2020-2021学年湖北省重点高中高二下学期期末联考物理试题（Word版）

湖北省重点高中2020-2021学年高二下学期期末联考

物理试卷

一．选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1．为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ角射入。CD为光学传感器，可以探测光的强度。从AB面反射回来的光强随入射角θ变化的情况如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A．该新材料的折射率n＜1 

B．该新材料的折射率

C．图甲中若减小入射角θ，则反射光线和折射光线之间的夹角将变大 

D．图甲中若减小入射角θ到0°，则光线将全部从AB界面透射出去  

2．如图所示，质量为1kg的物体A静止放在倾角为37°的斜面上，A与斜面间的动摩擦因数为0.8，用一细绳将小桶B通过定滑轮与物体A相连，在不断向小桶B中加沙子的过程中，A、B与斜面始终处于静止状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略滑轮与绳间的摩擦，则下列说法正确的是（　　）

A．斜面对物体A的摩擦力不断减小 

B．斜面对物体A的作用力不断减小 

C．地面对斜面的支持力不断减小

D．当小桶B和沙子的总质量达到1kg时，地面对斜面的摩擦力大小为4N

3．如图所示是用频闪周期为△t的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理，下列说法中正确的是（　　）

A．苹果下落的加速度大小为

B．羽毛下落到C点的速度大小为

C．一定满足关系x1：x2：x3＝1：3：5 

D．一段时间后苹果会在羽毛下方

4．两个质量分别为m1＝2kg，m2＝3kg的物体置于光滑的水平地面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为F1＝40N，F2＝15N的水平拉力分别作用在m1，m2上，如图所示。两物体在水平地面上运动，则下列说法正确的是（　　）

A．弹簧对m1的弹力与弹簧对m2的弹力是一对平衡力 

B．弹簧对m1的弹力与弹簧对m2的弹力大小相等方向相反，是一对作用力和反作用力

C．稳定后两个物体的加速度大小相等方向相反 

D．弹簧测力计的示数为30N 

5．将一光滑轻杆固定在地面上，杆与地面间夹角为θ为30°，一光滑轻环套在杆上。一个大小和质量都不计的滑轮用轻绳OP悬挂在天花板上，用另一轻绳通过滑轮系在轻环上，用力水平向右拉绳，当轻环静止不动时，手的水平拉力为F，则此时OP 绳的拉力大小为(　　)

  A．F        B．F        C． F        D．2F

6．广州塔又称广州新电视塔，总高度600m，是广州的标志性建筑之一，随着超级高楼越来越多，高速电梯在日常生活中越来越重要。在某次对广州塔高速电梯的测试中，电梯的时间—速度图像如图所示，图中倾斜的虚线a、b分别为曲线在t＝0时和t＝3s时的切线，下列说法正确的是（　　）

A．0～10s时间内电梯的加速度逐渐增大 

B．t＝2s时电梯一定处于超重状态 

C．t＝3s时电梯的加速度大小为m/s2 

D．t＝0时电梯的加速度为t＝3s时电梯加速度的倍

7．质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为m的小滑块。用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（　　）

A．推力F先逐渐减小 

B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大 

C．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 

D．水平地面对凹槽的支持力逐渐减小

8．如图所示，细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球，静止时细线与斜面平行，则（　　）

A．当滑块向左做匀速运动时，细线的拉力为0.5mg 

B．若滑块以加速度a＝g向左加速运动时，线中拉力为mg

C．当滑块以加速度a＝g向左加速运动时，小球对滑块压力不为零

D．当滑块以加速度a＝2g向左加速运动时，线中拉力为0.5mg

9．．如图甲所示，沿波的传播方向自左向右选取a、b、c、d、e、f六个质点，相邻两质点之间的距离均为1m，各质点均静止在各自的平衡位置。t＝0时刻振源a开始做简谐运动，其振动图像如图乙所示（竖直向上为振动位移的正方向），形成的简谐横波以2m/s的速度水平向右传播，则下列说法正确的是（　　）

A．t＝2.5s时刻，波传播到质点f，质点f开始振动的方向竖直向上 

B．t＝0～2s内，质点b运动的路程为40cm 

C．t＝3s～3.5s内，质点d的加速度逐渐减小 

D．t＝5.5s时刻，质点e第二次处于波谷位置

10．一汽车司机发现前方有障碍物，开始刹车，刹车后的第1s内的位移大小为25m，且第1s内的位移与最后1s内的位移大小之比为5：1，则下列说法正确的是（　　）

A．刹车的初速度大小为50m/s 

B．刹车的加速度大小为10m/s2 

C．刹车后4s内的位移大小为45m 

D．刹车后5s内的平均速度大小为10m/s

11．甲、乙两车在一条平直的公路上同向并排行驶，t＝0时刻甲车开始刹车，甲车的速度随时间变化的图像如图甲所示；以t＝0时刻甲车所在位置为坐标原点O，以甲车速度方向为正方向建立x轴，乙车的位置坐标随时间变化的图像如图乙所示，图像为顶点在30m处的抛物线。下列说法正确的是（　　）

A．甲车做匀变速直线运动加速度大小为2.25m/s2 

B．乙车做匀变速直线运动加速度大小为2.5m/s2 

C．t＝4s时，甲、乙两车相距最近 

D．甲、乙两车相遇两次

三．实验题（本题共2小题，共15分）

12．（6分）某实验小组采用如图甲所示的实验装置探究力与加速度的关系。实验时滑块在细线拉力的作用下沿轨道运动，滑块受到的拉力由力传感器读出，位移传感器发射部分固定在滑块上随滑块运动，位移传感器接收部分固定在轨道上，能读出滑块的位移随时间的变化规律。

（1）实验中　    　（填“需要”或“不需要”）重物的质量m与滑块的质量M满足M＞＞m。

（2）如果滑块的位移与时间的关系式为x＝0.75t2，则滑块的加速度a＝　    　m/s2。

（3）用正确的实验方法测得实验数据，作出a﹣F图线如图乙所示。由图中的a﹣F图线可知滑块受到的摩擦力大小为　    　N。（后两空均保留2位有效数字）

13．（9分）某小组为了验证力的平行四边形定则，设计了如下图甲所示的实验：在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器A、B，两传感器的挂钩分别系着轻绳，轻绳的另一端系在一起，形成结点O，并使结点O位于半圆形刻度盘的圆心．在O点挂上重G＝2.0 N的钩码，记录两传感器A、B的示数F1、F2及轻绳与竖直方向的夹角θ1、θ2，用力的图示法即可验证力的平行四边形定则．

(1)当F1＝1.0N、F2＝1.5 N，θ1＝45°、θ2＝30°时，请在图乙中用力的图示法作图，以F1和F2为邻边，作平行四边形，求得夹角对角线F＝________ N．(结果保留2位有效数字)

(2)该组同学在实验中，将传感器A固定在某位置后，再将传感器B从竖直位置的P点缓慢顺时针旋转，得到了一系列传感器B的示数F2和对应的角度θ2，作出了如图丙所示的F2－θ2图象，由图丙可知传感器A所处位置的角度θ1＝________.

(3)由上述得出结论，在误差允许的范围内__________________________________________

四．计算题（本题共3小题，共41分）

14．（10分）如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为m的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T，活塞距离气缸底部为h．细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ，大气压强为，气缸横截面积为S，重力加速度为g。

 （1）求U形细管内两侧水银柱的高度差；

（2）通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降△h1，求此时的温度；此加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化。

15．（13分）如图甲所示，有一倾角为37°的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一质量为M的木板。开始时质量为m＝1kg的带电绝缘滑块在水平方向匀强电场的作用下，静止在斜面上，现将电场反向，大小保持不变，当滑块沿斜面滑到木板上时撤去电场，木块滑上木板的过程不考虑能量损失。此后滑块和木板在水平面上运动的v﹣t图象如图乙所示，g＝10m/s2。求：

   （1）电场力F的大小；

（2）滑块在斜面下滑的位移大小；

（3）木板的质量。

16．（18分）如图所示，距地面高度h＝5m的平台边缘水平放置一两轮间距为d＝24m的传送带，一可视为质点的物块从光滑平台边缘以v0＝10m/s的初速度滑上传送带。已知物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度大小g取10m/s2。求：

（1）若传送带顺时针运动的速度为v＝4m/s，求物块从开始滑上传送带到落地所用的时间t；

（2）传送带的速度满足什么条件时，物块离开传送带右边缘落地的水平距离最大，并求最大距离s；

（3）设传送带的速度为v'，且规定传送带顺时针运动时v'为正，逆时针运动时v'为负。试分析画出物块离开传送带右边缘落地的水平距离s与v'的变化关系示意图线（写出计算过程，画出图线，结果可以用根号表示）。

物 理 答 案

一.选择题，（每小题4分，共44分)

二．实验题（2小题共15分）

12．（6分）（1）不需要(2分）； （2）1.5（2分）；  （3）0.40(2分）

13．（9分） （1）作图（3分）； 2.0N （2分）（2）60°（或）（2分）

（3）力的合成遵循平行四边形定则（2分）

14 （10分）解：（1）设封闭气体的压强为P，对活塞分析：P0S＝PS+mg     （2分）

用水银柱表示气体的压强：P＝P0﹣ρg△h      （1分）

解得：△h＝        （1分）

（2）加热过程中气体发生等压变化，有：

   ＝       （2分）

解得： T1 T  （1分）

气体对外做功为：W＝PS△h1＝（P0S﹣mg）△h1      （1分）

根据热力学第一定律，则气体内能的变化：△U＝Q﹣W    （1分）

所以：△U＝Q﹣（P0S﹣mg）△h1     （1分）

15．（13分）解：（1）滑块受力如图所示，根据平衡条件，沿斜面方向

mgsinθ＝Fcosθ         （1分）

解得F=7.5N           （1分）

（2）当力F变为水平向右之后，由牛顿第二定律，有mgsinθ+Fcosθ＝ma    （1分）

解得a＝12m/s2                  （1分）

根据题意，由题图乙可知，滑块滑到木板上的初速度

v＝10 m/s                 （1分）

滑块下滑的位移x＝，解得x＝m      （1分）

（3）由题图乙可知，滑块和木板起初相对滑动，当达到共同速度后一起做匀减速运动，两者共同减速时加速度a1＝1 m/s2       （1分）

相对滑动时：木板的加速度a2＝1 m/s2          （1分）

            滑块的加速度大小a3＝4 m/s2       （1分）

设木板与地面间的动摩擦因数为μ1，滑块与木板间的动摩擦因数为μ2，对它们整体受力分析，有

a1＝＝μ1g，解得μ1＝0.1        （1分）

0～2 s内分别对木板和滑块受力分析，即

对木板：μ2mg﹣μ1（M+m）g＝Ma2           （1分）

对滑块：μ2mg＝ma3             （1分）

联立解得M＝1.5 kg             （1分）

16．（18分）解：（1）物块在传送带上滑动过度，对滑块，由牛顿第二定律：

μmg＝ma1  代入数据解得：a1＝2m/s2，  （1分）

设物块做匀减速运动的位移为x1，由匀变速直线运动的速度﹣位移公式：

 v2-v02＝-2a1x1，   x1＝21m＜d＝24m        （1分）

然后物块与传送带相对静止一起做匀速直线运动，

物块做匀减速直线运动的时间：t1 =       （1分）

物块匀速运动的时间：t2==0.75s            （1分）

物块离开传送带后做平抛运动，竖直方向：h＝

平抛运动的时间：t3＝1s             （1分）

物从开始滑上传送带到落地所用的时间：t＝t1+t2+t3＝（3+0.75+1）s=4.75s   （1分）

（2）如果物块在传送带上一直做匀加速直线运动，物块离开传送带的速度最大，落地的水平距离有最大值，

设物块离开传送带时的速度大小为v2，根据动能定理得：  （2分）

代入数据解得：v2＝14m/s        （1分）

传送带顺时针运动，传送带速度v≥m/s时，物块落地的水平距离最大，

最大距离：x2＝v2t3＝×1m＝m；        （2分）

 （3）如果传送带顺时针转动，速度v′≥m/s，物体一直加速，

射程最远，s＝m；    （1分）

若物块一直做匀减速直线运动，设到达传送带右端时的速度为v3，

由匀变速直线运动的速度﹣位移公式得：﹣＝﹣2a1d      （1分）

代入数据解得：v3＝m/s，则物体抛出时的速度大小为m/s，    （1分）

如果传送带顺时针转动，速度m/s≤v′＜14m/s，物体先加速后匀速，

射程：s＝v′t1      （1分）

如果传送带顺时针转动，速度v′＜m/s或传送带逆时针运动，物体一直做匀减速运动，射程为s＝m     （1分）

故s﹣v′图象如图所示：   （2分）