B、C各自的加速度；
（2）木块A在木板C上的滑行时间t；
（3）运动过程中木块A和木块B间的最大距离L。
【答案】（1）木块A、B刚放上C时，A、B、C的加速度都为μg；
（2）木块A在木板C上的滑行时间；
（3）运动过程中木块A和木块B间的最大距离。
16．（12分）为了研究滑板运动中的滑道设计，如图所示，将滑道的竖直截面简化为直轨道BC与圆弧轨道CDE，半径OC与BC垂直，AB两点的高度差h＝1.8m，BC两点的高度差H＝9m，BC段动摩擦因数μ＝0.25，CDE段摩擦不计，圆弧半径R＝5m，运动过程空气阻力不计，BC与水平方向的夹角θ＝37°。将运动员及滑板简化为一质量m＝60kg的质点，经过前一滑道的滑行，到达图示的A点时速度恰好水平向右，到达B点时速度恰好与斜面平行进入斜面，经过CDE后竖直上抛再从E点落回滑道，取g＝10m/s2。求：
（1）运动员到达B点时的速度大小；
（2）第一次到达D点时滑板对D点的压力；
（3）运动员有几次向上冲出E点的机会。
【答案】（1）运动员到达B点时的速度大小为10m/s；
（2）第一次到达D点时滑板对D点的压力为3480N，方向竖直向下；
（3）运动员有2次向上冲出E点的机会。
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