2023-2024学年上海市向明中学高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年上海市向明中学高二（下）期末物理试卷，共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）在环绕地球运转的空间站内，适宜航天员进行体育锻炼的器材是（ ）
A．哑铃B．弹簧拉力器
C．单杠D．跑步机
2．（2分）质量为4kg的物体在水平力作用下沿粗糙水平面做匀速运动，若水平力增加4N，则物体的加速度的增量（ ）
A．一定为1m/s2
B．因水平力未知，故无法确定
C．因摩擦力未知，故无法确定
D．一定小于1m/s2
3．（2分）关于作匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的关系，以下说法中正确的是（ ）
A．线速度较大的物体其角速度一定较大
B．线速度较大的物体其周期一定较小
C．角速度较大的物体其运动半径一定较小
D．角速度较大的物体其周期一定较小
4．（2分）如果把一个物体放在地球的球心位置，设地球的质量分布均匀，且为球形，则它的重力（ ）
A．与地面上相等B．变为无限大
C．等于0D．无法确定
5．（2分）一质点做直线运动的v﹣t图象如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为（ ）
A．0.25m/s 向右B．0.25m/s 向左
C．1m/s 向右D．1m/s 向左
6．（2分）下列说法正确的是（ ）
A．声的干涉和衍射现象说明声具有波动性
B．声的频率越大，波长越长
C．声的波长越大，声的能量越大
D．声在任何介质中的传播速度都为340m/s
7．（2分）如图所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置。其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线。以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中（ ）
A．位于B处时动能最大
B．位于A处时动能最大
C．在位置A的势能大于在位置B的动能
D．在位置B的机械能大于在位置A的机械能
8．（2分）一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，下图是A处质点的振动图象。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是（ ）
A．4.5m/sB．3.0m/sC．1.5m/sD．0.7m/s
9．（2分）某人用长绳将一重物从井口送到井下，物体匀速下降一段时间后，改为匀减速下降，到达井底时速度恰好为0，如果匀速下降和匀减速下降所经历的时间相同，重物克服拉力做的功分别为W1和W2，则（ ）
A．W1＜2W2B．W1＝2W2C．W1＞W2D．W1＝W2
10．（2分）如图，一质点在一恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点时，质点的速度方向恰好改变了90°，在此过程中，质点的动能（ ）
A．不断增大B．不断减小
C．先增大后减小D．先减小后增大
二、（16分）多项选择题。本大题有4小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的，选对的得4分；选对但不全，得2分；有选错或不答的，得0分。
（多选）11．（4分）物理学中有多种研究方法，有关研究方法的叙述正确的是（ ）
A．在伽利略之前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非，是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法
B．探究加速度与力、质量之间的定量关系，可以在物体质量一定的情况下，探究物体的加速度与力的关系；再在物体受力一定的情况下，探究物体的加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量之间的关系，这是物理学中常用的控制变量的研究方法
C．探究作用力与反作用力关系时可以用力传感器连在计算机上直接显示力的大小随时间的变化情况，用图像的方法来研究
D．如果重力与地面不垂直，那么重力就有一个沿着地面的分量，在地面上移动物体时重力就要做功，这里用的逻辑方法是归纳法
（多选）12．（4分）如图所示，一简谐横波沿x轴向正方向传播，轴上M、N两点相距21m．t＝0时M点在平衡位置且向y轴负方向运动，N点为波谷；t＝0.5s时M点为波谷，则该波的（ ）
A．波长可能是16.8mB．周期可能是0.4s
C．波速可能是6m/sD．波速可能是5m/s
（多选）13．（4分）如图所示，水平屋顶高H＝5m，墙高h＝3.2m，墙到房子的距离L＝3m，墙外马路宽s＝10m，小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上，则小球离开房顶时的速度可能的是（ ）
A．16m/sB．13m/sC．6m/sD．3 m/s
（多选）14．（4分）如图所示，甲、乙两个单摆的悬点在同一水平天花板上，两摆球间用一根细线水平相连，以水平地板为参考面，甲、乙两摆线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2，且θ1＞θ2。当细线突然断开后，两摆球都做简谐运动，下列说法中正确的是（ ）
A．甲摆球的重力势能改变量大于乙摆球的重力势能改变量
B．甲摆球的机械能小于乙摆球的机械能
C．甲摆的周期大于乙摆的周期
D．甲摆球的最大速度小于乙摆球的最大速度
三、（24分）填空题。本大题有6小题，每小题4分。
15．（4分）研究物理问题时，常常需要忽略某些次要因素，建立理想化的物理模型．例如“质点”模型忽略了物体的体积、形状，只计其质量．请再写出两个你所学过的物理模型的名称： 和 模型．
16．（4分）如图为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，质点M位于x＝0.2m处，则M点的振动总是 （选填“加强”或“减弱”或“无法确定”）；由图示时刻开始，再经过甲波周期，M将位于 （选填“波峰”或“波谷”或“无法确定”）。
17．（4分）剑桥大学物理学家海伦•杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理，并通过计算机模拟技术探寻特技动作的极限，设计了一个令人惊叹不已的高难度动作——“爱因斯坦空翻”，并在伦敦科学博物馆由自行车特技运动员（18岁的布莱士）成功完成。“爱因斯坦空翻”简化模型如图。质量为m的自行车运动员从B点静止出发，经半径为R的BC圆弧，从C点竖直冲出，完成空翻，完成空翻的时间为t，由B到C的过程中，克服摩擦力做功为W，空气阻力不计，重力加速度为g。则自行车运动员在过C点时对圆弧的压力为 ，从B到C至少做功为 。
18．（4分）如图所示为一实验小车中利用光脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，车轮半径R，齿轮的齿数P，则小车速度的表达式为v＝ ；行程的表达式为s＝ 。
19．（4分）半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘，共轴固定连接在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点，小圆盘上绕有细绳．开始时圆盘静止，质点处在水平轴O的正下方位置．现以水平恒力F拉细绳，使两圆盘转动，若恒力F＝mg，两圆盘转过的角度θ＝ 时，质点m的速度最大．若圆盘转过的最大角度θ＝π/3，则此时恒力F＝ ．
20．（4分）质量为10kg的物体在F＝200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°．力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零。求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移s（已知sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，g＝10m/s2）。
四、（16分）实验题。本大题有3小题。
21．（6分）在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
①实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的 （填字母代号）
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
②同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是 （填字母代号）
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些。
22．（4分）在“用DIS研究质量一定时，加速度与外力的关系”的实验中，某同学连接完如图所示的实验器材进行实验。
（1）已知水平轨道足够光滑，传感器已正确连接数据采集器。图示中器材安装中的一个错误是 。
（2）本实验中细线拉力大小不能直接测量，我们把钩码重力大小作为细线拉力大小。小车加速度 （选填“较小”、“较大”或“无限制”）时，实验结果更加精确。
23．（6分）某同学设计了如图所示的装置去验证小球摆动过程中的机械能守恒，实验中小球到达B点时恰好与桌面接触但没有弹力，D处的箭头处放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时被割断，小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺。该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度h，桌面到地面的高度H及平抛运动的水平位移L即可。
（1）测量A位置到桌面的高度h应从 开始测（填“球的下边沿”或“球心”）。
（2）实验中改变h多测几次h和L的数值利用作图象的方法去验证。该同学取纵轴表示L，则横轴应表示 。
（3）若所作图象的斜率为k，则满足 关系即可证明小球下摆过程中机械能守恒。
五、（24分）计算题。本大题有3小题。
24．（7分）两个完全相同的物块a、b质量为m＝0.8kg，在水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动，图中的两条直线表示物体受到水平拉力F作用和不受拉力作用的v﹣t图象，求：
（1）物体a受到的摩擦力大小；
（2）物块b所受拉力F的大小；
（3）8s末a、b间的距离．
25．（9分）倾角θ＝37°，质量M＝5kg的粗糙斜面位于水平地面上。质量m＝2kg的木块置于斜顶端，从静止开始匀加速下滑，经t＝2s到达底端，运动路程L＝4m，在此过程中斜面保持静止（sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）。求：
（1）地面对斜面的摩擦力大小；
（2）地面对斜面的支持力大小；
（3）合外力对M做功大小。
26．（8分）如图所示，倾角为370的粗糙斜面上有一小滑块，它与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25。在斜面底端正上方有一小球以初速度v0水平抛出，同时小滑块以初速度v＝2m/s从斜面的某处沿斜面开始滑动。经过t＝0.4s，小球恰好垂直斜面方向击中小滑块。（小球与小滑块均可视为质点，取sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）求：
（1）小球水平抛出的速度v0；
（2）两物体相遇时小滑块距离斜面底端的距离；
（3）小滑块开始滑动时距离斜面底端的距离。
2023-2024学年上海市向明中学高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、（20分）单项选择题。本大题有10小题，每小题给出的四个答案中只有一个是正确的，每小题2分。
1．（2分）在环绕地球运转的空间站内，适宜航天员进行体育锻炼的器材是（ ）
A．哑铃B．弹簧拉力器
C．单杠D．跑步机
【答案】B
2．（2分）质量为4kg的物体在水平力作用下沿粗糙水平面做匀速运动，若水平力增加4N，则物体的加速度的增量（ ）
A．一定为1m/s2
B．因水平力未知，故无法确定
C．因摩擦力未知，故无法确定
D．一定小于1m/s2
【答案】A
3．（2分）关于作匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的关系，以下说法中正确的是（ ）
A．线速度较大的物体其角速度一定较大
B．线速度较大的物体其周期一定较小
C．角速度较大的物体其运动半径一定较小
D．角速度较大的物体其周期一定较小
【答案】D
4．（2分）如果把一个物体放在地球的球心位置，设地球的质量分布均匀，且为球形，则它的重力（ ）
A．与地面上相等B．变为无限大
C．等于0D．无法确定
【答案】C
5．（2分）一质点做直线运动的v﹣t图象如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为（ ）
A．0.25m/s 向右B．0.25m/s 向左
C．1m/s 向右D．1m/s 向左
【答案】B
6．（2分）下列说法正确的是（ ）
A．声的干涉和衍射现象说明声具有波动性
B．声的频率越大，波长越长
C．声的波长越大，声的能量越大
D．声在任何介质中的传播速度都为340m/s
【答案】A
7．（2分）如图所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置。其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线。以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中（ ）
A．位于B处时动能最大
B．位于A处时动能最大
C．在位置A的势能大于在位置B的动能
D．在位置B的机械能大于在位置A的机械能
【答案】C
8．（2分）一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，下图是A处质点的振动图象。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是（ ）
A．4.5m/sB．3.0m/sC．1.5m/sD．0.7m/s
【答案】A
9．（2分）某人用长绳将一重物从井口送到井下，物体匀速下降一段时间后，改为匀减速下降，到达井底时速度恰好为0，如果匀速下降和匀减速下降所经历的时间相同，重物克服拉力做的功分别为W1和W2，则（ ）
A．W1＜2W2B．W1＝2W2C．W1＞W2D．W1＝W2
【答案】A
10．（2分）如图，一质点在一恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点时，质点的速度方向恰好改变了90°，在此过程中，质点的动能（ ）
A．不断增大B．不断减小
C．先增大后减小D．先减小后增大
【答案】D
二、（16分）多项选择题。本大题有4小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的，选对的得4分；选对但不全，得2分；有选错或不答的，得0分。
（多选）11．（4分）物理学中有多种研究方法，有关研究方法的叙述正确的是（ ）
A．在伽利略之前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非，是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法
B．探究加速度与力、质量之间的定量关系，可以在物体质量一定的情况下，探究物体的加速度与力的关系；再在物体受力一定的情况下，探究物体的加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量之间的关系，这是物理学中常用的控制变量的研究方法
C．探究作用力与反作用力关系时可以用力传感器连在计算机上直接显示力的大小随时间的变化情况，用图像的方法来研究
D．如果重力与地面不垂直，那么重力就有一个沿着地面的分量，在地面上移动物体时重力就要做功，这里用的逻辑方法是归纳法
【答案】ABC
（多选）12．（4分）如图所示，一简谐横波沿x轴向正方向传播，轴上M、N两点相距21m．t＝0时M点在平衡位置且向y轴负方向运动，N点为波谷；t＝0.5s时M点为波谷，则该波的（ ）
A．波长可能是16.8mB．周期可能是0.4s
C．波速可能是6m/sD．波速可能是5m/s
【答案】BC
（多选）13．（4分）如图所示，水平屋顶高H＝5m，墙高h＝3.2m，墙到房子的距离L＝3m，墙外马路宽s＝10m，小球从房顶水平飞出落在墙外的马路上，则小球离开房顶时的速度可能的是（ ）
A．16m/sB．13m/sC．6m/sD．3 m/s
【答案】BC
（多选）14．（4分）如图所示，甲、乙两个单摆的悬点在同一水平天花板上，两摆球间用一根细线水平相连，以水平地板为参考面，甲、乙两摆线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2，且θ1＞θ2。当细线突然断开后，两摆球都做简谐运动，下列说法中正确的是（ ）
A．甲摆球的重力势能改变量大于乙摆球的重力势能改变量
B．甲摆球的机械能小于乙摆球的机械能
C．甲摆的周期大于乙摆的周期
D．甲摆球的最大速度小于乙摆球的最大速度
【答案】BC
三、（24分）填空题。本大题有6小题，每小题4分。
15．（4分）研究物理问题时，常常需要忽略某些次要因素，建立理想化的物理模型．例如“质点”模型忽略了物体的体积、形状，只计其质量．请再写出两个你所学过的物理模型的名称： 点电荷 和 理想气体 模型．
【答案】见试题解答内容
16．（4分）如图为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，质点M位于x＝0.2m处，则M点的振动总是 加强 （选填“加强”或“减弱”或“无法确定”）；由图示时刻开始，再经过甲波周期，M将位于 波谷 （选填“波峰”或“波谷”或“无法确定”）。
【答案】加强，波谷。
17．（4分）剑桥大学物理学家海伦•杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理，并通过计算机模拟技术探寻特技动作的极限，设计了一个令人惊叹不已的高难度动作——“爱因斯坦空翻”，并在伦敦科学博物馆由自行车特技运动员（18岁的布莱士）成功完成。“爱因斯坦空翻”简化模型如图。质量为m的自行车运动员从B点静止出发，经半径为R的BC圆弧，从C点竖直冲出，完成空翻，完成空翻的时间为t，由B到C的过程中，克服摩擦力做功为W，空气阻力不计，重力加速度为g。则自行车运动员在过C点时对圆弧的压力为 ，从B到C至少做功为 。
【答案】，。
18．（4分）如图所示为一实验小车中利用光脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，车轮半径R，齿轮的齿数P，则小车速度的表达式为v＝ ；行程的表达式为s＝ 。
【答案】、
19．（4分）半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘，共轴固定连接在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点，小圆盘上绕有细绳．开始时圆盘静止，质点处在水平轴O的正下方位置．现以水平恒力F拉细绳，使两圆盘转动，若恒力F＝mg，两圆盘转过的角度θ＝ 时，质点m的速度最大．若圆盘转过的最大角度θ＝π/3，则此时恒力F＝ ．
【答案】见试题解答内容
20．（4分）质量为10kg的物体在F＝200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°．力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零。求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移s（已知sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，g＝10m/s2）。
【答案】见试题解答内容
四、（16分）实验题。本大题有3小题。
21．（6分）在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
①实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的 BD （填字母代号）
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
②同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是 BD （填字母代号）
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些。
【答案】见试题解答内容
22．（4分）在“用DIS研究质量一定时，加速度与外力的关系”的实验中，某同学连接完如图所示的实验器材进行实验。
（1）已知水平轨道足够光滑，传感器已正确连接数据采集器。图示中器材安装中的一个错误是 细线与轨道不平行 。
（2）本实验中细线拉力大小不能直接测量，我们把钩码重力大小作为细线拉力大小。小车加速度 较小 （选填“较小”、“较大”或“无限制”）时，实验结果更加精确。
【答案】（1）细线与轨道不平行；（2）较小。
23．（6分）某同学设计了如图所示的装置去验证小球摆动过程中的机械能守恒，实验中小球到达B点时恰好与桌面接触但没有弹力，D处的箭头处放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时被割断，小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺。该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度h，桌面到地面的高度H及平抛运动的水平位移L即可。
（1）测量A位置到桌面的高度h应从 球的下边沿 开始测（填“球的下边沿”或“球心”）。
（2）实验中改变h多测几次h和L的数值利用作图象的方法去验证。该同学取纵轴表示L，则横轴应表示 。
（3）若所作图象的斜率为k，则满足 k＝2 关系即可证明小球下摆过程中机械能守恒。
【答案】见试题解答内容
五、（24分）计算题。本大题有3小题。
24．（7分）两个完全相同的物块a、b质量为m＝0.8kg，在水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动，图中的两条直线表示物体受到水平拉力F作用和不受拉力作用的v﹣t图象，求：
（1）物体a受到的摩擦力大小；
（2）物块b所受拉力F的大小；
（3）8s末a、b间的距离．
【答案】见试题解答内容
25．（9分）倾角θ＝37°，质量M＝5kg的粗糙斜面位于水平地面上。质量m＝2kg的木块置于斜顶端，从静止开始匀加速下滑，经t＝2s到达底端，运动路程L＝4m，在此过程中斜面保持静止（sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）。求：
（1）地面对斜面的摩擦力大小；
（2）地面对斜面的支持力大小；
（3）合外力对M做功大小。
【答案】（1）地面对斜面的摩擦力大小为3.2N；
（2）地面对斜面的支持力大小为67.6N；
（3）合外力对M做功大小为0。
26．（8分）如图所示，倾角为370的粗糙斜面上有一小滑块，它与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25。在斜面底端正上方有一小球以初速度v0水平抛出，同时小滑块以初速度v＝2m/s从斜面的某处沿斜面开始滑动。经过t＝0.4s，小球恰好垂直斜面方向击中小滑块。（小球与小滑块均可视为质点，取sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）求：
（1）小球水平抛出的速度v0；
（2）两物体相遇时小滑块距离斜面底端的距离；
（3）小滑块开始滑动时距离斜面底端的距离。
【答案】（1）小球水平抛出的速度3m/s；
（2）两物体相遇时小滑块距离斜面底端的距离1.5；
（3）小滑块开始滑动时距离斜面底端的距离1.34m。
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