2021年河北省承德市承德县承实高级中学高二（下）月考物理试卷（4月份）

2021年河北省承德市承德县承实高级中学高二（下）月考物理试卷（4月份）

1. 一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶并开始计时经警车发动起来，以加速度做匀加速运动，试问警车追上货车的时间以及警车追上货车之前两车间的最大距离分别为

A. ，36m B. 15s，40m C. ，40m D. 15s，36m

2. 如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置．连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，下列判断错误的是
   
    

A. 位置“1”是小球释放的初始位置 B. 小球做匀加速直线运动
C. 小球下落的加速度为 D. 小球在位置“3”的速度为

3. 杂技演员每隔相等的时间竖直向上抛出一个小球不计一切阻力，小球间互不影响，若每个小球上升的最大高度都是米，他一共有4个小球，要想使节目连续不断地表演下去，根据该表演者的实际情况，在他的手中总要有一个小球停留，则每个小球在手中停留的时间应为取

A. 秒 B. 秒 C. 秒 D. 1秒

4. 一物体做直线运动的图象如图所示，初速度为，末速度为，则物体在时间t内的平均速度为
    

A.  B.  C.  D. 无法确定

5. 一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其的图像如图所示，则

A. 质点做匀速直线运动，速度是
B. 质点做匀加速直线运动，加速度是
C. 质点在1s末的速度
D. 质点在第1s秒内的平均速度是

6. 运动学中有人认为引入“加速度变化率”很有必要，它能引起人的心理效应，车辆的平稳加速即加速度基本不变使人感到很舒服，否则人感到极不舒服．一辆汽车在水平公路上行驶，取时速度方向为正方向，加速度随时间的变化如图所示．关于加速度变化率以及汽车的运动，下列说法正确的是

A. “加速度变化率”的单位是
B. 加速度变化率为0的运动是匀速直线运动
C. 在2s内汽车的速度可能一直在减小
D. 若汽车在时刻的速度为，则2s末汽车的速度大小为

7. 有甲、乙两球，甲球由塔顶自由下落，当它下落高度为h时，乙球从塔顶下与塔顶距离为H处开始自由下落，结果这两球同时落地，则塔高为

A.  B.  C.  D.

8. 在地面上以初速度竖直上抛一物体A后，又以初速同地点竖直上抛另一物体B，若要使两物体能在空中相遇，则两物体抛出的时间间隔必须满足条件是：不计空气阻力

A.  B.  C.  D.

9. 用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次把体积为、压强为的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度不变，则打了n次气后容器内气体的压强

A.  B.  C.  D.

10. 一只两用活塞气筒的原理如图所示打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示，其筒内体积为，现将它与另一只容积为V的容器相连接，开始时气筒和容器内的空气压强为，已知气筒和容器导热性良好，当分别作为打气筒和抽气筒使用时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为

A. ， B. ，
C. ， D. ，

11. 如图为一个运动物体的图象，已知两段图线和t轴所围的面积分别为、，则对于匀加速和匀减速阶段描述正确的是
     

A. 两段加速度的比 B. 两段平均速度的比
C. 两段平均速度的比 D. 两段时间的比

12. 某物体从静止开始做直线运动，其图象如图所示。关于该物体的运动，下列说法正确的是
     

A. 物体在6s时，速度为
B. 物体运动前6s内的平均速度大于
C. 物体运动前6s内的平均速度为
D. 物体运动前6s内的平均速度小于

13. 带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体，其状态变化如图所示。气体开始处于状态A，由过程到达状态B，其内能减小了E，后又经过程到达状态C。设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为、和。在状态B时的体积为，状态C时的温度为。则下列说法正确的是

A. 气体在状态B时的温度
B. 气体在状态B时的温度
C. 过程中，气体放出的热量
D. 过程中，气体放出的热量

14. 如图所示，一竖直放置的气缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为，气室2内气体压强为，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与气缸间无摩擦，气缸导热性能良好。现在活塞上方缓慢放质量为m的细砂，重力加速度为g，下列说法正确的是

A. 若，活塞下移
B. 若，活塞下移
C. 若，气室1内气体压强为
D. 若，气室1内气体压强为

15. 物理小组的同学利用如图甲所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”。
    
    下列操作必须的是______。
    A.把木板右端适当垫高，以平衡摩擦力
    B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行
    C.小车的质量要远大于重物的质量
    D.实验时要先接通电源再释放小车
    打点计时器接通频率为50Hz的交流电，规范进行实验操作，得到如图乙所示的一条纸带，小组的同学在纸带上每5个点选取1个计数点，依次标记为A、B、C、D、E。测量时发现B点已模糊不清，于是他们测得、、，则打C点时小车的瞬时速度大小为______，小车运动的加速度大小为______，AB的长度应为______ cm。保留3位有效数字
    如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______填“偏大”“偏小”或“不变”。
16. 甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中，甲在接力区前处作了标记，并以的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上乙的最大速度也是，完成交接棒。己知接力区的长度为。
    求：此次练习中乙在接棒前的加速度a的大小；
    在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。，
    若乙的最大加速度为最大速度仍为，试请优化上面甲乙二人的交接棒过程的设计以使他们的成绩提高，如果不能请说明理由，如果能请估算出最多能使他们的接力赛提快多少秒？

17. 如图甲所示，竖直放置气缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，现对气缸内气体缓慢加热，使其温度从升高了，气柱的高度增加了，吸收的热量为Q。已知大气压强为，重力加速度大小为g，不计活塞与气缸间摩擦。
    求对气缸内气体缓慢加热的过程中气体内能的增加量；
    如果在活塞上缓慢堆放一定质量细砂，保持缸内气体温度不变升高后的温度，如图乙所示，使缸内气体的体积又恢复到初始状态，求所堆放细砂的总质量。

18. 如图所示，导热良好的薄壁气缸放在水平面上，用横截面积为的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上．此时活塞杆与墙刚好无挤压．外界大气压强当环境温度为时，密闭气体的体积为
    
    ①若固定气缸在水平面上，当环境温度缓慢升高到时，气体压强为多少？
    ②若气缸放在光滑水平面上不固定，当环境温度缓慢升高到时，气缸移动了多少距离？
    ③保持②的条件不变，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】解：当警车追上货车时，二者位移相等，由此有：
即为：，
代入数据有：
解得：，舍
故警车要时间才能追上违章的货车。
当时相距最远，此时有：
解得：；
此时货车的位移为：
警车的位移为：
最大距离为：
故在警车追上货车之前，两车间的最大距离是36m，故A正确、BCD错误。
故选：A。
警车追上货车时，两车的路程相等，由此列方程可以求出警车追上货车的时间，注意警车在发动时间内，货车做匀速运动；刚开始货车的速度大于警车速度，故两车之间的距离越来越大，当两车速度相等时，位移最大；分别求出两车的路程，然后求出两车间的最大距离。
两物体在同一直线上运动，往往涉及到追击、相遇或避免碰撞等问题，解答此类问题的关键是找出时间关系、速度关系、位移关系，注意两者速度相等时，往往是能否追上或者二者之间有最大或者最小值的临界条件。
 

2.【答案】A
 

【解析】

【分析】
小球做的匀加速直线运动，根据相机的曝光的时间间隔相同，由匀变速直线运动的规律可以求得．
中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度的大小，利用这个结论可以很容易的求得物体在某时刻的瞬时速度的大小，对于物理中的一些结论和推论在平时的学习中要掌握住并会用．
【解答】
由图可以知道每两个相邻的点之间的距离差是一样的，由可知，，所以BC的说法正确；
由于时间的间隔相同，所以2点瞬时速度的大小为1、3之间的平均速度的大小，所以，根据可知点1的速度大小是，所以A错误；
点3的瞬时速度的大小为2、4之间的平均速度的大小，所以，所以D正确。
本题选错误的，故选A。  

3.【答案】A
 

【解析】解：每个小球上升的最大高度都是米，根据公式，解得：秒秒
根据竖直上抛运动的对称性可知，当手刚接住一个小球时，空中有3个小球，一个刚上升，有一个在上升，一个在下降，共3个时间间隔，所以球在手中停留的时间为空中总时间的三分之一，即秒秒，故A正确，BCD错误；
故选：A。
解答本题要掌握：竖直上抛运动的特点，尤其是对其运动“对称性”的理解，然后利用位移公式求解。
本题考查了对基本运动规律的理解，对于高中所学运动模型如竖直上抛、自由落体运动等要明确运动特点和对应规律。
 

4.【答案】C
 

【解析】解：连接图象的起点和终点可得到一个匀变速直线运动，如图所示，其平均速度为；而由图可知，变加速运动的位移小于匀变速直线运动的位移，故可知，变加速运动的平均速度小于
故选：C。
由图可知物体的运动状态，由图象的斜率可得出加速度的变化；将该运动与匀变速直线运动比较可得出平均速度与的关系
图象中图象的斜率表示物体的加速度，则根据斜率可求得加速度的变化；由图象的面积可得出物体通过的位移．
 

5.【答案】D
 

【解析】解：AB、根据图像可知，纵轴截距为，直线斜率为，因此直线方程可表示为，变形得，与匀变速直线运动的位移-时间公式对比可知质点的初速度：，加速度：，即质点做匀加速直线运动，初速度是，加速度是，故AB错误；
C、根据速度-时间的关系可得质点在1s末速度为，故C错误：
D、质点在第1s内的平均速度是，故D正确。
故选：D。
先根据数学知识，写出图像的直线方程，再将方程整理成标准的运动学方程，与匀变速直线运动的位移-时间公式进行对比，即可得到质点的初速度和加速度，进而分析质点的运动性质，再结合运动学规律求出速度和平均速度。
解答本题的关键要有运用数学知识解决物理问题的能力，能根据数学知识写出直线方程，采用比对的方法找出质点的初速度和加速度。
 

6.【答案】D
 

【解析】解：A、加速度的变化率是指加速度的变化与所用时间的比值，即，根据单位制知，其单位为，故A错误；
B、加速度变化率为0是指加速度保持不变，如果加速度为0则物体做匀速直线运动，如果加速度不为0，则物体做匀变速运动，故B错误；
C、根据图象可知，2s内加速度一直为正，加速度与速度同向，则物体作加速运动，如图示加速度减小，则物体速度增加得变慢了，但仍是加速运动，故C错误；
D、根据图象可知，图象与时间轴所围图形面积表示物体的位移，同理在图象中可知图象与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量即，则得：。由于加速度与速度同向，故物体做变加速直线运动，已知初速度为，则小球在2s末的速度为，故D正确。
故选：D。
速度的变化率是指加速度的变化与所用时间的比值，加速度变化率为0的运动是指加速度保持不变的运动，加速与速度同向物体做加速运动，加速度与速度反向做减速运动．
本题主要考查物体运动时加速度的定义，知道在图象中图象与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量，能理解加速运动与减速运动由加速度与速度方向决定而不是由加速度的大小变化决定．
 

7.【答案】D
 

【解析】解：根据自由落体运动的位移-时间公式：
可得甲下落h的时间为
设塔高，则乙球下落的时间：
对甲球有 
联立可得，故D正确，ABC错误。
故选：D。
甲球下落高度h的时间即为甲球下落的时间比乙球下落的时间长的时间，分别对甲、乙两球运用自由落体位移-时间公式即可解
解决本题的关键知道自由落体运动的运动规律，结合运动学公式灵活求解。
 

8.【答案】D
 

【解析】解：A在空中的时间为；B在空中的时间为，要使两物体能在空中相遇，则两物体抛出的时间间隔必须满足：，即：；故ABC错误，D正确。
故选：D。
两个物体空中相遇可能有几种情况：①A、B均在下降，A追上B；②A在下降，B在上升；则两物体抛出的时间间隔必须满足条件：①抛出B时A不能已经落地；②B不能先落地，即A在B前落地．
本题关键是抓住临界情况，即考虑B落地时A恰好追上，但不能A落地后再抛出
 

9.【答案】C
 

【解析】解：以容器内原有的气体和打进的气体为研究对象，气体的状态参量：
初状态：对打进的气体：，
对原有气体：，
末状态：
由玻意耳定律可得：

解得
故ABD错误，C正确
  故选：C。
以容器内原有的气体与打入的气体为研究对象，求出气体的状态参量，应用玻意耳定律求出气体压强。
本题考查了求气体压强，由于是将两部分飞气体合并到一起，所以巧妙选择研究对象，求出气体的状态参量、应用玻意耳定律是解题的关键。
 

10.【答案】C
 

【解析】解：
打气时，活塞每推动一次，把体积为压强为的气体推入容器内，若活塞工作n次，就是把压强为体积为的气体压入容器内，容器内原来有压强为体积为V的气体，现在全部充入容器中，根据玻意耳定律得： 
所以
抽气时，每拉动一次，把容器中气体的体积从V膨胀为，而容器内气体的压强就要减小，活塞推动时将抽气筒中的气体排除，而再次拉动活塞时，将容器中剩余的气体从V又膨胀到容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得：
第一次抽气：得
第二次抽气：得
第三次抽气：得
第n次抽气完毕后，气体压强为
故ABD错误，C正确。
故选：C。
打气时，活塞每推动一次，把体积为，压强为的气体推入容器内；抽气时，每拉动一次，把容器中气体的体积从V膨胀为，而容器的气体压强就要减小
解决本题的关键是对抽气和打气认真分析，对每次气体的体积压强分析，本题考查了玻意耳定律的应用，难度适中，平时要多加强练习。
 

11.【答案】ACD
 

【解析】解：A、设最大速度为v，则，，所以，加速度，所以加速度之比，故AD正确；
B、根据平均速度得：两段平均速度都为，所以，故B错误，C正确。
故选：ACD。
图象与坐标轴位移的面积表示位移，根据平均速度可知，两段平均速度相等，根据及即可求解．
解答本题的关键是知道匀变速直线运动平均速度，图象与坐标轴位移的面积表示位移，难度不大，属于基础题．
 

12.【答案】AB
 

【解析】解：A、根据图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，可知，内速度的增加量为，物体的初速度为0，所以物体在时，速度为，故A正确；
BCD、假设物体做初速度为0、末速度为的匀加速直线运动，平均速度为。而该图表示物体做加速度逐渐减小的变加速运动，根据图象的斜率表示加速度，“面积”表示位移，可知，该物体的位移大于匀加速直线运动的位移，则物体运动前6s平均速度大于匀加速直线运动的平均速度，故B正确，CD错误。
故选：AB。
在图象中，图线与时间轴所围的面积等于速度的变化量，根据图象的“面积”和初速度求时物体的速度。结合图象的斜率表示加速度，面积表示位移分析物体运动的平均速度。
解决本题的关键是知道图象中“面积”等于速度的变化量，要知道物体在运动过程中，加速度一直变化，不能根据匀变速直线运动的位移公式求物体的位移。
 

13.【答案】AC
 

【解析】解：AB、由题图知，过程为等压变化。
由盖-吕萨克定律得：，解得：，故A正确、B错误；
CD、由过程，气体发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做功：，
由热力学第一定律得：，
则：，即气体放出的热量，故C正确，D错误。
故选：AC。
由题图知，过程为等压变化，应用盖-吕萨克定律求B点温度；求出A到B过程外界对气体做的功，然后应用热力学第一定律求出气体放出的热量。
由图线判断出三点各物理量间的关系，过程为等压变化。由盖-吕萨克定律求B点温度；过程为等容变化，熟练应用理想气体状态方程即可正确解。
 

14.【答案】AD
 

【解析】解：C、当气室2内的压强刚好达到时，对活塞受力分析，根据共点力平衡可得：，解得，故C错误；
A、当，单向阀门处于临界状态，气室2内的气体没有流入气室1内，此时气室2内的压强为，
对气室2内的气体，初状态：，
末状态：，
根据玻意耳定律可得：，解得：，故活塞下降的高度为，故A正确；
B、若，对气室2内的气体，初状态：，
末状态：，
根据玻意耳定律可得：，解得，活塞下降的高度为，故B错误；
D、当活塞刚好压到CD位置时，对气室12内的气体，根据玻意耳定律可得：，解得，对活塞受力分析，根据共点力平衡可得：，解得：
若，单向阀门已打开且活塞已经到达CD，故气体的压强为，故D正确；
故选：AD。
对活塞受力分析，当气室2内的压强达到时求得细砂的质量，同样求得活塞刚好到达CD位置时细砂的质量，根据细砂的质量判断出单向阀门是否打开，找出初末状态参量，利用玻意耳定律即可求得、
本题主要考查了玻意耳定律，关键是判断出阀门打开和活塞到CD位置的条件，确定所研究的气体即可。
 

15.【答案】不变
 

【解析】解：在“研究匀变速直线运动”的实验中，只要保证小车做匀变速直线运动即可，不需要平衡摩擦力和保证小车的质量远大于重物的质量，但要保证细线与木板平行，否则小车就不做匀变速直线运动；实验开始时，小车要靠近打点计时器，先接通电源后释放小车。故选BD。
匀变速直线运动中间时刻顺时速度等于这段时间的平均速度可知：打C点时小车的瞬时速度   
根据逐差法可得小车的加速度
代入数据解得
由匀变速直线运动的规律可知
联立解得
电压的大小影响点迹的清晰程度，但不影响打点的频率，即不影响实验结果。
故答案为：；，，不变
根据实验的原理以及实验注意事项选择必要的措施；
根据逐差法求得加速度，在匀变速直线运动过程中，相邻相等时间内位移之差等于常数求得AB段的距离；
打点计时器的打点频率是与交流电源的频率相同，所以即使电源电压升高也不改变打点计时器打点周期。
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，同时注意图象法在物理实验中的应用。
 

16.【答案】解：设经过时间t，甲追上乙。甲的位移，乙的位移，由位移关系有，将代入得到：，
根据 ，解得：，故乙在接棒前的加速度；
在完成交接棒时乙离接力区末端的距离，代入数据得：；
由题意可知，对于训练全程，甲、乙两人相互配合，除了甲的加速阶段外，其余阶段均做的匀速率运动，故不能通过优化交接棒过程提高成绩；
答：此次练习中乙在接棒前的加速度a的大小为；
在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为；
详见解析；
 

【解析】乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，甲做匀速直线运动，乙做匀加速直线运动，根据两人的位移差为。求出乙在接棒前运动的时间，根据速度时间公式，求出乙接棒前的加速度；
根据平均速度公式求出乙接棒前运动的位移，从而得出离接力区末端的距离；
据题意分析，结合甲乙两人的运动规律分析即可；
解决本题的关键抓住接棒前甲的位移比乙的位移多，然后根据运动学公式求出时间。该题用平均速度的公式进行求解比较方便。
 

17.【答案】解：设缸内气体的温度为时压强为，活塞受重力、大气压力和缸内气体的压力，根据平衡条件得：
气体膨胀对外界做功为：
根据热力学第一定律得：
联立解得对气缸内气体缓慢加热的过程中气体内能的增加量：
设放入细沙的质量为M，缸内气体的温度为时压强为，系统受重力、大气压力和缸内气体的压力，根据平衡条件：

根据查理定律得：
联立可得堆放细砂的总质量为：
答：对气缸内气体缓慢加热的过程中气体内能的增加量为；
使缸内气体的体积又恢复到初始状态，求所堆放细砂的总质量为。
 

【解析】对活塞进行受力分析，根据平衡条件可求出缸内气体压强；由于气体发生等压变化，气体对活塞的压力不变，根据功的计算公式计算出气体对外界做的功，再根据热力学第一定律，求解内能增量。
保持缸内气体温度不变，再在活塞上放一砝码，缸内气体发生等温变化，由平衡条件求出缸内气体的压强，再由查理定律定律求解即可。
本题考查的是理想气体状态方程和热力学第一定律的结合，关键要准确分析气体作何种变化，再选择相应的规律解答，根据平衡条件求解封闭气体的压强是惯用的思路，要加强训练，熟练掌握。
 

18.【答案】解：①由题意知，初态封闭气体压强，
若气缸固定在水平面上，则气体发生等容变化，由查理定律得，其中
解得：；
②若气缸不固定，当环境温度缓慢升高到时，气体作等压变化，根据盖-吕萨克定律得：
，
解得：，
气缸移动的距离为：；
③保持②的条件不变，对气缸施加水平作用力，缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，即做等温变化
由玻意耳定律可知：，
解得，
又因为：，
解得：。
答：①若固定气缸在水平面上，当环境温度缓慢升高到时，气体压强为；
②若气缸放在光滑水平面上不固定，当环境温度缓慢升高到时，气缸移动了距离；
③保持②的条件不变下，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力100N。
 

【解析】①由等容变化规律可求得环境温度缓慢升高到时，气体压强
②当环境温度缓慢升高时，气体作等压膨胀，根据盖-吕萨克定律列式求解出膨胀的体积；
③从开始到最后，气体等温升压，根据玻意耳定律列式求解气压，再根据内外压强差求解水平作用力；
本题关键找出封闭气体的已知状态参量，然后选择合适的气体实验定律列方程求解，要注意正确确定初末状态参量。