福建省福州第二中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理

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第I卷（选择题）
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一、单选题
1. 一物体受到两个共点力的作用，大小分别是6 N和8 N．其合力F的大小可能是（ ）
A. 0 NB. 1 NC. 10 ND. 15 N
2. 如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做匀速圆周运动,轨道半径。其中a为地球静止同步卫星。下列说法正确的是（ ）
A. c在运动过程中可能会经过北京上空
B. b周期可能大于地球的自转周期
C. a的动能一定等于b的动能
D. a、b线速度一定相同
3. 一个质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动，小球运动的线速度为v，周期为T，则小球所需要的向心力为：（ ）
A. B. C. D.
4. 一质点以大小为4m/s的水平初速度开始做加速直线运动，其加速度a与时间t的关系图像如图所示。已知a1+a2=4m/s2，质点前6s内的位移为56.6m，则加速度a2的大小为（ ）
A. B. C. D.
5. 小明同学想利用图示装置验证“物体质量一定时，其加速度与所受的合力成正比”这一结论。她先将6个相同的钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车在木板上恰能匀速下滑。现从小车中依次取n=1，2，3，4，5，6个钩码挂在细线右端，其余钩码仍留在小车内，并正确完成了后续的实验操作。设小车运动的加速度大小为a，不计滑轮轮轴的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 该实验中细线对小车的拉力等于所悬挂钩码的总重力
B. 利用该方案无法验证“物体质量一定时，其加速度与所受的合力成正比”这一结论
C. 该同学根据实验数据描绘的加速度a随n的变化图像应当是一条过原点的直线
D. 若实验中保持木板水平，则该同学描绘的加速度a随n变化的图像不是直线
6. 某小组设计一个离心调速装置如图所示，质量为m的滑块Q可沿竖直轴无摩擦地滑动，并用原长为l的轻弹簧与O点相连，两质量均为m的小球和对称地安装在轴的两边，和与O、和与Q间用四根长度均为l的轻杆通过光滑铰链连接起来。当装置静止不动系统达到平衡时，轻杆张开的角度为。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 当装置静止不动系统达到平衡时，轻弹簧弹力大小为3mg
B. 当装置静止不动系统达到平衡时，轻弹簧的伸长量为l
C. 若和绕轴旋转的角速度从0缓慢增大，则弹簧的弹性势能先减小后增大
D. 若和绕轴旋转的角速度从0缓慢增大，则弹簧的弹性势能逐渐减小
7. 如图所示，两根等长的光滑杆的一端固定在一起与另一水平杆构成三角架，夹角为60°，两杆夹角的平分线沿竖直方向，两杆的A、B端在同一水平面上。质量分别为m和2m的两小球用细线相连后，分别套在两杆上，在图示位置能保持静止。现将三角架绕A端在竖直平面内沿逆时针方向缓慢转动，直到AO杆竖直。下列说法正确的是（ ）
A. OA杆对小球的弹力一直增大
B. OB杆对小球弹力一直减小
C. OA杆竖直时，OB杆对小球的弹力是OA杆对小球弹力的2倍
D. 缓慢转动过程中，细线上的拉力一直不变
8. 如图所示，O点有一个很小的光滑轻质圆环，一根轻绳AB穿过圆环，A端固定，B端悬挂一个重物。另一根轻绳一端固定在C点，另一端系在圆环上，力F作用在圆环上。圆环静止时，绳OC与绳OA水平，F与OA的夹角为45°。现改变力F，圆环位置不变，且重物始终处于平衡状态，则下列说法中正确的是（ ）
A. 改变F方向时绳AB中拉力将改变
B. 当F沿逆时针旋转时，F先增大后减小
C. 当F沿顺时针旋转时，绳OC中的拉力先增大后减小
D. F沿逆时转过的角度不能大于90°
二、多选题
9. 下列说法正确的是( )
A. 摆钟偏快时可缩短摆长进行校准
B. 火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
D. 地面附近有一高速水平飞过火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的短一些
E. 光从水中射入玻璃中，发现光线偏向法线，则光在玻璃中传播速度一定小于在水中的传播速度
10. 时刻，在倾角为的固定斜面上，一质量为的物块在沿平行斜面向上的恒力F作用下，以一定的初速度沿斜面向上运动。时，撤去拉力F。物块在斜面上运动的图如图所示，物块与斜面间的动摩擦因数，则（ ）
A. 拉力F的大小为B. 物块加速度的大小为
C. 前内，拉力平均功率为D. 前内，物块克服摩擦力做功
11. 如图所示，质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上，质量为m的小物体（可视为质点）放在木板上最左端，现用水平恒力F作用在小物体上，使物体从静止开始做匀加速直线运动。已知物体和木板之间的摩擦力为f。当物体滑到木板的最右端时，木板运动的距离为x，则在此过程中（ ）
A. 力F对物体做功大小为B. 摩擦力对物体做功为
C. 摩擦力对物体做功为D. 摩擦力对木板做功为
12. 在儿童游乐场有一种射击游戏，地面上圆形轨道的半径为R，轨道上的小车以角速度ω做匀速圆周运动，坐在小车上的游客使用玩具枪向处于轨道圆心处的立柱射击，某次射击时子弹恰好水平击中立柱的最高点，射击时枪口到立柱最高点的水平距离为x，竖直距离为h，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 子弹射出枪口时的速度大小为
B. 子弹射出枪口时的速度大小为
C. 射击时枪管与水平面的夹角为θ，
D. 射击时枪管与水平面的夹角为θ，
第II卷（非选择题）
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三、实验题
13. 某兴趣小组利用如图所示实验装置，验证“合外力做功和动能变化的关系”。小车及车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m，在木板上的小车的运动速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到。
（1）除图中所示仪器外，还需要下列哪些仪器？ （ ）
A． 天平 B．秒表 C．带毫米刻度的刻度尺
D．弹簧测力计 E．低压交流电源 F．低压直流电源
（2）在实验中，下列操作不正确的有 （ ）
A．将木板的右端适当垫起，以平衡小车的摩擦力
B．每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力
C．平衡摩擦力的过程中打点计时器不需接通电源
D．该实验不一定要满足M远大于m
（3）如下图所示是某次实验时得到的一条纸带，O点为由静止开始释放时沙桶纸带上打的第一个点，速度为0。相邻两个计数点之间的时间间隔为T，根据此纸带可得出小车通过计数点D时的速度=______。
（4）若用O、D两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为：______（用所测物理量的符号表示）。
14. 为了探究加速度与力的关系，某实验小组使用如图所示的装置进行实验。其中两个光电门A、B分别与两个数字计时器相连。力传感器可以测出上端绳子上的拉力，平衡好摩擦力后，在沙桶中逐次添加沙子，测得多组数据。
（1）下列说法中正确的是___________
A. 平衡摩擦力时，在沙桶中逐渐添加沙子，直至物块通过两光电门的时间相等；
B． 实验中，不需要让物块每次都从同一位置释放；
C． 实验中，应保证沙和沙桶的质量远小于物块和遮光片的质量。
（2）一次测量中，记录下物块通过光电门的遮光时间分别为、，以及在两个光电门之间的运动时间t，用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，则物块运动的加速度为___________（用、、、d表示）；
（3）测得多组数据后绘制出如图乙所示的图像，图像不过原点的原因是___________。
四、解答题
15. 某科技兴趣小组试飞一架自制的无人机，该无人机的质量m=0.2 kg，由静止开始沿竖直方向匀加速上升，加速度a=2m/s2，上升时间t=3s，求：该过程中无人机
(1)受到合力的大小F； (2)上升的高度h； (3)末动能Ek．
16. 如图所示，厚度不计的圆环套在粗细均匀、长度为0.8m的圆柱顶端．圆环可在圆柱上滑动，同时从静止释放，经0.4s圆柱与地相碰，圆柱与地相碰后速度瞬间变为0，且不会倾倒．
（1）求静止释放瞬间，圆柱下端离地的高度
（2）若最终圆环离地的距离为0.6m，则圆环与圆柱间的滞动摩擦力是圆环重力的几倍？
（3）若圆环速度减为0时，恰好到达地面，则从静止释放时圆环离地的高度为多少？
17. 如图所示的离心装置中，轻质弹簧一端固定在杆的O点，另一端与一质量为M的方形中空物块A连接，弹簧和物块A均套在光滑竖直方形轻杆上，长为L的轻杆一端通过铰链连在O点（轻杆可在竖直面内转动），另一端固定质量为m的小球B，物块A与小球B之间用长为L的轻质细线连接，物块A、小球B和弹箦均能随竖直轻杆一起绕过O点的竖直转轴转动。装置静止时，轻质细线AB绷紧，细杆与水平方向的夹角为，现将装置由静止缓慢加速转动，当转速稳定时，细杆与水平方向夹角减小到，细杆中的力恰好减小到零，重力加速度为g，取，，求：
（1）转速稳定时，弹簧长度x及装置转动的角速度；
（2）装置静止时，细线张力和弹簧弹力大小。

18. 动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组，假设有一动车组由8节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为7.5×104kg。其中第一节、第二节带动力，它们的额定功率分别为3.6×107W和2.4×107W，车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍
（1）求该动车组只开动第一节的动力的情况下能达到的最大速度；
（2）若列车从A地沿直线开往B地，先以恒定的加速度a=lm/s2（同时开动第一、第二节的动力）从静止开始启动，求列车匀加速运动的时间；
（3）若在（2）中列车达到最大速度后匀速行驶，匀速运动后某一时刻除去动力，列车在阻力作用下匀减速至B地恰好速度为0。已知AB间距为1.625×104m，求列车从A地到B地的总时间。