辽宁省沈阳市郊联体2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷（解析版）

这是一份辽宁省沈阳市郊联体2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第I卷选择题（共46分）
一、选择题（本题共10小题，第1~7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分，选错不得分）
1. 关于物体的受力和运动，下列说法中正确的是（ ）
A. 物体做曲线运动时，它的加速度方向一定改变
B. 做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用
C. 物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向
D. 物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变
【答案】B
【解析】A．物体做曲线运动时，它的加速度方向不一定改变，例如平抛运动，选项A错误；
B．做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用，选项B正确；
C．物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点曲线的切线方向，选项C错误；
D．物体在不垂直于速度方向的合力作用下，因沿着速度方向合力有分量，则物体的速度大小一定变化，选项D错误。
故选B。
2. 雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少。一无风的下雨天，某同学打着雨伞匀速行走，若雨速和他行走的速度大小相等，则淋到的雨最少时（图中虚线为竖直方向），伞柄的方向是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由已知雨滴落在伞上时，相对于伞的速度垂直时人淋雨最少，如下图所示
当雨速和人走的速度相等时，相对速度和竖直方向的夹角是45°。伞柄和伞垂直，即与雨此时的相对速度方向相同，故伞柄和竖直方向夹角是45°时淋雨最少。
故选D。
3. 在同一平直公路上行驶的甲、乙两辆汽车，其位移x随时间t的变化规律分别如图中直线a和曲线b所示，直线a和曲线b相切于A点。在时间内，关于两辆车的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 甲车一直做匀加速运动B. 乙车一直做匀减速运动
C. 乙车在时刻的速率等于甲车速率D. 甲车的速度始终大于乙车的速度
【答案】C
【解析】A．根据x-t图像的斜率表示速度，知甲车的图像是倾斜的直线，说明甲车的速度保持不变，做匀速直线运动，故A错误；
B．b图像的斜率逐渐减小，乙车速度减小，所以乙车做减速运动，但不一定是匀减速运动，故B错误；
C．时刻，直线a和曲线b刚好相切，所以甲、乙两车速度相等，故C正确；
D．乙车开始运动到，乙车的速度大于甲车的速度；以后甲车的速度大于乙车的速度，故D错误。
故选C。
4. 中国军队于2020年9月21日至26日派员赴俄罗斯阿斯特拉罕州参加了“高加索-2020”战略演习，演习中某特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑（特种兵所受空气阻力不计），其运动的速度随时间变化的图像如图所示，时刻特种兵着地，关于该特种兵，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内处于超重状态
B. 时间内悬绳对他的作用力越来越大
C. 时间内的平均速度v=v1+v22
D. 时间内合外力为零
【答案】B
【解析】A．由图像可知，时间内该特种兵向下做匀加速运动，加速度方向向下，处于失重状态，故A错误；
B．由图像可知，时间内该特种兵向下做加速度逐渐增大的减速运动，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可得
可知悬绳对他的作用力越来越大，故B正确；
C．根据图像与横轴围成面积表示位移，可知时间内的满足
x>v1+v22(t2-t1)
则时间内的平均速度满足
v=xt2-t1>v1+v22
故C错误；
D．由图像可知，时间内该特种兵的加速度不为零，所以合外力不为零，故D错误。
故选B。
5. 景观石为校园文化增添了氛围，关于景观石的说法中正确的是（ ）
A. 景观石受到的支持力是地面发生弹性形变引起的
B. 景观石受到支持力与地面受到的压力是一对平衡力
C. 景观石受到的重力与地面受到的压力是一对平衡力
D. 支持力、压力都是弹力，只要两个物体接触就会产生
【答案】A
【解析】A．景观石受到的支持力是由于地面发生弹性形变而产生的，故A正确；
B．景观石受到的支持力与地面受到的压力是一对作用力与反作用力，故B错误；
C．一对平衡力必须作用在同一物体上，而景观石受到的重力作用在景观石上，地面受到的压力作用在地面上，所以景观石受到的重力与地面受到的压力不是一对平衡力，故C错误；
D．支持力、压力都是弹力，只有两个物体接触且发生弹性形变时才会产生，故D错误。
故选A。
6. 可以利用手机研究物体的自由落体运动，某同学从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知相机的曝光时间为0.03s，每块砖的厚度为6cm，重力加速度，根据图片信息，估算石子释放点距地面的高度约为（ ）

A. 0.5mB. 0.8mC. 1.2mD. 2.0m
【答案】C
【解析】石子在曝光时间内的平均速度为
可近似将此速度看成是石子在拍摄时中间时刻的瞬间速度， 根据
解得
由于曝光时间很短，则中间时刻认为就是中间位置，则释放总高度
故选C。
7. 如图甲所示为烤肠机，香肠放置在两根水平的平行金属杆中间，其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，烤制过程中香肠质量不变，半径变大。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 香肠烤熟前，金属杆1对烤肠的支持力大小为
B. 香肠烤熟后，金属杆1对烤肠的支持力与竖直方向的夹角比烤熟前变大
C. 香肠烤熟后，金属杆1对烤肠的支持力比烤熟前变大
D. 香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对烤肠的合力不变
【答案】D
【解析】A．对香肠受力分析如图所示
根据平衡条件有
，
解得香肠烤熟前，金属杆1对烤肠的支持力大小为
故A错误；
BC．设金属杆之间的距离为，金属杆的直径为，香肠的直径为，根据几何关系有
香肠烤熟后，半径变大，金属杆1对烤肠的支持力与竖直方向的夹角比烤熟前变小，金属杆1对烤肠的支持力比烤熟前变小，故BC错误；
D．香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对烤肠的合力与烤肠的重力平衡，等大反向，故两根金属杆对烤肠的合力不变，故D正确。
8. 如图所示，某同学以不同的初速度将篮球从同一位置抛出，篮球两次抛出后均垂直撞在竖直墙上，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 篮球撞墙的速度，第1次较小
B. 从抛出到撞墙，第1次球在空中运动时间较长
C. 篮球在空中运动时的加速度，第1次较大
D. 篮球第1次抛出时的初速度较小
【答案】AB
【解析】AB．由于篮球两次抛出后均垂直撞在竖直墙上，即末速度水平方向，利用逆向思维法可将篮球的运动看成是平抛运动，所以
结合图像可得第1次球在空中运动时间较长，篮球撞墙的速度，第1次较小
，
故AB正确；
C．篮球在空中运动过程中只受重力，加速度为重力加速度g，所以加速度相同，故C错误；
D．篮球抛出时的初速度大小为
由于
，
所以无法确定两球抛出时的速度大小，故D错误。
故选AB。
9. 如图所示，水平传送带在电机带动下以速度v0沿着逆时针方向匀速运动，一物块以初速度v滑上传送带的左端，在摩擦力的作用下，物体恰好到达传送带右端．则
A. 若只增大v0，物块一定能到达传送带右端
B. 若只增大v0，物块将不能到达传送带右端
C. 若只将v0反向，物块可能先减速运动再匀速运动
D. 若只将v0反向，物块可能一直减速到传送带右端
【答案】AC
【解析】水平传送带静止时，一个小物块A以某一水平初速度从传送带左端冲上传送带，做匀减速直线运动；若皮带轮逆时针方向转动，一个小物块A以某一水平初速度从传送带左端冲上传送带，仍然做匀减速直线运动；若皮带轮顺时针方向转动，传送带的速度小于A的初速度，知A滑上传送带先做匀减速直线运动．设传送带长度为L，物块与传送带间的动摩擦因数为，由题意可知，
A、B项，若只增大v0，也不会改变摩擦力，不能影响其运动状态，仍能到右端，故A正确，B错误；
C、D项：没有反向时，物块运动到右端时，刚好减速到0，若只将v0反向即与物块初速度方向相同，有四种情况
①当时，物块先匀减速，减速到与传送带速度相同，同时还没有到达传送带右端，则后匀速运动，故C正确；
②当时，物块将直接匀速到右端；
③当时，
故物块将先加速至，后匀速至右端
④当时，
则物块将一直加速到右端，综上所述，D错误．
故选AC．
10. 女子跳台滑雪是冬奥会的项目之一。如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上（未画出）获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆设一位运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角取37°，斜坡可以看成一斜面。则（ ）取，，）
A. 运动员飞行的时间为4sB. 运动员的位移大小为75m
C. 运动员在B点的速度大小为30m/sD. 运动员的离斜面的最大距离是9m
【答案】BD
【解析】A．由平抛运动规律，可得
解得
故A错误；
B．运动员的位移大小为
故B正确；
C．运动员竖直方向，做自由落体运动，则有
运动员在B点的速度大小为
故C错误；
D．依题意，运动员的速度方向与斜面平行时，离斜面的距离最大，把运动员的初速度分解为沿斜面方向和垂直斜面方向，可得
把重力加速度分解为沿斜面方向和垂直斜面方向，可得
运动员从A点开始直至离斜面最远过程，垂直斜面方向做匀减速直线运动，有
解得
故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷 非选择题（共54分）
二、非选择题（本题共5小题，第11、12，每空2分，共计14分，第13题11分，第14题13分，第15题16分，按要求答在答题卡相应位量上．）
11. 在“探究平抛运动的特点”实验中
（1）重复实验数次，无论打击力大或小，仪器距离地面高或低，A、B两球总是同时落地，该实验表明________。
A. 平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动
B. 平抛运动水平方向的分运动是匀加速直线运动
C. 平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动
D. 平地运动竖直方向的分运动是匀速直线运动
（2）实验中，下列说法正确的是________。
A. 每次小球从斜槽上相同的位置由静止开始运动
B. 斜槽轨道要尽量光滑
C. 斜槽轨道末端要保持水平
D. 记录点记录的越多，描绘出的轨迹就能更好地反映真实运动
（3）用平滑的曲线把小球在白纸上留下的印迹连接起来，得到小球做平抛运动的轨迹，建立直角坐标系，坐标原点选在________。
A. 斜槽末端端点B. 小球在斜槽末端时的球心
C. 小球在斜槽末端时球的上端D. 小球在斜槽末端时球的下端
（4）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图3所示，则该小球做平抛运动的初速度为_________。（g取，结果保留两位有效数字）
【答案】（1）C （2）ACD （3）B （4）1.5
【解析】（1）重复实验数次，无论打击力大或小，仪器距离地面高或低，A、B两球总是同时落地，该实验表明两球在竖直方向上的运动性质相同，即该实验表明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动。
故选C。
（2）B．斜槽轨道可以是光滑的也可以不光滑，对实验的结果没有影响，B错误；
A．为了保证每次小球抛出的速度相同，每次小球从斜槽上相同的位置由静止开始运动，A正确；
C．斜槽轨道末端要保持水平，保证小球的初速度方向水平，C正确；
D．记录点应适当多一些，这样描绘出的轨迹更精准，能更好地反映真实运动，D正确。
故选ACD。
（3）用平滑的曲线把小球在白纸上留下的印迹连接起来，得到小球做平抛运动的轨迹，建立直角坐标系，坐标原点选在小球在斜槽末端时球心的位置。
故选B。
（4）根据图3可知，相邻点迹水平分位移相等，则相邻点迹的时间间隔相等，则在竖直方向上有
水平方向有
其中
，
解得
12. 某同学通过自由落体运动来测量重力加速度，但由于物体下落时间较短，导致测量误差较大。为了减小测量误差，该同学设计了如图所示的实验装置，利用秒表和刻度尺来测量当地的重力加速度。部分实验步骤如下：
（1）用一不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接质量分别为M、m的两物块P和Q（），固定物块Q使P、Q静止在距离地面一定高度处；
（2）用刻度尺测量出物块P下端距地面的高度h；
（3）将物块Q由静止释放，测出P从开始运动到落地所用的时间t，则物块P下落的加速度表达式为a＝________；
（4）改变h，重复上述操作，测得多组实验数据，作出图像，得到该图像的斜率为k。若忽略一切摩擦阻力，计算当地重力加速度的表达式为g＝________（用k、M和m表示）；
（5）若考虑轻绳与滑轮之间的摩擦，则通过该方法测得的重力加速度与真实值相比________（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（3） （4） （5）偏小
【解析】（3）由
可得物块P下落的加速度表达式为
（4）根据
则图像的斜率
由牛顿第二定律
解得

（5）若考虑轻绳与滑轮之间的摩擦，则
可得
即通过该方法测得的重力加速度与真实值相比偏小。
13. 风洞实验是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，它是进行空气动力实验最常用、最有效的方法之一。如图所示为风洞实验简化的物理模型，一个用轻质细线悬挂的小球静止于风力恒定的风洞中，已知小球的质量为m，风力水平向左，细线与竖直方向夹角为，重力加速度为g，不计小球在空气中受到的浮力。
（1）求细线拉力大小；
（2）若剪断细线，求小球的加速度；
（3）若已知小球离地的高度为H，求剪断细线后小球落地的时间。
【答案】（1）；（2）gcsθ，方向沿细线向下；（3）2Hg
【解析】（1）分析小球受力，由平衡条件可知
解得
（2）剪断细线后，小球所受合外力与F等大反向，由牛顿第二定律有
mgcsθ=ma
解得
a=gcsθ
方向沿细线向下
（3）小球做初速度为零的匀加速直线运动，至落地位移为
x=Hcsθ
又，解得
14. 如所示，在平直公路上，小汽车正以v1=20m/s的速度匀速行驶，司机突然发现前方x0=25m处有一货车正以v2=8m/s的速度同向匀速行驶。若该小汽车在该平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，则刹车后经过50m的距离停下，小汽车刹车过程可认为是匀减速直线运动。
（1）求小汽车刹车过程的加速度大小；
（2）小汽车司机发现大货车时立即刹车（不计小汽车司机的反应时间），若不会发生撞车事故，求经过多长时间两车相距最近及最近距离的大小；若会发生撞车事故，求经过多长时间相撞。
【答案】（1）4m/s2；（2）不会发生撞车；3s；7m
【解析】（1）小汽车刹车过程的加速度大小
（2）当两车共速时距离最近，则
解得
t=3s
此时小汽车的位移
货车位移
因
则不会发生撞车事故，最小距离为
15. 如图所示，倾斜传送带长，以的速率顺时针运转，将一小煤块轻放在传送带上端A处，小煤块经B到达光滑水平面，最后从C点飞出落在倾角为的斜坡上，已知，小煤块与传送带表面间的动摩擦因数为0.5，传送带的倾角为，传送带底部与水平面平滑过渡，不计空气阻力，重力加速度g取，，。
（1）求小煤块运动到B点的速率；
（2）若改变传送带运行的速率使小煤块垂直打在斜坡上，求变速后传送带的速率。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）小煤块从A点到与传送带同速过程，由牛顿第二定律有
又有
x1=v22a1
解得
小煤块从与皮带同速到B点过程，由牛顿第二定律有
又有
且
解得
（2）要使小煤块垂直打在斜坡上，则
以C点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向有
，
满足几何关系
解得
分析可知
对小煤块从A点到B点全过程有
解得
故要使小煤块垂直打在斜坡上，传送带的速率应调整为3m/s