2022-2023学年南京中华中学高二下期末物理解析卷

南京市中华中学2022~2023学年度第二学期期末试卷

高二物理

本卷考试时间：75分钟  总分：100分

命题人：朱柏瑾  审核人：钱嘉伟

一．单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项符合题意．）

1. 在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多物理思想方法。下列四幅图中，与其它三幅运用的物理思想方法不同的是（    ）

A.       B    C.  D.

A为探究曲线运动的速度方向          B为卡文迪许扭秤实验

C为位移等于图线下面的面积      D为研究物体沿曲面运动时重力做功

【答案】B

2.据历史文献和出土文物证明，踢毽子起源于中国汉代，盛行于朝、隋唐。毽子由羽毛、金属片和胶垫组成。如图是同学练习踢毽子，毽子离开脚后，恰好沿竖直方向运动，下列说法正确的是（  ）

A. 脚对毽子的作用力大于毽子对脚的作用力，所以才能把毽子踢起来

B. 因为空气阻力存在，毽子在空中运动时加速度总是小于重力加速度g

C. 图中毽子被踢上去的漫画，符合物理规律的是图a

D. 毽子上升过程的平均速度小于下落过程的平均速度

【答案】C

3．一轻质细线长为l，悬挂一质量为m的小球，在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向的夹角为，空气阻力忽略不计，当转速n越大时，下列说法正确的是（  D  ）

A．小球运动的周期越大    B．细绳的拉力越小

C．小球的轨道半径越小    D．小球离地面的高度越大

4.湖北某小区晾晒区的并排等高门型晾衣架AA’BB’CC’DD’如图所示，AB、CD杆均水平，不可伸长的轻绳的一端M固定在AB中点上，另一端N系在C点，一衣架（含所挂衣物）的挂钩可在轻绳上无摩擦滑动。将轻绳N端从C点沿CD方向缓慢移动至D点，整个过程中衣物始终没有着地。则此过程中轻绳上张力大小的变化情况是（ B   ）

1. 一直减小    B.先减小后增大    C.一直增大    D.先增大后减小

5.一物体做匀加速直线运动依次经过A、B、C三点，A到B和B到C的时间相同，A到B过程的平均速度为，B到C过程的速度变化量为，则物体经过A点的速度大小为（    ）

A.　　B.　　C.　　D.

【答案】A

【解析】【解答】设相等时间为，加速度为，则A到B，B到C的速度变化量相等，都是，则，，解得，故答案为：A。

6.有一条小河，两岸平行，河水匀速流动的速度为v0，小船在静水中速度大小始终为v，且。若小船以最短位移过河，所用的时间为t；若小船以最短时间过河，所用的时间为。则河水流速与小船在静水中的速度之比为（  ）

A.         B.        C.    D.

【答案】D

【详解】当船以最短位移过河则有

当船以最短时间过河时，则有

联立解得

故选D 。

7.一质点从静止开始以加速度做匀加速直线运动；在T时刻加速度突变为，使质点做匀变速直线运动，并在3T时刻恰好回到出发点，质点运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（  ）

A. 加速度与大小之比等于1：3

B. 速度与的大小之比为1：2

C. 图中速度为零的时刻是

D. 质点在时间内与时间内的位移相等

【答案】C

【详解】A．以加速度做匀加速直线运动过程     

以加速度做匀变速直线运动过程     

联立解得，故A错误；

Ｂ．回到出发点时，速度而，则速度与的大小之比为2：3，故Ｂ错误；

Ｃ．速度为零时，解得，故Ｃ正确。

D．质点在时间内与时间内的位移大小相等方向相反，如此才可以恰好回到出发点，故D错误；

8. 质量为m=1.0kg的物体以速度v0=5m/s在足够大的光滑水平面上运动，从零时刻起，对该物体施加一水平恒力F，经过时间t=1s物体的速度减小到最小值3m/s，此后速度又不断增大。则下列说法错误的是（  ）

A. 在t=0时刻，水平恒力与初速度间的夹角为120°

B. 水平恒力F大小为4N

C. 在t=2s时，物体速度大小为5.0m/s

D. 若零时刻起，水平恒力方向不变，大小变为2F，则在t=1s时，物体的速度大小仍为5.0m/s

【答案】Ａ

【详解】因为物体的最小速度不等于零，所以力F与v0方向是不共线的，根据曲线运动的规律，此最小速度应该是初速度v0在垂直于F方向的分量，初速度的另一个与力F方向相反的分量大小应为，即物体在沿着力F相反的方向的分运动是匀减速运动，经时间1s减到零，由运动学公式可知，根据牛顿第二定律可知，水平恒力F大小为

将初速度分解为与F共线和与F垂直，由几何知识知，力F与初速度间的夹角满足，解得，故Ａ错误；

Ｃ．第一个1s时间内，沿F相反方向，物体做匀减速直线运动，末速度为零，第二个1s内，沿F方向，物体以相同加速度做匀加速直线运动，由对称性可知，水平恒力作用2s时间，物体速度大小为；

D．若零时刻起，水平恒力方向不变，大小变为2F，由牛顿第二定律可知，物体的加速度变为2a，由速度公式可知，在时刻，物体沿力F方向的速度大小为

物体速度大小为

9.如图所示，光滑的水平地面上有三块木块a、b、c质量均为m，a、c之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力F作用在b上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法错误的是（ B）

A．无论粘在哪块木块上面，系统的加速度一定减小

B．若粘在木块上面，绳的张力和间摩擦力一定都减小

C．若粘在木块上面，绳的张力和间摩擦力一定都减小

D．若粘在木块上面，绳的张力和间摩擦力一定都增大

10. 将小球从斜面上的A点以不同速度抛出，第一次水平抛出速度大小为；第二次垂直斜面抛出速度大小为，运动过程中不计空气阻力，最终小球都落在斜面上的B点，运动轨迹如图甲、乙所示。已知斜面倾角为45°，两次运动时间分别是、，则（    ）

A. 　　　B. 　　　C.  　  D.

【答案】Ａ

【详解】水平方向

竖直方向

同时满足

联立解得，

三．填空题（本题共2小题，共16分．把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答）

11．（6分）某实验小组用一把弹簧测力计和一个量角器验证力的平行四边形定则，设计了如图所示的装置。固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋（原长小于AO）的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处，另一端系绳套1和绳套2。

（1）主要步骤如下：

①弹簧挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点处弹簧测力计的示数F；

②手拉着绳套1弹簧测力计挂在绳套2上，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达____处，此时绳套1沿0°方向；绳套2沿120°方向，记下弹簧测力计的示数；

③根据力的平行四边形定则利用拉绳套2的弹簧测力计示数计算橡皮筋的拉力为______（用表示）

④比较F与的大小和方向；

⑤改变绳套2的方向，重复上述步骤，得出结论。

（2）将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2由120°方向缓慢转动到180°方向，此过程中保持橡皮筋的结点在0处不动，绳套1和绳套2的夹角120°不变，则弹簧测力计示数的变化情况是_______（填字母序号）。

A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大

11．（6分，每空2分）

（1）O   （或） （2）B

12.如图甲所示，某兴趣小组利用力传感器、加速度传感器、动滑轮和定滑轮等实验仪器测量物块的质量M和物块与台面间的动摩擦因数。调节定滑轮高度，使细线与台面平行，不计滑轮与细线、轮轴间摩擦。已知当地的重力加速度g=10m/s2。

（1）为了达到实验目的，实验前，___________（填“需要”或“不需要”）将台面调整到水平。实验中，动滑轮质量___________（填“会”或“不会”）影响实验结果。

（2）物块质量M不变，将钩码放入托盘中，将托盘静止释放并记录加速度传感器数值a与力传感器数值F，改变钩码个数多次实验，作出a－F图像，如图乙所示，则动摩擦因数=____________，物块的质量M=___________kg。（结果均保留2位有效数字）

（3）现将物块换成小车，用该装置测量一个不规则的小物体的质量m0实验步骤如下：

①小车空载时进行实验并采集数据；

②m0放入小车中进行实验并采集数据；

③作出两次实验的a－F图像如图丙所示，则小物体的质量m0=___________（结果用b、c、d表示）。

【答案】    ①. 需要 （2分）   ②. 不会（2分）    ③. 0.20（1分）    ④. 0.60（1分）    ⑤. （2分）

【解析】

【详解】（1）[1]为了达到实验目的，实验前需要将台面调整到水平，因为水平时对物块有,,得物体受到的摩擦力大小,所以将台面调整到水平，从而方便研究及；

[2]由于物块受到的拉力可由力传感器直接测出，故实验结果不受滑轮质量的影响；

（2）[3][4]由于动滑轮省力但费距离，且加速度传感器测量的是m的加速度a，则对滑块，其加速度为，根据牛顿第二定律有，整理得

结合图乙可得，,可得，

（3）[5]空载时，对小车有，即

放入后，有，即

结合图丙可得，，联立可得

四．计算或论述题（共4小题，共44分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.并将解答填写在答题卡对应的方框中）．

13．如图所示，水平面（纸面）内间距为l=0.1m的平行金属导轨间左端接一阻值为R=0.01Ω的电阻，质量为m=0.1kg、长度为l=0.12m的光滑金属杆置于导轨上。金属杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，经过时间t1=2s，金属杆以速度v1=2m/s进入磁感应强度大小为B=0.2T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域（磁场区域足够大，导轨足够长），杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好。求：

（1）求恒力F的大小；

（2）金属杆刚进入磁场时加速度a的大小；

（3）金属杆能够达到的最大速度。

【答案】（1）F=0.1N   （2）；（3）v=2.5m/s

14.如图甲所示为无人机，它具有4个旋翼，可以通过调整旋翼倾斜度而产生不同方向的升力。在2022年11月19日中华中学的秋季运动会中，此次赛事无人机在拍摄、巡查等方面大显身手。赛事开始，调整旋翼使无人机以竖直向上的恒定升力F=20N从地面静止升起，到达稳定速度过程中，其运动图像如图所示乙。已知无人机质量为，飞行时受到的空气阻力与速率成正比，即f=kv，方向与速度方向相反。重力加速度取，求：

（1）值和1s末无人机的加速度大小：

（2）调整旋翼角度以改变升力，使无人机以水平飞行进行录像，求此时的升力大小和升力方向与水平方向所夹锐角的正切值。（答案允许含根号）

14.【答案】（1）解：稳定时，，有（1分）

代入数据得（或kg/s）（1分）

由图，1s末无人机速率为，则有（2分）

代入数据得（1分）

（2）解：速度为，阻力为（1分）

无人机受力如图，则有

代入数据得（1分）

设方向与水平成，则有（2分）

即升力方向与水平方向夹角的正切值为2

15.如图所示，带有弧形槽的滑块A放在水平面上，其中O为弧的圆心，P为弧的最低点， OP垂直于水平面，可视为质点的光滑小球B用轻质线拴接并固定在天花板上，当整个装置静止时，细线与竖直方向的夹角为，小球到OP的距离为圆弧半径的。已知小球B的质量为m，滑块A的质量为M，重力加速度为g。

（1）整个装置静止时，轻质线对小球的拉力为多大；

（2）如果滑块与地面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且滑块与地面之间的动摩擦因数为，欲使整个装置保持静止状态，分析应满足的条件。

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）以水平方向为x轴建立直角坐标系，以小球为研究对象，受力分析如图甲所示。

，

解得轻质线的拉力大小

（2）如图乙，以水平方向为x轴，对槽进行受力分析。

，

且有

又

联立解得

16.某质谱仪部分结构的原理图如图所示。在空间直角坐标系 Oxyz 的 y>0 区域有沿－z方向的匀强电场，电场强度大小为 E，在 y <0 区域有沿－z方向的匀强磁场，在 x=-2d 处有一足够大的屏，俯视图如图乙。质量为m、电荷量为 q 的粒子从 y 轴上 P(0,-d,0)以初速度v0 沿＋y 方向射出，粒子第一次经过 x 轴时速度方向与－ x 方向的夹角=60。不计粒子的重力，粒子打到屏上立即被吸收。求：

（1）粒子的电性； （2）磁感应强度大小 B； （3）粒子打到屏上位置的 z 轴坐标 z1 。