江西省宜春市丰城市第九中学日新班2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（原卷版+解析版）

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A B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．在x-t图象中图象的斜率表示速度，斜率的正负表示速度方向，知该物体的运动方向是变化的，故A错误；
B．在x-t图象中图象的斜率表示速度，该物体的速度不变，做匀速直线运动，运动方向一定不变，故B正确；
C．该物体的速度先正后负，运动方向是变化的，故C错误；
D．该物体的速度作周期性变化，运动方向是变化的，故D错误．
2. 如图甲所示，让一小球从固定斜面顶端O处静止释放，小球经过A处到达斜面底端B处，通过A、B两处安装传感器测出A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置，重复多次实验，计算机作出图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 小球在斜面上运动的平均速度大小为
B. 小球运动到斜面底端时速度大小为
C. 小球在斜面上运动的加速度大小为
D. 小球在斜面上运动的时间为
【答案】B
【解析】
【详解】BC．由匀变速运动规律和逆向思维有
可得
由图乙知，小球运动到斜面底端时速度大小为
且
则小球在斜面上运动的加速度大小为
a=6m/s2
选项B正确，C错误；
A．小球在斜面上做匀加速运动，则
所以平均速度
选项A错误；
D．由速度公式有
vB=at0
可得小球在斜面上运动的时间为
t0=1s
选项D错误。
故选B。
3. 为了测试小车的性能，甲、乙两辆小车同时从M处由静止开始沿平直公路均先做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动直至静止，两车先后停在N处，假设两车在各自匀加速阶段和匀减速阶段的加速度大小相等，甲车、乙车全程经历的时间分别为和，甲乙两车加速度大小分别为和，最大速度分别为和，则（ ）
A. v1：v2=4：1
B.
C. 甲车停下时，两车相距最远
D. 甲车运动了时，两车相距最远
【答案】D
【解析】
【详解】AB．运动图像如图所示

由两车位移相等可知
解得
由图像可得，甲的加速度
乙的加速度
两车位移相等，有
整理有
故AB错误；
CD．速度相等时相距最远，设甲达到最大速度后，再经过Δt时间，相距最远；速度相等
对甲车
解得
甲车运动的时间为
此时两车相距最远，故C错误，D正确；
故选D。
4. 一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦），如图所示。现用水平力F作用于物体B上，缓慢拉开一小角度，此过程中斜面体与物体A仍然静止。则下列说法错误的是（ ）
A. 在缓慢拉开B的过程中，水平力一定变大
B. 斜面体所受地面的支持力一定不变
C. 斜面体对物体A的作用力一定变大
D. 斜面体受到地面的摩擦力一定变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．
在缓慢拉开B的过程中，B合力为零，由图解法分析可知水平力F一定变大，故A不符合题意；
B．取整体为研究对象，斜面体、A物体、B物体竖直方向合力为零，所受地面的支持力等于三者重力之知，故斜面体所受地面的支持力一定不变，故B不符合题意；
C．
设斜面体对物体A的作用力为F1，物体A还受到重力、绳子的拉力，由图解法分析可知重力和拉力的合力可能先减小后增大，说明斜面体对物体A的作用力F1先变小后变大，故C符合题意；
D．取三个物体整体分析，水平方向合力为零，因水平拉力F增大，所以斜面体受到地面的摩擦力一定变大，故D不符合题意。
故选择C选项。
5. 如图所示，在倾角为α的传送带上有质量均为m的三个木块1、2、3，中间均用原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运动，三个木块均处于平衡状态。下列结论正确的是（ ）
A. 2、3两木块之间的距离等于
B. 2、3两木块之间的距离等于
C. 1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离
D. 如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离将变大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．对木块3受力分析，受重力、支持力，滑动摩擦力和弹簧的拉力，根据平衡条件，有
解得
故弹簧的长度，即2、3两木块之间的距离
选项A错误，选项B正确；
C．对木块2、3整体受力分析，受重力、支持力，滑动摩擦力和弹簧的拉力，根据共点力平衡条件，有
解得
故连接1、2的弹簧的长度，即1、2两木块之间的距离
故
则1、2两木块之间的距离大于2、3两木块之间的距离，选项C错误；
D．如果传送带突然加速，支持力不变，根据滑动摩擦力不变，弹簧弹力也不变，故合力不变，故木块全部保持静止，相邻两木块之间的距离都不变，选项D错误。
故选B。
6. 试卷读卡器的原理可简化成如图所示的模型，搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为，每张答题卡的质量为，正常情况下，读卡器能做到“每次只进一张答题卡”。搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向右运动，下列是说法正确的是（ ）
A. 后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左
B. 第5张纸与第6张纸之间的摩擦力大小为
C. 最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力为零
D
【答案】B
【解析】
【详解】A．前一张答题卡相对后一张答题卡向右运动，后一张答题卡相对前一张答题卡向左运动，摩擦力的方向与相对运动方向相反，则后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右，故A错误；
B．当第1张答题卡向右运动时，第1张答题卡对第2张答题卡的压力为，则1、2间滑动摩擦力大小为
此时下面的答题卡均处于静止状态，对第2~5张答题卡整体进行受力分析，由平衡条件可得第6张答题卡对第5张答题卡的静摩擦力与第1张答题卡对第2张答题卡的滑动摩擦力平衡，大小为，故B正确；
C．搓纸轮沿逆时针方向转动，带动答题卡向右运动的过程中，最后一张答题卡相对摩擦片向右运动的趋势，则其受到摩擦片的摩擦力向左，故C错误；
D．对第1张答题卡受力分析，第1张答题卡能向右运动，需满足
则。为了保证“每次只进一张答题卡”，当最后还剩余两张答题卡时，倒数第二张答题卡向右运动时最底部的答题卡不能动。对最底部的答题卡受力分析，则有
正常情况下，则。当剩最后一张答题卡时，需满足
则，故，D错误。
故D错误。
故选B。
7. 如图所示，A、B两物体质量均为m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上），对A施加一竖直向下、大小为F（F>2mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）而处于平衡状态，现突然撤去力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，不计空气阻力，则关于FN的说法正确的是（重力加速度为g）（ ）
A. 刚撤去力F时，FN＝B. 弹簧弹力大小为F时，FN＝
C. A、B的速度最大时，FN＝2mgD. 弹簧恢复原长时，FN＝mg
【答案】B
【解析】
【详解】A．对A施加一竖直向下、大小为F（F>2mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）而处于平衡状态，弹簧弹力大小为F＋2mg。刚撤去力F时，A、B向上加速运动，由牛顿第二定律可得，，对A受力分析，由牛顿第二定律有
FN－mg＝ma
解得
A错误；
B．当弹簧弹力大小为F时，对A、B整体，由牛顿第二定律有
F－2mg＝2ma1
隔离A，由牛顿第二定律有
FN－mg＝ma1
解得，B正确；
C．A、B的速度最大时，加速度为零，弹簧弹力大小为2mg，FN＝mg，C错误；
D．弹簧恢复原长时，A、B只受重力向上运动，FN＝0，D错误。
故选B。
8. 如图所示，质量分别为、的A、B两个物体放在斜面上，中间用一个轻杆相连，A、B与斜面间的动摩擦因数分别为、，它们在斜面上加速下滑，关于杆的受力情况，下列分析正确的是（ ）

A. ，，则杆受到压力B. ，，则杆受到拉力
C. ，，则杆受到压力D. ，，则杆无作用力
【答案】AD
【解析】
【详解】设斜面倾角为，A、B一起下滑，以物体A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得
假设杆受拉力，则以物块A为研究对象有
联立可得
A．若，则F为负值，杆受压力，故A正确；
C．若，则F为正值，杆受拉力，故C错误；
BD．若，F为零，则杆无作用力，故B错误，D正确。
故选AD。
9. 如图所示，升降机地板上固定着一个倾角θ=37°的粗糙斜面，在斜面上有一个质量为2kg的物块，当升降机以a=5m/s2的加速度竖直向上匀加速运动时，物块与斜面保持相对静止（g=10m/s2，sin37°=0.6）（ ）
A. 物块受到摩擦力的大小为18N
B. 物块受到斜面的作用力大小为25N
C. 若增大升降机的加速度，物体相对斜面不会出现滑动
D. 若减小升降机的加速度，物体相对斜面不会出现滑动
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．对物块受力分析，分解加速度，如图所示。
根据牛顿第二定律可得
解得
，
故A正确；
B．斜面对物块的作用力为
故B错误；
CD．当升降机以a=5m/s2的加速度竖直向上匀加速运动时，则有
即
可得
增大或减小加速度依然有
故CD正确。
故选ACD。
10. 如图所示，倾角为的光滑斜面放置在光滑水平地面上，一轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的挡板相连，另一端与物块栓接，物块紧靠着物块，物块与斜面均静止。现用一水平恒力作用于斜面，使两物块与斜面一起沿水平地面做匀加速直线运动。物块质量均为，斜面连同挡板的质量也为，弹簧的劲度系数为，重力加速度为，下列说法中正确的是（ ）

A. 未加前，弹簧处于压缩状态，其压缩量为
B. 施加后，弹簧可能处于伸长状态
C. 若，则弹簧的弹力为
D. 的最大值为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．未加F前，弹簧处于压缩状态，对A、B组成的系统受力分析得
解得，弹簧的压缩量为
故A正确；
C．对A、B以及斜面整体受力分析，有
解得，整体加速度为
对A、B组成的系统受力分析，设支持力为，得
联立解得
故C正确；
D．整体受力分析，根据牛顿第二定律得
当A、B之间相互作用力为零时，对A受力分析得
联立解得
故D正确；
B．由D项可知，F的最大值为3mgtanθ，故整体的加速度最大值为gtanθ，对A、B组成的系统受力分析，由牛顿第二定律得
2mgtanθ=2ma
此时弹簧弹力恰好为零，弹簧处于原长状态，故在相对静止一起匀加速直线运动的前提下，弹簧不可能处于伸长状态，故B错误。
故选ACD。
11. 如图所示，1、2、3、4四小球均由静止开始沿着光滑的斜面从顶端运动到底端，其运动时间分别为t1、t2、t3、t4。已知竖直固定的圆环的半径为r，O为圆心，固定在水平面上的斜面水平底端的长度为r，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．1号小球的加速度为
位移为
运动时间为
2号小球的加速度为
位移
运动时间为
既
故A错误；
B．3号小球的加速度为
位移为
运动时间为
4号小球的加速度为
位移为
运动时间为
既
故B正确；
CD．比较可得
故C正确，D错误。
故选BC。
二、实验题（每空2分，共14分）
12. 2020年12月8日，中尼两国联合宣布珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米。在此次珠峰高程测量中，采用的一种方法是通过航空重力仪测量重力加速度，从而间接测量海拔高度。我校某兴趣小组受此启发设计了如下实验来测量校区所在地的重力加速度大小。已知、、、，实验步骤如下：
a．如图1所示，选择合适高度的垫块，使长木板的倾角为；
b．在长木板上某处自由释放小物块，测量小物块距长木板底端距离x和小物块在长木板上的运动时间t；
c．改变释放位置，得到多组x、t数据，作出图像，据此求得小物块下滑的加速度为
d．调节垫块，改变长木板的倾角，重复上述步骤。
回答下列问题：
（1）当长木板的倾角为时，作出的图像如图2所示，则此时小物块下滑的加速度________；（保留3位小数）
（2）依据上述数据，可知我校渝北校区所在地的重力加速度________；（保留3位有效数字）
（3）某同学认为：图像中图线与时间轴围成的面积表示小物块在时间t内的位移大小。该观点是否正确？（ ）
A．错误 B．正确 C．无法判断
【答案】 ①. 1.958 ②. 9.75 ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]小物块在斜面上做匀加速直线运动有
变形为
故图像的斜率
由图2可知
故此时的加速度
（2）[2]长木板倾角为时，有
长木板倾角为时，有
联立可解得
（3）[3]设经过时间，小物块的位移为，此过程的平均速度为
图像中图线与时间轴围成的面积为
可知图像中图线与时间轴围成的面积不等于小物块在时间内的位移大小。
故选A。
13. 某同学利用图甲所示装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。轻绳在重物的带动下牵引木块做匀加速直线运动。请回答下列问题：
(1)长木板没有定滑轮的一端______（选填“需要”或“不需要”）垫高；
(2)某次实验中，按正确操作得到纸带的一部分如图乙所示，打点计时器打下相邻两点的时间间隔为T，B、C两点的距离x1和D、E两点的距离x2已测出，根据图乙可得重物的加速度大小a=______；
(3)若测得重物、木块的质量分别为m和M，重物的加速度大小为a，重力加速度大小为g，则木块与长木板间的动摩擦因数可表示为μ=______；
(4)由于空气阻力和打点计时器打点时振针与纸带间阻力的影响，测得木块与长木板间的动摩擦因数______（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】 ①. 不需要 ②. ③. ④. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]本实验时测量摩擦因数，故不需要平衡摩擦力，
(2)[2]利用逐差法求加速度
(3)[3]把M、m看成一个整体，根据牛顿第二定律
解得
(4)[4]由于打点计时器与纸带间及细绳与滑轮间的阻力f′，则动摩擦因数为
使实验测得的动摩擦因数比真实值偏大。
三、计算题（36分）
14. 如图所示，机动车在斑马线前礼让行人是城市文明和交通规范的体现。司机小东驾驶汽车以43.2km/h的速度，在平直的城市道路上沿直线行驶。他看到斑马线有行人后立即以大小为2m/s2的加速度刹车，车停住时车头刚好碰到斑马线，等待行人10s后（人已走过），又用了8s时间匀加速至原来的速度。设开始刹车时为计时起点（即t＝0），求：
（1）汽车第4s末的瞬时速度大小；
（2）汽车在10s内的位移大小；
（3）汽车因礼让行人而耽搁的时间。
【答案】（1）4m/s；（2）36m；（3）17s
【解析】
【详解】（1）汽车的初速度大小为
汽车的刹车时间为
所以汽车在第4s末的瞬时速度大小为
（2）汽车在10s内的位移大小等于刹车距离，为
（3）汽车匀加速运动的位移大小为
在没有行人时汽车匀速通过上述两段位移所用时间为
由于礼让行人，汽车通过上述两段位移所用时间为
汽车因礼让行人而耽搁的时间为
15. 如图所示，质量的木块套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量的小球相连。今用跟水平方向成角的力拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取。求：
（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角的度数；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数；
（3）改变，使球和木块一起向右匀速运动时拉力最小，求的正切值。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对小球体进行分析有
，
解得
（2）对木块与小球体整体分析有
，
解得
（3）将摩擦力与杆支持力合成，令该合力F0与水平方向夹角为，则有
作出木块与小球体整体受力分析图如图所示
可知，当F方向与F0方向垂直时，拉力最小，且有
16. 如图所示，质量M=2 kg的足够长的木板静止在水平地面上，其右端静置一个质量m=1 kg的小滑块，滑块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.4。现用水平拉力F=30 N向右拉木板，作用1s 后撤去。重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）撤去拉力前，滑块、木板加速度的大小；
（2）从撤去拉力到滑块与木板第一次速度相等时需要的时间；
（3）滑块最终停在木板上时滑块与木板右端间的距离。
【答案】（1）8m/s2；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对滑块

解得

对木板

解得
（2）在t1=1s内
，
撤去拉力到速度相等
又
对木板
解得
方向向左
解得
（3）撤去拉力前
，
撤去拉力到速度相等
，
滑块、木板速度相等后两者相对滑动
对滑块
方向向左
解得

对木板
解得
方向向左
滑块最终与木板右端间的距离
解得