吉林省实验中学高二物理下学期期末考试试题(含解析)

2016-2017学年度高二下学期期末考试物理试题
一、选择题（共12小题，共52分。

1-8为单选题，每题4分；9-12为多选题，全部选对的得5分，选不全的得2.5分，有错选或者错选的不得分）
1. 小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平，将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。

小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。

则以下表述正确的是（）
A. 四个挡光片中，挡光片Ⅰ的宽度最小
B. 四个挡光片中，挡光片Ⅲ的宽度最小
C. 四次实验中，第一次实验测得速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
D. 四次实验中，第四次实验测得速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度
【答案】D
【解析】根据可得，由于小车每次从同一位置由静止开始下滑，故每次到光电门的速度相同，而遮光板通过光电门的时间，可见遮光板通过光电门的时间越短代表遮光板越窄；显然遮光板越小，遮光板的平均速度越趋近于遮光板前端的速度即越趋近于车头的速度，故D正确。

点睛：光电门测量滑块瞬时速度的原理是遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替即
，再根据运动学公式即可求出物体的加速度。

2. 一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，速度变成原来的3倍。

该质点的加速度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设质点的初速度为，由位移公式有：，得
质点的加速度，故A正确，BCD错误。

点睛：本题关键要熟练掌握匀变速直线运动的基本关系式，尤其注意根据平均速度求解位移的关系式，有时会使问题变得简便。

3. 一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.20 m，它们的下端固定在地面上，上端自由，如图甲所示．当加力压缩此组合弹簧时，测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示，则两根弹簧的劲度系数分别是(设大弹簧劲度系数为k1，小弹簧劲度系数为k2)( )
A. k1＝100 N/m，k2＝200 N/m
B. k1＝200 N/m，k2＝100 N/m
C. k1＝100 N/m，k2＝300 N/m
D. k1＝300 N/m，k2＝200 N/m
【答案】A
【解析】大弹簧劲度系数为小弹簧劲度系数为，依据得：在0到范围内：…①
在到范围内：（这个范围内小弹簧的压缩量比大弹簧小）
…②
解①②得：，，故选项A正确。

点睛：此题是胡克定律的应用，关键点是从图象上读出所需的物理量，易错点在：在到
范围内小弹簧的压缩量比大弹簧小。

4. 两物体在不同高度自由下落，同时落地，第一个物体下落时间为t，第二个物体下落时间
为，当第二个物体开始下落时，两物体相距( )
A. gt2
B. gt2
C. gt2
D. gt2
【答案】D
【解析】第二个物体在第一个物体下落后开始下落，此时第一个物体下落的高度
，根据，知第一个物体和第二个物体下落的总高度分别为，，两物体未下落时相距，所以当第二个物体开始下落时，两物体相距：，故选项D正确。

点睛：解决本题的关键理清两物体的运动，知道第二个物体在第一个物体下落后开始下落，以及掌握自由落体运动的位移时间公式。

5. 如图所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A、B恰好都不滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知滑块A、B质量相等，设滑块A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，则( )
A. μ1μ2＝
B. μ1μ2＝
C. ＝
D. ＝
【答案】B
【解析】对A、B整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有：①
再对物体B分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件，有：水平方向：
竖直方向：
其中：
联立有：②
联立①②解得，故选项B正确。

点睛：本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解，注意最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。

6. 一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示。

取物体开始运动的方向为正方向，则下列关于物体运动的描述正确的是( )
A. 在1～2s内，物体做减速运动
B. 2s末时物体的速度最大，大小为3m/s
C. 在1～3s内，物体做匀变速直线运动
D. 在0～4s内，物体先沿正方向运动，后沿负方向运动
【答案】B
【解析】试题分析：A、D、在0~2s内物体加速度为正，沿正方向做加速运动，在2~4s内加速度为负，物体沿正方向减速运动，故选项A、D均错误。

C、在1~3s内物体做加速度先减小后反向增大的变加速运动，C错误。

B、因为a-t图象所围面积为速度的变化，2s末加速度反向，速度最大为3m/s，故B正确。

故选B.
考点：本题考查直线运动的规律、图象、速度与加速度的关系．
【名师点睛】本题根据物体的加速度情况定性分析物体的运动，也可作出物体的图象进行分析.特别要注意的是2s末是加速度反向，而不是运动反向．
7. 位于瑞士的世界上最大的人工喷泉——日内瓦喷泉是当地著名景观，已知该喷泉竖直向上喷出，喷出时水的速度为53m/s，喷嘴的出水量为0.5m3/s，不计空气阻力，则空中水的体积应为(g取10m/s2)( )
A. 2.65m3
B. 5.3m3
C. 10.6m3
D. 因喷嘴的横截面积未知，故无法确定
【答案】B
【解析】喷出的水做竖直上抛运动，水的流速，
水在空中停留的时间：，即水在空中停留时间为，
处于空中的水的体积为，故选项B正确。

点睛：本题关键是对水在空中运动的整个过程运用位移公式列式求解出总时间，然后根据体积与流量关系公式列式求解。

8. 如图所示，木板C放在水平地面上，木板B放在C的上面，木板A放在B的上面，A的右端通过轻质弹簧测力计固定在竖直的墙壁上，A、B、C质量相等，且各接触面间动摩擦因数相同，用大小为F的力向左拉动C，使它以速度v匀速运动，三者稳定后弹簧测力计的示数为T。

则下列说法正确的是( )
A. B对A的摩擦力大小为T，方向向右
B. A和B保持静止，C匀速运动
C. A保持静止，B和C一起匀速运动
D. C受到地面的摩擦力大小为F+T
【答案】C
【解析】A、由题意，A、B、C质量相等，且各接触面动摩擦因数相同，再依据滑动摩擦力公式，可知，BC之间的滑动摩擦力大于AB之间的，因此在F作用下，BC作为一整体运动的，对A、BC整体受力分析：A受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力，那么根据平衡条件，可知，B对A的摩擦力大小为T，方向向左，故C正确，AB错误；
D、又因为物体间力的作用是相互的，则物体BC整体受到A对它水平向右的摩擦力，大小为T；由于BC整体作匀速直线运动，则BC整体受到水平向左的拉力F和水平向右的两个摩擦力平衡（A对B的摩擦力和地面对C的摩擦力），根据平衡条件可知，C受到地面的摩擦力大小为，故D错误。

点睛：本题考查了平衡力的辨别，会判断摩擦力的方向，并会根据影响滑动摩擦力的大小因素分析摩擦力的大小变化是解决本题的关键。

9. 雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。

雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。

某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。

据此材料，以下叙述正确的是( )
A. PM10表示直径小于或等于1.0×10－6 m的悬浮颗粒物
B. PM10受到的空气分子作用力的合力始终等于其受到的重力
C. PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大
D. PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
【答案】BD
点睛：解答此题的关键是由题目获得信息，并能理解布朗运动的含义。

10. 爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。

某种金属逸出光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率。

从图中可以确定的是( )
A. 逸出功与ν有关
B. E k与入射光频率成正比
C. 当ν>ν0时，会逸出光电子
D. 图中直线的斜率与普朗克常量有关
【答案】CD
【解析】A、金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小，故A
错误；
B、根据爱因斯坦光电效应方程，可知光电子的最大初动能与入射光的强度无关，但入射光越强，光电流越大，只要入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变，故B 错误；
C、要有光电子逸出，则光电子的最大初动能，即只有入射光的频率大于金属的极限频率即时才会有光电子逸出，故C正确；
D、根据爱因斯坦光电效应方程，可知：，故D正确。

点睛：只要记住并理解了光电效应的特点，只要掌握了光电效应方程就能顺利解决此题，所以可以通过多看课本加强对基础知识的理解。

11. 一辆汽车拟从甲地开往乙地，先由静止启动做匀加速直线运动，然后保持匀速直线运动，最后做匀减速直线运动，当速度减为0时刚好到达乙地．从汽车启动开始计时，下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度，据表中的数据通过分析、计算可以得出汽车 ( )
A. 匀加速直线运动经历的时间为4.0 s
B. 匀加速直线运动经历的时间为5.0 s
C. 匀减速直线运动经历的时间为2.0 s
D. 匀减速直线运动经历的时间为4.0 s
【答案】AC
【解析】A、从表中数据可知，汽车匀加速运动时的加速度为：；匀速运动时的速度为，则匀加速运动的时间为：，A正确，B错误；
C、匀减速运动的加速度为：，匀减速运动的末速度为0；开始时刻的速度为，则匀减速运动的时间为：，故C正确，D错误。

点睛：由已知时间和速度的过程可分别求出加速及减速过程的加速度，再根据速度和时间关系求出各自的时间。

12. 甲、乙两玩具车(视为质点)沿同一方向做直线运动，某时刻经过同一地点，若以该时刻作为计时起点，得到两车的位移图象如图所示，图象中的OC与AB平行，CB与OA平行，则下列说法中正确的是( )
A. 0～t2时间内两车的距离越来越远
B. 0～t3时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度
C. t2～t3时间内甲车和乙车距离越来越小
D. t3时刻甲车和乙车的位移相等
【答案】CD
【解析】A、图象的纵坐标表示物体所在的位置，由图可知时间内二者之间的距离逐渐增大，而到时刻两车之间距离始终不变，故A错误；
B、时间内，甲和乙的位移相等，所用时间相等，则两车平均速度相等，故B错误；
C、时间内甲车和乙车距离越来越小，时刻二者相遇，故选项C正确；
D、根据位移等于x的变化量，由图可知，时间内甲和乙的位移相等，故D正确。

二、实验题
13. (1)某同学利用如图所示的装置研究匀变速直线运动时，记录了下列实验步骤．合理的操作顺序是________．(填写步骤前面的字母)
A. 把一条细绳拴在小车上，使细绳绕过滑轮，下边挂上合适的钩码。

把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。

B. 把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。

把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。

C. 把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源．
D. 换上新纸带，重复操作三次．
（2）取下一段纸带研究其运动情况,如图S1­2所示．设0点为计数的起点，两计数点之间的时间间隔为0.1 s，则计数点1与起始点0的距离x1为_____cm，小车的加速度大小为
______m/s2.(均保留3位有效数字)
【答案】 (1). BACD (2). 4.00 (3). 1.00
【解析】（1）先组装器材，然后进行实验操作，所以首先将打点计时器固定在平板上，并接好电路；再将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔，然后将平板一端抬高，轻推小车，使小车恰能在平板上作匀速运动，此步骤是为了平衡摩擦力；把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着重量适当的钩码；拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带；断开电源，取下纸带；最后换上新的纸带，再重复做两三次．故合理的操作顺序为BACD。

（2）根据得：
，，
联立解得：，。

点睛：本题考查了研究匀变速直线运动实验的操作步骤，要求同学们知道实验操作的一般步骤，即先组装器材，然后实验操作，最后记录数据和数据处理。

三、计算题
14. 如图所示，竖直放置的均匀细U型试管，左侧管长L‘＝30cm，右管足够长且管口开口，初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm，气体温度为27℃，左右两管水银面等高，已知大气压强为P0＝75cmHg.
(1)现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm长的高度差．则此时气体的温度为多少摄氏度？
(2)保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银,则至少加入多少长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初的长度？
【答案】（1）152摄氏度（2）31.25cm
【解析】试题分析：（1）p2＝p0＋ρgh＝85 cmHg（1分）
L2＝L1＋h/2＝25cm
从状态1到状态2由理想气体状态方程＝（2分）
代入数据
得T2＝425K 即t2＝152℃（2分）
（2）设加入水银长度为x,则p3＝p0＋p x＝(75＋x)cmHg（1分）
从状态1到状态3经历等容过程。

＝（2分）
T3＝T2＝425K
代入数据
得x＝31.25cm（2分）
考点：考查了理想气体状态方程的应用
点评：做分析此类型的题目时,最关键的是知道过程变化的规律，是等容，等压还是等温，然后选择适当的规律解题
15. 如图所示，光滑固定斜面倾角θ=30°，一轻质弹簧底端固定，上端与M=3 kg的物体B 相连，初始时B静止，A物体质量m=1 kg，在斜面上距B物体s1=10 cm处由静止释放，A物体下滑过程中与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后粘在一起，已知碰后AB经t=0.2 s下滑s2=5 cm至最低点，弹簧始终处于弹性限度内，A、B可视为质点，g取10 m/s2，求：从碰后至返回到碰撞点的过程中，弹簧对物体B冲量的大小。

【答案】10N.S
【解析】A下滑时的速度由动能定理：，
设初速度方向为正方向，AB相碰时由动量守恒定律：
解得：；
从碰后至返回到碰撞点的过程中，由动量定理得：
解得：
点睛：本题考查动量守恒定律及功能关系和动量定理，在求解时要注意正确分析物理过程，确定物理规律再进行求解，注意规定正方向。

16. 驾驶证考试中的路考，在即将结束时要进行目标停车，考官会在离停车点不远的地方发出指令，要求将车停在指定的标志杆附近，终点附近的道路是平直的，依次有编号为A、B、C、D、E的五根标志杆，相邻杆之间的距离ΔL＝16.0m，一次路考中，学员甲驾驶汽车，学员乙坐在后排观察并记录时间。

假设在考官发出目标停车的指令前，汽车是匀速运动的，当学员乙经过O点时考官发出指令：“在D标志杆目标停车”，发出指令后，学员乙立即开始计时。

学员甲需要经历Δt＝0.5s的反应时间才开始刹车。

开始刹车后汽车做匀减速直线运动，直到停止。

学员乙记录下自己经过B、C杆时的时刻t B＝5.50s，t C＝7.50s。

已知O、A间的距离
L OA＝69m。

求：
(1)刹车前汽车做匀速运动的速度大小v0及汽车开始刹车后做匀减速直线运动的加速度大小a；
(2)汽车停止运动时学员乙离D的距离。

【答案】（1）20m/s 2m/s2 (2)7m
【解析】试题分析：（1）设OA之间距离为L，根据题意，
联立解得：v0=20m/s 、。

（2）汽车刹车位移：x1=v02/2a=100m。

（2分）
反应时间内汽车位移：x2= v0△t=10m （2分）
L OA+3△L ="x+" x1+ x2，解得x=7m （1分）
考点：考查了匀变速直线运动规律的应用
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