2023-2024學(xué)年河北省石家莊二中高二（下）期末物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年河北省石家莊二中高二（下）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.小物塊以一定的初速度自光滑斜面的底端a點(diǎn)上滑，最遠(yuǎn)可到達(dá)b點(diǎn)，e為ab的中點(diǎn)，如圖所示。已知小物塊由a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的總時(shí)間為t0，則它從a點(diǎn)運(yùn)動到e點(diǎn)所用的時(shí)間為(

)A.(B.2C.(D.(2?2.如圖所示，質(zhì)量為M，傾角為30°的斜面靜止在水平地面上，一輕彈簧左端拴接在質(zhì)量為m的物體P上，右端連接一輕質(zhì)細(xì)繩，細(xì)繩平行于斜面方向跨過光滑的輕質(zhì)定滑輪后連接質(zhì)量為m的物體Q，其中甲圖中定滑輪固定在天花板上，乙圖中的定滑輪固定在斜面上，整個(gè)系統(tǒng)均處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。則下列說法正確的是(

)

A.甲圖中地面受到的摩擦力為32mg B.甲圖中地面受到的壓力為Mg+2mg

C.乙圖中地面受到的摩擦力為123.兩傾斜的平行桿上分別套著a、b兩相同圓環(huán)，兩環(huán)上均用細(xì)線懸吊著相同的小球，如圖所示。當(dāng)它們都沿桿向下滑動，各自的環(huán)與小球保持相對靜止時(shí)，a的懸線與桿垂直，b的懸線沿豎直方向，下列說法正確的是(

)

A.a環(huán)與桿有摩擦力 B.d球處于失重狀態(tài)

C.桿對a、b環(huán)的彈力大小相等 D.細(xì)線對c、d球的彈力大小可能相等4.無線充電寶可通過磁吸力吸附在手機(jī)背面，利用電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)無線充電技術(shù)。劣質(zhì)的無線充電寶使用過程中可能因吸力不足發(fā)生切線滑落造成安全隱患。圖(a)為科創(chuàng)小組某同學(xué)手握手機(jī)(手不接觸充電寶)，利用手機(jī)軟件記錄豎直放置的手機(jī)及吸附的充電寶從靜止開始在豎直方向上的一次變速運(yùn)動過程(手機(jī)與充電寶始終相對靜止)，記錄的加速度a隨時(shí)間t變化的圖像如圖(b)所示(規(guī)定向上為正方向)，且圖像上下部分分別與時(shí)間軸圍成的面積相等，已知無線充電寶質(zhì)量為0.2kg，手機(jī)與充電寶之間最大靜摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，則在該過程中(

)

A.手機(jī)與充電寶全程向下運(yùn)動，最終處于靜止?fàn)顟B(tài)

B.充電寶在t2與t3時(shí)刻所受的摩擦力方向相同

C.充電寶與手機(jī)之間的摩擦力最小值為2N

D.5.地球赤道上的重力加速度為g，物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a，衛(wèi)星甲、乙、丙在如圖所示的三個(gè)橢圓軌道上繞地球運(yùn)行，衛(wèi)星甲和乙的運(yùn)行軌道在P點(diǎn)相切。不計(jì)阻力，以下說法正確的是(

)A.衛(wèi)星甲、乙分別經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度相等

B.衛(wèi)星甲與地球的連線比衛(wèi)星乙與地球的連線在相同的時(shí)間內(nèi)掃過的面積大

C.衛(wèi)星甲、乙、丙的周期關(guān)系為T甲>T丙>6.如圖所示，一勁度系數(shù)為k的理想彈簧一端固定于天花板上，另一端固定連接一質(zhì)量為2m的物塊A，物塊A的下方還有一質(zhì)量為m的物塊B，A、B之間無粘連處理。由靜止剛釋放后瞬間測得A、B組成的系統(tǒng)具有豎直向下大小為43g的加速度?，F(xiàn)使A、B回原位置靜止，釋放的同時(shí)在物塊B上作用一外力F，使該系統(tǒng)豎直向下做加速度大小為a=12g的勻加速直線運(yùn)動直到物塊A、A.彈簧彈力大小為3mg2 B.外力F的大小為mg

C.物塊B的速度大小為g?2mk D.整個(gè)過程中外力7.如圖所示，將小球從傾角為θ=37°的斜面底端正上方某點(diǎn)以8m/s的速度水平拋出，同時(shí)一束平行光豎直向下照射小球，在斜面上留下了小球的“影子”，“影子”沿斜面運(yùn)動6m時(shí)小球撞在斜面上。小球的質(zhì)量為2kg，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，不考慮小球與斜面相撞后的運(yùn)動情況，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列說法正確的是(

)A.小球的“影子”沿斜面做勻減速直線運(yùn)動

B.小球在空中的運(yùn)動時(shí)間為0.75s

C.拋出點(diǎn)與斜面底端的高度差為5.4m

D.小球撞在斜面瞬間重力的瞬時(shí)功率為200W二、多選題：本大題共3小題，共12分。8.如圖，一個(gè)裝滿水的空心球總質(zhì)量為m，左側(cè)緊靠在豎直墻面上，右側(cè)由方形物塊頂在其右下方的A點(diǎn)，使球處于靜止?fàn)顟B(tài)。空心球的圓心為O，半徑為R，A點(diǎn)距離圓心O的豎直距離為R2，重力加速度為g。則(

)A.方塊物體對空心球的彈力大小為2mg

B.僅將方塊物體向右移動一小許，墻面對空心球的彈力將不變

C.僅將空心球里的水放掉一小部分，方形物塊對球的彈力將變小

D.僅將空心球里的水放掉一小部分，方形物塊對球的彈力與水平方向的夾角將變小9.如圖所示，不可伸長的柔軟細(xì)繩穿過固定豎直放置的細(xì)管，兩端拴著質(zhì)量分別為m和M的小球。當(dāng)小球m繞細(xì)管的幾何軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，m到管口的繩長為l，繩與豎直方向的夾角為θ，小球M處于靜止?fàn)顟B(tài)。細(xì)管處處光滑，其半徑可忽略不計(jì)，重力加速度為g。下列說法正確的是(

)A.小球m的線速度大小v=glsinθcosθ

B.小球m的運(yùn)動周期T=2πmlMg

C.向下緩慢拉動M的過程中，夾角θ變小

D.10.三角形傳送帶以1m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，兩邊的傳送帶長都是2m且與水平方向的夾角均為37°.現(xiàn)有兩個(gè)小物塊A、B從傳送帶底端都以4m/s的初速度沖上傳送帶，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)都是0.5，下列說法正確的是(

)A.物塊A、B都能到達(dá)傳送帶頂端

B.兩物塊在傳送帶上運(yùn)動的全過程中，物塊A、B所受摩擦力一直阻礙物塊A、B的運(yùn)動

C.物塊A上沖到與傳送帶速度相同的過程中，物塊相對傳送帶運(yùn)動的路程為1.25m

D.物塊B在上沖過程中在傳送帶上留下的劃痕長度為0.45m三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共21分。11.小明通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則．

(1)實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖1所示，O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置，兩彈簧測力計(jì)共同作用時(shí)，拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點(diǎn)；一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力F3的方向過P3點(diǎn)．三個(gè)力的大小分別為：F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N.請根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作圖求出F1和F2的合力．

(2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)，小明懷疑實(shí)驗(yàn)中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．他用彈簧測力計(jì)先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進(jìn)一步探究了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響．

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，將一張白紙固定在豎直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O點(diǎn)，下端N掛一重物．用與白紙平行的水平力緩慢地移動N，在白紙上記錄下N的軌跡．重復(fù)上述過程，再次記錄下N的軌跡．

兩次實(shí)驗(yàn)記錄的軌跡如圖3所示．過O點(diǎn)作一條直線與軌跡交于a、b兩點(diǎn)，則實(shí)驗(yàn)中橡皮筋分別被拉伸到a和b時(shí)所受拉力Fa、Fb的大小關(guān)系為______．

(3)根據(jù)(2)中的實(shí)驗(yàn)，可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有______(填寫選項(xiàng)前的字母)．

A.橡皮筋的長度與受到的拉力成正比

B.兩次受到的拉力相同時(shí)，橡皮筋第2次的長度較長12.如圖甲所示是某研究性學(xué)習(xí)小組探究小車加速度與力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，長木板置于水平桌面上，一端系有沙桶的細(xì)繩通過滑輪與固定的拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯示繩中拉力F的大小，改變桶中沙的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。完成下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列操作或說法正確的是______。

A.需要用天平測出沙和沙桶的總質(zhì)量

B.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C.選用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比選用電火花計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)誤差小

D.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄拉力傳感器的示數(shù)

(2)實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖乙所示。電源的頻率為50Hz，則由紙帶可知小車的加速度大小為______m/s2。(保留三位有效數(shù)字)

(3)以拉力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，以小車加速度a為縱坐標(biāo)，畫出的a?F圖像可能正確的是______。

四、計(jì)算題：本大題共3小題，共39分。13.萬有引力定律揭示了天體運(yùn)動規(guī)律與地上物體運(yùn)動規(guī)律具有內(nèi)在的一致性．

(1)用彈簧測力計(jì)稱量一個(gè)相對于地球靜止的物體的重力，隨稱量位置的變化可能會有不同結(jié)果．已知地球質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G.將地球視為半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮空氣的影響．設(shè)在地球北極地面稱量時(shí)，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)是F0．

①若在北極上空高出地面?處稱量，彈簧測力計(jì)讀數(shù)為F1，求比值F1F0的表達(dá)式，并就?=1.0%R的情形算出具體數(shù)值(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；

②若在赤道表面稱量，彈簧測力計(jì)讀數(shù)為F2，求比值F2F0的表達(dá)式．

(2)設(shè)想地球繞太陽公轉(zhuǎn)的圓周軌道半徑為r、太陽半徑為Rs和地球的半徑R14.如圖所示，豎直平面內(nèi)固定有一半徑R=1m的14光滑圓軌道AB和一傾角為45°且高為H=5m的斜面CD，二者間通過一水平光滑平臺BC相連，B點(diǎn)為圓軌道最低點(diǎn)與平臺的切點(diǎn)。現(xiàn)將質(zhì)量為m的一小球從圓軌道A點(diǎn)正上方?處(?大小可調(diào))由靜止釋放，已知重力加速度g=10m/s2，且小球在點(diǎn)A時(shí)對圓軌道的壓力總比在最低點(diǎn)B時(shí)對圓軌道的壓力小(1)若?=0，求小球在B點(diǎn)的速度大??；(2)若?=0.8m，求小球落點(diǎn)到C點(diǎn)的距離；(結(jié)果可用根式表示)(3)若在斜面中點(diǎn)豎直立一擋板，使得無論?為多大，小球不是越不過擋板，就是落在水平地面上，則擋板的最小長度l為多少？15.如圖，一豎直圓管質(zhì)量為M，下端距水平地面的高度為H，頂端塞有一質(zhì)量為m的小球。圓管由靜止自由下落，與地面發(fā)生多次彈性碰撞，且每次碰撞時(shí)間均極短；在運(yùn)動過程中，管始終保持豎直。已知M=4m，球和管之間的滑動摩擦力大小為4mg，g為重力加速度的大小，不計(jì)空氣阻力。

(1)求管第一次與地面碰撞后的瞬間，管和球各自的加速度大小；

(2)管第一次落地彈起后，在上升過程中球沒有從管中滑出，求管上升的最大高度；

(3)管第二次落地彈起的上升過程中，球仍沒有從管中滑出，求圓管長度應(yīng)滿足的條件。

參考答案1.D

2.A

3.C

4.D

5.B

6.C

7.C

8.AC

9.BD

10.CD

11.Fa=Fb

12.D

1.48

A

13.解：(1)設(shè)物體的質(zhì)量為m

①在北極地面

F0=GMmR2

在北極上空高出地面?處

F1=GMm(R+?)2

F1F0=R2(R+?)2

當(dāng)

?=1.0%R時(shí)

F1F0=1(1+0.01)2≈0.98

②在赤道地面，物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動，受到萬有引力和彈簧測力計(jì)的拉力，有

GMmR2?F2=m4π2T2R

聯(lián)立可得：F2F0=1?4π214.解：(1)從釋放小球至A點(diǎn)有vA2=2g?

在A點(diǎn)，F(xiàn)N1=mvA2R

在B點(diǎn)，F(xiàn)N2?mg=mvB2R

FN2?FN1=3mg

故vB=2g(R+?)

若?=0，則小球在B點(diǎn)的速度v1=2gR=25m/s

(2)小球從B至C做勻速直線運(yùn)動，從C點(diǎn)滑出后做平拋運(yùn)動，若恰能落在D點(diǎn)

水平方向x=v0t

豎直方向y=H=12gt2

又：x=y

解得：v0=5m/s，即vB=5m/s，對應(yīng)的高度?0=0.25m

15.解：(1)管第一次落地彈起的瞬間，小球仍然向下運(yùn)動，設(shè)此時(shí)管的加速度大小為a1，方向向下；球的加速度大小為a2，方向向上；球與管之間的摩擦力大小為f，由牛頓運(yùn)動定律有：

Ma1=Mg+f

ma2=f?mg