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    湖北省重点高中2020-2021学年高二下学期期末联考物理试卷(含答案)

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    这是一份湖北省重点高中2020-2021学年高二下学期期末联考物理试卷(含答案),共9页。

    湖北省重点高中2022届高二(下)期末联考

    物理试题

     

    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17题只有一项符合题目要求,第811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n1 

    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θ0°,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,AB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x1x2x3135 

    D.一段时间后苹果会在羽毛下方

    4.两个质量分别为m12kgm23kg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F140NF215N的水平拉力分别作用在m1m2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θ30°,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(  )

      AF        BF        C F        D2F

    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ab分别为曲线在t0时和t3s时的切线,下列说法正确的是(  )

    A010s时间内电梯的加速度逐渐增大 

    Bt2s时电梯一定处于超重状态 

    Ct3s时电梯的加速度大小为m/s2 

    Dt0时电梯的加速度为t3s时电梯加速度的

     

     

     

    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ag向左加速运动时,线中拉力为mg

    C.当滑块以加速度ag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a2g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abcdef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。t0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(  )

    At2.5s时刻,波传播到质点f,质点f开始振动的方向竖直向上 

    Bt02s内,质点b运动的路程为40cm 

    Ct3s3.5s内,质点d的加速度逐渐减小 

    Dt5.5s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51,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,t0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t0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 

    Ct4s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x0.75t2,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aF图线如图乙所示。由图中的aF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AB,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G2.0 N的钩码,记录两传感器AB的示数F1F2及轻绳与竖直方向的夹角θ1θ2,用力的图示法即可验证力的平行四边形定则.

     

    (1)F11.0NF21.5 Nθ145°θ230°时,请在图乙中用力的图示法作图,以F1F2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F2θ2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m1kg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vt图象如图乙所示,g10m/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h5m的平台边缘水平放置一两轮间距为d24m的传送带,一可视为质点的物块从光滑平台边缘以v010m/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μ0.2,重力加速度大小g10m/s2。求:

    1)若传送带顺时针运动的速度为v4m/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sv'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)。

     

     

     

     

     

     

     

    .选择题,(每小题4分,共44)

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    C

    C

    B

    D

    A

    C

    D

    AC

    ACD

    BC

    BD

     

    二.实验题(2小题共15分)

    12.(6分)(1)不需要(2分); 21.52分);  30.40(2分)

    13.(9分) 1)作图(3分); 2.0N 2分)(260°(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:P0SPS+mg     2分)

    用水银柱表示气体的压强:PP0ρgh      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:WPSh1=(P0Smgh1      1分)

    根据热力学第一定律,则气体内能的变化:UQW    1分)

    所以:UQP0Smgh1     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

    mgsinθFcosθ         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+Fcosθma    1分)

    解得a12m/s2                  1分)

    根据题意,由题图乙可知,滑块滑到木板上的初速度

    v10 m/s                 1分)

    滑块下滑的位移x,解得xm      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a11 m/s2       1分)

    相对滑动时:木板的加速度a21 m/s2          1分)

                滑块的加速度大小a34 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

    a1μ1g,解得μ10.1        1分)

    02 s内分别对木板和滑块受力分析,即

    对木板:μ2mgμ1M+mgMa2           1分)

    对滑块:μ2mgma3             1分)

    联立解得M1.5 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:

    μmgma1  代入数据解得:a12m/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   x121md24m        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:t31s             1分)

    物从开始滑上传送带到落地所用的时间:tt1+t2+t3=(3+0.75+1s=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:v214m/s        1分)

    传送带顺时针运动,传送带速度vm/s时,物块落地的水平距离最大,

    最大距离:x2v2t3×1mm        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,sm    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:v3m/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/sv14m/s,物体先加速后匀速,

    射程:svt1      1分)

    如果传送带顺时针转动,速度vm/s或传送带逆时针运动,物体一直做匀减速运动,射程为sm     1分)

    sv图象如图所示:   2分)

     

     

     

     

     

     

     

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