上海市金山中学高二物理下学期期末考试(加一)试题

上海市金山中学高二物理下学期期末考试（加一）试
题
（考试时间：120分钟满分：150分）
考生注意：
1.本卷满分150分，考试时间为120分钟；
2.请在答题卷上用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔答题，在试卷上作答一律不给分。

一、单项选择题（共16分，每小题2分。

每小题只有一个正确选项。

）
1、有研究发现，轿车的加速度变化情况将影响乘客的舒适度：即加速度变化得越慢，乘客
就会感到越舒适；加速度变化得越快，乘客就会感到越不舒适．若引入一个新物理量来
表示加速度变化的快慢，则该物理量的单位应是( )
(A) m/s (B) m/s2(C) m/s3(D) m2/s
2、如图所示，重为G的均匀棒，可绕上端O在竖直平面内转动。

今在棒
的下端用始终垂直棒的力F拉，使棒缓慢转动，直至转到水平方向为止，
则拉力F和它的力矩M的变化情况( )
(A)都增大 (B)都减小
(C)F增大，Ｍ减小 (D)F减小，Ｍ增大
3、如图所示，在升降机内的弹簧下端吊一物体A，其质量为m，体积为V，
全部浸在水中。

当升降机由静止开始以加速度a(a<g)匀加速下降时，该弹簧
的长度将 ( )
（A）不变（B）伸长（C）缩短（D）无法确定
4、一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同，
那么，下列说法正确的是( ) （A）振子在M、N两点受回复力相同
（B）振子在M、N两点对平衡位置的位移相同
（C）振子在M、N两点加速度大小相等
（D）从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动
5、如图所示为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象，其中A为双曲
线的一个分支，由图可知( )
（A）A物体运动的线速度大小不变
（B）A物体运动的角速度大小不变
（C）B物体运动的线速度大小不变
（D）B物体运动的角速度与半径成正比
6、某同学身高1.8 m ，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8 m 高度的
横杆。

据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g=10 m/s 2
) ( ) （A ）2 m/s （B ）4 m/s （C ）6 m/s （D ）8 m/s
7、如图，x 轴在水平地面内，y 轴沿竖直方向。

图中画出了从
y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹，其
中b 和c 是从同一点抛出的，不计空气阻力，则( )
（A ）b 的飞行时间比c 的长 （B ）a 的飞行时间比b 的长 （C ）b 的初速度比c 的小 （D ）b 的初速度比c 的大
8、如图，用20N F 的力将重物G 由静止开始以0.2m/s 2
的加速度上升，
则5s 末F 的功率是( ) (A) 10W (B) 20W (C) 30W (D) 40W
二、单项选择题（共24分，每小题3分。

每小题只有一个正确选项。

）
9、如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S ，产生两列分别沿x 轴负方向与正方向传播的机械波.若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f 1、f 2和v 1、v 2，则( )
（A ）f 1=2f 2，v 1=v 2 （B ）f 1=f 2， v 1=0.5v 2
（C ）f 1=f 2， v 1=2v 2 （D ）f 1=0.5f 2， v 1=v 2
10、如图所示，质量为m 的物体放在水平放置的钢板C 上，与钢板的动摩擦因数为μ，由于光滑导槽A 、B 的控制，物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v 1向右运动，同时用力F 沿导槽的方向拉动物体使物体以速度v 2沿导槽运动，则F 的大小为( ) （A ）小于μmg （B ）大于μmg （C ）等于μmg （D ）不能确定 11、在一正方形小盒内装一小圆球，盒与球一起沿倾角为θ的光滑斜面下滑，如图所示.若不计摩擦，当θ角增大时，下滑过程圆球对方盒前壁压力N 及对方盒底面的压力N′将如何变化( )
（A ）N′变小，N 变小 （B ）N′变小，N 为零 （C ）N′变小，N 变大 （D ）N′不变，N 变大 12、一个小物块冲上一个固定的粗糙斜面，经过斜面上A 、B 两点，到达斜面上最高点后返回时，又通过了B 、A 两点，如图所示.关
F
G
a
b
c x y O
于物块上滑时由A 到B 的过程和下滑时由B 到A 的过程，动能的变化量的绝对值∆E 上和∆E 下以及所用时间t 上和t 下相比较，有( ) （A ） ∆E 上<∆E 下，t 上＜t 下 （B ） ∆E 上>∆E 下，t 上＞t 下 （C ） ∆E 上<∆E 下，t 上＞t 下 （D ） ∆E 上>∆E 下，t 上＜t 下
13、如图所示，从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出，小球均落在斜面上。

当抛出的速度为v 1时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为1α；当抛出速度为v 2时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为2α，则( ) （A ）无论v 1、v 2关系如何，均有1α=2α （B ）当v 1>v 2时， 1α>2α （C ）当v 1>v 2时， 1α<2α
（D ）1α、2α的关系与斜面倾角θ有关
14、如图所示，分别沿倾角不同的斜面由静止向上拉同一个物体，物体与各斜面间的动摩擦因数相同，拉力方向与各斜面均保持平行，物体沿不同斜面作匀加速直线运动的加速度大小均相同，上升的竖直高度也相同。

在此过程中( ) (A)无论沿什么斜面拉，克服摩擦力做的功相同 (B)无论沿什么斜面拉，合外力做的功均相同 (C)沿倾角较大的斜面拉，克服重力做的功较多 (D)沿倾角较小的斜面拉，拉力做的功较多
15、有一摆长为L 的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化。

现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M 至左边最高点N 运动过程的闪光照片，如图所示（悬点和小钉未被摄入）。

P 为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距为( )
(A)3L/4 (B)L/2 (C)L/4 (D)无法确定
16、如图所示，质量为m 1和m 2的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力F 作用下，先沿水平面，再沿斜面(斜面与水平面成θ角)，最后竖直向上运动。

则在这三个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是( ) （A ） 由大变小再变大 （B ） 始终不变 （C ） 由小变大 （D ） 由大变小
三、多项选择题（共16分，每小题4分。

每小题有二个或三个正确选项。

全选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错或不答的，得0分。

）
17、一只气球以10 m/s的速度匀速上升，某时刻在气球正下方距气球6 m处有一小石子以
20 m/s的初速度竖直上抛，若g取10 m/s2，不计空气阻力，则以下说法正确的是 ( )
(A)石子一定追不上气球
(B)石子一定能追上气球
(C)若气球上升速度等于7 m/s，其余条件不变，则石子在到达最高点时追上气球
(D)若气球上升速度等于9 m/s，其余条件不变，则石子在抛出后1 s末追上气球
18、在离地面高H处，以相等速率抛出三个质量相等的小球。

其中，A球竖直上抛，B球竖直下抛，C球平抛（均不计空气阻力），则有( )
(A)三个球运动过程中加速度不同
(B)三个球落地时动能相同
(C)三个球各自落地前瞬间重力做功的即时功率P A＝P B＞P C
(D)从抛出到落地过程中，重力做功的平均功率P B＞P C＞P A
19、如图所示， M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒半径为R，内筒半径比R小很多，可以忽略不计，筒的两端是封闭的，两筒之间抽成真空.两筒以相同的
角速度ω绕其中心轴线(图中垂直于纸面)做匀速转动.设从M筒内
部可以通过窄缝S(与M筒的轴线平行)不断地向外射出两种不同速
率v1和v2的微粒，从S处射出时的初速度的方向都是沿筒的半径方
向，微粒到达N筒后就附着在N筒上.如果R、v1和v2都不变，而ω
取某一合适的值，则( )
（A）有可能使微粒落在N筒上的位置都在a处一条与S缝平行
的窄条上
（B）有可能使微粒落在N筒上的位置都在某一处如b处一条与S缝平行的窄条上
（C）有可能使微粒落在N筒上的位置分别在某两处如b处和c处与S缝平行的窄条上（D）只要时间足够长，N筒上将到处都落有微粒
20、图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。

斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱
与轨道的动摩擦因数为3
6。

木箱在轨道端时，自动装货装
置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无
初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将
货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过
程。

下列选项正确的是( )
（A）m＝M
（B）m＝2M
（C）木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度
（D）在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧弹性势能
四、填空题（共20分，每空格2分。

）本大题中第22题为分叉题，分A、B两类，考生可任选一类答题。

若两类试题均做，一律按A类题计分。

30︒
21、已知地球自转周期为T ，地球半径为R ，引力常量为G ，地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍，则地球同步卫星的速度大小为______________；地球的质量为 ______________。

22、在某地竖直向上提升重物，不计阻力，加速度a 与拉力F
之间的关系如图所示，该地重力加速度大小约为 m/s 2
；若该重物从地面被竖直提起后作匀加速运动，2s 末达到8m 高度，则拉力F 为______N 。

23、两个大人与一个小孩沿河岸拉一条船向东前进，两个大人的拉力分别为F 1=400N ，F 2=320N ，它们的方向如图所示，要使船在河流中平行河岸行驶，小孩对船施加的最小力为 N ，方向为 。

24、一列简谐横波沿x 轴正向传播，传到M 点时波形如图所示，再经过0.6s ，N 点
开始振动，则该波的波速等于______m/s ，
在此0.6s 内P 点运动的路程是______m 。

25、如图（a ）所示，长L =0.5m 的轻杆AB ，一端通过铰链固定于地面，另一端靠在固定于竖直墙壁上的压力传感器上。

现将一质量m =0.2kg 的小环套在轻杆上，t =0时刻从A 处由静止释放小环，压力传感器的示数F N 随时间平方变 化的F N -t 2
图像如图（b ）所示。

则在小环下滑过程的中间时刻，压力传感器承受的压力大小为___________N ，小环与轻杆间的动摩擦因数μ为___________。

（不计杆与压力传感器间的摩擦力）
五、实验题（共24分）
26、（6分）如图为“用DIS （位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度与质量关系”的实验装置。

（1）（2分）在该实验中采用控制变量法，保持小车所受拉力
不变，即用钩码所受的重力作为小车所受拉力，为了减小实验误差，应使钩码质量尽量__________些。

（2）改变小车的质量，多次重复测量。

在某次实验中根据测得的多组数据可画出a -1/M 关系图线，
O
a M
1甲
乙 丙 A
B
压力传感器 小环
（a ）
O
1.5
F N /N
0.25 t 2/s 2
（b ）
① ② 钩码 轨道 小车 x /m
y /cm M P
0 2 4
6
8
10
12 N
-5
5
a (m/s 2) F (N)
0 1020
-10 10 20
①（2分）如果摩擦力不能忽略，则画出的a-1/M图线为图示中的____________。

（填“甲”或“乙”或“丙”）
②（2分）（单选题）该实验中某同学画出的图线中AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（）
（A）小车与轨道之间存在摩擦
（B）导轨保持了水平状态
（C）所挂钩码的总质量太大
（D）所用小车的质量太大
27、(6分)如图为用单摆测重力加速度的实验
（1）（单选题）为了减小误差，下列措施正确的是（）
（A）摆线长度L应为线长与摆球半径的和，且在20 cm左右
（B）当摆线过长时，可以将绳直接绕在夹子上进行试验
（C）在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近
摆线
（D）计时起终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间
（2）某同学正确操作，得到了摆长L和n次全振动的时间t，由
此可知这个单摆的周期T=________；当地的重力加速度
g=____________。

28、学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图像方式显示实验的结果，所显示的图像如图（b）所示。

图像的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能E k或机械能E。

试回答下列问题：
（1）图（b）的图像中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是__________________（按顺序填写相应图线所对应的文字）。

（2）图（a）所示的实验装置中，固定于小球下端、宽度为Δs，且不透光的薄片J是_________。

（3）根据图（b）所示的实验图像，可以得出的结论是__________________。

29、（6分）某同学想利用DIS测电风扇的转速和叶片长度，他设计的实验装置如左下图所示．他先在某一叶片边缘粘上一小条弧长为△l的反光材料，当该叶片转到某一位置时，用光传感器接收反光材料反射的激光束，并在计算机屏幕上显示出矩形波，如右下图所示，屏幕横向每大格表示的时间为 5.00×10-2s．则矩形波的“宽度”所表示的物理意义是___________________；电风扇的转速为__________________转/s；若△l为10cm，
则叶片长度为____________m．
六、计算题（共50分）
θ=︒角，30、（10分）有一质量2kg小球串在长0.5m的轻杆顶部，轻杆与水平方向成37
静止释放小球，经过0.5s小球到达轻杆底端，试求：
（1）小球下滑的加速度和小球与轻杆之间的动摩擦因数；
（2）如果在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力，
使小球释放后加速度为2m/s2，此恒力大小为多少？
θ
31、（12分）如图所示，左侧为一个半径为R的半球形的碗固定
在水平桌面上，碗口水平， O点为球心，碗的内表面及碗口光滑。

右侧是一个固定光滑斜面，斜面足够长，倾角θ=30°。

一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上，线的两端分别系有可视为质点的小球m1和m2，且m1=2m2。

开始时m1恰在右端碗口水平直径A处， m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。

当m1由静止释放运动到圆心O的正下方B点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失。

求（1）当m1到B点时，m1与m2的速度之比v1：v2=？
（2）小球m2沿斜面上升的最大距离s；
32、（14分） 如图(a)所示，AB 段是长S=10m 的粗糙水平轨道，BC 段是半径R=2.5m 的光滑半圆弧轨道。

有一个质量m=0.1kg 的小滑块，静止在A 点，受一水平恒力F 作用，从A 点开始向B 点运动，刚好到达B 点时撤去力F 。

小滑块经过半圆弧轨道B 点时，用DIS 力传感器测得轨道对小滑块支持力的大小为F N ，若改变水平恒力F 的大小，F N 会随之变化，实验得到
F N —F 图像如图（b ），g 取10m/s 2.
（1）若小滑块经半圆弧轨道从C 点水平抛出，恰好落在A 点，则小滑块在C 点的速度大小； （2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数为多大？
（3）要使小滑块始终不脱离轨道，求水平恒力F 的范围；
33、（14分）利用如图装置研究均匀规则重滑轮的转动动能。

长L 、倾角30°的光滑斜面固定在桌角。

质量为2m 的小物体A 与质量为m B 的小物体B 用长轻绳绕过半径R 的定滑轮连接，A 与滑轮之间的绳子与斜面平行。

将A 从斜面顶端
静止释放，测得到达斜面底端时的速度v ，逐渐减小定滑轮质量M ，多次测量得1
v
2—M 关
系表。

已知L 、g 、m 、R ，不计滑轮转轴处摩擦，绳与滑轮不打滑。

求： （1）作出1
v
2—M 图。

（2）对图像做合理推广，求m B
（3）质量m 的滑轮以角速度ω转动时，用m 、R 、ω表示出动能。

（4）取下B ，将绳子缠绕在质量m 的滑轮边缘，使A 释放后匀
加速下滑时能不打滑带动它，求A 的加速度。

1v 2
2510gL
30
10gL M 1
v 2
m 30
10gL 0.8m
29
10gL
0.6m 2810gL 0.4m
2710gL
A
B
a
b
F/N F N /N 0 3
6
0.250.50.75 1.0 1.25
金山中学2013学年度第二学期高二年级物理学科期终考试答案
（考试时间：120分钟 满分：150分 命题人：何余锋 审核人：朱宏权） 一、 单选题（每题2分，共16分）
二、单选题（每题3分，共24分） 题号 9 10 11 12 13 14 15 16 答案
C
A
B
D
A
D
A
B
二、 多选题（每题4分，共16分）
四、填空题（每题4分，共20分）
五、实验题（26题4分，27题4分，28题8分，29题8分，共24分） 26. （1）小；（2）丙 ； C
27. （1）C （2）n t ； L t n g 2
2⎪⎭
⎫
⎝⎛=π
28．（1）乙 丙 甲 ； （2）挡光片
（3）在实验误差允许的范围内，动能和重力势能相互转化，总量守恒
29．每个周期激光照射到反光材料的时间， 7.14， 0.22
六、计算题（30题10分，31题12分，32题14分，33题14分）
31.(1)由运动合成与分解得
(2)对m 1、m 2系统由动能定理得
设细绳断后m 2沿斜面上升的距离为s′，对m 2由机械能守恒定律得 解得R s 5
24'-= 小球m 2沿斜面上升的最大距离R R R s R s )12(8.02524'2+=+-=+=
32.解：（1）小滑块作平抛运动，设C 点的速度为c v
则 t v s c = 22
12gt R = 得s m s m R g s v c /10/5.2102102=== （２）Ａ到Ｂ过程，由动能定理 22
1mv mgs Fs =-μ
在Ｂ点，R v m mg F N 2
=- 得)2(2mg R
s mg F R s F N μ-+= 由图像得，当N F N F N 3,5.0==代入式得25.0=μ
（３）要使小滑块始终不脱离轨道，则当小球运动到与Ｏ点等高时速度恰好为０，或恰好到最高点由重力提供向心力。

①当小球运动到与Ｏ点等高时速度恰好为零，
0=--mgR mgs Fs μ
同时要求小滑块能运动到Ｂ点02
12>=-mv mgs Fs μ 得N F N 5.025.0≤< 小滑块始终不脱离轨道
②当恰好到最高点由重力提供向心力R
v m mg 2
= 22
12mv R mg mgs Fs =
⨯--μ 得N F 875.0=，故当N F 875.0≥时小滑块始终不脱离轨道）
33. （1）图略，为一直线
（3）取质量为m 的滑轮数据分析，设A 滑动到底部时滑轮动能E K
对AB 的运动过程分析，根据动能定理(或机械能守恒)有
0)5.02(2
15.0222-++=⨯-⨯K E v m m gL m L mg E K = mgL /2—5mv 2/4
代入v 2= 10gL 30
， 得E K = mv 2/4= 14
mR 2ω2 注：若有学生直接用刚体转动动能公式Jω2/2求解，其中转动惯量J =mR 2
/2，则必须给出J 的积分计算过程。

（4）根据（3）问结果，对整体列A 下滑过程的动能定理（或机械能守恒）有
04
12212222-+⨯⨯=⨯mv v m L mg 得v 2= 4gL 5
加速度a = v 2/2L = 2g 5
注：若有学生直接用刚体的转动定律，则有mg -T =2ma ，TR =Jβ，其中转动惯量J =mR 2/2，若第3问已给出J 的积分计算过程，则此问不需再次给出。

β为角加速度，满足β=a /R 。