湖南高二高中物理期末考试带答案解析

湖南高二高中物理期末考试
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________
一、选择题
1.下列陈述中不符合历史事实的是
A．安培首先提出了磁场对运动电荷有力作用
B．牛顿是在伽利略理想斜面实验的基础上进行了假想推理得出了牛顿第一定律
C．法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场
D．奥斯特首先发现了电和磁有联系
2.甲乙两个物体从同一地点、沿同一直线同向做直线运动，其v-t图像如图所示，则下列说法正确的是
A．1s时甲和乙相遇
B．2~6s内甲相对乙做匀速直线运动
C．0~6s内甲乙两个物体的合外力做功不同
D．4s时，乙的加速度方向反向
3.近年来测重力加速度g值的一种方法叫“对称自由下落法”，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落至原处所用时间为，在小球运动过程中经过比O点高h的B点，小球离开B点至又回到B 点所用时间为，测得、、h，则重力加速度的表达式为
A．B．
C．D．
4.如图所示，在斜面上有四条光滑细杆，其中OA杆竖直放置，OB杆与OD杆等长，OC杆与斜面垂直放置，每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），四个环分别从O点由静止释放，沿OA、OB、OC、OD滑到斜面上所用的时间依次为，下列关系不正确的是
A、 B、 C、 D、
5.如图两段等长细线将质量分别为2m、m的小球A、B悬挂在O点并处于大小为E的匀强电场中，A、B带电量分别为+4q、-q，当系统处于静止状态时，可能出现的状态是
6.以下有关热现象说法正确的是
A．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫热运动
B．气体分子的平均动能增大，气体的压强一定增大
C．两个分子从远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用力的合力先变大，后变小，再变大D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
7.如图是一定质量的理想气体的p-V图，气体状态从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B（图中实线）和C→D 为等温过程，温度分别为，下列判断正确的是
A．C→D过程放出的热量等于外界对气体做的功
B．若气体状态沿图中虚线由A→B，则气体的温度先降低后升高
C．从微观角度讲B→C过程压强降低是由于分子的密集程度较少而引起的
D．若B→C过程放热200J，D→A过程吸热300J，则D→A过程气体对外界做功100J
8.从离地H高处自由释放小球a，同时在地面以速度竖直上抛另一小球b，下列说法正确的是
A．若，小球b在上升过程中与a球相遇
B．若，小球b在下落过程中肯定与a球相遇
C．若，小球b和a不会再空中相遇
D．若，两球在空中相遇时b球速度为零
9.如图a，倾角为37°，且足够长的固定斜面底端有一物块，在沿斜面向上的拉力F=30N作用下，物块开始沿斜面运动，0.5s时撤去F，其运动的v-t图线如图b所示，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，，则可确定
A．物块的质量为2kg
B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．物块沿斜面向上滑行的最大距离为7.5m
D．物块回到斜面底端的时刻为2.74s
10.如图所示为用绞车拖物块的示意图，栓接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块。

已知轮轴的半径R=0.5m，细线始终保持水平，被拖动物块质量m=1kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.5；轮轴的角速度随时间变化的关系是，，以下判断正确的是
A．物块做匀速运动
B．物块做匀加速直线运动，加速度大小是
C．绳对物块的拉力是5N
D．绳对物块的拉力是6N
二、实验题
1.“验证力的平行四边形定则”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）本实验采用的科学方法是
A．理想实验法B．等效替代法
C．控制变量法D．建立物理模型法
（2）某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置，此时该同学记录下了结点O的位置以及两弹簧秤对应的读数，他
还应该记录下_____________。

（3）图乙中的F是利用平行四边形定则作出的两个弹簧拉力的合力的图示，为用一个弹簧秤将结点拉至同一
点时所用拉力的图示，这两个力中，方向一定沿AO方向的是__________。

2.用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁
架台上安装有光电门，调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光
时间分别为……，计算出、……。

（1）挡光时间为时，重锤的加速度为，从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为，重锤
的加速度为，则=_______。

（结果用、表示）；
（2）作出的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=________。

（3）若重锤的质量约为300g，为使实验测量数据合理，铁片质量比较恰当的取值是_______。

A．1g B．5g C．40g D．100g
三、计算题
1.如图，有一个在水平面上固定放置的气缸，由a、b、c三个粗细不同的同轴绝热圆筒组成，a、b、c的横截面积
分别为2S、S和3S。

已知大气压强为，两绝热活塞A和B用一个长为4l的不可伸长的细线相连，两活塞之间
密封有温度为的空气，开始时，两活塞静止在图示位置，现对气体加热，使其温度缓慢上升，两活塞缓慢移动，
忽略两活塞与圆筒之间的摩擦。

求：
（1）加热前被封气体的压强和细线中的拉力；
（2）气体温度上升到多少时，其中一活塞恰好移动到其所在圆筒与b圆筒连接处；
（3）气体温度上到时，封闭气体的压强。

2.如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以的初速度，在与水平地面成某一夹角的拉力作用下，做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L=10m，已知斜面倾角θ=30°,物块与地面之间
的动摩擦因数，重力加速度
（1）求物块加速度的大小以及到达B点时的速度的大小；
（2）拉力F与水平面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？
湖南高二高中物理期末考试答案及解析
一、选择题
1.下列陈述中不符合历史事实的是
A．安培首先提出了磁场对运动电荷有力作用
B．牛顿是在伽利略理想斜面实验的基础上进行了假想推理得出了牛顿第一定律
C．法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场
D．奥斯特首先发现了电和磁有联系
【答案】A
【解析】洛伦兹发现了磁场对运动电荷有力的作用，A错误；牛顿第一定律是在伽利略等科学家分析的基础上进一步分析事实、再进一步概括、推理得出的定律，故B正确；法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场，C 正确；奥斯特首先发现了电和磁有联系，D正确；
【考点】考查了物理学史
【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一
2.甲乙两个物体从同一地点、沿同一直线同向做直线运动，其v-t图像如图所示，则下列说法正确的是
A．1s时甲和乙相遇
B．2~6s内甲相对乙做匀速直线运动
C．0~6s内甲乙两个物体的合外力做功不同
D．4s时，乙的加速度方向反向
【答案】B
【解析】在速度时间图像中，图线与坐标轴围成的面积表示位移，在1s时，乙的位移为，甲的位移
为，位移大小并不相同，又知道是从同一地点出发的，所以两者在1s时不会相遇，A错误；图
像的斜率表示加速度，在2~6s内，斜率恒定，加速度相同，甲沿正方向做匀减速运动，乙先沿正方向做匀减速运动，后沿负方向做匀加速运动，由于加速度不变，把乙的运动看成是一种匀减速运动，甲乙的加速度相同，故甲相对乙做匀速直线运动，B正确D错误；0-6s内甲、乙物体的动能变化量均为零，由动能定理知，合外力做功均为零，故C错误；
【考点】考查了速度时间图像
【名师点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移
3.近年来测重力加速度g值的一种方法叫“对称自由下落法”，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落至原处所用时间为，在小球运动过程中经过比O点高h的B点，小球离开B点至又回到B 点所用时间为，测得、、h，则重力加速度的表达式为
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】将小球的运动分解为竖直向上的匀减速直线运动和竖直向下的自由落体运动，根据，则从最高点下落到O点所用时间为，故，从最高点下落到P点所用时间为，则，则从P点下落到O 点的过程中的平均速度为，从P点下落到O点的时间为，根据可得
，解得，C正确；
【考点】考查了自由落体规律的应用
【名师点睛】对称自由落体法实际上利用了竖直上抛运动的对称性，所以解决本题的关键是将整个运动分解成向上的匀减速运动和向下匀加速运动，利用下降阶段即自由落体运动阶段解题．另外本题用到了利用平均速度求解位移的方法：．
4.如图所示，在斜面上有四条光滑细杆，其中OA杆竖直放置，OB杆与OD杆等长，OC杆与斜面垂直放置，每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），四个环分别从O点由静止释放，沿OA、OB、OC、OD滑到斜面上所用的时间依次为，下列关系不正确的是
A、 B、 C、 D、
【答案】C
【解析】以OA为直径画园，根据等时圆模型，对小滑环，受重力和支持力，将重力沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解，根据牛顿第二定律得小滑环做初速为零的匀加速直线运动的加速度为（为杆与竖直方向的夹
角）
由图中的直角三角形可知，小滑环的位移，所以，t与无关，可知从圆
上最高点沿任意一条弦滑到底所用时间相同，故沿OA和OC滑到底的时间相同，即，OB不是一条完整的弦，时间最短，即，OD长度超过一条弦，时间最长，即，故C错误；
【考点】考查了牛顿第二定律，匀变速直线运动规律的应用
【名师点睛】根据等时圆模型，可知从圆上最高点沿任意一条弦滑到底所用时间相同，故沿OA和OC滑到底的时间相同，OB不是一条完整的弦，时间最短，OD长度超过一条弦，时间最长．
5.如图两段等长细线将质量分别为2m、m的小球A、B悬挂在O点并处于大小为E的匀强电场中，A、B带电量分别为+4q、-q，当系统处于静止状态时，可能出现的状态是
【答案】B
【解析】A球受到电场力水平向右，大小为 4qE，B球受到的电场力水平向左，大小为 qE．设F=qE
以整体为研究对象，分析受力如图．
设OA绳与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得：，以B球为研究对象，受力如图．设AB绳与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得：
得到，故ACD错误，B正确
【考点】考查了共点力平衡条件的应用
【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解，
6.以下有关热现象说法正确的是
A．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫热运动
B．气体分子的平均动能增大，气体的压强一定增大
C．两个分子从远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间相互作用力的合力先变大，后变小，再变大D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
【答案】C
【解析】布朗运动属于微小颗粒的运动，分子永不停息的无规则运动叫做热运动，而非固体微粒，故A错误；气
体分子的平均动能增大，是由于温度的升高，与压强无关，故B错误；两个分子从远处逐渐靠近，直到不能再靠
近为止的过程中，分子间相互作用的合力先变大、后变小，再变大，故C正确；第二类永动机不可能制成是因为
它违反了热力学第二定律，故D错误．
【考点】考查了布朗运动，分子热运动，分子相互作用力，
【名师点睛】关键是知道分子永不停息的无规则运动叫做热运动，而非固体微粒．温度是分子平均动能的量度．7.如图是一定质量的理想气体的p-V图，气体状态从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B（图中实线）和
C→D为等温过程，温度分别为，下列判断正确的是
A．C→D过程放出的热量等于外界对气体做的功
B．若气体状态沿图中虚线由A→B，则气体的温度先降低后升高
C．从微观角度讲B→C过程压强降低是由于分子的密集程度较少而引起的
D．若B→C过程放热200J，D→A过程吸热300J，则D→A过程气体对外界做功100J
【答案】AD
【解析】C→D过程是等温变化，气体内能不变，△U=0，气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，由热力学第
一定律得：Q=△U-W=-W＜0，气体放出热量，由以上分析可知，C→D过程放出的热量等于外界对气体做的，故
A正确；若气体状态沿图中虚线由A→B，图象中的等温线是在第一象限的双曲线的一支．离原点越远温度越高，AB两点在同一条等温线上．所以从A到B的过程中，温度先升高，后降低，故B错误；从B→C过程，气体体积
不变，压强减小，由查理定律可知，气体的温度T降低，分子的平均动能减小，由于气体体积不变，分子数密度
不变，单位时间内撞击器壁的分子数不变，分子平均动能减小，分子撞击器壁的作用力变小，气体压强减小，故C 错误；若B→C过程放热200 J，从C到D内能不变，D→A过程吸热300 J，AB内能不变，多出100J，D→A过
程体积变大，则D→A过程气体对外界做功100 J，所以D正确。

【考点】考查了理想气体状态方程
【名师点睛】本题是图象问题，关键从图象判断气体变化过程，选择合适的气体实验定律，然后结合热力学第一定律即可解决．
8.从离地H高处自由释放小球a，同时在地面以速度竖直上抛另一小球b，下列说法正确的是
A．若，小球b在上升过程中与a球相遇
B．若，小球b在下落过程中肯定与a球相遇
C．若，小球b和a不会再空中相遇
D．若，两球在空中相遇时b球速度为零
【答案】ACD
【解析】设经过时间t 物体ab在空中相碰，a做自由落体运动的位移：，b做竖直上抛运动的位移为：，由几何关系有：，联立以上各式解得：…①，小球b上升的时间：…②，小球b运动的总时间为：…③，若小球b在上升过程中与a球相遇，则，解得：，故A正确；若b的初速度，a下落的高度，两个物体在落地点相遇．故C正确；当b球的初速度满足：时，小球b在下落过程中肯定与a球相遇；当时小球b和a
不会在空中相遇．故B错误．若，相遇时间，此时b球刚上升到最高点，速度
为零，D正确；
【考点】考查了运动学公式的综合应用
【名师点睛】本题可理解为追及相遇问题，要注意把握好两个问题，位移和时间问题；一个条件：速度相等；再通过列式进行分析即可
9.如图a，倾角为37°，且足够长的固定斜面底端有一物块，在沿斜面向上的拉力F=30N作用下，物块开始沿斜面运动，0.5s时撤去F，其运动的v-t图线如图b所示，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，，则可确定
A．物块的质量为2kg
B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．物块沿斜面向上滑行的最大距离为7.5m
D．物块回到斜面底端的时刻为2.74s
【答案】BC
【解析】v-t图象的斜率表示加速度的大小，根据图象可知，加速上升时的加速度为：，减速上升时的加速度为：，对物体受力分析，利用牛顿第二定律，加速上升时有：
，减速上升时有：，由上式解得：
，所以A错误，B正确；加速上升时运动的位移为：，减速上
升的时间为：，减速上升的时运动的位移为：，物块沿斜面向
上滑行的最大距离为，所以C正确；物体返回的时候，对物体受力分析，根据牛顿
第二定律可得，，代入数据解得：，根据，可得返回用的时间为：，物块回到斜面底端的时刻为，所以D错误；
【考点】考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用
【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力
10.如图所示为用绞车拖物块的示意图，栓接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块。

已知轮
轴的半径R=0.5m，细线始终保持水平，被拖动物块质量m=1kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.5；轮轴的角速度随
时间变化的关系是，，以下判断正确的是
A．物块做匀速运动
B．物块做匀加速直线运动，加速度大小是
C．绳对物块的拉力是5N
D．绳对物块的拉力是6N
【答案】BD
【解析】由题意知，物块的速度，又，故可得：，故A错误，B正确；由牛
顿第二定律可得：物块所受合外力，，地面摩擦阻力，故可得
物块受力绳子拉力，故C错误，D正确
【考点】考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用
【名师点睛】本题关键根据绞车的线速度等于物块运动速度从而求解物块的加速度，根据牛顿第二定律求解．
二、实验题
1.“验证力的平行四边形定则”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）本实验采用的科学方法是
A．理想实验法B．等效替代法
C．控制变量法D．建立物理模型法
（2）某同学用两个弹簧秤将结点拉至某位置，此时该同学记录下了结点O的位置以及两弹簧秤对应的读数，他
还应该记录下_____________。

（3）图乙中的F是利用平行四边形定则作出的两个弹簧拉力的合力的图示，为用一个弹簧秤将结点拉至同一
点时所用拉力的图示，这两个力中，方向一定沿AO方向的是__________。

【答案】（1）B（2）两细线的方向（3）
【解析】（1）F是通过作图的方法得到合力的理论值，而是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸
长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是，由于误差的存在F和方向并不在重合；合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法．
（2）如图甲，当用两个弹簧秤同时拉橡皮筋时，必须记录下两弹簧秤读数，及两细线的方向，O点的位置；
（3）图乙中的F与中，F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，一定与AO共线的是．
【考点】考查了验证力的平行四边形定则．
【名师点睛】在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析
2.用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁
架台上安装有光电门，调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光
时间分别为……，计算出、……。

（1）挡光时间为时，重锤的加速度为，从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为，重锤
的加速度为，则=_______。

（结果用、表示）；
（2）作出的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=________。

（3）若重锤的质量约为300g，为使实验测量数据合理，铁片质量比较恰当的取值是_______。

A．1g B．5g C．40g D．100g
【答案】（1）（2）（3）C
【解析】（1）设挡光条的宽度为d，则重锤到达光电门的速度，
当挡光时间为时的速度①，
挡光时间为时的速度②，
重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有：③，④，
由①②③④解得：
（2）根据牛顿第二定律得：
⑤
⑥
由⑤⑥解得：，
作出-i的图线的斜率为k，则
解得：
（3）重锤的质量约为300g，为了使重锤的加速度不至于太大，或把铁片取下放到重锤上时，加速度产生明显的变化，则铁片的质量不能太小，也不能太大，所以1g、5g和100g都不适合，故C正确．
【考点】验证牛顿第二定律实验
【名师点睛】本实验比较新颖，考查了运动学基本公式就牛顿第二定律的应用，要求同学们知道，当时间较短时，可以用平均速度代替瞬时速度，难度适中．
三、计算题
1.如图，有一个在水平面上固定放置的气缸，由a、b、c三个粗细不同的同轴绝热圆筒组成，a、b、c的横截面积分别为2S、S和3S。

已知大气压强为，两绝热活塞A和B用一个长为4l的不可伸长的细线相连，两活塞之间密封有温度为的空气，开始时，两活塞静止在图示位置，现对气体加热，使其温度缓慢上升，两活塞缓慢移
动，忽略两活塞与圆筒之间的摩擦。

求：
（1）加热前被封气体的压强和细线中的拉力；
（2）气体温度上升到多少时，其中一活塞恰好移动到其所在圆筒与b圆筒连接处；
（3）气体温度上到时，封闭气体的压强。

【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）设加热前被封闭气体的压强为，细线的拉力为，则由力平衡条件可得，
对活塞A：，对活塞B：，解得，；
（2）此时气体的体积为：，对气体加热后，两活塞将向右缓慢移动，活塞A恰好移至其
保持不变，
所在圆筒与b圆筒连接处的过程中气体的压强p
1
体积增大，直至活塞A移动l为止，此时气体的体积为，
，由盖•吕萨克定律可得：，即：，解得：；
设此时温度为T
2
（3）活塞A被挡住后，继续对气体加热，气体做等容变化，
气体的状态参量：，
由查理定律得：，解得：
【考点】考查了理想气体状态方程的应用
【名师点睛】分析清楚题意、知道气体的状态变化过程是解题的关键，求出气体的状态参量、应用盖吕萨克定律与查理定律可以解题
2.如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以的初速度，在与水平地面成某一夹角的拉力作用下，做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L=10m，已知斜面倾角θ=30°,物块与地面之间
的动摩擦因数，重力加速度
（1）求物块加速度的大小以及到达B点时的速度的大小；
（2）拉力F与水平面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？
【答案】（1）（2）故当α=30°时，拉力F有最小值，为；
【解析】（1）物体做匀加速直线运动，根据运动学公式，有：
①
②
联立解得；
（2）对物体受力分析，受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力，如图
根据牛顿第二定律，有：
平行斜面方向：
垂直斜面方向：
其中：
联立解得：
故当α=30°时，拉力F有最小值，为；
【考点】考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用
【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力。