河北省廊坊市等2地2024-2025学年高二下学期7月期末物理试卷（解析版）

这是一份河北省廊坊市等2地2024-2025学年高二下学期7月期末物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了答题前，考生务必将自己的姓名等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1、本试卷考试时间为75分钟，满分100分。
2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 2025年5月25日，多哈世乒赛女单决赛，经过88分钟的鏖战，孙颖莎4∶3战胜王曼昱，成功卫冕女单冠军！孙颖莎也成为中国乒乓球队历史上首位达成双圈世锦赛金满贯的女运动员，如图为某次孙颖莎击出的球在空中的运动轨迹，下列说法中不正确的是（ ）
A. 鏖战88分钟为时间间隔
B. 研究乒乓球的旋转方向时不可以把乒乓球看作质点
C. 用球拍击打乒乓球时，球受到球拍的弹力，是由于球拍的形变产生的
D. 乒乓球在空中运动时所受合力与速度方向一致
【答案】D
【解析】A．鏖战88分钟为时间间隔，故A正确，不符合题意；
B．研究乒乓球旋转方向时乒乓球的大小形状不可以忽略，不可以看作质点，故B正确，不符合题意；
C．用球拍击打乒乓球时，由于球拍发生形变要恢复原状对球产生弹力，故C正确，不符合题意；
D．乒乓球在空中做曲线运动时，所受合力与速度方向不一致，故D错误，符合题意。
2. 如图所示为一质点做直线运动的位置x随时间t变化的规律图像，其中0~1s为直线，1~4s为抛物线，则由图可知下列说法中正确的是（ ）
A. 质点在3s时的瞬时速度大小为3m/s
B. 0~1s内质点做匀加速直线运动
C. 0~4s内质点的平均速率为1.75m/s
D. 0~4s内质点的平均速度大小为1.75m/s
【答案】C
【解析】A．中间时刻速度等于平均速度，2s~4s质点做初速度为0的匀加速直线运动，3s时的瞬时速度大小为，故A错误；
B．0~1s内图线为直线，即速度恒定，所以做匀速直线运动，故B错误；
C．因为质点先从x=1m处正向运动到x=4m，然后再反向从x=4m处运动到x=0处。
0~4s内的路程为
0~4s内质点的平均速率为，故C正确；
D．0~4s内质点的位移为
0~4s内质点平均速度为，故D错误。
故选C。
3. 航天员在某星球上做竖直上抛实验。他在距水平地面高处以的初速度竖直上抛一重物，测得重物经过落到星球表面，阻力不计，则下列说法不正确的是（ ）
A. 重物落地时的速度大小为
B. 星球表面的重力加速度大小为
C. 重物在空中运动过程中平均速度大小为
D. 重物落地前的最后内位移大小为
【答案】B
【解析】AB．抛出点高度为，总时间，初速度。代入位移公式
解得
落地视为速度
即落地时速度大小为，方向竖直向下，故A正确，不符题意，B错误，符合题意；
C．根据平均速度
即平均速度大小为，方向竖直向下，故C正确，不符题意；
D．根据上述分析可知，物体上升的时间
故物体下落得总时间
则物体下落1s的位移
根据初速为零的匀变速直线运动规律可得
解得重物落地前的最后内位移大小为，故D正确，不符题意。
故选B。
4. 如图所示，有一车站工作人员站在距离火车第一节车厢前端处，火车每一节车厢长为，忽略车厢之间的空隙，火车从静止启动，可看成匀加速直线运动，工作人员测得第一节车厢经过他历时，则前两节车厢经过他需要的时间是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】火车从静止开始到前端到达工作人员的过程，有
火车从静止到第一节车厢经过工作人员的过程，有
火车从静止到前两节车厢经过工作人员的过程，有
又有，
联立解得
由题可知
可得前两节车厢经过他需要的时间是
故选A。
5. 如图甲所示是某中学科技馆外部照片，该建筑外形呈球形，表面可视为光滑球面。该球面对应的圆心为、半径。现要在其顶部安装一质量为的球形光滑零件（可视为质点）。如图乙所示，工作人员用一轻质细绳一端系住零件，另一端连在吊装机的小滑轮上，吊装机的左端小滑轮始终在球心正上方处。现转动滑轮收缩轻绳使零件从图示位置的A点缓慢移动到球形建筑物顶端的点，整个过程零件始终没有脱离球面。A点到小滑轮的距离为，重力加速度大小为，则下列说法正确的是（ ）
A. 零件静止在A点时，圆形球面对零件的支持力大小
B. 零件静止在A点时，绳对零件的拉力大小
C. 缓慢地收轻绳使零件由A移动到，该过程中零件所受支持力大小先变小后变大
D. 缓慢地收轻绳使零件由A移动到，该过程中绳子拉力逐渐变小
【答案】D
【解析】AB．零件受力如图所示
由平衡条件作图可知力的矢量三角形与几何三角形相似，则有
解得，。故AB错误；
CD．缓慢地拉轻绳使零件由A运动到，其中、、均不变，逐渐减小，根据，可知，不变，变小。故C错误，D正确。
故选D。
6. 如图甲所示，夏日炎炎，紫外线强烈，很多爱美的女士为了保护好自己脸部的肌肤都选择了佩戴防晒口罩。图乙为一侧耳朵佩戴口罩的示意图，和两段口罩带与水平方向夹角分别为15°和75°。假若口罩带可认为是一段劲度系数为的弹性轻绳，在佩戴好口罩后弹性轻绳被拉长了。弹性绳涉及到的受力均在同一平面内，忽略一切摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A. 耳朵对口罩带的作用力方向与水平方向夹角为37.5°
B. 耳朵对口罩带的作用力方向与水平方向夹角为30°
C. 耳朵受到的口罩带的作用力为
D. 耳朵受到的口罩带的作用力为
【答案】C
【解析】设耳朵分别受到段口罩带的拉力为，如图所示
根据几何关系可得作用力方向与水平方向夹角
由胡克定律可得
耳朵受到的口罩带的作用力为
7. 如图所示，轻绳的一端连接小盒P，另一端通过光滑的轻滑轮与斜面上的物块Q连接，轻绳与斜面的上表面平行，P、Q均处于静止状态。现向P盒内缓慢加入适量砂粒，此过程中P、Q一直保持静止。则下列说法正确的是（ ）
A. 斜面对Q的摩擦力一定增大
B. 地面对斜面的摩擦力可能不变
C. 斜面对Q的作用力一定增大
D. 斜面对Q的作用力可能先减小后增大
【答案】D
【解析】A．绳上拉力增大，但是由于无法判定初始状态时Q所受摩擦力方向，所以Q受摩擦力大小如何变化不能确定，摩擦力大小可能增大，可能减小，也可能先减小后增大，故A错误；
B．将Q和斜面看成一个整体，分析受力情况，如图所示
根据平衡条件可得，
因为F在增大，所以地面摩擦力一定增大，地面给的支持力一定减小，故B错误；
CD．斜面对Q的作用力即摩擦力和支持力的合力，将这两个力合成为一个力，Q相当于受到重力，绳拉力和斜面对它的作用力这三个力，如图所示
根据三力平衡图解法分析可知斜面对Q的作用力可能先减小后增大，故C错误，D正确。
故选D。
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，错选得0分。
8. 某酒店准备采购一批无人配送智能小车。在某次进行刹车性能测试时，其位移与时间的关系可用如图所示的图像表示，则下列说法正确的是（ ）
A. 小车做匀变速直线运动
B. 小车运动的加速度大小为
C. 前内，小车的位移大小为
D. 前内，小车的位移大小为
【答案】AC
【解析】AB．根据题图可知与的关系式为，整理可得
结合匀减速直线运动位移时间关系
可知小车的初速度为，加速度大小为，故A正确B错误；
CD．小车做匀减速运动到停下所用时间为
则前内，小车的位移大小为
前内，小车的位移大小为，故C正确D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示，轻绳一端固定在竖直墙上的点，另一端跨过固定水平横梁右端的定滑轮系着一个质量为的物体，；图乙所示的轻杆一端用铰链固定在竖直墙上，另一端通过细绳拉住，，轻杆的点用细绳拉住一个质量为的物体，，则下列说法正确的是（ ）
A. 杆上的弹力大小与杆上的弹力大小比值为
B. 杆上的弹力大小与杆上的弹力大小比值为
C. 细绳段的拉力与细绳段的拉力之比为
D. 细绳段的拉力与细绳段的拉力之比为
【答案】BC
【解析】AB．图甲中绳跨过滑轮，与滑轮接触的点是“动点”，也称为“活结”，绳上拉力大小处处相等，两段绳的拉力都是，互成120°角，因此合力的大小是，故杆上弹力大小也是（方向与竖直方向成60°角斜向右上方）
即
图乙中绳与杆的端点连在一起，杆与绳接触的点是“静点”，也称为“死结”，两段绳上的拉力不一定相等，而杆的一端用铰链固定在墙上，故杆对点的弹力方向沿杆，对点受力分析如图所示
又，由力的平衡条件可得
由力的性质可得杆受到绳的作用力为
又
故，A错误，B正确；
CD．图乙中
得
则有，C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，用两根长分别为的轻质细线把两小球悬挂在天花板上的同一点间用长为的轻杆相连，的质量均为，重力加速度为，一拉力作用在小球上，现改变拉力的方向与大小，并保持角不变，其中拉力可能情况由图中（竖直向上）、（垂直于细线方向）、（水平向右）中选择，使两根细线均处于伸直状态，且细线沿竖直方向，两小球均处于静止状态。则下列说法正确的是（ ）
A. AB杆上的弹力为0
B. 拉力可能为
C. 拉力可能为
D. 是所有可能情况中的最小值，即
【答案】ACD
【解析】A．由于细线竖直，根据力的平衡可知，轻杆上的力为零，故A正确；
BC．对小球的受力分析可知，此时细线伸直但是否发生弹性形变未知，若拉力等于重力，即可能是；
根据受力分析可知，细线拉力只能有向左的分量，故拉力不可能是，故B错误，C正确；
D．根据矢量三角形法则可知，当外力与绳子拉力方向垂直时，外界拉力最小，如图所示
此时的拉力最小为
根据几何关系可知
可得角等于30°，所以是所有可能情况中的最小值，即，故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某物理兴趣小组用如图甲所示的装置研究小车在水平桌面上直线运动情况。用自制滴水计时器测量时间，滴水计时器每隔0.1s滴下一个小水滴。现将滴水容器固定在小车左端。重物通过滑轮用细绳牵引小车做匀加速直线运动，结果在水平桌面上留下一串水滴，如图乙所示，测出ab=3.20cm，bc=4.41cm，cd=5.61cm，de=6.82cm，不计空气阻力。（计算结果均保留两位小数）
请回答下列问题：
（1）由图乙可知，重物应挂在图甲中轻绳的_____端（填“M”或“N”）端；
（2）b水滴刚滴下时小车的速度是_____m/s；
（3）用逐差法计算小车运动的加速度为_____m/s2；
（4）水滴刚离开容器的位置距离桌面有一定的高度，这一因素会导致小车速度的测量值_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）N （2）0.38 （3）1.21 （4）偏大
【解析】（1）挂上重物后，小车做匀加速运动，由乙图可知小车从左向右做匀加速运动，所以重物应挂在N端。
（2）小车在b点的瞬时速度为ac间的平均速度
即
（3）利用逐差法计算的加速度为
（4）考虑水滴在空中做平抛运动，相邻两水滴之间的距离大于车的实际位移，从而会导致速度的测量值偏大。
12. 某物理实验小组用如图所示器材探究两个互成角度的力的合成规律。在圆形水平桌面上平铺并固定一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中滑轮固定在桌子边，滑轮可沿桌边移动。三根绳子系在同一点，在每根轻绳下分别挂上一定数量的钩码，并使结点（不与桌面接触）静止。（已知）
（1）若一根绳挂的钩码质量为，另一根绳挂的钩码质量为，则第三根绳挂的钩码质量一定不小于_____；
（2）若滑轮下所挂的钩码质量为、滑轮、下所挂的钩码质量分别为、，则当结点静止时，轻绳之间的夹角大小为_____。
（3）若保持（2）中滑轮和下所挂的钩码不变，滑轮位置不变，将滑轮下所挂的钩码质量变为，为了使整个系统保持平衡，从俯视角度来看，需要把滑轮_____（选填“顺时针”或“逆时针”）移动一定角度；
（4）实验后，小组成员发现实验中桌面不水平，对实验结果_____（选填“有”或“无”）影响。
【答案】（1） （2）143° （3）顺时针 （4）无
【解析】（1）若一根绳挂的质量为，另一根绳挂的质量为，则两绳子的拉力分别为：、，两绳子拉力的合力的范围是
则
三力合力为零，则第三根绳挂的质量一定不小于。
（2）三力的合力为零，则三力必然为首尾相连的矢量三角形，三根绳的拉力刚好构成首尾相连的直角三角形，可得和之间轻绳的夹角为143°
（3）滑轮下所挂的钩码质量变为后，滑轮和下所挂的钩码质量相等，此时应位于的角平分线的反向延长线上，故需要顺时针移动一定角度。
（4）实验中只需保证点平衡即可，对桌面是否水平无要求。
13. 挂灯笼是我国年俗文化的重要组成部分，如图所示，用三根轻质细线、将重力均为的两个灯笼1和2连接，两灯笼处于静止状态，细线与竖直方向的夹角为、细线水平。求：
（1）细线、分别对灯笼1和2的拉力大小；
（2）细线对灯笼2的拉力大小。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）把灯笼1和2看成一整体，受力分析如图所示
由平衡条件可得
，
（2）以灯笼2为研究对象，设细线对灯笼2的拉力，由平衡条件可得
14. 某游客欲乘公交车去某景点，距离公交站点还有48m时公交车以v0=8m/s的速度恰好从游客旁边经过，游客见状立即以某一速度匀速追赶公交车，与此同时，公交车立即做匀减速直线运动，恰好在站点减速为0，假设公交车在站点停留4s。公交车和游客均做直线运动，忽略公交车及站台的大小。
（1）求公交车减速的加速度大小；
（2）游客要在公交车再次启动前追上公交车，求游客匀速追赶的速度最小值；
（3）若游客以4m/s的速度追赶公交车，求追赶过程中游客与公交车的最远距离。
【答案】（1） （2）3m/s （3）12m
【解析】（1）设公交车匀减速运动的加速度大小为a，根据运动学公式可得
解得加速度大小为
（2）设公交车到站时间为t1，则有
解得
公交车停留时间为
设游客到站用时为t2，因为
则有
解得
所以游客匀速追赶的速度至少是3m/s才能在公交车再次启动前追上公交车。
（3）设游客与公交车速度相等用时t3，此时距离最大，则有
解得
游客位移
公交车位移
则游客与公交车最远距离为
15. 如图所示，粗糙水平面上放置一半径为的四分之一圆柱体，圆柱体只有圆弧表面光滑，其他部分粗糙。光滑轻滑轮（可视为质点）用轻杆固定在圆心的正上方，轻质细线一端固定在A点，另一端跨过滑轮连接质量为的小球（可视为质点），小球置于四分之一圆柱体圆弧表面上点，，且与竖直方向成30°角，物块通过光滑轻质圆环悬挂在细线上静止于点，与竖直方向成角，此时圆柱体恰处于平衡状态。已知在同一竖直面内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小。
（1）求物块的质量；
（2）若四分之一圆柱体的质量为，求圆柱体与地面之间的动摩擦因数；
（3）若地面与四分之一圆柱体之间的动摩擦因数为0.5，调整细线长度使小球从处移至处（与圆柱表面相切），整个系统仍然保持静止，求四分之一圆柱体的质量的最小值（结果可保留根式）。
【答案】（1）2kg （2） （3）
【解析】（1）对小球进行受力分析，如图所示
水平方向
竖直方向
解得
对圆环进行受力分析，如图所示
竖直方向
依题意物块静止，有
解得物块质量
（2）对小球和四分之一圆柱体整体分析，如图所示
水平方向
竖直方向
依题意可知，四分之一圆柱体恰处于平衡状态，即
解得
（3）对小球进行受力分析
绳对小球的拉力为，圆柱体对小球的弹力为，设，由，可得
由于与圆弧面相切，可得，
则水平方向
竖直方向
得
对小球和四分之一圆柱体整体分析
地面整体的摩擦力，对整体的支持力，水平方向
竖直方向
整体静止，需满足
解得
则最小质量为