河南省林州市第一中学2020学年高二物理下学期期中试题（火箭班，含解析） 15页

林州一中2020学年下学期期中考试高二物理（火箭班） ‎ 一、选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一个选项正确，第7-10题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎1. 新交通规则闯红灯扣6分，红灯亮时以36km/h的速度匀速行驶的汽车距离停车线32m，他马上开始采取刹车措施，人的平均反应时间为1s，刹车的加速度为，则车停住时车头距离停车线的距离为（ ）‎ A. 3m B. 7m C. 6m D. 10m ‎【答案】A ‎【解析】初速度v0=36km/h=10m/s，‎ 汽车在反应时间内的位移x1=10×1m=10m，‎ 刹车后的位移 到停车线的距离为△x=x-（x1+x2）=32-（10+25）=-3m，即超过了停车线3m。故A正确。‎ ‎2. 方尖碑（obelisk）是古埃及的另一件杰作，是古埃及崇拜太阳的纪念碑，也是除金字塔以外，古埃及文明最富有特色的象征，关于方尖碑对广场的压力F，下列说法正确的是（ ）‎ A. F就是方尖碑所受的重力 B. F是由于广场发生微小形变而产生的 C. F的作用点在方尖碑上 D. F的作用点在广场上 ‎【答案】D ‎【解析】A项：重力是由于地球的吸引而产生的力，方向竖直向下；压力是垂直作用在物体表面上的力，方向总是垂直于物体的接触面，因此重力和压力是完全不同的两个力，大小不一定相等，只有物体放在水平面上，物体对桌面的压力等于重力，故A错误；‎ B项：方尖碑对广场的压力F，塑像是施力物体，因此说法“F是由于广场发生微小形变而产生的”是错误的，故B错误；‎ C、D项：方尖碑对广场的压力F，作用点作用在受力物体上，作用在广场上，故C错误，D正确。‎ 点晴：压力是垂直作用在物体表面上的力，所以它的方向总是垂直于物体的表面，重力的施力物是地球；只有物体放在水平面上，物体对水平面的压力等于重力。‎ ‎3. 如图所示，一斜劈形木块放在倾角为的斜面上，在不为零的水平力F作用下，木块与斜劈保持静止，则关于木块的受力，下面说法错误的是（ ）‎ A. 可能受到沿斜面向下的静摩擦力 B. 可能不受摩擦力 C. 可能受到沿斜面向上的静摩擦力 D. 水平地面可能光滑 ‎【答案】D ‎【解析】对滑块受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，‎ 当F沿斜面方向的分力等于重力沿斜面向下的分力时，摩擦力等零；‎ 当F 沿斜面方向的分力大于重力沿斜面向下的分力时，摩擦力不等零，且方向向沿斜面向下；‎ 当F沿斜面方向的分力小于重力沿斜面向下的分力时，摩擦力不等零，且方向向沿斜面向上；‎ 木块与斜劈看成整体，根据平衡状态，斜劈受到地面向右的摩擦力，综上所述，故D错误。‎ ‎4. 如图所示，轻绳OA一端固定在天花板上，另一端系一光滑的圆环，一根系着物体的轻绳穿过圆环后，另一端固定在墙上B点，且OB处于水平。现将A点缓慢沿天花板水平向右移动，且OB段的轻绳始终保持水平，则轻绳OA、OB所受的拉力的大小的变化情况是（ ）‎ A. 增大，不变 B. 均减小 C. 不变，增大 D. 均不变 ‎【答案】D ‎【解析】在本题中通过圆环的绳子所受力的大小相等，都等于C的重力，由于OB方向不变，OC方向始终竖直向下，因此绳子OB与OC的合力不变，根据受力平衡可知，绳子OB与OC的合力大小等于绳子OA的拉力大小，合力方向始终与OA绳拉力方向相反，则将A点沿天花板水平向右移动时，轻绳OA所受的拉力保持不变，故D正确。‎ 点晴：解答本题的关键是明确OB和OC是用一根绳，力的大小相等，都等于物体的重力，然后对圆环受力分析，根据平衡状态进行求解。‎ ‎5. 一物体从t=0时刻开始做自由落体运动，下落后时刻到时刻的位移与时刻到时刻的位移之比为1：2，则等于（ ）‎ A. 1：2 B. 2：3 C. 1：4 D. 3：4‎ ‎【答案】A ‎【解析】下落后t0时刻到t0+T时刻的位移为：‎ 下落t0+T时刻到t0+2T时刻的位移为：‎ 而 由以上各式解得：，故A正确。‎ 点晴：根据自由落体运动位移公式列式表示出下落后t0时刻到t0+T时刻的位移和下落t0+T时刻到t0+2T时刻的位移即可求解。‎ ‎6. 如图所示，将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧，一端固定与水平天花板上相距为2L的两点，另一端共同连接一质量为m的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°。若将物体的质量为M，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53°（），则等于（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：当夹角为37°时，弹簧的伸长量，当夹角为53°时，弹簧的伸长量，对小球分析，根据平衡条件：，，其中，，联立解得，A正确 考点：考查了共点力平衡条件的应用 ‎【名师点睛】由几何知识求出两弹簧的伸长量之比，然后根据胡克定律求出两弹簧的拉力之比，最后由平衡条件求出重力与弹簧拉力的关系．‎ ‎7. 国产歼20舰战斗机在我国首艘航母辽宁舰甲板上加速起飞过程可看成匀变速直线运动，在某段时间内的x-t图象如图所示，视歼20舰载战斗机为质点，根据图中所给数据判断该机加速起飞过程下列选项正确的是（ ）‎ A. 经过图线上M点所对应位置时的速度大于4m/s B. 在t=2.5s时的速度等于4m/s C. 在这段时间内位移等于2m D. 在这段时间内位移等于2m ‎【答案】AB ‎【解析】A、B在t=2.5s时刻是2-3内的中间时刻，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有：因为M点对应的时刻大于2.5s，则瞬时速度大于4m/s．故A、 B正确；‎ C、D项：在2-3内物体做匀加速直线运动，位移为4m，则前一半时间内的位移小于2m，后一半时间内的位移大于2m，故C、D错误。‎ 点晴：解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义，知道图线的切线斜率表示的含义，位移时间图线的切线的斜率表示瞬时速度，与原点连线的斜率表示平均速度。‎ ‎8. 如图所示，三根相同的轻弹簧的一端固定在竖直墙面上的同一点，另一端分别拴接水平地面上三个相同的物块A、B、C，三物块均静止。拴接物块A的弹簧长度恰好为原长，拴接物块B的弹簧长度为，拴接物块C的弹簧长度为，下列判断正确的是（ ）‎ A. B、C两物块受到的弹簧弹力大小相等 B. 地面对物块A的支持力最大 C. 地面对物块C的摩擦力最大 D. 三种情况下，地面对物块的支持力和弹簧对物块弹力的合力大小相等 ‎【答案】AC ‎【解析】A项：根据胡克定律F=kx，由于栓接物块B、C的弹簧的形变量大小相等、劲度系数相同，故弹力大小相等，故A正确；‎ B项：弹簧对A无弹力，对B是压力，对C是拉力，故地面对物块B的支持力最大，故B错误；‎ C项：滑块受摩擦力等于弹簧弹力的水平分力，由于弹簧C的弹力的水平分力最大，故地面对物块C的摩擦力最大，故C正确；‎ D项：三种情况下，物体均是受重力、弹簧弹力（其中A不受）、支持力和摩擦力（其中A不受摩擦力），根据平衡条件，地面对物块的支持力和弹簧对物块弹力的合力大小等于重力和摩擦力的合力大小，由于摩擦力不同，故地面对物块的支持力和弹簧对物块弹力的合力大小不相等，故D错误。‎ ‎9. 在平直公路上有甲、乙两辆汽车同时从同一位置沿着同一方向做匀加速直线运动，它们速度的平方随位移变化的图象如图所示，则（ ）‎ A. 甲车的加速度比乙车的加速度大 B. 在x=0.5m处甲乙两车的速度相等 C. 在x=0.5m处甲乙两车相遇 D. 在t=2s末甲乙两车相遇 ‎【答案】ABD ‎..................‎ 考点：运动图像；匀变速直线运动的规律 ‎10. 如图所示，质量为M的楔形物块静止在水平地面上，其斜面的倾角为，斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦，先用恒力沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑。 这时地面对楔形物块的支持力为，然后用恒力沿斜面向下推小物块，使之匀速下滑，这时地面对楔形物块的支持力为，在两次小物块运动过程中，楔形物块始终保持静止。已知物块与斜面的摩擦力，则（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】A、B项：当用恒力F1沿斜面上拉小物块，使之匀速上滑时，以整体为研究对象受力分析，如图：‎ 根据平衡条件，‎ 竖直方向：N1+F1sinθ=（M+m）g    ①‎ 水平方向：f1=F1cosθ   ②‎ 得：N1=（M+m）g-F1sinθ   ③‎ 同理可得用恒力F2沿斜面向下推小物块，使之匀速下滑时的支持力：‎ N2=（M+m）g+F2sinθ    ④‎ 所以：N2>N1．故B正确，A错误；‎ C、D项：联立①③可得：F1-F2=2mgsinθ   ⑤‎ 设m与M之间的动摩擦因数为μ，摩擦力为f0，则m向上运动时，m对M的摩擦力的方向向上，以M为研究对象，则在竖直方向上：‎ Mg=N1-f0sinθ 即：N1=Mg-f0sinθ=Mg-μmgcosθ•sinθ   ⑥‎ 同理，m向下运动的过程中：‎ N2=Mg+μmgcosθ•sinθ   ⑦‎ 所以：N2-N1=2μmgsinθ•cosθ   ⑧‎ 由于动摩擦因数都是小于1的，所以2μmgsinθs•cosθ<2mgsinθ，即|F1-F2|>|N1-N2|．故C正确，D错误。‎ 点晴：该题考查整体法的应用，对于受力平衡类的题目，只需要选好研究对象，受力分析，应用平衡条件求解即可。‎ 二、实验填空题：本题共2小题，共16分。‎ ‎11.‎ ‎ 为探究合力与两个分力间所满足的具体关系，某同学设计了如图所示的实验装置，实验时，保持所挂的钩码不变，移动弹簧秤到不同位置，则平衡时弹簧秤的示数F将随着动滑轮两边细线间的夹角的改变而改变。实验时使夹角分别为60°、90°、120°，读出对应的F值。‎ ‎（1）该同学通过比较发现越大、F越大，为了更清楚地了解F随变化的关系，于是他算出每次实验时的等的值。若该同学在实验中的操作都是正确的，则他能够得到的结论（关于F随变化的关系的结论）是：__________________。‎ ‎（2）经过步骤（1）了解了关于F随变化的关系，该同学进一步以表示两边细线的拉力的图示的线段为邻边作出平行四边形，发现表示两细线的拉力的线段所夹的对角线基本上都是竖直向上的，但是该对角线的长度总比表示钩码重力的图示的线段明显要长，出现这一情况的原因应该是_________________________。‎ ‎【答案】 (1). 为定值 (2). 没有考虑动滑轮的重力 ‎【解析】(1) 设动滑轮与所挂钩码的总重是为G总，‎ 则有，由于G总不变，所以为定值；‎ ‎(2) 由题意可知，该对角线的长度总比表示钩码重力的图示的线段明显要长，出现这一情况的原因：没有考虑动滑轮的重力。‎ ‎12. 某同学利用图甲所示的实验装置做了这样的实验。‎ 按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，释放小车，小车由静止开始运动。‎ 按实验要求正确装上纸带，让小车靠近打点计时器，按住小车，打开打点计时器电源，释放小车，获得一条带有点列的纸带。‎ 在获得的纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点A、B、C…，测量相邻计数点的间距…并将其记录在纸带上对应的位置处。‎ 完成下列填空：‎ ‎（1）已知实验装置中打点计时器的电源为50Hz的低压交流电源，若打点的时间间隔用表示，则__________s。‎ ‎（2）设纸带上五个相邻计数点的间距为和。可用和表示为___________；可用和表示为_______________。‎ ‎（3）图乙为用米尺测量所得纸带上的和的情况，由图可读出___________cm，______________cm，___________cm。由此求得加速度的大小____________，_____________m/s（计算结果取3位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 0.02 (2). (3). (4). 1.68 (5). 2.42 (6). 3.88 (7). 0.735 (8). 0.205‎ ‎【解析】(1) 交流电的频率为50Hz，因此其周期为，因此打点周期为△t=0.02s；‎ ‎(2) 计数点之间的时间间隔为：t=5△t，根据匀变速直线运动中，连续相等时间内的位移之差是一恒量，即△x=aT2，可得：‎ s4−s1＝3aT2‎ 即；‎ 匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有：‎ ‎；‎ ‎(3) 根据刻度尺的指示，可知：s1=1.68cm，s2=2.42cm，s4=3.88cm．‎ ‎。‎ 点晴：对于实验器材的选取一是根据实验目的进行，二是要进行动手实验，体会每种器材的作用；要加强基本物理规律的应用，提高操作技能和数据处理能力．要注意单位的换算和有效数字的保留。‎ 三、解答或论述题：本题共4小题，共44分。解答出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得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎13. 汽车刹车后做匀减速运动，若在第1s内的位移为6m，停止运动前的最后1s内的位移为2m，则：‎ ‎（1）在整个减速运动过程中，汽车的位移为多少？‎ ‎（2）整个减速运动过程共用了多少时间？‎ ‎【答案】（1） （2）‎ 汽车在第1s内位移为6m，则由，可解得：‎ 在整个减速运动过程中，汽车的位移大小为：；‎ ‎(2) 对整个减速过程，有：。‎ 点晴：汽车是典型的匀减速运动，要注意通过求解刹车时间分析汽车的运动情况，不能死套公式，掌握公式适用的条件。‎ ‎14.‎ ‎ 如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A小球放在固定在光滑斜面上，斜面的倾角为，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C小球放在水平地面上。现用手控制A小球，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保持滑轮左侧细线竖直，右侧细线与斜面平行。已知B、C两小球的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。‎ ‎（1）求细线无拉力作用时，C小球对地面的压力。‎ ‎（2）缓慢地释放A小球后，最终C小球恰好不受地面的作用力，求B小球上升的高度和A小球的质量。‎ ‎【答案】（1） （2） ，‎ ‎【解析】(1) 以B、C两小球整体为研究对象，受重力和地面的支持力作用处于平衡状态，所以支持力为 由牛顿第三定律知：C小球对地面的压力；‎ ‎(2) 设开始时弹簧的压缩量为，由胡克定律和平衡条件有：‎ C小球恰好不受地面的作用力，则弹簧对C小球的拉力大小为mg，设此时弹簧的伸长量为，有，‎ 所以B小球上升的总高度 设A小球的质量为M，由平衡条件得：‎ 所以A小球的质量。‎ ‎15. 如图所示，水平面上有一个倾角为的斜劈，质量为m。一个光滑小球，质量也m，用绳子悬挂起来，绳子与斜面的夹角为，整个系统处于静止状态。‎ ‎（1）求出绳子的拉力T；‎ ‎（2）若地面对斜劈的最大静摩擦力等于地面对斜劈的支持力的k倍，为了使整个系统保持静止，k值必须满足什么条件？‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】试题分析：(1) 以小球为研究对象，根据平衡条件应用正交分解法求解绳子的拉力T；‎ ‎(2) 对整体研究，根据平衡条件求出地面对斜劈的静摩擦力f，当f≤fm时，整个系统能始终保持静止。‎ 解：(1) 对小球：‎ 水平方向：N1sin30°=Tsin30°‎ 竖直方向：N1cos30°+Tcos30°=mg 代入解得：；‎ ‎(2) 对整体：‎ 水平方向：f=Tsin30°‎ 竖直方向：N2+Tcos30°=2mg 而由题意：fm=kN2‎ 为了使整个系统始终保持静止，应该满足：fm≥f 解得：。‎ 点晴：本题考查受力平衡的应用，小球静止不动受力平衡，以小球为研究对象分析受力情况，建立直角坐标系后把力分解为水平和竖直两个方向，写x轴和y轴上的平衡式，可求得绳子的拉力大小，以整体为研究对象，受到重力、支持力、绳子的拉力和地面静摩擦力的作用，建立直角坐标系后把力分解，写出水平和竖直的平衡式，静摩擦力小于等于最大静摩擦力，利用此不等式求解。‎ ‎16. 如图所示，蹦床运动员正在训练室内训练，室内蹦床的床面到天花板的距离是7.6m，竖直墙壁上张贴着一面宽度为1.6m的旗帜，身高1.6m的运动员头部最高能够上升到距离天花板1m的位置，在自由下落过程中，运动员通过整面旗帜的时间是0.4s，重力加速度大小，设运动员上升和下落过程身体都是挺直的，求：‎ ‎（1）运动员竖直起来跳的速度；‎ ‎（2）运动员下落时身体通过整幅旗帜过程中的平均速度；‎ ‎（3）旗帜的上边缘到天花板的距离。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】试题分析：(1) 结合几何关系得到上升的最大位移，再根据速度位移关系公式得到初速度；‎ ‎(2) 根据平均速度的定义求解运动员下落时的身体通过整幅旗帜过程中的平均速度；‎ ‎(3) 先运用运动学公式求解通过旗帜下边缘的速度和运动位移，得到旗帜的上边缘到天花板的距离。‎ 解：(1) 运动员上升的最大位移为：h=7.6-1.6-1=5m；‎ 根据速度位移关系公式，有：v2=2gh 解得：；‎ ‎(2) 运动员通过整面旗帜的时间是0.4s，位移为：△x=1.6+1.6=3.2m 故平均速度为：；‎ ‎(3) 平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故该0.4s中间时刻的速度为8m/s，‎ 运动员从跳起到该时刻的时间间隔为：‎ 由于，故开始时旗帜的下边缘与人头部等高，为1.6m，故旗帜的上边缘高度为3.2m高，而大厅内蹦床的床面到天花板的距离是7.6m，故旗帜的上边缘到天花板的距离为：7.6m-3.2m=4.4m。‎ 点晴：本题关键是明确运动员的运动性质，然后灵活分阶段选择运动学公式列式求解。‎