精品解析：北京市北京师范大学第二附属中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题

北京师大二附中2023—2024学年高二年级第二学期 物理期末测试题 第Ⅰ卷（选择题42分） 一、单项选择题：本大题共10小题，共30分。每小题选对得3分，选错和不选得零分。 1. .教科书中这样表述牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．其中“改变这种状态”指的是改变物体的（   ） A. 速度 B. 加速度 C. 位置 D. 受力 【答案】A 【解析】 【详解】一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，有外力作用后，物体的速度发生变化，即不再是匀速直线运动状态或静止状态，所以“改变这种状态”指的是改变物体的速度． A. 速度，与结论相符，选项A正确； B. 加速度，与结论不相符，选项B错误； C. 位置，与结论不相符，选项C错误； D. 受力，与结论不相符，选项D错误． 2. 关于加速度，下列说法正确的是 A. 物体速度变化越大，加速度越大 B. 物体速度变化越快，加速度越大 C. 物体位置变化越大，加速度越大 D. 物体位置变化越快，加速度越大 【答案】B 【解析】 【详解】加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，分式，物体速度变化越快，加速度越大，故B正确，ACD错误． 故选B。 3. 下列情景中，物体M所受摩擦力f的示意图正确的是（　　） A. 物体静止在粗糙的水平面上 B. 汽车停在斜坡上 C. 物体贴着竖直墙面自由下落 D. 瓶子被握在手中处于静止状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体静止在粗糙水平面上，但没有相对运动或相对运动趋势，则没有摩擦力，故A错误； B．汽车停在斜坡上，由于有下滑趋势，因此受到沿着斜坡上的静摩擦力，故B正确； C．物体虽贴着竖直墙面，但由于自由下落，因此与竖直墙面没有压力，则没有摩擦力，故C错误； D．瓶子被握在手中处于静止状态，依据平衡条件，则瓶子受到的静摩擦力与重力平衡，方向竖直向上，故D错误。 故选B。 4. 一个物体受多个水平恒力作用静止在光滑水平面上．现在仅使其中一个力F1的大小按照如图所示的规律变化．此过程中，该物体受到的合外力大小F合 、加速度大小a、速度大小v、位移大小x的变化情况正确的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．原来物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，使其中的一个力保持方向不变、大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中，则物体的合力从零开始逐渐增大，又逐渐减小恢复到零，故A错误； B．根据牛顿第二定律知，物体的加速度从零开始先增大后减小到零，故B错误； C．物体先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，根据速度图象的斜率等于加速度可知，速度图象的斜率先增大后减小，故C正确； D．物体一直做加速运动，位移始终增大，故D错误． 5. 木块A、B的重力分别为50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间的水平轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用的水平拉力作用在木块B上，如图所示，力F作用后（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（  ） A. 木块A所受摩擦力大小是12.5N B. 木块A所受摩擦力大小是11.5N C. 木块B所受摩擦力大小是9N D. 木块B所受摩擦力大小是7N 【答案】C 【解析】 【详解】CD．A木块与地面间的最大静摩擦力为 fAm=μGA=0.25×50N=12.5N B木块与地面间的最大静摩擦力为 fBm=μGB=0.25×60N=15N 弹簧弹力为 F1=kx=400N/m×0.02m=8N 用F=1N的水平拉力作用在木块B上，木块B受弹簧向右的弹力为8N，拉力F为1N，则此二力的合力为9N，小于木块B的最大静摩擦力，故根据共点力的平衡条件可得木块B所受静摩擦力为9N，方向向左，故C正确，D错误； AB．木块A受到向左的弹力为8N，小于木块A的最大静摩擦力，故根据共点力的平衡条件可得木块A所受静摩擦力为8N，方向向右，故AB错误。 故选C。 6. “套圈圈”是小孩和大人都喜爱的一种游戏，游戏规则是：游戏者站在界外从手中水平抛出一个圆形圈圈，落下后套中前方的物体，所套即所得。小孩站立抛出圈圈并套取了前方一物体，若大人也抛出圈圈并套取了前方同一物体，忽略空气阻力，则（　　） A. 大人站在小孩同样的位置，以等大的速度抛出圈圈 B. 大人站在小孩同样的位置，以较小的速度抛出圈圈 C. 大人退后并下蹲至与小孩等高，以等大的速度抛出圈圈 D. 大人退后并下蹲至与小孩等高，以较小的速度抛出圈圈 【答案】B 【解析】 【详解】AB．套圈做平抛运动，则 解得 大人的高度h较大，则大人站在小孩同样的位置，水平位移x相同，则v0较小，即大人以较小的速度抛出圈圈，A错误，B正确； CD．大人退后并下蹲至与小孩等高，即h相同，x变大，则v0要变大，即大人要以较大的速度抛出圈圈，CD错误。 故选B。 7. 如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止在小车右端。B与小车平板间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为（重力加速度为g）（ ） A mg，竖直向上 B. mg，斜向左上方 C. mgtan θ，水平向右 D. mg，斜向右上方 【答案】D 【解析】 【详解】以A为研究对象，分析受力如图： 根据牛顿第二定律得 解得 方向水平向右。 小车对B的摩擦力为 方向水平向右 小车对B的支持力大小为 N=mg 方向竖直向上 则小车对物块B产生的作用力的大小为 方向斜向右上方 选项D正确，ABC错误。 故选D。 8. 某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，让乘客乘坐更为舒适，如图所示。下列选项正确的是（　　） A. 当此车匀速上坡时，乘客受到三个力的作用 B. 当此车匀速上坡时，乘客受到两个力的作用 C. 当此车加速上坡时，乘客受到向后的摩擦力作用 D. 当此车减速上坡时，乘客所受合力沿斜坡向上 【答案】B 【解析】 【详解】AB．当此车匀速上坡时，乘客处于平衡状态，乘客受到竖直向下的重力与座椅竖直向上的支持力两个力的作用，故A错误，B正确； C．当此车加速上坡时，乘客的加速度方向沿斜坡向上，乘客受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力与水平向前的摩擦力作用，故C错误； D．此车减速上坡时，乘客的加速度方向沿斜坡向下，由牛顿第二定律可知，乘客所受合力方向沿斜坡向下，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，质量为和的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力作用下，先沿水平面，再沿斜面（斜面与水平面成角），最后竖直向上运动．则在这三个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是（ ） A. 由大变小 B. 由小变大 C. 始终不变 D. 由大变小再变大 【答案】C 【解析】 【详解】设细线上的张力为F1，选受力少的物体m1为研究对象，在水平面上运动时 F1－μm1g＝m1a 选m1、m2整体为研究对象，在水平面上运动时 F－μ（m1＋m2）g＝（m1＋m2）a 联立解得 在斜面上运动时，选受力少的物体m1为研究对象 F1－m1gsinθ－μm1gcosθ＝m1a 在斜面上运动时，选m1、m2整体为研究对象 F－（m1＋m2）gsinθ－μ（m1＋m2）gcosθ＝（m1＋m2）a 联立解得 竖直向上运动，选受力少的物体m1为研究对象 竖直向上运动，选m1、m2整体为研究对象 联立解得 故ABD错误。故C正确。 故选C。 10. 如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端与A物体相连接，将B物体放置在A物体的上面，A、B的质量都为m，初始时两物体都处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体B上，使物体B开始向上做匀加速运动，拉力F与物体B的位移x的关系如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（　　） A. 物体B位移为4cm时，弹簧处于原长状态 B. 物体B的加速度大小为5m/s2 C. 物体A的质量为4kg D. 弹簧劲度系数为5N/cm 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．当物体B位移为4cm时，物体A、B仍有向上的加速度，此时弹簧产生的向上的弹力大于物体A的重力，所以弹簧处于压缩状态，选项A错误； BC．设力F未作用时弹簧的压缩量为x0，则有 kx0＝2mg 设物体A、B的共同加速度大小为a，则当 F＝F1＝20N 时，由牛顿第二定律得 F1＋kx0－2mg＝2ma 当 F＝F2＝50N 时，物体A、B刚好分离，对物体B有 F2－mg＝ma 以上各式联立可解得 a＝2.5m/s2，m＝4kg 选项B错误，C正确； D．当物体A、B刚好分离时，对物体A有 k（x0－x）－mg＝ma 将x＝0.04m代入解得 k＝7.5N/cm 选项D错误。 故选C。 二、多项选择题：本大题共4小题，共12分。每题给出的四个选项中，有多个选项正确，每小题选对得3分，漏选给2分，错选0分。 11. 质点做直线运动的速度—时间图像如图所示，则该质点（　　） A. 在第1秒末加速度方向发生了改变 B. 在第2秒末加速度方向发生了改变 C. 在前2秒内发生的位移为零 D. 第1秒末和第3秒末的位置相同 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图像中，图像的斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向，斜率的绝对值表示加速度的大小，根据图像可知，1秒前图像斜率为正值，1秒后斜率开始变为负值，即在第1秒末加速度方向发生了改变，故A正确； B．结合上述，在第2秒前后图像的斜率均为负值，可知，在第2秒末加速度方向没有发生改变，故B错误； C．图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，可知，在前2秒内发生的位移为 故C错误； D．结合上述可知，前1秒内的位移 前2秒内的位移 由于 可知，第1秒末和第3秒末的位置相同，故D正确。 故选AD。 12. 如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度v0＝0.02m/s匀速上浮的同时，玻璃管沿 x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动。测出 t 时刻R的 x、y 坐标值分别为0.25m和0.10m。则此时（　　） A. 玻璃管的速度的大小为 0.05m/s B. 玻璃管加速度的大小为 0.02m/s2 C. 蜡块的运动轨迹方程为 D. 蜡块的运动轨迹方程为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．蜡块水平方向做匀加速运动，则 竖直方向做匀速运动 解得 t=5s vx=0.1m/s a=0.02m/s2 选项A错误，B正确； CD．由 消掉t解得 选项C正确，D错误。 故选BC。 13. 如图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体到传送带左端的距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时（v1<v2），绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法正确的是（　　） A. F1<F2 B. F1＝F2 C. t1一定大于t2 D. t1可能等于t2 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．剪断细绳前，物体处于静止状态，根据受力平衡可得 可得 可知绳中的拉力与传送带速度无关，故有 故A错误，B正确； CD．绳子断开后，木块受重力、支持力和向左的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有 解得 木块可能一直向左做匀加速直线运动；也可能先向左做匀加速直线运动，等到速度与传送带速度相同，然后一起匀速运动；由于，若两种情况下木块都是一直向左做匀加速直线运动，由 可得 若传送带速度为时，木块先向左做匀加速直线运动，等到速度与皮带速度相同，然后一起匀速运动；传送带速度为时，木块一直向左做匀加速直线运动，则；若两种情况下木块都是先向左做匀加速直线运动，等到速度与皮带速度相同，然后一起匀速运动，则，故C错误，D正确。 故选BD。 14. 如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平，t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力，细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示，木板与实验台之间的摩擦可以忽略，重力加速度取g=10m/s2，由题给数据可以得出（　　） A. 2s~4s内，物块与木板之间的滑动摩擦力为0.2N B. 0~2s内，力F的大小保持不变 C. 2s~4s内，力F的大小为0.4N D. 木板的质量为1kg 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由图像可知，在2s~4s内物块与木板间为滑动摩擦力，大小为0.2N，故A正确； B．0~2s内物块所受的静摩擦力逐渐增大，而木板处于静止，有 则拉力F的大小逐渐增大，故B错误； CD．由图像可知，内，木板做匀加速运动的加速度大小为 设木板的质量为，物块的质量为，物块与木板之间的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律可得 而 在时撤去外力后，4s~5s内木板做匀减速运动的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 联立解得 ， 故CD正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题58分） 三、实验题：本题共3小题，共18分 15. 图甲为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的示意图。图甲中A为橡皮条的固定端、O为橡皮条与两条细绳OB和OC的结点，图乙为某次实验中在白纸上画出的力的图示。 （1）关于本实验的操作过程，下列描述正确的是 A. 为了方便测量，实验时两细绳OB、OC必须相互垂直 B. 只需记录结点O的位置及OB、OC细绳拉力大小 C. 橡皮筋的反向延长线必须是两条细绳夹角的角平分线 D. 同时改变两条细绳的拉力，可以保持结点O的位置不变 （2）图乙中F为用一个测力计拉橡皮条的力，F与F＇方向一定沿AO方向的是______________。（填“F”或“”） （3）图丙是某次实验记录的部分信息，其中合力F=6N，分力方向确定、与合力F夹角为，则另一分力的最小值是______________N。 【答案】（1）D （2）F （3）3 【解析】 【小问1详解】 A．为了实验的准确性，实验时两细绳OB、OC的夹角应适当大一点，没必要一定成90°，A错误； B．每次实验必须将橡皮条的末端点拉至同一位置，并记录OB、OC细绳拉力大小及方向，B错误； C．OB、OC细绳拉力大小可以不相等，故橡皮筋的反向延长线不一定是两条细绳夹角的角平分线，C错误； D．同时改变两条细绳的拉力，可以保持结点O的位置不变，D正确。 故选D。 【小问2详解】 图乙中F为用一个测力计拉橡皮条的力，故F沿橡皮条的拉伸方向即沿AO方向；是F1、F2合力的理论值，吻合平行四边形的对角线。 【小问3详解】 当时，F1最小，如图 16. 在“探究弹力和弹簧伸长关系”实验中，分别使用两条不同的轻质弹簧a和b做实验，得到了弹力F与弹簧长度l关系的图像，如图所示．由图可知：弹簧a的原长比弹簧b的原长_________（选填“长”、“短”）．弹簧a的劲度系数比弹簧b的劲度系数_________（选填“大”、“小”）． 【答案】 ①. 短 ②. 大 【解析】 【详解】根据胡克定律得：F=k△x=k（l-l0），l是弹簧的长度，l0是弹簧的原长，由数学知识知：F-l图象的斜率等于k，横截距表示弹簧的原长．所以有：l0a＜l0b；ka＞kb． 点睛：本题关键根据胡克定律得到F与l的关系式，注意运用数学知识理解F-l图象的意义，明确斜率和横截距的物理意义 17. 图甲所示为某同学研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图。 （1）下面列出了一些实验器材：打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂桶和砂、刻度尺。除以上器材外，还需要的实验器材有（　　） A. 秒表 B. 天平（附砝码） C. 低压交流电流 D. 低压直流电源 （2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力：请简要说明实验操作步骤：____________________________________________________；以及判断恰好补偿了上述阻力的实验现象依据：______________________________________。 （3）实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是__________，这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以变为小车所受拉力几乎不变。 （4）如图乙所示，A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的间隔为T，A、B间的距离为x1、B、C间的距离为x2，则小车的加速度a=__________，已知，，，则a=__________m/s2（结果保留2位有效数字）。 （5）在做该实验时，另一位同学以小车的加速度的倒数为纵轴，以上车和车上砝码的总质量M为横轴，描绘出图像，假设实验中他已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，但m与M并没满足本实验所需的条件；则从理论上分析，图丙中能够正确反映他所得到的关系的示意图是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）BC （2） ①. 见解析 ②. 见解析 （3） （4） ①. ②. 0.56 （5）C 【解析】 【小问1详解】 打点计时器需要连接低压交流电流；需要用天平测量小车的质量；通过打点计时器可以知道纸带上计数点间的时间间隔，所以不需要秒表。 故选BC。 【小问2详解】 [1]实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动； [2]判断恰好补偿了上述阻力的实验现象依据是：纸带上相邻的点迹间距相等，则说明小车做匀速直线运动，恰好补偿了阻力。 【小问3详解】 以为对象，根据牛顿第二定律可得 以为对象，根据牛顿第二定律可得 联立可得 可知为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是：。 【小问4详解】 [1]根据 可得小车的加速度为 [2]代入数据可得 【小问5详解】 实验中他已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，但m与M并没满足本实验所需的条件；以为对象，根据牛顿第二定律可得 以为对象，根据牛顿第二定律可得 联立可得 故选C。 四、解答题：本题包括4小题，共40分。解答时，在题纸上应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，案中必须明确写出数值和单位。 18. 如图所示，一个质量为10kg的箱子，在水平推力F的作用下静止在倾角为37°的斜面上。已知箱子与斜面间的动摩擦因数为0.5，斜面足够长，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）若要使箱子和斜面间的摩擦力刚好为零，推力F应为多大？ （2）若撤去推力F，a．箱子沿斜面下滑的加速度是多大？b．箱子下滑4m时速度是多大？ 【答案】（1）75N；（2）a．2 m/s2，b．4 m/s 【解析】 【详解】（1）受力分析如图 根据平衡条件可得 代入数据，解得 F=75 N （2）a．设箱子沿斜面下滑的加速度为a，由牛顿第二定律可得 代入数据，解得 a=2m/s2 b．设箱子下滑x=4m时速度的速度为v，根据运动学公式 v2=2ax 代入数据，解得 v=4m/s 19. 某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0 = 2.0m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h = 20m，空气阻力忽略不计，取重力加速度g = 10m/s2。 （1）求小球下落的时间t； （2）求小球释放点与落地点之间的水平距离x； （3）以释放点为坐标原点，初速度方向为x轴方向，竖直向下为y轴方向，建立平面直角坐标系，写出小球运动的轨迹方程。 【答案】（1）2s；（2）4m；（3） 【解析】 【详解】（1）由竖直方向自由落体可得 代入数据解得 t = 2s （2）小球水平方向匀速直线运动，因此 x = v0t = 2 × 2m = 4m （3）小球水平方向匀速直线，竖直方向自由落体 x = v0t 联立解得 20. 如图所示，将小物体（可视为质点）置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的恒力F拉动纸板，拉力大小不同，纸板和小物体的运动情况也不同．若纸板的质量m1=0.1kg，小物体的质量m2=0.4kg，小物体与桌面右边缘的距离d=0.15m，已知各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2．求： （1）当小物体与纸板一起运动时，桌面给纸板的摩擦力大小； （2）拉力F满足什么条件，小物体才能与纸板发生相对滑动； （3）若拉力作用0.3s时，纸板刚好从小物体下抽出，通过计算判断小物体是否会留在桌面上． 【答案】（1）1N；（2）F＞2Ｎ时小物体与纸板有相对滑动；（3）小物体不会留在桌面上 【解析】 【详解】⑴当小物体与纸板一起运动时，桌面给纸板的滑动摩擦力 代入数据，解得 f1=1N （2）在力F作用下，纸板和小物体一起加速运动，随力F增大，加速度增大，小物体受到的静摩擦力也增大，直到达到最大静摩擦力 小物体的加速度为两者一起运动的最大加速度 根据牛顿第二定律有 解得 Fm==2N F>2N时小物体与纸板有相对滑动 ⑶纸板抽出前，小物体在滑动摩擦力作用下做加速运动，加速度为 0.3s离开纸板时通过的距离 =0.09m 速度 0.6m/s 纸板抽出后，小物体在桌面上受滑动摩擦力作用做匀减速运动，加速度大小也为a2，小物体减速运动可能的最大距离为 则小物体在桌面上可能运动的总距离 因此小物体不会留在桌面上。 21. 如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，模拟升国旗过程。运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力F，并描绘出v-F-1图像。假设某次实验得到的图像如图乙所示，其中第一个时间段内线段AB与v轴平行，第二个时间段内线段BC的延长线过原点，第三个时间段内拉力F和速度v均与C点的坐标对应，大小均保持不变，因此图像上没有反映。实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s，速度增加到vC=3.0m/s，此后物体做匀速运动。取重力加速度g=10m/s2，滑轮质量、摩擦和其他阻力均可忽略不计。 （1）在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一个时间段内和第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变。 a．请指出保持不变的物理量分别是哪些； b．求出这些不变的物理量的大小； （2）求t=1.4s时间内重物通过的总路程。 【答案】（1）a．拉力、加速度和功率；b．6N，，12W；（2）3.15m 【解析】 【详解】（1）a．有图像可知，第一段的图像是一条竖直的直线，故其第一段不变量的拉力、加速度，第而段的图像是一条倾斜的直线，根据功率的定义可知，第二段的不变量是功率。 b．由图象可知，第一时间段内重物所受拉力 设重物质量为，重物加速 第三个时间段内重物所受拉力 联立解得 在第二段时间内，拉力功率 （2）设第一段时间为，重物在这段时间内的位移为，则 设第二段时间为，则 重物在这段时间内的位移为，根据动能定理有 解得 所以被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程 【点睛】理解图像中各物理量的意义，明确图像形状所表示的物理意义。明确力与速度之间的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 北京师大二附中2023—2024学年高二年级第二学期 物理期末测试题 第Ⅰ卷（选择题42分） 一、单项选择题：本大题共10小题，共30分。每小题选对得3分，选错和不选得零分。 1. .教科书中这样表述牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．其中“改变这种状态”指的是改变物体的（   ） A 速度 B. 加速度 C. 位置 D. 受力 2. 关于加速度，下列说法正确的是 A. 物体速度变化越大，加速度越大 B. 物体速度变化越快，加速度越大 C. 物体位置变化越大，加速度越大 D. 物体位置变化越快，加速度越大 3. 下列情景中，物体M所受摩擦力f的示意图正确的是（　　） A. 物体静止在粗糙的水平面上 B. 汽车停在斜坡上 C. 物体贴着竖直墙面自由下落 D. 瓶子被握在手中处于静止状态 4. 一个物体受多个水平恒力作用静止在光滑水平面上．现在仅使其中一个力F1的大小按照如图所示的规律变化．此过程中，该物体受到的合外力大小F合 、加速度大小a、速度大小v、位移大小x的变化情况正确的是 A B. C. D. 5. 木块A、B的重力分别为50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间的水平轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用的水平拉力作用在木块B上，如图所示，力F作用后（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（  ） A. 木块A所受摩擦力大小是12.5N B. 木块A所受摩擦力大小是11.5N C. 木块B所受摩擦力大小是9N D. 木块B所受摩擦力大小是7N 6. “套圈圈”是小孩和大人都喜爱的一种游戏，游戏规则是：游戏者站在界外从手中水平抛出一个圆形圈圈，落下后套中前方的物体，所套即所得。小孩站立抛出圈圈并套取了前方一物体，若大人也抛出圈圈并套取了前方同一物体，忽略空气阻力，则（　　） A. 大人站在小孩同样位置，以等大的速度抛出圈圈 B. 大人站在小孩同样的位置，以较小的速度抛出圈圈 C. 大人退后并下蹲至与小孩等高，以等大的速度抛出圈圈 D. 大人退后并下蹲至与小孩等高，以较小速度抛出圈圈 7. 如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止在小车右端。B与小车平板间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为（重力加速度为g）（ ） A. mg，竖直向上 B. mg，斜向左上方 C. mgtan θ，水平向右 D. mg，斜向右上方 8. 某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，让乘客乘坐更为舒适，如图所示。下列选项正确的是（　　） A. 当此车匀速上坡时，乘客受到三个力的作用 B. 当此车匀速上坡时，乘客受到两个力的作用 C. 当此车加速上坡时，乘客受到向后的摩擦力作用 D. 当此车减速上坡时，乘客所受合力沿斜坡向上 9. 如图所示，质量为和的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力作用下，先沿水平面，再沿斜面（斜面与水平面成角），最后竖直向上运动．则在这三个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是（ ） A. 由大变小 B. 由小变大 C. 始终不变 D. 由大变小再变大 10. 如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端与A物体相连接，将B物体放置在A物体的上面，A、B的质量都为m，初始时两物体都处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体B上，使物体B开始向上做匀加速运动，拉力F与物体B的位移x的关系如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（　　） A. 物体B位移为4cm时，弹簧处于原长状态 B. 物体B的加速度大小为5m/s2 C. 物体A的质量为4kg D. 弹簧的劲度系数为5N/cm 二、多项选择题：本大题共4小题，共12分。每题给出的四个选项中，有多个选项正确，每小题选对得3分，漏选给2分，错选0分。 11. 质点做直线运动的速度—时间图像如图所示，则该质点（　　） A. 在第1秒末加速度方向发生了改变 B. 在第2秒末加速度方向发生了改变 C. 在前2秒内发生的位移为零 D. 第1秒末和第3秒末的位置相同 12. 如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度v0＝0.02m/s匀速上浮的同时，玻璃管沿 x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动。测出 t 时刻R的 x、y 坐标值分别为0.25m和0.10m。则此时（　　） A. 玻璃管的速度的大小为 0.05m/s B. 玻璃管的加速度的大小为 0.02m/s2 C. 蜡块的运动轨迹方程为 D. 蜡块的运动轨迹方程为 13. 如图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体到传送带左端的距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时（v1<v2），绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法正确的是（　　） A. F1<F2 B. F1＝F2 C. t1一定大于t2 D. t1可能等于t2 14. 如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平，t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力，细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示，木板与实验台之间的摩擦可以忽略，重力加速度取g=10m/s2，由题给数据可以得出（　　） A. 2s~4s内，物块与木板之间的滑动摩擦力为0.2N B. 0~2s内，力F的大小保持不变 C. 2s~4s内，力F的大小为0.4N D. 木板的质量为1kg 第Ⅱ卷（非选择题58分） 三、实验题：本题共3小题，共18分 15. 图甲为“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的示意图。图甲中A为橡皮条的固定端、O为橡皮条与两条细绳OB和OC的结点，图乙为某次实验中在白纸上画出的力的图示。 （1）关于本实验的操作过程，下列描述正确的是 A. 为了方便测量，实验时两细绳OB、OC必须相互垂直 B. 只需记录结点O的位置及OB、OC细绳拉力大小 C. 橡皮筋的反向延长线必须是两条细绳夹角的角平分线 D. 同时改变两条细绳的拉力，可以保持结点O的位置不变 （2）图乙中F为用一个测力计拉橡皮条的力，F与F＇方向一定沿AO方向的是______________。（填“F”或“”） （3）图丙是某次实验记录的部分信息，其中合力F=6N，分力方向确定、与合力F夹角为，则另一分力的最小值是______________N。 16. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，分别使用两条不同的轻质弹簧a和b做实验，得到了弹力F与弹簧长度l关系的图像，如图所示．由图可知：弹簧a的原长比弹簧b的原长_________（选填“长”、“短”）．弹簧a的劲度系数比弹簧b的劲度系数_________（选填“大”、“小”）． 17. 图甲所示为某同学研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图。 （1）下面列出了一些实验器材：打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂桶和砂、刻度尺。除以上器材外，还需要的实验器材有（　　） A. 秒表 B. 天平（附砝码） C. 低压交流电流 D. 低压直流电源 （2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力：请简要说明实验操作步骤：____________________________________________________；以及判断恰好补偿了上述阻力的实验现象依据：______________________________________。 （3）实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是__________，这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以变为小车所受拉力几乎不变。 （4）如图乙所示，A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的间隔为T，A、B间的距离为x1、B、C间的距离为x2，则小车的加速度a=__________，已知，，，则a=__________m/s2（结果保留2位有效数字）。 （5）在做该实验时，另一位同学以小车的加速度的倒数为纵轴，以上车和车上砝码的总质量M为横轴，描绘出图像，假设实验中他已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，但m与M并没满足本实验所需的条件；则从理论上分析，图丙中能够正确反映他所得到的关系的示意图是（　　） A. B. C. D. 四、解答题：本题包括4小题，共40分。解答时，在题纸上应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，案中必须明确写出数值和单位。 18. 如图所示，一个质量为10kg的箱子，在水平推力F的作用下静止在倾角为37°的斜面上。已知箱子与斜面间的动摩擦因数为0.5，斜面足够长，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）若要使箱子和斜面间的摩擦力刚好为零，推力F应为多大？ （2）若撤去推力F，a．箱子沿斜面下滑的加速度是多大？b．箱子下滑4m时速度是多大？ 19. 某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0 = 2.0m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h = 20m，空气阻力忽略不计，取重力加速度g = 10m/s2。 （1）求小球下落的时间t； （2）求小球释放点与落地点之间水平距离x； （3）以释放点为坐标原点，初速度方向为x轴方向，竖直向下为y轴方向，建立平面直角坐标系，写出小球运动的轨迹方程。 20. 如图所示，将小物体（可视为质点）置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的恒力F拉动纸板，拉力大小不同，纸板和小物体的运动情况也不同．若纸板的质量m1=0.1kg，小物体的质量m2=0.4kg，小物体与桌面右边缘的距离d=0.15m，已知各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2．求： （1）当小物体与纸板一起运动时，桌面给纸板的摩擦力大小； （2）拉力F满足什么条件，小物体才能与纸板发生相对滑动； （3）若拉力作用0.3s时，纸板刚好从小物体下抽出，通过计算判断小物体是否会留在桌面上． 21. 如图甲所示，某同学用轻绳通过定滑轮提升一重物，模拟升国旗过程。运用传感器（未在图中画出）测得此过程中不同时刻被提升重物的速度v与对轻绳的拉力F，并描绘出v-F-1图像。假设某次实验得到的图像如图乙所示，其中第一个时间段内线段AB与v轴平行，第二个时间段内线段BC的延长线过原点，第三个时间段内拉力F和速度v均与C点的坐标对应，大小均保持不变，因此图像上没有反映。实验中还测得重物由静止开始经过t=1.4s，速度增加到vC=3.0m/s，此后物体做匀速运动。取重力加速度g=10m/s2，滑轮质量、摩擦和其他阻力均可忽略不计。 （1）在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一个时间段内和第二个时间段内还各有一些物理量的值保持不变。 a．请指出保持不变的物理量分别是哪些； b．求出这些不变的物理量的大小； （2）求t=1.4s时间内重物通过的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$