2022-2023学年陕西省西安市大联考高二（下）期末物理试卷（含解析）

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2022-2023学年陕西省西安市大联考高二（下）期末物理试卷1.  将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体(    )A. 刚抛出时的速度最大 B. 在最高点的加速度为零
C. 上升时间大于下落时间 D. 上升时的加速度等于下落时的加速度2.  一个质量为的弹性小球，在光滑水平面上以的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同．则碰撞前后小球速度变化量的大小为和碰撞过程中墙对小球做功的大小为(    )A.    B.    
C.     D.       3.  、两物体从同一位置沿同一直线运动，它们的速度图象如图所示，下列说法正确的是(    )A. 、加速时，物体的加速度大于物体的加速度
B. 秒时，、两物体相距最远
C. 秒时，物体在物体的前方
D. 秒时，、两物体速度相等，相距
 
 4.  用卡车运输质量为的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为和。重力加速度为。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为、，则(    )

 A.     B.      
C.      D.    5.  上世纪年代，“防抱死系统”开始应用于飞机和火车．现在，系统几乎已经成为民用汽车的标准配置．一实验小组做了某型民用汽车在有、无的情况下“全力制动刹车距离测试”，测试结果如图所示．由图推断，两种情况下汽车的平均加速度之比：为(    )

 A. ： B. ： C. ： D. ：6.  如图所示，物体、重放在物体上，置于水平地面上，水平力作用于，使、、一起匀速向右运动，各接触面间摩擦力的情况是(    )A. 对有向左的摩擦力 B. 对有向右的摩擦力
C. 物体受到三个摩擦力作用 D. 对地面有向右的摩擦力7.  光滑斜面的长度为，一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端，经历的时间为，则下列说法不正确的是(    )A. 物体运动全过程中的平均速度是
B. 物体在时的瞬时速度是
C. 物体运动到斜面中点时瞬时速度是
D. 物体从顶点运动到斜面中点所需的时间是8.  如图所示，轻杆下端固定在光滑轴上，可在竖直平面自由转动，重力为的小球粘在轻杆顶部，在细线的拉力作用下处于静止状态。细线、轻杆与竖直墙壁夹角均为，则绳与杆对小球的作用力的大小分别是(    )
 A. ， B. ， C. ， D. ，9.  在离地面高处，以的速度同时竖直向上与向下抛出甲、乙两小球，不计空气阻力，小球落地后就不再弹起，重力加速度，下列说法正确的是(    )A. 两小球落地时的速度相等 B. 两小球落地的时间差为
C. 乙球落地时甲球恰好运动到最高位置 D. 时，两小球相距10.  如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为，次级线圈的匝数为，初级线圈的两端、接正弦交流电源，电压表的示数为，负载电阻，电流表的示数为。下列判断中正确的是(    )A. 初级线圈和次级线圈的匝数比为：
B. 初级线圈和次级线圈的匝数比为：
C. 电流表的示数为
D. 电流表的示数为11.  如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为，关于电梯的运动，以下说法正确的是取(    )

 A. 电梯可能向上加速运动，加速度大小为
B. 电梯可能向下加速运动，加速度大小为
C. 电梯可能向上减速运动，加速度大小为
D. 电梯可能向下减速运动，加速度大小为12.  如图所示，倾角为的斜面体置于水平面上，置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与相连，连接的一段细绳与斜面平行，、、处于静止状态，则(    )
 A. 水平面对的支持力小于、的总力
B. 一定受到的摩擦力
C. 受到水平面的摩擦力为零
D. 若将细线剪断，物体开始沿斜面向下滑动，则水平面对的摩擦力不为零13.  如图所示，质量为足够长的斜面体始终静止在水平地面上，有一个质量为的小物块在受到沿斜面向下的力的作用下，沿斜面匀加速下滑，此过程中斜面体与地面的摩擦力为。已知重力加速度为，则下列说法正确的是(    )

 A. 斜面体给小物块的作用力大小等于
B. 斜面体对地面的压力小于
C. 若将力的方向突然改为竖直向下，小物块仍做加速运动
D. 若将力撤掉，小物块将匀速下滑14.  如图所示，在直角三角形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。大量质量为、电荷量为的同种粒子以相同的速度沿纸面垂直于边射入场区，结果在边仅有一半的区域内有粒子射出。已知边的长度为，和的夹角为，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是(    )
 A. 粒子的入射速度为
B. 粒子的入射速度为
C. 粒子在磁场中运动的最大轨迹长度为
D. 从边射出的粒子在磁场内运动的最长时间为15.  两根互相平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上导体棒和可以自由滑动。当在外力作用下向右运动时，下列说法正确的是(    )A. 内有电流通过，方向是
B. 中有电流通过，方向是
C. 磁场对的作用力向左
D. 磁场对的作用力向左16.  一列简谐横波沿轴传播，时波的图象如图所示，此刻、两质点的位移相同，此后和分别经过最短时间和回到平衡位置，则该简谐横波(    )
A. 沿轴正方向传播，波速为 B. 沿轴负方向传播，波速为
C. 当时，回到平衡位置 D. 当时，回到平衡位置17.  如图所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的段水平，段光滑，段是以为圆心、为半径的一小段圆弧，圆心与在 同一水平线上．可视为质点的物块和紧靠在一起，静止于处，的质量是的倍．两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动．到点时速度沿水平方向，此时轨道对的支持力大小等于所受重力的倍，与段的动摩擦因数为，重力加速度为，求：
物块在点的速度大小；
物块滑行的距离和时间．
18.  如图所示，相距为的、边界间存在垂直纸面向外的匀强磁场，且边界足够长，下方存在与其相切的、半径为的圆形匀强磁场区域，方向垂直纸面向里，有一长度为、与垂直的粒子发射板能均匀地沿方向发射速率均为，质量均为，电荷量均为的带电粒子，且所有粒子均能从边界相切点进入上方磁场区域，不计粒子间的相互作用及粒子的重力，两磁场区域内的磁感应强度大小相等。求：
带电粒子的电性及磁感应强度的大小；
正对圆形区域圆心的粒子在磁场中运动的总时间；
在边界上多宽范围内有粒子逸出，以及从边界上射出的粒子所占总发射数的比例。
19.  已知一列简谐横波在时刻的波形图象如图所示，波沿轴正方向传播，再经过，点第次出现波峰．求：
波速为多少？
由图示时刻起，点再经过多长时间第一次出现波峰？
从图示时刻开始计时，试写出坐标为的质点的位移与时间的关系式．
20.  在火炮发明并被大规模应用于实战之前，抛石机是中国古代常用的破城重器。某同学仿照古代抛石机制作一个抛石机模型如图所示，炮架上横置一个可以转动的轴，固定在轴上的长杆，可绕转轴转动，转轴到地面的距离为，发射前长杆端着地与地面成夹角，端半球形凹槽中放置一质量的物体，用手搬动长杆另一端至点正下方，贴近地面且速度，此时长杆受到装置作用迅速停止，端物体从最高点水平飞出，重力加速度，求：
物体从最高点飞出时的速度大小；
物体从最高点飞出前对长杆凹槽在竖直方向上的压力大小。

答案和解析 1.【答案】 【解析】解：、整个过程中只有空气的阻力做功不为零，机械能损失，故上升过程初速度最大，故A正确；
、物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，但是受空气阻力的方向总与物体的速度方向相反，，所以上升时的加速度大于下落时的加速度，B错误，也错误；
C、上升时间小于下落时间，C错误；
故选：。
考虑空气阻力，物体上升和下降时受力情况不同，要分开讨论；上升时，阻力向下，下降时阻力向上；
考虑阻力的竖直上抛运动，是具有向上的初速度，加速度变化的变加速直线运动，上升和下降过程并不对称，所以时间也不相等
 2.【答案】 【解析】解：规定反弹速度方向为正方向，则。
根据动能定理得，故B正确，、、D错误。
故选：。
速度是矢量，根据求解速度的变化量，根据动能定理求出墙对小球做功的大小．
解决本题的关键知道速度是矢量，功是标量，求解速度变化量需注意方向，求解动能的变化量不需要注意方向．
 3.【答案】 【解析】解：、速度图象的斜率表示加速度。、加速时的斜率大，加速度大。故A错误；
    、第时，两物体、速度相等，此时位移差最大，所以相距最远，故B错误；   
   、由图可知第时，物体的位移小于物体的位移，物体在物体的前方，故C正确；
  、第时，两物体、速度相等，相距，故D错误；
故选：。
速度图象的斜率表示加速度，斜率越大，加速度越大．由“面积”读出位移，由图读出第和第时两物体、的位移差相等，从同一位置出发，间距相等．第时，两物体、速度相等，由“面积”差，读出相距的距离．根据第时位移关系判断位置关系
对于速度时间图象常常要抓住两个数学方面的意义来理解其物理意义：斜率表示加速度，面积表示位移
 4.【答案】 【解析】解：将重力进行分解如图所示，根据几何关系可得，，故D正确，ABC错误。
故选：。

本题主要是考查了力的分解，将重力安作用效果进行分解，根据几何关系求解圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小。
 5.【答案】 【解析】【分析】
根据匀变速直线运动的速度位移公式求出加速度，从而得出两种情况下汽车的平均加速度之比．
解决本题的关键知道汽车刹车后做匀减速直线运动，结合匀变速直线运动的速度位移公式分析判断，难度不大。

【解答】
根据得，，因为初速度相等时，刹车的距离之比为：，则平均加速度之比：：，故A正确，、、D错误。
故选：。  6.【答案】 【解析】解：三个物体都做匀速直线运动，合外力均为零。
A、以为研究对象，水平方向受到向右的拉力作用，根据平衡条件得知，对有向左的静摩擦力，而且此静摩擦力与平衡，根据牛顿第三定律得知，对有向右的静摩擦力，故A错误；
B、对研究，由平衡条件得知：对没有摩擦力，否则受力不平衡，不可能匀速直线运动，故B错误；
、以整体为研究对象，由平衡条件得知：地面对有向左的滑动摩擦力，则对地面有向右的滑动摩擦力，故C受到两个摩擦力，故C错误，D正确。
故选：。
三个物体都做匀速直线运动，合外力均为零，以为研究对象，分析对的摩擦力方向，即可知道对的摩擦力方向；对研究，由平衡条件分析对的摩擦力；对整体研究，分析地面对的摩擦力．
本题关键要灵活选择研究，根据平衡条件分析受力情况，对分析的结果，也可以利用平衡条件：合力为零进行检验．
 7.【答案】 【解析】解：、根据平均速度的计算公式可知物体在全程中的平均速度为：，故A正确；
B、匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可知物体在时的瞬时速度是，故B错误；
C、设物体的加速度为，运动到斜面中点时瞬时速度为，则由，解得，又，解得斜面中点的速度，故C正确；
D、设物体从顶点运动到斜面中点所需的时间是，根据位移时间关系可得：，解得：，故D正确。
本题选错误的，故选：。
根据平均速度的定义式求出全程的平均速度；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出中间时刻的瞬时速度；由斜面的长度和时间，求出加速度，由位移速度公式求出斜面中点的瞬时速度；再根据位移时间关系求解物体从顶点运动到斜面中点所需的时间。
本题考查运用运动学规律处理匀加速直线运动问题的能力．要加强练习，熟悉公式，灵活选择公式解题．
 8.【答案】 【解析】解：以小球为研究对象进行受力方向，受到重力、支持力和绳子拉力，如图所示；
由于水平方向受力平衡可得，解得；
竖直方向根据平衡条件可得：
解得，故B正确，ACD错误。
故选：。
对小球受力分析，结合矢量的合成法则，则平衡条件，即可求解。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
 9.【答案】 【解析】解：、甲、乙两小球抛出时速率相等，机械能相等．由于不计空气阻力，所以两球运动过程中机械能都守恒，则落地时机械能也相等，落地时的速度必定相等，故A正确；
B、落地时，对于甲球，取竖直向上为正方向，有：
解得：
对于乙球，有：
解得：，所以两小球落地的时间差为，故B错误；
C、甲球上升的时间为：，所以乙球落地时甲球恰好运动到最高点，故C正确；
D、时，甲球的位移为：，乙球已落地并不再弹起，所以时，两小球相距，故D正确．
故选：
甲球做竖直上抛运动，乙球做竖直下抛运动，根据机械能守恒定律求落地时速率关系．由位移公式求落地时间．根据乙球的运动时间，分析甲球的位置．并由位移公式求出时两者间的距离．
解决本题的关键是掌握竖直上抛运动和竖直下抛运动的规律，熟练运用运动学公式分析两球运动关系．
 10.【答案】 【解析】解：、变压器的输出功率等于输入功率，则得：，故CD错误；
、由于原副线圈电流与匝数成反比，所以初级线圈和次级线圈的匝数比：，故A错误，B正确。
故选：。
理想变压器输入功率等于输出功率，原副线圈电流与匝数成反比，原副线圈电压与匝数成正比。
理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象。输入电压决定输出电压，而输出功率决定输入功率。
 11.【答案】 【解析】解：电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为，知重物的重力等于，对重物有：，解得，方向竖直向下，则电梯的加速度大小为，方向竖直向下。电梯可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动。故B、C正确，、D错误。
故选：。
对重物受力分析，根据牛顿第二定律得出重物的加速度大小和方向，从而得出电梯的加速度大小和方向，从而判断出电梯的运动规律．
解决本题的关键知道重物和电梯具有相同的加速度，根据牛顿第二定律进行分析，通过加速度判断电梯的运动情况．
 12.【答案】 【解析】解：、把看作一个整体，对其受力分析，绳子对的拉力在竖直方向上有分量，所以水平面对的支持力比、的总重力要小，故A正确；
B、若的质量存在关系时，在斜面上无相对运动趋势，所以此时之间无摩擦力作用，故B错误；
C、把看作一个整体，对其受力分析，不论、间摩擦力大小、方向如何，绳子对的拉力在水平方向上始终有向右的分量，所以整体有向右的运动趋势，所以水平面对的摩擦力方向一定向左，故C错误；
D、若将细线剪断，向下滑动时，对有向下的滑动摩擦力，则有向右的运动趋势，因此水平面对有向左的摩擦力，故D正确。
故选：。
利用特殊值法，假设的重力沿斜面的分量与的重力大小相等时，即可得知相对没有运动趋势，从而分析间是否有摩擦力；
把看作一个整体，分析绳子对的拉力在水平方向和竖直方向上分量，继而可知在水平方向上的运动趋势和竖直方向的受力关系，从而分析受地面的摩擦力和地面上的支持力大小；
剪断细线后分析物体的运动情况，根据摩擦力的定义可明确水平面对的摩擦力的方向。
解答该题的关键是正确的判断静摩擦力的有无，对于静摩擦力的有无，关键在于正确判断其运动的趋势，解答过程中重用假设法和特殊值法来判断静摩擦力的相关问题。该题还应注意整体法和隔离法的正确应用。
 13.【答案】 【解析】解：、受到的是沿斜面方向的力作用，的加速下滑，不受地面的摩擦力作用，说明斜面体给小物块的作用力大小等于，将力撤掉，小物块匀速下滑，故AD正确；
B、视两物体为整体，具有向下的加速度，有一个向下的合外力，所以斜面体对地面的压力大于，故B错误；
C、若竖直向下时，将沿着斜面与垂直斜面方向分解，结合滑动摩擦力公式，则有，小物块仍做匀速运动，故C错误；
故选：。
因为斜面体与地面的摩擦力为零，隐含条件“小物块对斜面体作用力的合力竖直向下”，运用隔离法分析斜面体和小物块，结合牛顿第二定律和第三定律分析各选项。
本题关键是考查物体的受力分析，题目的突破口是“斜面体与地面的摩擦力为零”，挖掘题目中的关键信息，题目很新颖，是一道好题。
 14.【答案】 【解析】解：、粒子进入磁场向上做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，，解得，因为边只有一半区域有粒子射出，在边中点射出的粒子轨迹如图中实线所示，由几何关系得：，则粒子的入射速度，故A错误，B正确；
C、从点入射的粒子在磁场运动的最长轨迹为，故C正确；
D、与边相切恰从边射出的粒子的轨迹如图，对应的最大偏转角最大为，根据，，可知从边射出的粒子在磁场内最长时间为，故D错误。

故选：。
由于带电粒子进入磁场的速度大小和方向均不变，则带电粒子做匀速圆周运动的半径不变，只是入射点的不同，可以拿一定圆在边上移动，看符合条件的是哪种情况的带电粒子。于是得到半径，再由洛伦兹力提供向心力求得速度，由偏转角求时间等。
本题考查带电粒子在三角形磁场区域内做匀速圆周运动问题，由于轨迹圆的半径一定，只是入射位置不同，所以可以用一个定圆沿着边移动，看哪种情况符合题设条件，再由偏转角求时间等。
 15.【答案】 【解析】解：由题意知，在外力作用下向右做切割磁感线运动，根据右手定则判断可知内电流的方向是，则中的电流方向为，故B错误，A正确；
由左手定则判断可知，受到的安培力向右，受到的安培力向左，故C错误，D正确。
故选：。
根据右手定则得出棒中电流的方向，从而得出棒中的电流方向．根据左手定则判断棒和棒所受的安培力方向．
本题考查了左手定则和右手定则的基本运用，知道这两个定则的区别，右手定则判断产生感应电流方向，左手定则是根据电流判断安培力的方向．
 16.【答案】 【解析】解：、、根据分析可以知道，点先回到平衡位置，说明正向下振动，正向上振动，则根据同侧法可以知道波沿轴负方向传播。根据图象可以知道，波长，周期，则波速为，故A错误，B正确。
C、，因，说明还没有回到平衡位置。故C错误。
D、，则知回到平衡位置，故D正确。
故选：。
根据题意可以知道，点先回到图示位置，说明正向下振动，正向上振动，从而判断波的传播方向，由波形图读出波长，根据求出波速。根据时间与周期的关系，分析质点的位置。
解决该题的关键是掌握用同侧法判断振动方向或波的传播方向，熟记波速与波长之间的关系式，
 17.【答案】解：在点对，由牛顿第二定律得：
    
由得：
故物块在点的速度大小：．
设、在分离瞬间速度大小分别为、，取水平向右方向为正，、分离过程动量守恒，则：
    
A、分离后，从点到点过程由动能定理得：
      
向左减速至零过程由动能定理得：
      
由得：
向左减速至零过程由动量定理得：
1
解得：，
故物块滑行的距离：，时间：． 【解析】在点根据向心力公式列方程可正确求解．
分析清楚作用过程，开始碰撞过程中动量守恒，碰后反弹，继续运动根据动能定理和动量定理可正确求解．
本题考查了动量守恒、动能定理、动量定理等规律的简单应用，较好的考查了学生综合应用知识的能力．
 18.【答案】解：根据左手定则可知，粒子带正电；
任取一粒子研究，依题意作出粒子运动的轨迹图如图甲所示，

为圆形磁场区域的圆心，为粒子轨迹的圆心，由几何关系可知，四边形为菱形，故：
粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力得：
联立解得：
粒子正对圆心射入磁场，由可知，粒子将垂直于从点进入平行边界磁场，对应圆心角为
如图乙所示，由几何关系可知，粒子在与间运动的圆心角为 ，则有：
解得：
故粒子在磁场中运动的总时间：

粒子经过圆形磁场区域后，能从点在范围内向与间射入，将粒子运动的轨迹旋转半周如图丙所示，能从边界逸出的粒子如图丁所示，

由几何关系有：




故粒子在边界逸出的宽度为：
能在边界逸出的粒子所占总发射数的比例为：
答：带电粒子的电性及磁感应强度的大小为；
正对圆形区域圆心的粒子在磁场中运动的总时间为；
在边界上长的满围内有粒子逸出，边界上射出的粒子所占总发射数的比例为。 【解析】由题意和几何关系，根据洛伦兹力提供向心力求得匀强磁场磁感应强度的大小；
画出符合条件的粒子在磁场中的运动轨迹，求出偏转角，由时间公式求在磁场中的总时间；
画图法找到经磁场偏转后能打到上的长度的范围，由几何关系求长度，由入射的长度的范围求几率。
本题考查的是带电粒子在磁场与电场的组合场中的运动，对学生应用所学知识解决物理问题的能力要求很高，同时对于应用数学知识解决物理问题的能力要求也较高。
 19.【答案】解：由传播方向判断，此时点的振动方向是向下
经过，点第三次到达波峰位置，即，．
从题中波形图上可以看出，波长
所以波速 ．
由图上可以看出波向右传播，时，离点最近的波峰在 处，该点距点距离为 ，
因此再经过时间，点第一次出现波峰，．
因，则，
由于波向右传播，所以的质点的振动方向为沿着轴正方向．
因此坐标为 的质点的位移与时间的关系式为
答：波速为 ．
由图示时刻起，点再经过时间第一次出现波峰；
从图示时刻开始计时，坐标为的质点的位移与时间的关系式为． 【解析】波在出现两次波峰的最短时间等于周期，求出波的周期．由图象读出波长，求出波速．
当图中处质点的振动传到质点时，质点第一次到达波峰，根据求出时间．
根据周期求出角速度，确定振幅，并由波的传播方向来确定的质点的的质点的方向，从而即可求解．
本题考查对振动与波动关系的分析和理解能力．波在同一均匀介质中是匀速传播的．
 20.【答案】解：到的距离：
与属于同轴转动，角速度是相等的，则：
代入数据可得：
物体在最高点受到的重力与支持力提供向心力，则有：

代入数据可得：
根据牛顿第三定律可知，物体从最高点飞出前对长杆凹槽在竖直方向上的压力等于凹槽对物体的支持力，等于。
答：物体从最高点飞出时的速度大小为。
物体从最高点飞出前对长杆凹槽在竖直方向上的压力大小为。 【解析】同轴转动的物体的角速度相等，由此结合半径关系即可求出物体从最高点飞出时的速度；
由向心力的来源求出物体从最高点飞出前对长杆凹槽在竖直方向上的压力；
此题考查了平抛运动的规律，属于竖直平面内的圆周运动与平抛运动的综合应用，平抛运动采用运动的合成和分解的方法研究。