2023-2024学年湖南省长沙一中高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年湖南省长沙一中高二（下）期末物理试卷，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）2022年6月，我国完全自主设计并建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”正式下水。“福建舰”下水之后，将在南海进行一系列航行和系泊试验。下列说法正确的是（ ）
A．“福建舰”受到的重力方向一定指向地心
B．“福建舰”在码头补给充足后，它的惯性将变大
C．“福建舰”大角度转弯时，舰上各点的速度相同
D．研究战斗机在航母上的起落时，可以将“福建舰”看成质点
2．（4分）如图，t＝0时，甲、乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶，它们的v﹣t图象如图所示．忽略汽车掉头所需时间．下列对汽车运动状况的描述正确的是（ ）
A．在第1小时末，乙车改变运动方向
B．在第2小时末，甲、乙两车相距10km
C．在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的小
D．在第4小时末，甲、乙两车相遇
3．（4分）乘坐缆车观光盘山已经是一条非常热门又成熟的旅游线路，如图，质量为M的缆车车厢通过合金悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动．若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度为g，则（ ）
A．车厢对货物的摩擦力方向平行于缆绳向上
B．车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上
C．悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上
D．悬臂对车厢的作用力大于（M+m）g
4．（4分）如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β，拉水桶的绳子与OA的夹角为α，人拉绳沿水平面向左运动，把井中质量为m的水桶匀速提上来，人的质量为M，重力加速度为g，在此过程中，以下说法正确的是（ ）
A．人对绳的拉力变大
B．吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C．地面对人的摩擦力逐渐变大
D．地面对人的支持力逐渐变小
5．（4分）如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平轴转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。某一阶段，如果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，取重力加速度为g，那么下列说法正确的是（ ）
A．衣物通过最高点和最低点时线速度和加速度均相同
B．脱水过程中滚筒对衣物作用力始终指向圆心
C．增大滚筒转动的周期，水更容易被甩出
D．为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，滚筒转动的角速度至少为
6．（4分）如图所示，水平轻弹簧一端固定，另一端与滑块连接，当滑块轻放在顺时针转动的水平传送带上瞬间，弹簧恰好无形变。在滑块向右运动至速度为零的过程中，下列关于滑块的速度v随时间t、滑块受到的摩擦力f随位移x变化的关系图像中，一定错误的是（ ）
A．B．
C．D．
二、多选题（本大题共4小题，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
（多选）7．（5分）北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（ ）
A．从冬至到春分的运行时间小于地球公转周期的
B．夏至时地球的运行速度最大
C．太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上
D．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球和火星对应的k值不同
（多选）8．（5分）如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块，杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ。下列说法正确的是（ ）
A．当m一定时，θ越大，轻杆受力越大
B．当M、m一定时，滑块对地面的压力与θ无关
C．当m和θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大
D．若则无论m多么大，M一定不会滑动
（多选）9．（5分）某次野外拍摄时拍到了青蛙捕食昆虫的有趣画面：如图所示，一只青蛙在离水面高1m的C洞潜伏。某时刻，一只昆虫喝完水后从B点开始沿着一根与水面之间夹角为53°的树干AB以v1＝0.5m/s匀速上行，A点在C点正上方且比水面高1.8m；与此同时，青蛙以v2＝3m/s水平跳出。已知青蛙捕食时，舌头能伸出5cm。取重力加速度大小g＝10m/s2，空气阻力不计，sin53°＝0.8，则下列说法正确的是（ ）
A．青蛙此次捕食能成功
B．青蛙落水点到B点的距离等于0.15m
C．若青蛙与昆虫恰好在树干相遇，则昆虫速度大于v1
D．青蛙捕到昆虫时，青蛙速度的最小值为5m/s
（多选）10．（5分）如图所示，在光滑的圆柱体内表面距离底面高为h处，给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度v0，小滑块将沿圆柱体内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与圆柱体内表面紧密贴合，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．小滑块滑落到圆柱体底面时速度大小为
B．小滑块滑落到圆柱体底面所用时间
C．若圆柱体内表面是粗糙的，小滑块在圆柱体内表面所受到的摩擦力f正比于两者之间的正压力N，则小滑块在水平方向做加速度逐渐减小的减速运动
D．在C选项情景的基础上，若圆柱体足够高，小滑块最终沿竖直方向做匀速直线运动
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
11．（6分）如图甲所示是用轻杆、小球和硬纸板等制作而成的一个简易加速度计，可以粗略测量运动物体的加速度。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动，将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动．忽略摩擦及空气阻力。
为了制作加速度计的刻度盘，同学们进行了如下操作：
（1）让重锤做自由落体运动，利用打点计时器（使用的电源频率为50Hz）打出的纸带测量当地的重力加速度。实验中得到一条较理想的纸带，如图乙所示，在纸带上取7个连续计时点，根据数据求出重力加速度大小为g＝ m/s2。（保留三位有效数字）
（2）测量当地重力加速度后还应测量的物理量是 （填入所选物理量前的字母）；
A．小球的质量m
B．轻杆的长度L
C．轻杆与竖直方向的夹角θ
D．小球的直径
（3）物体运动的加速度a与上述所测物理量之间的关系式为 。（用所测物理量的字母表示）
12．（8分）为探究“合力与分力的关系”小鲁同学设计了如下实验。如图甲在相距为D的两根竖直杆之间用一根长为L的不可伸长的轻绳连接（打结）一物体C，在绳的两端分别连接两个拉力传感器P和Q，保持PQ的位置不变，且Q高于P，不计拉力传感器的重力，改变悬挂点C到P点的距离（不相对滑动），测得两传感器的拉力大小随的变化图像如下图乙中Ⅰ、Ⅱ所示，试回答下列问题。
（1）C点的轨迹在一个上 。（填“圆”、“抛物线”或“椭圆”）
（2）图线Ⅰ表示的是 处传感器的拉力。（填“P”或“Q”）
（3）根据图像可求得物体的重力为 。（用图中传感器的读数，及绳长L和两杆间距D表示；已知图乙中两线交点纵坐标为T＝4.30N）
四、解答题（本大题共3小题，共42分）
13．（12分）如图为某景观水车模型，水从槽口水平流出，某时刻正好垂直落在与水平面成30°角的轮叶边缘上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到水车轴O所在的水平面距离为2R，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。（忽略空气阻力，取重力加速度为g）。求：
（1）水流的初速度v0的大小；
（2）稳定时轮叶转动的角速度ω；
（3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车转动到与水平轴O等高的P点时，水车对钉子作用力F的大小。
14．（14分）如图，倾角为37°的斜面与水平面相连，有一质量m＝1kg的物块，从斜面上A点由静止开始下滑后恰好停在水平面上的C点。已知AB长1m，BC长0.4m，物块与各接触面之间的动摩擦因数相同，且不计物块在B点的能量损失，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，求：
（1）物块与接触面之间的动摩擦因数；
（2）若从A点开始施加F＝30N竖直向下的恒力作用，到达斜面底端时立即撤去F，求物块运动的总时间；
（3）若改变（2）中竖直向下恒力F的大小，求物块运动的最短时间。
15．（16分）如图1所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ＝37°．已知小球的质量m＝1kg，细线AC长L＝1m，B点距C点的水平和竖直距离相等。（重力加速度g取10m/s2，，）
（1）若装置匀速转动的角速度为ω1时，细线AB上的张力为零而细线AC与竖直方向夹角仍为37°，求角速度ω1的大小；
（2）若装置匀速转动的角速度，求细线AC与竖直方向的夹角；
（3）装置可以以不同的角速度匀速转动，试通过计算在坐标图中（图2）画出细线AC上张力T随角速度的平方ω2变化的关系图象。（计算过程可在草稿纸上完成）
2023-2024学年湖南省长沙一中高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1．（4分）2022年6月，我国完全自主设计并建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”正式下水。“福建舰”下水之后，将在南海进行一系列航行和系泊试验。下列说法正确的是（ ）
A．“福建舰”受到的重力方向一定指向地心
B．“福建舰”在码头补给充足后，它的惯性将变大
C．“福建舰”大角度转弯时，舰上各点的速度相同
D．研究战斗机在航母上的起落时，可以将“福建舰”看成质点
【答案】B
2．（4分）如图，t＝0时，甲、乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶，它们的v﹣t图象如图所示．忽略汽车掉头所需时间．下列对汽车运动状况的描述正确的是（ ）
A．在第1小时末，乙车改变运动方向
B．在第2小时末，甲、乙两车相距10km
C．在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的小
D．在第4小时末，甲、乙两车相遇
【答案】B
3．（4分）乘坐缆车观光盘山已经是一条非常热门又成熟的旅游线路，如图，质量为M的缆车车厢通过合金悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动．若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度为g，则（ ）
A．车厢对货物的摩擦力方向平行于缆绳向上
B．车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上
C．悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上
D．悬臂对车厢的作用力大于（M+m）g
【答案】D
4．（4分）如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β，拉水桶的绳子与OA的夹角为α，人拉绳沿水平面向左运动，把井中质量为m的水桶匀速提上来，人的质量为M，重力加速度为g，在此过程中，以下说法正确的是（ ）
A．人对绳的拉力变大
B．吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C．地面对人的摩擦力逐渐变大
D．地面对人的支持力逐渐变小
【答案】C
5．（4分）如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平轴转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。某一阶段，如果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，取重力加速度为g，那么下列说法正确的是（ ）
A．衣物通过最高点和最低点时线速度和加速度均相同
B．脱水过程中滚筒对衣物作用力始终指向圆心
C．增大滚筒转动的周期，水更容易被甩出
D．为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，滚筒转动的角速度至少为
【答案】D
6．（4分）如图所示，水平轻弹簧一端固定，另一端与滑块连接，当滑块轻放在顺时针转动的水平传送带上瞬间，弹簧恰好无形变。在滑块向右运动至速度为零的过程中，下列关于滑块的速度v随时间t、滑块受到的摩擦力f随位移x变化的关系图像中，一定错误的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
二、多选题（本大题共4小题，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
（多选）7．（5分）北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（ ）
A．从冬至到春分的运行时间小于地球公转周期的
B．夏至时地球的运行速度最大
C．太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上
D．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球和火星对应的k值不同
【答案】AC
（多选）8．（5分）如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块，杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ。下列说法正确的是（ ）
A．当m一定时，θ越大，轻杆受力越大
B．当M、m一定时，滑块对地面的压力与θ无关
C．当m和θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大
D．若则无论m多么大，M一定不会滑动
【答案】BD
（多选）9．（5分）某次野外拍摄时拍到了青蛙捕食昆虫的有趣画面：如图所示，一只青蛙在离水面高1m的C洞潜伏。某时刻，一只昆虫喝完水后从B点开始沿着一根与水面之间夹角为53°的树干AB以v1＝0.5m/s匀速上行，A点在C点正上方且比水面高1.8m；与此同时，青蛙以v2＝3m/s水平跳出。已知青蛙捕食时，舌头能伸出5cm。取重力加速度大小g＝10m/s2，空气阻力不计，sin53°＝0.8，则下列说法正确的是（ ）
A．青蛙此次捕食能成功
B．青蛙落水点到B点的距离等于0.15m
C．若青蛙与昆虫恰好在树干相遇，则昆虫速度大于v1
D．青蛙捕到昆虫时，青蛙速度的最小值为5m/s
【答案】ACD
（多选）10．（5分）如图所示，在光滑的圆柱体内表面距离底面高为h处，给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度v0，小滑块将沿圆柱体内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与圆柱体内表面紧密贴合，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．小滑块滑落到圆柱体底面时速度大小为
B．小滑块滑落到圆柱体底面所用时间
C．若圆柱体内表面是粗糙的，小滑块在圆柱体内表面所受到的摩擦力f正比于两者之间的正压力N，则小滑块在水平方向做加速度逐渐减小的减速运动
D．在C选项情景的基础上，若圆柱体足够高，小滑块最终沿竖直方向做匀速直线运动
【答案】ABC
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
11．（6分）如图甲所示是用轻杆、小球和硬纸板等制作而成的一个简易加速度计，可以粗略测量运动物体的加速度。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动，将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动．忽略摩擦及空气阻力。
为了制作加速度计的刻度盘，同学们进行了如下操作：
（1）让重锤做自由落体运动，利用打点计时器（使用的电源频率为50Hz）打出的纸带测量当地的重力加速度。实验中得到一条较理想的纸带，如图乙所示，在纸带上取7个连续计时点，根据数据求出重力加速度大小为g＝ 9.78 m/s2。（保留三位有效数字）
（2）测量当地重力加速度后还应测量的物理量是 C （填入所选物理量前的字母）；
A．小球的质量m
B．轻杆的长度L
C．轻杆与竖直方向的夹角θ
D．小球的直径
（3）物体运动的加速度a与上述所测物理量之间的关系式为 a＝gtanθ 。（用所测物理量的字母表示）
【答案】（1）9.78；（2）C；（3）a＝gtanθ。
12．（8分）为探究“合力与分力的关系”小鲁同学设计了如下实验。如图甲在相距为D的两根竖直杆之间用一根长为L的不可伸长的轻绳连接（打结）一物体C，在绳的两端分别连接两个拉力传感器P和Q，保持PQ的位置不变，且Q高于P，不计拉力传感器的重力，改变悬挂点C到P点的距离（不相对滑动），测得两传感器的拉力大小随的变化图像如下图乙中Ⅰ、Ⅱ所示，试回答下列问题。
（1）C点的轨迹在一个上 椭圆 。（填“圆”、“抛物线”或“椭圆”）
（2）图线Ⅰ表示的是 Q 处传感器的拉力。（填“P”或“Q”）
（3）根据图像可求得物体的重力为 。（用图中传感器的读数，及绳长L和两杆间距D表示；已知图乙中两线交点纵坐标为T＝4.30N）
【答案】（1）椭圆（2）Q（3）。
四、解答题（本大题共3小题，共42分）
13．（12分）如图为某景观水车模型，水从槽口水平流出，某时刻正好垂直落在与水平面成30°角的轮叶边缘上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到水车轴O所在的水平面距离为2R，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。（忽略空气阻力，取重力加速度为g）。求：
（1）水流的初速度v0的大小；
（2）稳定时轮叶转动的角速度ω；
（3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车转动到与水平轴O等高的P点时，水车对钉子作用力F的大小。
【答案】（1）水流的初速度v0的大小；
（2）稳定时轮叶转动的角速度；
（3）水车对钉子作用力F的大小。
14．（14分）如图，倾角为37°的斜面与水平面相连，有一质量m＝1kg的物块，从斜面上A点由静止开始下滑后恰好停在水平面上的C点。已知AB长1m，BC长0.4m，物块与各接触面之间的动摩擦因数相同，且不计物块在B点的能量损失，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，求：
（1）物块与接触面之间的动摩擦因数；
（2）若从A点开始施加F＝30N竖直向下的恒力作用，到达斜面底端时立即撤去F，求物块运动的总时间；
（3）若改变（2）中竖直向下恒力F的大小，求物块运动的最短时间。
【答案】（1）物块与接触面之间的动摩擦因数为0.5；
（2）若从A点开始施加F＝30N竖直向下的恒力作用，到达斜面底端时立即撤去F，求物块运动的总时间1.3s；
（3）若改变（2）中竖直向下恒力F的大小，求物块运动的最短时间为0.4s。
15．（16分）如图1所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ＝37°．已知小球的质量m＝1kg，细线AC长L＝1m，B点距C点的水平和竖直距离相等。（重力加速度g取10m/s2，，）
（1）若装置匀速转动的角速度为ω1时，细线AB上的张力为零而细线AC与竖直方向夹角仍为37°，求角速度ω1的大小；
（2）若装置匀速转动的角速度，求细线AC与竖直方向的夹角；
（3）装置可以以不同的角速度匀速转动，试通过计算在坐标图中（图2）画出细线AC上张力T随角速度的平方ω2变化的关系图象。（计算过程可在草稿纸上完成）
【答案】见试题解答内容
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/1/8 9:49:51；用户：秦子政；邮箱：13669037329；学号：41037197题号
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