湖南省岳阳市湘阴县第一中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题

这是一份湖南省岳阳市湘阴县第一中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题，共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列关于物理科学思想方法的说法错误的是( )
A. 验证平行四边形定则的实验，运用了等效替代的思想
B. 根据速度的定义v=ΔxΔt，当Δt非常非常小时，ΔxΔt就可以表示物体在此时的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
C. 利用插有细玻璃管的水瓶观察微小形变，运用了微元法
D. 伽利略对自由落体运动的研究运用了实验加逻辑推理的方法
2.物体做直线运动的速度v随时间t变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线过P点的切线，PQ为t轴的垂线，PM为v轴的垂线。则下列说法中正确的是( )
A. 物体做加速度减小的减速运动
B. 物体做加速度增加的加速运动
C. 物体运动到P点时的加速度为v1t1
D. 物体运动到P点时的加速度为v1-v2t1
3.关于曲线运动，下列说法中正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动B. 曲线运动的速度可以是不变的
C. 曲线运动的速度的大小一定在变化D. 曲线运动的速度的方向可以不变
4.如图所示，物体A和B的质量均为m，且分别与跨过定滑轮的轻绳连接(不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)，用水平变力F拉物体B，B沿水平方向向左做匀速直线运动．则( )
A. 物体A也做匀速直线运动B. 绳子拉力始终等于物体A所受重力
C. A物体的速度逐渐增大D. A物体的速度逐渐减小
5.一个半径为R的纸质小圆筒，绕其中心轴O匀速转动，角速度为ω。一粒子弹沿半径AO方向由纸筒上点A打进并从纸筒上的点B高速穿出，如图所示。若AB弧所对的圆心角为θ。则子弹的最大速度v大约为( )
A. ω R
B. ωRθ
C. 2ωRθ
D. 2ωRπ-θ
6.关于人造地球卫星的向心力，下列各种不同说法中正确的是( )
A. 根据向心力公式F=mv2r，可见轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的12
B. 根据向心力公式F=mω2r，可见轨道半径增大到2倍时，向心力也增大到原来的2倍
C. 根据向心力公式F=mvω，可见向心力的大小与轨道半径无关
D. 根据卫星的向心力是地球对卫星的引力F=GMmr2，可见轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的14
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
7.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)( )
A. 内能增大B. 内能减小，C. 放出热量D. 吸收热量
8.2018年12月8日发射成功的“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道。若将整个奔月过程简化如下：“嫦娥四号”探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过M点时变轨进入距离月球表面100km的圆形轨道I，在轨道I上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将择机在Q点着陆月球表面。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度
B. “嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道I运行的周期
C. “嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的运行速度小于月球的第一宇宙速度
D. “嫦娥四号”在地月转移轨道上M点的速度大于在轨道Ⅰ上M点的速度
9.在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A.B两颗恒星组成的双星系统，A，B绕连线上一点O做圆周运动，测得A，B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍，忽略其他星球对A.B的影响，则下列说法正确的是：
A. 恒星B的周期为T2B. A，B两颗恒星质量之比为1:2
C. 恒星B的线速度是恒星A的2倍D. A，B两颗恒星质量之和为4π2L3GT2
10.在机场和火车站可以看到对行李进行安检的水平传送带。如图甲所示，旅客把行李(可视为质点，速度可视为零)放到传送带上B点时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动，经过6.25×10-2s，行李在传送带上停止滑动。已知传送带向右运动的速度为v=0.25m/s，下列说法正确的是( )
A. 行李在传送带上滑行时所受的摩擦力方向向左
B. 如图甲所示，行李可能停在传送带上的C点
C. 图乙中阴影面积在数值上等于行李在传送带上滑过的距离
D. 图丙中阴影面积在数值上等于行李在该段时间内速度的增加量
三、实验题：本大题共1小题，共9分。
11.某学习小组利用如图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系。图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板平行，拉力传感器可直接显示绳上的拉力大小，打点计时器所接电源的频率为50 Hz。
(1)关于本次实验的注意事项，下列说法正确的是________。
A.实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
B.实验时为了平衡摩擦力，需要将长木板右端适当垫高
C.实验时应先接通打点计时器的电源再释放小车
(2)正确完成实验操作后，得到的一条纸带部分如图乙所示，纸带上各点均为计时点，由此可得打点计时器打出B点时小车的速度大小vB=________m/s，小车的加速度大小a=________m/s2(结果保留两位有效数字)。
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
12.如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r=20cm处放置一小物块(A与盘保持相对静止)，其质量为m=2kg，A与盘面间相互作用的静摩擦力和最大值为其重力的k倍(k=0.5)，试求：
(1)当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时，物块A圆周运动时的线速度大小？
(2)角速度与(1)问相同时，物块与圆盘间的摩擦力的大小为多大？
(3)欲使A与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大(取重力加速度g=10m/s2)
13.如图所示，内径均匀的玻璃管长L=100cm，其中有一段长h=15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中．当管竖直开口向上时，封闭气柱A的长度LA=cm.现将管以一端为轴在竖直平面内缓慢转过180°至竖直开口向下，之后保持竖直，把开口端向下缓慢插入水银槽中，直至B端气柱长L'B=25cm时为止．已知大气压强P0=75cmHg，整个过程温度保持不变．求此时管内气体A的长度L″A．
14.2017年6月21日09时47分，在经过2个月的组合体飞行后，天舟一号按计划与天宫二号实施撤离，开始进入独立运行阶段．已知天舟一号与天宫二号的组合体绕地飞行轨道近似为圆形，距地球表面高度为H，飞行周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，求：
(1)天舟一号与天宫二号的组合体绕地球飞行时的线速度大小；
(2)地球的质量；
(3)若发射一颗绕地球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕地球运行的线速度应为多大．
15.某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H，A点位于平台边缘的正上方，水平直轨道与平台间的高度差可忽略不计。选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点沿轨道做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，起动后2 s悬挂器脱落。设人的质量为m(人可看成质点)，人与转盘间的最大静摩擦力为μmg，重力加速度为g。
(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围？
(2)若H=3.2 m，R=0.9 m，g取10 m/s2，当a=2 m/s2时选手恰好落到转盘的圆心上，求L。
(3)若H=2.45 m，R=0.8 m，L=6 m，g取10 m/s2，选手要想成功落在转盘上，求加速度a的范围。
参考答案
1.C
2.D
3.A
4.D
5.D
6.D
7.BC
8.CD
9.BD
10.CD
11.(1)BC
(2) 1.6 3.2

12.解：(1)由圆周运动的公式：v=r⋅ω=0.20×2=0.40m/s
(2)f=mω2r=2×22×0.2N=1.6N
方向为指向圆心．即当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时，物块与圆盘间的摩擦力大小为1.6N，方向总是指向圆心．
(3)当最大静摩擦力提供向心力时，加速度最大，根据牛顿第二定律，有
kmg=mωm2r
解得：ωm= kgr= 0.5×100.2=5rad/s
即圆盘转动的最大角速度为5rad/s．
答：(1)当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时，物块A圆周运动时的线速度大小是0.40m/s；
(2)角速度与(1)问相同时，物块与圆盘间的摩擦力的大小为1.6N；
(3)欲使A与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过5rad/s．
13.解：以封闭气体为研究对象，玻璃管旋转过程做等温变化，
初状态：P1=(P0+h)cmHg，V1=LAS
末状态：P2=(P0-h)cmHg，V2=LA'S
根据玻意耳定律有：
P1V1=P2V2
即：(P0+h)LAS=(P0-h)LA'S
解得：LA'=50cm
此时气柱B的长度为LB
LB=L-LA'-h=35cm
插入水银后，以B部分气体为研究对象，做等温变化，
初状态：压强为P0，体积为LBS；
末状态：压强PB'，体积为LB'S；
根据玻意耳定律有：P0LBS=PB'LB'S…①
以A气体为研究对象，设此时A气体的长度为LA″，此过程A气体做等温变化，
初状态：压强为(P0+h)cmHg，体积为LAS；
末状态：压强为(PB'-h)cmHg，体积为LA″S；
根据玻意耳定律：
(P0+h)LAS=(PB'-h)LA″S…②
联立①②得：LA″=cm
答：管内气体A的长度L″A为cm．
14.解：(1)组合体做圆周运动，那么由匀速圆周运动规律可得线速度为：v=2π(R+H)T；
(2)由组合体做圆周运动，万有引力做向心力可得：GMm(R+H)2=m(2πT)2(R+H)，所以，地球质量为：M=4π2(R+H)3GT2；
(3)飞船做圆周运动，万有引力做向心力，故有：GMmR2=mv2R，所以运行速度为：v= GMR= 4π2(R+H)3RT2=2π(R+H)T R+HR；
答：(1)天舟一号与天宫二号的组合体绕地球飞行时的线速度大小为2π(R+H)T；
(2)地球的质量为4π2(R+H)3GT2；
(3)若发射一颗绕地球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕地球运行的线速度应为2π(R+H)T R+HR．
15.(1)设人落在转盘边缘处恰好不被甩下，此时最大静摩擦力提供向心力，则有：μmg=mω2R
解得ω= μgR
故转盘的角速度ω≤ μgR
(2)人处于匀加速过程：
x1=12at2=12×2×22 m=4 m
vC=at=4 m/s
人处于平抛过程：H=12gt 22，得t2=0.8 s
x2=vCt2=4×0.8 m=3.2 m
故L=x1+x2=7.2 m
(3)分析知a最小时人落在转盘左端，a最大时人落在转盘右端，
由H=12gt 32
得t3=0.7 s
人落在转盘左端时L-R=12a1t2+a1tt3
解得a1=2617 m/s2≈1.53 m/s2
人落在转盘右端时L+R=12a2t2+a2tt3
解得a2=2 m/s2
故加速度a的范围是：1.53 m/s2≤a≤2 m/s2