云南省云南民族中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷(含解析)

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云南省云南民族中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷(含解析)

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云南民族中学2025年高二物理期中考试
一、选择题
1.汽车在平直公路上行驶,发现前方沿同方向行驶的汽车速度较小.为避免相撞,车距车处开始制动,此后它们的图象如图所示,则下列说法中不正确的是
A. 车的加速度大小为 B. 、两车在时的速度相同
C. 、两车在内的位移相同 D. 、两车不会相撞
2.如图甲所示为一质量为的瓦片的截面图,其顶角为。把它对称放在一段房脊上,将房脊的一端缓慢抬高至瓦片刚要滑动,如图乙所示,此时房脊与水平面的夹角为。已知重力加速度为,下列说法中正确的是( )
A. 受到个力的作用
B. 对的作用力为
C. 的每个侧面对的弹力大小为
D. 对的最大静摩擦力的合力大小为
3.如图所示,静止在水平地面上的物块受到水平向右的推力后开始运动,推力和物块的速度随时间变化的图像分别如图、所示,后的图像未画出。重力加速度取,下列说法正确的是
A. 物块的质量为 B. 物块与地面间的动摩擦因数为
C. 末物块的速度大小为 D. 内,物块的位移大小为
4.与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示,假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内,已知地球的公转半径为,公转周期为,小行星甲的远日点到太阳的距离为,小行星乙的近日点到太阳的距离为,引力常量为,下列说法正确的是( )
A. 小行星甲与太阳的连线和小行星乙与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
B. 小行星乙在远日点的加速度大小等于地球公转的加速度大小
C. 小行星甲的公转周期为
D. 太阳的密度为
5.风洞实验的工作原理如图所示,小球从点以某一初速度竖直向上抛出后沿虚线运动,为虚线的最高点,运动中小球受到水平向右的恒定风力,其大小小于重力,则小球从点运动到点过程中,下列说法正确的是
A. 风力先做负功再正功 B. 机械能先减小后增大
C. 动能先增大后减小 D. 风力与重力的合力功率某一时刻为零
6.如图是一带电球体和一可视为点电荷的带电小球周围电场线的分布图,球体和小球所带电荷量相同,为球体球心与小球连线在球体外的部分的中点,,为关于连线对称的两点。取无穷远处电势为零,以下说法正确的是( )
A. 小球一定带正电,带电球体一定带负电
B. 点处的电势为零,,两点电场强度相同
C. 将带电粒子从点移到点电场力做功为零
D. 点的电场强度大小小于、两点的电场强度
7.如图,直角三角形位于竖直平面内,沿水平方向,长度为,。空间存在一匀强电场,场强方向与所在平面平行,将一带正电的微粒不计重力、空气阻力从点移动到点,电场力做功为,从点移动至点,电场力做功为。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小是
B. 将该带电微粒从点无初速度释放,其沿的角平分线所在直线运动
C. 将该带电微粒从点沿抛出,要使其通过点,微粒在点的动能应为
D. 将该带电微粒从点沿抛出,要使其到达时,其位移方向垂直于电场强度方向,微粒在点的动能的应为
8.如图所示,光滑硬直杆与水平面成夹角固定放置,劲度系数为、原长为的轻质弹簧一端连接在天花板的点,另一端与圆环视为质点相连,圆环套在杆上。现让圆环从与点等高的点由静止释放,当圆环运动到点的正下方点时,圆环的动能正好等于此处弹簧弹性势能的倍。已知两点间的距离为,重力加速度为,对劲度系数为的轻质弹簧,弹性势能与弹簧的形变量的关系式为,下列说法正确的是( )
A. 环在点,动能为
B. 环从运动到,环的机械能增加
C. 环的质量为
D. 环在点,加速度大小为
9.如图所示为儿童乐园里一项游乐活动的示意图,金属导轨倾斜固定,倾角为,导轨上开有一狭槽,内置一小球,小球可沿槽无摩擦滑动,绳子一端与球相连,另一端连接一抱枕,小孩可抱住抱枕与之一起下滑,绳子与竖直方向的夹角为,且保持不变假设抱枕的质量为,小孩的质量为,绳子的质量及空气阻力忽略不计,下列说法正确的是( )
A. 小孩与抱枕一起做匀速直线运动
B. 分析可知
C. 小孩对抱枕的作用力垂直导轨方向向下
D. 绳子拉力与抱枕对小孩的作用力大小之比为
10.已知、,,为同一直线上的四点,间的距离为,间的距离为,一物体自点静止起出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过,,三点。已知物体通过段与通过段所用时间相等。则下列说法正确的是( )
A. 、、三点速度大小一定满足:
B.
C. 与的距离为
D. 与的距离为
第II卷(非选择题)
二、非选择题
11.为了研究人们用绳索跨越山谷过程中绳索拉力的变化规律,同学们设计了如图甲所示的实验装置。他们将不可伸长轻绳的两端通过测力计不计质量及长度固定在相距为的两立柱上,固定点分别为和,低于,绳长为。
他们首先在绳上距离点处标记为系上质量为的重物不滑动,由测力计读出绳、的拉力大小和。随后,改变重物悬挂点的位置,每次将到点的距离增加,并读出测力计的示数,最后得到、与绳长的关系曲线如图乙所示。由实验可知:
曲线Ⅱ中拉力最大时,与点的距离为________,该曲线为________选填:或的曲线。
在重物从移到的整个过程中,受到最大拉力的是________选填:或点所在的立柱。
在曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,可读出绳的拉力________,它与、、和重力加速度的关系为________。
12.某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
除了提供图中的器材,实验室还需要准备游标卡尺及___________。填写器材序号
A. 秒表天平弹簧秤
实验的主要步骤如下:其中不妥当的操作步骤是___________。填写步骤序号
A. 测出遮光条的宽度
B. 测出钩码质量和带长方形遮光条的滑块总质量
C. 实验前将导轨一端垫高平衡摩擦力
D. 将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离
E. 先开启气泵,然后释放滑块,读出遮光条通过光电门的挡光时间
若气垫导轨左端的滑轮调节过高,使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角,不考虑其它影响,滑块由静止释放运动到光电门的过程中,滑块、遮光条与钩码组成的系统其重力势能减小量的测量值___________真实值。填大于 ,小于 或等于
在实验操作正确的前提下,滑块从静止释放运动到光电门的过程中,若系统符合机械能守恒定律,测得的物理量应满足的关系式为_________________________。用中给出的字母表示
该实验小组在研究中发现利用该装置可以测量带长方形遮光条滑块的总质量。实验小组多次改变光电门的位置,且每次都将滑块从同一点静止释放,测出相应的与值,完成实验后,某同学根据测量数据作出图像,测得直线的斜率为,已知钩码的质量,遮光条的宽度,重力加速度,则滑块总质量的表达式为:__________________。用题目给出的字母表示
13.如图甲所示,质量为小球从固定斜面上的点由静止开始做加速度大小为的运动,小球在时刻与挡板碰撞,然后沿着斜面做加速度大小为的运动,在时刻到达点,接着从点运动到点,到达点的时刻为,以上过程的图像如图乙所示未知,已知与大小的差值为,重力加速度,求:
小球受到阻力的大小;
斜面倾角的正弦值;
求?
14.如图所示,平行板电容器竖直放置,在平行板中间用细线悬挂一带电小球,悬点到两极板的距离相等。已知平行板电容器电容,两极板间的距离,两极板间电压,细线长度,小球的质量,小球静止时细线与竖直方向的夹角,,,重力加速度,两极板足够长。求:
平行板电容器带的电荷量;
小球所带电荷的正负及电荷量;
若把细线剪断经过多长时间小球撞到极板上。
15.五行八卦在中国传统文化中较为神秘,用来推演空间时间各类事物之间的关系。有一兴趣小组制作了一个“八卦”轨道游戏装置,如图所示,和是半径的光滑半圆磁性轨道,是半径的光滑半圆塑料细管道,两轨道在最高点处前后略有错开错开距离相对于两个轨道的半径都很小。左侧有一与水平面夹角,长度的斜面,斜面底端和轨道最低点在同一水平面上,在斜面底端有一弹射器用于发射质量的小滑块,在斜面顶端处有一被插销锁定的相同质量的小钢球。某次试验时,将小滑块以初动能发射,到达斜面顶端后与小钢球发生对心弹性撞击,同时小钢球解除锁定,小钢球恰能无碰撞进入塑料细管道的点,经塑料管道和“八卦”轨道后返回。设小钢球和磁性轨道间的磁力大小恒为,方向始终与接触面垂直,不考虑小钢球脱离磁性轨道后的磁力。小滑块在斜面上运动时受到的摩擦力大小恒定,小滑块、小球在运动中均可视为质点,忽略空气阻力。求:
恰能无碰撞进入细管道时在点的速度大小;
要使不脱离磁性轨道,求所需磁力的最小值;
从发射到与发生碰撞过程中,斜面摩擦力对做的功;
通过调节斜面长度和间水平距离,使始终能无碰撞地从点进入细管道,求发射的初动能与之间的关系。
答案
1.【答案】 A.图象中图线斜率代表加速度,由图象得的加速度为,故A正确,不符合题意;
B.由图象得,在时的速度相同,故B正确,不符合题意;
C.由于图象与坐标轴围成面积代表位移,时间轴上方位移为正,时间轴下方位移为负;所以在内的位移物体大于物体,故C错误,符合题意;
D.由于图象与坐标轴围成面积代表位移,初始时刻距车处,速度相同是相撞或不相撞的临界条件,在时刻车的位移为,而的位移为,由于,由此判断两车不会相撞,故D正确,不符合题意。
2.【答案】 瓦片放在房脊上,相当于物体放在斜面上的模型,如图所示
瓦片重力沿斜面和垂直斜面的分力分别为 , 。
A. 受到重力,两个侧面对它的弹力和两个侧面对它的摩擦力,共个力的作用,故A错误;
B. 对 的作用力与 的重力平衡,故大小等于 ,方向竖直向上。故B错误;
C.弹力的合力 的重力垂直斜面方向的分力平衡,大小为 ,两个侧面弹力大小相等夹角度,如图所示
对 的弹力大小为
故C正确;
D. 对 的最大静摩擦力的合力大小与瓦片沿斜面方向的重力的分力平衡
故D错误。
故选C。
3.【答案】
A、由题图可知,内,物块受力平衡,结合题图可得物块受到的摩擦力大小,内物块的加速度大小,根据牛顿第二定律有,解得,A错误
B、根据,可得,B错误
C、后,物块做减速运动,其加速度大小满足,解得,则末物块的速度大小,C正确
D、由于图像与轴围成的面积表示位移,内,物块为位移大小为,D错误。
4.【答案】
A.根据开普勒第二定律可知,同一行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等,但小行星甲与小行星乙在不同轨道上,所以小行星甲与太阳的连线和小行星乙与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等,故A错误;
B.根据牛顿第二定律可得
可得
由于小行星乙在远日点离太阳距离等于地球离太阳距离,则小行星乙在远日点的加速度大小等于地球公转的加速度大小,故B正确;
C.根据开普勒第三定律可得
解得小行星甲的公转周期为
故C错误;
D.设太阳质量为 ,太阳半径为 ,太阳的密度为 ,则有
地球绕太阳转动,由万有引力提供向心力可得
联立可得太阳的密度为
故D错误。
5.
A.风力一直做正功,故A错误
C.从点运动到点过程中,合力对小球先做负功再做正功,根据动能定理知动能先减小后增加,故C错误:
D.在这过程的某一时刻,合力与速度垂直,功率为零,故D正确:
B.风力一直做正功,机械能一直增加,故 B错误。
6.【答案】
解:根据电场线的分布可知,带电球体和一可视为点电荷的带电小球带异种电荷,但不能确定带电性质,故A错误;
B.带电球体不能看成点电荷,所以点的电势一定不为零,且,两点电场强度方向不同,故B错误;
C.根据对称性可知,、两点的电场强度大小相等,电势也相等,所以将带电粒子从点移到点电势能变化量为零,电场力做功也为零,故C正确;
D.点在小球和带电球体的连线上,且二者带异种电荷,结合库仑定律分析可知,点的电场强度大小大于、两点的电场强度,故D错误。
7.【答案】
、设微粒带电量为,质量为,由题意,,则,
,,则合场强,方向与夹角斜右上方,故将该带电微粒从点无初速度释放,其不沿的角平分线所在直线运动,故AB错误;
C、将粒子运动分解在和两个方向,则有
,,
,,
联立得,故C错误;
D、
画出粒子轨迹图,设粒子与交点为,由正弦定理

得,
将粒子运动分解在和两个方向,则有
,,
,,
联立得,故D正确。
8.【答案】
A.由几何关系可得 ,弹簧的原长为 ,则 点弹簧的伸长量为 ,弹性势能为
环的动能为
选项A正确;
B. 点弹簧的伸长量为 ,弹性势能为
环从 到 ,弹簧弹性势能减小量
由能量守恒可得环的机械能增加量为
选项B错误;
C.由能量守恒可得
解得
选项C错误;
D.环在 点时,弹簧的弹力
把弹簧对环的弹力与环的重力的合力
分别沿着斜面和垂直斜面分解,环在 点的合力等于 沿斜面向上的分力,则有
综合解得
选项D正确。
9.【答案】
、由于球沿斜槽无摩擦滑动,系统具有相同的加速度,则有,解得,做匀加速直线运动,隔离对小孩和抱枕分析,有,解得加速度,则,故A错误,B正确;
C、对抱枕分析,受重力、拉力、小孩对抱枕的作用力,因为沿绳子方向合力为零,平行导轨方向的合力为,可知小孩对抱枕的作用力与绳子在同一条直线上,即垂直于导轨向下,故C正确;
D、对人和抱枕整体分析,根据平行四边形定则知,绳子的拉力,抱枕对小孩的作用力方向沿绳子方向向上,大小为,则绳子拉力与抱枕对小孩的作用力之比为:,故D错误。
10.【答案】
A.根据,因为物体通过段与通过段所用时间相等,所以,故A正确;
B.由于点速度不为,所以:,故B错误;
由位移差公式有:
点速度为:
由速度位移公式有:
根据几何关系有:
联立解得:,故D正确,C错误;
故选:。
11.【答案】之间均可
之间均可
【解析】从曲线Ⅱ可读出,拉力最大时点与点的距离为左右,对绳子的结点进行受力分析如答图所示,重物受力平衡,在水平方向上有 ,则对应曲线Ⅰ、Ⅱ的交点时,,由答图可知此时离较近,当到与的距离相等对应曲线Ⅰ、Ⅱ交点的右侧某处时,,则,故可推断曲线Ⅱ为的曲线,曲线Ⅰ为的曲线.
通过的分析结果和曲线的变化趋势,可知受到最大拉力的是点所在的立柱.
曲线Ⅰ、Ⅱ相交处,,根据力的正交分解,有 , ,对绳子,由几何关系得 联立以上方程解得.
12.【答案】;

大于;


【解析】由气垫导轨的性质可知物体经过光电门的速度为,根据机械能守恒:
需要测量的是测出钩码质量和带长方形遮光条的滑块总质量、遮光条的宽度,故需要测量工具为游标卡尺和天平,B正确;
将气垫导轨放在水平桌面上,将导轨调至水平,拉力在水平方向,需要测量、和、这些物理量;先开启气泵,然后释放滑块,读出遮光条通过光电门的挡光时间,实验装置用到了气垫导轨,不需要平衡摩擦力,故不妥当的操作步骤是;
滑块从静止释放运动到光电门的过程中,系统的重力势能减少量为;
若系统符合机械能守恒定律,测得的物理量应满足的关系式为;
若气垫导轨左端的滑轮调节过高,使得拉动物块的绳子与气垫轨道之间存在夹角,如下图:
重力势能减小量的测量值为,而重力势能减少量的实际值应该为,三角形边长一定大于另外两边长之差,则一定有,则重力势能减小量的测量值大于真实值;
根据机械能守恒可得:,整理可得:,
则有:,解得:。
13.设斜面倾角为 ,小球从运动到挡板,即在时间内由速度时间公式和牛顿第二定律可得 , ,
小球从挡板运动到点,即在 时间内由速度时间公式和牛顿第二定律可得 , ,
又有,
联立解得 , , , ;
由分析可知 , , ,
解得;
根据 图像,之间位移大小为,
设小球从运动到的时间为,由位移时间公式,则有,
解得,
则。

14.根据电容的定义,得,
代入数据得;
由题图可知右极板与电源正极连接,右极板带正电,小球向右偏,小球带负电,
电场强度,
分析小球受力可得,
代入数据得;
小球距右极板的距离,
水平方向的加速度,
设小球撞到极板的时间为,

代入数据得。
15.恰能无碰撞进入细管道时,则从点反向平抛,恰好从点进入斜面轨道,根据平抛规知,小球点的速度大小,,
可解得;
分析可得,小钢球在磁性轨道上运动时,从下向上刚过点时最容易脱离磁性轨道,满足
从点到点运动过程中机械能守恒
解得

因滑块与钢球质量相等发生对心弹性撞击
滑块碰撞前的速度与钢球碰撞后的速度相等交换速度,则
分析滑块在斜面向上运动的过程,根据动能定理得:
解得
从点飞出的方向恒定,根据平抛速度和位移关系可知


要使得能恰好无碰撞进入,其速度大小为
斜面上滑块重力和摩擦力做功都与斜面长度成正比,根据动能定理
综合上述式子解得

“八卦”轨道需在斜面右侧,且 ,可得的范围

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