2021-2022学年上海市复兴高级中学高二下学期期末在线检测物理试题 （解析版）

这是一份2021-2022学年上海市复兴高级中学高二下学期期末在线检测物理试题 （解析版），共19页。试卷主要包含了单选题I，单选题Ⅱ，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
上海市复兴高级中学2021学年第二学期期末在线检测高二年级物理试卷（等级）（本试卷重力加速度g取10m/s2）一、单选题I（每题3分，共24分）1. 做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(　　)A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力【答案】B【解析】【详解】A．振动物体位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误；B．由于经过同一位置时速度有两种不同的方向，所以做简谐振动的质点每次经过同一位置时，速度可能不相同，故B正确；C．加速度总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，加速度必定相同，故C错误；D．回复力总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，回复力必定相同，故D错误；【点睛】本题考查对简谐运动周期性及特点的理解，要知道同一位置的位移一定相同，加速度和回复力与位移都是成正比反向关系，由此进行判断三个物理量的关系． 2. 将一小球以初速度v从地面竖直上抛后，小球先后经过离地面高度为6m的位置历时4s。若要使时间缩短为2s，则初速度应（不计阻力）（    ）A. 小于v B. 等于v C. 大于v D. 无法确定【答案】A【解析】【详解】设小球在上升过程中经过离地面高度为h=6m的位置时的速度大小为v1，根据对称性可知根据竖直上抛运动规律可知若要使时间缩短为，则v1减小，而h不变，所以初速度v减小，即初速度应小于v。故选A。3. 如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波．若在两种介质中波的频率及传播速度分别为、和、，则（　　）A. ， B. ，C ， D. ，【答案】B【解析】【分析】【详解】两种介质中波是同一波源产生的，频率相等，所以有，从图中可得，，故根据公式可得故B正确，ACD错误。故选B。4. 对伽利略研究自由落体运动的内容及过程，有以下叙述：a、他通过推理发现，如果速度与位移成正比，会得到一个矛盾的结果b、他通过逻辑得出亚里士多德的结论是错误的c、他大胆猜想：落体运动应该是一种简单的运动，落体的速度与时间或位移成正比d、他通过铜球沿阻力很小的斜面下滚的实验得出“倾角一定时，铜球的加速度不变”，进一步设想当倾角为90°时，运动变为自由落体，其性质不变，且所有物体下落的加速度都一样，至此认识到自由落体运动是匀变速直线运动。根据伽利略研究的真实过程，合理的排序是（　　）A. a-b-c-d B. b-c-a-d C. a-c-b-d D. b-a-c-d【答案】B【解析】【详解】伽利略对自由落体运动的研究过程是这样的：伽利略通过逻辑得出亚里士多德的结论是错误的；伽利略做了大胆的猜想：落体运动应该是一种简单的运动，落体的速度与时间或位移成正比；伽利略借助数学知识和实验发现，如果速度与位移成正比，将会得到错误的结论；伽利略通过铜球沿阻力很小的斜面滚下这一严谨求实的实验测定，得出只要倾角一定，铜球的加速度不变，他进一步设想当倾角为90°时，运动变为自由落体，其性质不变，且所有物体下落的加速度都一样，到此人类终于认识到自由落体运动是匀变速直线运动。故正确的顺序为b-c-a-d。故选B。5. “天问一号”计划在火星表面悬停以寻找最佳着陆点，其在空中水平匀速直线移动（不考虑空气阻力），喷气方向为（　　）A. 竖直向上 B. 斜向上 C. 竖直向下 D. 斜向下【答案】C【解析】【分析】【详解】对“天问一号”受力分析，竖直向下喷气使其获得竖直向上的空气反作用力，与重力等大反向。保证在空中匀速直线移动。故选C。6. 如图所示，为甲、乙两物体在同一直线上运动的位置坐标x随时间t变化的图象，已知甲做匀变速直线运动，乙做匀速直线运动，则0～t2时间内，下列说法正确的是(　　)A. 两物体在t1时刻速度大小相等B. t1时刻乙的速度大于甲的速度C. 两物体的平均速度大小相等D. 甲的平均速度小于乙的平均速度【答案】C【解析】【详解】AB．根据位移图象的斜率表示速度，则在t1时刻，甲图线的斜率大于乙图线的斜率的绝对值，所以甲的速度大于乙的速度，故AB错误；C D．坐标的变化量等于位移，根据图象可知，甲、乙位移大小相等，方向相反，而时间相等，则平均速度的大小相等，故C正确，D错误．7. 一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示．下列说法中正确的是A. 该波的波速逐渐增大B. 该波的波速逐渐减小C. 该波的频率逐渐增大D. 该波的频率逐渐减小【答案】C【解析】【详解】机械波在同中介质中传播速度相同，由图知波长越来越小，，则频率越来越大，C正确，ABD错误，故选C．8. 月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为，设月球表面的重力加速度大小为，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为，则A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】根据公式可得，即只要轨道半径相同，向心加速度相同，所以，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为，B正确；二、单选题Ⅱ（每题4分，共32分）9. 如下图所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态，球的半径为R，质量为m的蚂蚁只有在离桌面的高度大于或等于时，才能停在碗上，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，那么蚂蚁和碗面间的动摩擦因数为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】如图所示蚂蚁受重力、支持力和摩擦力处于平衡，根据共点力平衡有而根据所以故选C。10. 如图，小物块置于倾角为θ的斜面上，与斜面一起以大小为gtanθ的加速度向左做匀加速直线运动，两者保持相对静止，则运动过程中小物块受力的示意图为（      ）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】设物体受到的摩擦力沿斜面向上，对物体受力分析如图．沿水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，由牛顿第二定律可得： 、联立解得：，则物体只受重力和支持力．故A项正确．点睛：不确定某力存在与否时，可先假设该力存在，据物理规律求出力的表达式再分析讨论．11. 如图所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮上质量相等的两个质点，则偏心轮转动过程中a、b两质点(　　) A. 角速度大小相同 B. 线速度大小相同C. 向心加速度大小相同 D. 向心力大小相同【答案】A【解析】【详解】A．同轴转动角速度相等，A正确；B．由于两者半径不同，根据公式v＝ωr可得两点的线速度不同，B错误；C．根据公式a＝ω2r，角速度相同，半径不同，所以向心加速度不同，C错误；D．根据公式F＝ma，质量相同，但是加速度不同，所以向心力大小不同，D错误．故选A。12. 如图所示，将一个质量为m的球固定在弹性杆AB的上端，今用测力计沿水平方向缓慢拉球，使杆发生弯曲，在测力计的示数逐渐增大的过程中，AB杆对球的弹力方向为（     ）A 始终水平向左B. 始终竖直向上C. 斜向左上方，与竖直方向的夹角逐渐增大D. 斜向左下方，与竖直方向的夹角逐渐增大【答案】C【解析】【分析】【详解】AB杆对球的弹力与重力和弹簧拉力的合力方向相反、大小相等。所以弹力斜向左上方，弹力与竖直方向的夹角为，则有F逐渐变大，则竖直方向的夹角逐渐增大。故选C。13. 在平直公路上行驶的汽车中，某人从车窗相对于车静止释放一个小球，不计空气阻力，用固定在路边的照相机对汽车进行闪光照相，照相机闪两次光，得到两张清晰的照片，对照片进行分析，知道了如下信息：①两次闪光的时间间隔为0.5s；②第一次闪光时，小球刚释放，第二次闪光时，小球刚好落地；③两次闪光的时间间隔内，汽车前进了5m；④两次闪光时间间隔内，小球位移的大小为5m．根据以上信息尚不能确定的是（   ）A. 小球释放点离地的高度B. 第一次闪光时汽车的速度C. 汽车做匀速直线运动D. 两次闪光的时间间隔内汽车的平均速度【答案】C【解析】【详解】A．小球平抛运动的时间为0.5s，则下落的高度为h=gt2＝1.25m能确定，故A不符合题意；B．两次闪光时间间隔内，小球位移的大小为5m，根据竖直位移，可求出水平位移，根据知平抛运动的初速度，即第一次闪光时小车的速度，能确定，故B不符合题意；C．在0.5s内小车位移大于小球的水平位移，可知小车做加速运动，但不能判断汽车做匀加速直线运动，故C符合题意；D．根据两次闪光的时间间隔内汽车的位移求出汽车的平均速度，能确定，故D不符合题意。故选C。14. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有AB两个带电小球，A球固定不动，现给B球一个垂直AB连线方向的初速度v0，使B球在水平桌面上运动，B球在水平方向仅受电场力，有关B球运动的速度大小v和加速度大小a，不可能发生的情况是(　　)A. v和a都变小B. v和a都变大C. v和a都不变D. v变小而a变大【答案】D【解析】【分析】
 【详解】ABC．若A、B带异种电荷，A、B之间的库仑力为吸引力，当A、B之间的库仑力恰好完全提供向心力，B球绕着A球做匀速圆周运动，此时B球速度的大小和加速度的大小都不变；当A、B之间的库仑力小于需要的向心力，B球做离心运动，速度大小和加速度大小都要减小；当A、B之间的库仑力大于需要的向心力，B球做向心运动，速度大小和加速度大小都要变大，故ABC项情况可能发生；D．若A、B带同种电荷，A、B之间的库仑力为排斥力，并且力的方向和速度的方向不在一条直线上，所以B球一定做曲线运动，由于A、B之间的距离越来越大，它们之间的库仑力也就越来越小，所以B球的加速度大小在减小，由于库仑力做正功，速度增大，故D项不可能发生。故选D。15. 气象研究小组用如图所示的简易装置测定水平风速.在水平地面上竖直固定一直杆,半径为R、质量为m的薄空心塑料球用细线悬于杆顶端O,当水平风吹来时,球在风力的作用下飘起来.已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积,当风速v0=3 m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°.下列说法正确的是(　　)A. 当θ=60°时,风速v=6 m/sB. 当风速增大到某一值时,θ可能等于90°C. 若风速不变,换用半径变大、质量不变的球,则θ不变D. 若风速不变,换用半径相等、质量变大的球,则θ减小【答案】D【解析】【详解】设球正对风的截面积为S，由于已知风力大小正比于风速和球正对风的截面积，所以风力大小为F=kSv，当速度为3m/s时，由平衡条件得，mgtan30°=Sv0k，当角度为60°时，同理可得mgtan60°=Svk，由此可解的v=9m/s，故A错误．风速增大，θ不可能变为90°，因为绳子拉力在竖直方向上的分力与重力平衡．故B错误．若风速不变，换用半径变大、质量不变的球，则风力变大，根据F=mgtanθ，知θ变大．故C错误．若风速不变，换用半径相等、质量变大的球，知风力不变，根据F=mgtanθ，知重力减小，风力不变，则θ减小．故D正确．16. 以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的图像可能正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】D【解析】【详解】A．竖直上抛运动不受空气阻力，做向上匀减速直线运动至最高点再向下自由落体运动，图象时倾斜向下的直线，四个选项均正确表示；考虑阻力的上抛运动，上升中随着减小，减小，对应图象的斜率减小，选项A错误；BCD．下降中随着随着增大，继续减小．而在最高点时，，对应图与轴的交点，其斜率应该等于（此时与竖直上抛的最高点相同的加速度），即过交点的切线应该与竖直上抛运动的直线平行，则BC错误， 选项D正确。故选D。【点睛】本题考查了牛顿第二定律、图象的特点、竖直上抛运动状态的判断．三、多选题（每题5分，少选，漏选得3分，不选，错选不得分，共10分）17. 如图所示，某列波在t=0时刻的波形如图中实线，虚线为t=0.3s（该波的周期T>0.3s）时刻的波形图。已知t=0时刻质点P正在做加速运动，则下列说法正确的是（　　）A. 波速为10m/sB. 周期为1.2sC. t=0.3s时刻质点P正向上运动D. 在0~0.1s内质点P运动的平均速度大于0.4cm/s【答案】AD【解析】【详解】B．由题，t=0时刻质点P正在做加速运动，可知P的运动方向向上，则波沿x轴负方向传播。根据两时刻的波形，得到时间又T>t得到n=0即选项B错误；A．由图可知波长则波速选项A正确；C．根据波沿x轴负方向传播，可确定P点的振动方向，在虚线为t=0.3s时刻，质点P向下振动，选项C错误；D．在0~0.1s内质点P运动向上振动，在0~0.1s内即内位移大于一个A=4cm所以平均速度大于0.4cm/s，选项D正确。故选AD。18. 如图所示A、B、C是在地球大气层外，圆形轨道上运行的三颗人造卫星，B、C离地面的高度小于A离地面的高度，A、B的质量相等且大于C的质量。下列说法中正确的是（　　）A. B、C的线速度大小相等，且大于A的线速度B. B、C的向心加速度大小相等，且小于A的向心加速度C. B、C运行周期相同，且小于A的运行周期D. B的向心力大于A和C的向心力【答案】ACD【解析】【详解】A．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M。根据万有引力提供向心力，有解得，，，由图可知rA＞rB=rC根据有B、C的线速度大小相等，且大于A的线速度，选项A正确；B．因，由图可以知道，rA＞rB=rC，所以B、C的向心加速度大小相等，且大于A的向心加速度，选项B错误；C．因，由图可以知道，rA＞rB=rC，所以B、C运行周期相同，且小于A的运行周期，选项C正确；D．因，A、B的质量相等且大于C的质量，所以B的向心力大于A和C的向心力，选项D正确。故选ACD。四、填空题（每题4分，共24分）19. ①匀速直线运动②自由落体运动③匀速圆周运动④简谐运动是四种不同的运动形式，试根据运动特点对这四种运动进行分类，可将运动___________分为一类，将运动___________分为另一类，你的分类依据是___________。【答案】    ①. ①    ②. ②③④    ③. 前一类是运动状态不变的运动，后一类是运动状态改变的运动【解析】【详解】①匀速直线运动加速度等于0，其速度大小方向都不改变；②自由落体运动加速度等于g，速度方向不变，但大小逐渐增大；③匀速圆周运动的速度大小不变，但方向时刻改变，加速度大小不变，方向改变；④简谐运动的速度大小时刻改变，方向也做周期性的变化，加速度同样大小和方向做周期性变化；因此可根据运动状态是否改变将运动分为两类：一类是运动状态不变①匀速直线运动；一类是运动状态改变的②自由落体运动③匀速圆周运动④简谐运动。也可以根据加速度是否变化分类两类：一类加速度恒定的①匀速直线运动②自由落体运动；一类加速度变化的③匀速圆周运动④简谐运动。也可根据其他分类方法进行分类，答案不唯一。20. 如图所示，甲、乙两辆车在8s内运动的位移都是160m，所以它们运动的快慢相同，这里认为甲车的运动从效果上看与乙车匀速运动的效果相同，这里用来描述运动快慢的物理量是___，用到的物理方法是_____。【答案】    ①. 平均速度    ②. 等效替代【解析】【详解】由题可知，8s内两车的位移相等，则由平均速度公式可得，两车的平均速度相等；这里用来描述运动快慢的物理量是平均速度，用到的物理方法是等效替代．21. 小明根据“磁体对周围小磁针的力的作用，不需要接触，说明磁体周围存在磁场”类比得出：地球周围存在“重力”场。用假想的线描述重力场，如下图所示，最合理的是：_____；物体在月球上的重力大约是地球上的六分之一，说明月球附近的重力场比地球附近的重力场_____（选填“强”或“弱”）。【答案】    ①. A    ②. 弱【解析】【分析】考查场物质。【详解】[1]．在磁场中，小磁针受力方向为磁感线的切线方向； 而重力的方向竖直向下，基本上指向地心的方向，类比可知，图A最有可能是“重力场”；[2]．由题知，如果用同一物体受到重力的大小来表示“重力”场的强弱，即重力越大，重力场越强，因同一物体在月球上受到的重力大约是地球的六分之一，说明同一物体在地球上的重力较大，即月球附近的“重力”比地球附近的“重力”场场弱。22. 一列简谐横波在x轴上传播（振动位移沿y轴）。已知x=12cm处的质元的振动图线如图1所示，x=18cm处的质元的振动图线如图2所示。根据这两条振动图线，可获得关于这列简谐横波的确定的和可能的信息（如频率、波速、波长等）是哪些？确定的信息：___________可能的信息：___________【答案】    ①. A=4cm，T=12s，    ②. 见解析【解析】【详解】[1]由图可知确定的信息有振幅A=4cm周期T=12s频率[2]若波沿x轴正方向传播，则此波从x=12cm处的质元传播到x=18cm处的质元所需的最短时间其他可能的时间为（n=1，2，3……）可能的最大的传播速度其他可能的传播速度为（n=1，2，3……）此波可能的最大波长为其他可能的波长为（n=1，2，3……）同理若波沿负x方向传播，则此波从x=18cm处的质元传播到x=12cm处的质元所需的最短时间其他可能的时间为（n=1，2，3……）此波可能的最大的传播速度vm=2cm/s其他可能的传播速度为（n=1，2，3……）此波可能的最大波长为λ=24cm其他可能的波长为（n=1，2，3……）23. 一物体在某一行星表面被竖直向上抛出（不计空气阻力）。取抛出时，得到如图所示的图像，则该行星表面重力加速度大小为___________m/s2，物体被抛出时的初速度大小为___________m/s。【答案】    ①. 8    ②. 20【解析】【详解】[1]由图像可以看出物体运动到最高点的位移为所需时间为竖直上抛到最高点，可以看作反向的自由落体运动，有解得[2]初速度解得24. 如图所示，一个半径为R的凹槽，该槽是圆柱体侧表面的一部分。MN、PQ为圆表面的母线，在其一端的最低处有一小孔B。现让一小球（球的半径略小于B孔的半径而远小于R）从槽的另一端的边缘点A处（A靠近槽的最低点），以初速度开始沿平行于MN的方向运动，若。，不计摩擦，要使小球运动到槽的另一端时，恰能落入B孔中，则小球的初速度为___________。【答案】，（n=0，1，2，3，…）【解析】【详解】如果小球没有初速度则小球做简谐运动，简谐运动的周期为小球从A处到B孔的运动时间为，（n=0，1，2，3，…）沿MN方向小球做匀速直线运动，则解得，（n=0，1，2，3，…）五、计算题25. 如图，将质量m＝0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数μ＝0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角θ＝53°的拉力F，使圆环以a＝4.4m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小。（取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2）【答案】1N或9N【解析】【分析】【详解】由受力分析可得，当Fsin53°－mg＝0则有F＝1.25N当F<1.25N时，环与杆的上部接触，受力分析如图甲所示由牛顿第二定律得Fcosθ－μN＝maN＋Fsinθ＝mg解得F＝1N当F>1.25N时，环与杆的下部接触，受力分析如图乙所示由牛顿第二定律得Fcosθ－μN＝maFsinθ＝mg＋N解得F＝9N