内蒙古乌兰察布市北京八中乌兰察布分校2019-2020学年高二物理下学期期末考试试题.doc

内蒙古乌兰察布市北京八中乌兰察布分校2019-2020学年高二物理下学期期末考试试题

内蒙古乌兰察布市北京八中乌兰察布分校2019-2020学年高二物理下学期期末考试试题

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- 17 -

内蒙古乌兰察布市北京八中乌兰察布分校2019-2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）
（分值：100：时间：90分钟）
一、选择题（本题共12小题，1-8题只有一项是符合题目要求的，每题4分，共32分；9-12题有多个选项符合题目要求，选对得6分，只选对一个得3分，选错得0分，共24分）
1. 汽车刹车时以20 m/s的速度做匀减速直线运动，加速度大小为5 m/s2，那么刹车6 s后汽车的速度和位移是（ ）
A. 0 m/s；30m B. 0 m/s；40m C. -10 m/s；30m D. 10m/s；40m
【答案】B
【解析】
【详解】汽车速度减为零的时间为：
s
则刹车6s后汽车的速度为0；刹车6s后汽车的位移等于汽车经过4s位移：
m．
ACD.由上分析可知刹车6 s后汽车的速度和位移分别是0m/s和40m，ACD错误；
B.由上分析可知刹车6 s后汽车的速度和位移分别是0m/s和40m，B正确．
2. 有两个大小相等的共点力F1和F2，当它们的夹角为90°时合力的大小为F，则当它们的夹角为60°时，合力的大小为
A. 2F B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】
当两个力的夹角90°时，合力为：

所以，

当两个力的夹角为60°时，根据平行四边形定则，合力大小等于底角为30°的等腰三角形的底边：

A．2F与计算结果不符，故A选项错误．
B．与计算结果相符，故B选项正确．
C．与计算结果不符，故C选项错误．
D．与计算结果不符，故D选项错误．
3. 一质点沿直线运动，其位移与时间的关系满足x=2t+t2（各物理量均选用国际单位制单位），则关于该质点的运动，下列说法正确的是（　　）
A. 质点做匀减速直线运动
B. 0－5s内质点通过的位移大小为35m
C. 质点的加速度大小为1m/s2
D. 第3s末质点的速度大小为5m/s
【答案】B
【解析】
【详解】AC．由匀变速直线运动的位移公式与x=2t+t2对比可知
，
则质点做匀加速直线运动，故AC错误；
B．0－5s内质点通过的位移大小为

故B正确；
D．第3s末质点的速度大小为

故D错误。
故选B。
4. “北斗一号”导航卫星系统中有5颗地球同步轨道卫星，定位在距地面约为36000km的地球同步轨道上。关于同步卫星，下面说法正确的是（　　）
A. 发射速度小于7.9km/s
B. 发射速度大于11.2km/s
C. 运行速度小于7.9km/s
D. 如果需要，该卫星可以定位在江苏上空
【答案】C
【解析】
【详解】A．卫星的最小发射速度最小为7.9km/s，故A错误；
B．若发射速度大于11.2km/s，则要脱离地球，故B错误；
C．近地卫星的运行速度为7.9km/s，而同步卫星的轨道半径大，运行速度要小于7.9km/s，故C正确；
D．同步卫星只能在赤道上空，不可能定点在江苏上空，故D错误；
故选C。
5. 如图所示，质量相等的A、B两物块放在匀速转动的水平圆盘上，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是（　　）

A. 它们所受的摩擦力 B. 它们的线速度
C. 它们的运动周期 D. 它们的角速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．对两物块进行受力分析知，水平方向只受静摩擦力，故由静摩擦力提供向心力，则有

由于A、B在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相等，又因为，可知它们所受的摩擦力

故A错误；
B．由于，，根据可知它们的线速度有

故B正确；
C．根据，可知它们的运动周期

故C错误；
D．由于A、B在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相等，故D错误；
故选B。
6. 完全相同的三块木板并排固定在水平面上,一颗子弹以速度v水平射入,若子弹在木块中做匀减速直线运动,且穿过第三块木块后子弹速度恰好为零,则子弹依次刚射入每块木块时的速度之比和穿过每块木块所用的时间之比正确的是(    )

A. v1：v2：v3=3：2：1 B. v1：v2：v3= ：：1
C. t1：t2：t3= ：：1 D. t1：t2：t3= 1：：
【答案】B
【解析】
【详解】AB．采用逆向思维，子弹做初速度为零的匀加速直线运动，根据知，从开始到经过第3个木块，第2个木块、第1个木块所经历的位移之比为1：2：3，则射入第3个木块、第2个木块、第1个木块的速度之比为，所以子弹依次刚射入每块木块时的速度之比：：：：1，A错误B正确．
CD．因为初速度为零的匀加速直线运动，在相等位移内所用的时间之比为1：，则子弹通过每块木块所用的时间之比为，CD错误．
7. 如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一质量为m的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，周期一定，当小球在最高点时绳的张力为T1，在最低点时，绳的张力为T2，则T1和T2的差值为( )

A. 2mg B. 4mg C. 6mg D. 8mg
【答案】C
【解析】
本题考查的是圆周运动中的向心力问题，在最高点，最高点临界速度：在最低点，且满足 则；答案选C．
8. 质量为m=20kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动，0~2s内F与运动方向相反，2~4s内F与运动方向相同，物体的v—t图象如图所示，g=10m/s2，则（ ）

A. 拉力F的大小为100N
B. 物体在4s时拉力的瞬时功率为120W
C. 4s内拉力所做的功为480J
D. 4s内物体克服摩擦力做的功为320J
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图象可知，在0~2s的加速度大小

在2~4s内的加速度大小

根据牛顿第二定律

整理得
，
A错误；
B．物体在4s时拉力的瞬时功率

B正确；
C．在0~2s的位移为10m，因此在这段时间内，拉力做的功

在2~4s的位移为2m，因此在这段时间内，拉力做的功

因此拉力做的总功

C错误；
D．4s内物体总路程为12m，因此这段时间内克服摩擦力做的功

D错误。
故选B。
9. 如图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑．O1、O2、O3三个轮的边缘各取一个点A、B、C，已知三个轮的半径比 ，当转轴匀速转动时，下列说法中正确的是( )

A. A、B、C三点的线速度之比为2:2:1
B. A、B、C三点的周期之比为1:2:1
C. A、B、C三点的角速度之比为1:2:1
D. A、B、C三点的加速度之比为2:4:1
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，A、C共轴转动，角速度相等，根据

则

所以A、B、C三点的线速度大小之比

故A正确；
BC．A、C共轴转动，角速度相等，A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，根据

所以A、B、C三点的角速度之比

由

可知，A、B、C三点周期之比为，故B错误，C正确；
D．根据

可知，A、B、C三点的加速度之比为

故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示，两个质量相同的小球A、B分别用细线悬在等高的O1、O2点。A球的悬线比B球的悬线长，把两球的悬线拉至水平后无初速释放，则经过最低点时（　　）

A. A球机械能等于B球的机械能
B. A球的动能等于B球的动能
C. 重力对A球的瞬时功率等于重力对B球的瞬时功率
D. 细线对A球的拉力等于细线对B球的拉力
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．A、B两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，初始位置的机械能相等，所以在最低点，两球的机械能相等，故A正确；
B．根据动能定理有

可知越大，动能越大，所以经过最低点时，A球的动能大于B球的动能，故B错误；
C．经过最低点时，两球竖直方向速度都为0，所以重力的瞬时功率都为0，故C正确；
D．根据动能定理有

在最低点时，根据牛顿第二定律则有

联立解得

细线对A、B球的拉力与摆线的长度无关，所以两球摆线拉力大小相等，故D正确；
故选ACD。
11. 2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（　　）
A. 质量之积 B. 质量之和
C. 速率之和 D. 各自的自转角速度
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．双中子星做匀速圆周运动的频率f=12Hz（周期），由万有引力等于向心力，可得
，
r1+r2=r=400km
联立解得

选项B正确A错误；
C．由可得

选项C正确；
D．不能得出各自自转的角速度，选项D错误。
【点睛】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等。
12. 如图甲所示，光滑水平地面上放着一质量为m的物体，在0~2t0时间内，物体受到与水平方向成角斜向右上方的拉力作用，由静止开始沿地面运动；在2t0~3t0的时间内物体受到水平拉力作用，拉力F的大小与时间的关系如图乙所示。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列说法正确的是（　　）

A. 在0~2t0时间内，物体的位移大小为
B. 在t0时，拉力的功率为
C. 在2t0~3t0时间内，拉力所做的功为
D. 在0~3t0时间内，拉力的平均功率为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．0～2t0时间内的加速度为

物体的位移大小为

故A错误；
B．在t0时，拉力的功率为

故B正确；
C．在2t0～3t0时间内，物体加速度为

在2t0～3t0时间内的位移为

所以拉力所做的功为

故C错误；
D．在0～2t0时间内拉力做的功为

在0～3t0时间内做的总功为

所以在0～3t0时间内，拉力的平均功率为

故D正确；
故选BD。
二、实验题（每空2分，共12分。）
13. “探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．

(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．
(2)在此实验中，假如F1的大小及方向确定，那么为了使橡皮筋仍然伸长到O点，对F2来说，下面几种说法中正确的是（ ）
A．F2可以有多个方向 B．F2的方向和大小可以有多个值
C．F2的方向和大小都是唯一确定值 D．F2的方向是唯一的，但大小可有多个值
【答案】 (1). F′ (2). C
【解析】
试题分析：(1)由图乙可知：力F是由作图得出的，F′就是实际的将橡皮条拉至O点的合力，故沿OA方向的一定是F′．
(2)由平行四边形定则可知当合力的大小和方向及其中一个分力的大小和方向确定时，另一个分力的大小和方向也确定，故选项C正确．
考点：本题考查了“验证力的平行四边形定则”的实验原理．
14. “探究加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置如图所示．

(1)为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是_____________；要使细线的拉力约等于砝码及砝码盘的总重力，应满足的条件是______________________.
(2)某同学在实验中打出的一条纸带如图所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，其中x1＝7.06 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.30 cm、x4＝8.92 cm，那么打B点的瞬时速度大小是________m/s；纸带加速度的大小是________m/s2(计算结果保留两位有效数字)．
【答案】 (1). 平衡摩擦力 (2). 小车质量远大于砝码及砝码盘的质量 (3). 0.74 (4). 0.62
【解析】
【详解】(1)[1]为使小车所受合外力等于细线的拉力，就需要平衡掉摩擦力的影响，故采取的措施是平衡摩擦力.
[2]要使细线的拉力约等于砝码及砝码盘的总重力，应满足的条件是小车质量远大于砝码及砝码盘的质量.
(2)[3][4]打点计时器使用的都是交流电源，每隔0.02 s打一个点．根据题意相邻计数点间的时间间隔t＝0.1 s，则B点的速度为A、C两点间的平均速度：
vB＝＝m/s＝0.74 m/s
由：

可得：
a＝
代入数据解得：
三、计算题。（本题共3小题，共32分，解答应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给分）
15. 如图所示，小球从倾角为37°的斜面底端的正上方以15 m/s的速度水平抛出，飞行一段时间后，恰好垂直撞在斜面上，取g =10m/s2．求：

（1）小球在空中飞行的时间为多少？
（2）抛出点距斜面底端的高度为多少？
【答案】（1）2s（2）42.5m
【解析】
【详解】（1）小球落到斜面上时的水平速度v0、竖直速度vy和实际速度vt的矢量三角形如右图所示．

由图可得：vy= v0tan53°=15×4/3= 20m/s
再由vy= gt得：t = vy/g = 20/10= 2s
（2）因为x=v0t =15×2 = 30m
y =gt2/2 = 10×22/2 = 20m
所以 h =y +x·tan37°=20 + 30×3/4 = 42.5m
16. 冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼．如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝8 m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面．人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下．人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间
(2)人在离C点多远处停下
【答案】(1) t＝2 s (2)x＝12.8
【解析】
【详解】(1)人在斜坡上下滑时，受力分析如图所示．

设人沿斜坡下滑的加速度为a，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mgsin θ－Ff＝ma
Ff＝μF
垂直于斜坡方向有FN－mgcos θ＝0
联立以上各式得a＝gsin θ－μgcos θ＝4 m/s2
由匀变速运动规律得L＝at2 t＝2 s
(2)人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用．设在水平面上人减速运动的加速度为a′，由牛顿第二定律得μmg＝ma′
设人到达C处的速度为v，则人在斜面上下滑的过程：v2＝2aL 人在水平面上滑行时：
0－v2＝－2a′x
联立以上各式解得x＝12.8
17. 质量的物体，在水平拉力(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移时，拉力停止作用，运动到位移是时物体停止，运动过程中的图线如图所示。求：(取)
(1)物体的初速度；
(2)物体和水平面间的动摩擦因数；
(3)拉力的大小。

【答案】(1)2m/s；(2)0.25；(3)4.5N
【解析】
【详解】(1)由图像可得，代入数据得

(2)设物体在4m处的动能为，物体4－8m内，由动能定理得

代入数据得

(3)物体在0－4m，由动能定理得

代入数据得