吉林省长春市东北师范大学附属中学2024-2025学年高二下学期物理大练习（12）

吉林省长春市东北师范大学附属中学 2024-2025学年下学期高二年级物理学科大练习（12） 考试时间：75分钟 满分：100分 一、选择题（1-8单选，9-12多选，每题5分，共计60分，对而不全得3分） 1．四个水球可以挡住一颗子弹！如图所示，是《国家地理频道》的实验示意图，直径相同（约30cm左右）的4个装满水的薄皮气球水平固定排列，子弹射入水球中并沿水平线做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，气球薄皮对子弹的阻力忽略不计。以下判断不正确的是（ ） A．子弹在每个水球中的速度变化量相同 B．子弹依次穿过每个小球所用的时间之比为 C．子弹依次进入每个小球时的速度之比为2：：：1 D．子弹穿出第3个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等 2．如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为（ ） A． B． C． D． 3．质量为的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，为半圆的最低点，为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动，力的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ） A．推力先增大后减小 B．凹槽对滑块的支持力先减小后增大 C．墙面对凹槽的压力先增大后减小 D．水平地面对凹槽的支持力先减小后增大 4．架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，电线呈现如图所示的两种形状，下列说法中正确的是（ ） A．夏季、冬季电线对电线杆的拉力一样大 B．夏季电线杆对地面的压力较大 C．夏季电线对电线杆的拉力较大 D．冬季电线对电线杆的拉力较大 5．蓝牙耳机是将蓝牙技术应用在免持耳机上，让使用者可以免除电线的牵绊。但蓝牙耳机与手机等设备实现无线连接需要在一定距离范围内。已知某蓝牙耳机连接的最远距离为5m，小明和小红两位同学做了一个有趣的实验。小红佩戴蓝牙耳机，小明携带手机进行检测，如图甲，时两名同学同时从起跑线，分别沿两条相距4m的平行直线跑道向同一方向运动，其图像如图乙，则在整个运动过程中，手机连接蓝牙耳机的总时间为（ ） A．4s B．7s C．7.5s D．10s 6．如图所示，顶角为θ的光滑圆锥体固定在水平面上，一质量为m的均质圆环套在圆锥体上,重力加速度大小为g，下列判断正确的是（ ） A．圆锥体对圆环的弹力方向垂直于圆锥的侧面 B．圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上 C．圆环的张力为零 D．圆环的张力方向指向圆环的圆心 7．如图所示，一轻杆两端分别固定着质量为mA和mB的两个小球A和B（均可视为质点）。将其放在一个直角形光滑槽中，已知轻杆与槽右壁成α角，槽右壁与水平地面成θ角时，两球刚好能平衡，且α≠θ，则A、B两小球的质量之比为（ ）    A． B． C． D． 8．如图所示，一质量为m的铁环套在粗糙的水平横杆上，通过细线连接一质量也为m的小球，小球还用一水平细线拉着。保持环和小球的位置不变，横杆的位置逐渐按图示方向转到竖直位置，在这个过程中环与杆相对静止，则（ ） A．连接环和小球的细线拉力增大 B．杆对环的作用力增大 C．杆对环的弹力一直减小，最小值为mg D．杆对环的摩擦力先减小后增大，最大值为2mg 9．赛龙舟是端午节的传统活动。下列和图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有（　　） A． B． C． D． 10．许多工厂的流水线上安装有传送带，如图所示传送带由驱动电机带动，传送带的速率恒定，运送质量为的工件，将工件轻放到传送带上的A端，每当前一个工件在传送带上停止滑动时，后一个工件立即轻放到传送带上。工件与传送带之间的动摩擦因数，传送带与水平方向夹角，工件从A端传送到B端所需要的时间为。取，工件可视作质点。关于工件在传送带上的运动，下列说法正确的是（　　） A．加速过程的加速度大小为 B．加速运动的距离为 C．两个相对静止的相邻工件间的距离为 D．A、B两端的距离为 11．物理兴趣小组的同学用两个相同的遥控小车沿直线进行追逐比赛，两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中，A小车安装加速度传感器，B小车安装速度传感器，两车初始时刻速度大小均为=30m/s，A车在前、B车在后，两车相距100m，其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示，规定初始运动方向为正方向。下列说法正确的是（　　） A．t=3s时两车间距离为25m B．3~9s内，A车的加速度大小与B车的加速度大小相等 C．0~9s内两车最近距离为10m D．0~9s内两车必能相遇一次 12．（A）如图所示是一个简易起吊设施的示意图，AC是质量不计的撑杆，A端与竖直墙用铰链连接，一滑轮固定在A点正上方，C端吊一重物，BC绳连接在滑轮与C端之间。现施加一拉力F缓慢将重物P向上拉，在AC杆达到竖直前（ ） A．BC绳中的拉力FT越来越大 B．BC绳中的拉力FT越来越小 C．AC杆中的支撑力FN大小不变 D．AC杆中的支撑力FN越来越小 12．（B）如图所示，学校门口水平地面上有一质量为m的石墩，石墩与水平地面间的动摩擦因数为μ，工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时，两平行轻绳与水平面间的夹角均为θ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）    A．人受到两轻绳拉力的合力大小为 B．减小夹角θ，轻绳的合拉力可能减小 C．轻绳的合拉力最小值为 D．轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力也最小 二、实验题（12分） 13．某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50 Hz。在纸带上打出的点中选出零点，每隔4个点取1个计数点。因保存不当，纸带被污染。如图所示A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离。xA＝16.6 mm、xB＝126.5 mm、xD＝624.5 mm，若无法再做实验，可由以上信息推知： （1）相邻两计数点的时间间隔为 s； （2）打C点时物体的速度大小为 m/s（结果保留两位有效数字）； （3）物体的加速度大小为 （用xA、xB、xD和f表示）； 三、计算题（本题共3小题，共28分） 14．（10分）如图所示，不计重力的细绳AB与竖直墙面夹角为60°，轻杆BC与竖直墙面夹角为30°，杆可绕C点自由转动，若细绳AB能承受的最大拉力为200N，轻杆能承受的最大压力为300N，与物体相连的细绳能承受足够大的拉力，则在B点最多能挂多重的物体？ 15（A）．（18分）图甲所示为一种自动感应门，其门框上沿的正中央安装有传感器，传感器可以预先设定一个水平感应距离，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于水平感应距离时，中间的两扇门分别向左右平移。当人或物体与传感器的距离大于水平感应距离时，门将自动关闭。图乙为该感应门的俯视图，O点为传感器位置，以O点为圆心的虚线圆半径是传感器的水平感应距离，已知每扇门的宽度为d，运动过程中的最大速度为，门开启时先做匀加速运动而后立即以大小相等的加速度做匀减速运动，当每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为d，不计门及门框的厚度。 （1）求门从开启到单扇门位移为d的时间； （2）若人以的速度沿图乙中虚线AO走向感应门，人到达门框时左右门分别向左向右移动的距离不小于，那么设定的传感器水平感应距离R至少应为多少？ 15（B）．（18分）雪灾天气造成输电线被厚厚的冰层包裹（如图甲），使相邻两个铁塔间的拉力大大增加，导致铁塔被拉倒、压塌（如图乙），电力设施被严重损毁，给这些地方群众的生产生活造成了极大不便和巨大损失．当若干相同铁塔等高、等距时，可将之视为如图丙所示的结构模型．已知铁塔（左右对称）质量为m，塔基宽度为d。相邻铁塔间输电线的长度为L，其单位长度的质量为m0，输电线顶端的切线与竖直方向成θ角。已知冰的密度为ρ，设冰层均匀包裹输电线上，且冰层的横截面为圆形，其半径为R（输电线的半径可忽略）． （1）每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少？ （2）被冰层包裹后，输电线在最高点、最低点所受的拉力大小分别为多少？ 答案及解析 1． 【答案】A 【详解】A．子弹做匀减速运动，通过相同位移的时间逐渐增大，所以子弹在每个水球中运动的时间不同，而加速度相同，有知，子弹在每个水球中的速度变化量不同，故A错误； B．子弹的运动可看作反向的初速度为0的匀加速直线运动，对于初速度为零的匀加速直线运动，通过连续相等位移的时间之比为，则子弹依次穿过每个小球所用的时间之比为，故B正确； C．子弹的运动可看作反向的初速度为0的匀加速直线运动，根据x=at2可得逆向子弹依次进入每个小球时的时间之比为，根据可知逆向子弹依次进入每个小球时的速度之比为，则子弹依次进入每个小球时的速度之比为 ，故C正确； D．子弹恰好能穿出第4个水球，则根据B项分析知子弹穿过第4个水球的时间与子弹穿过前3个水球所用时间相同，则子弹穿出第3个水球时的瞬时速度即为中间时刻的速度，与全程的平均速度相等，故D正确。 故选A。 2． 【答案】C 【详解】当木板与水平面的夹角为时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图 沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力 根据平衡条件可知 对B物块受力分析如图 沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力 根据平衡条件可知 两式相加，可得 解得 故选C。 3． 【答案】C 【详解】AB ．对滑块受力分析，由平衡条件有 滑块从A缓慢移动B点时，越来越大，则推力F越来越大，支持力N越来越小，所以AB错误； C．对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为 则越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以C正确； D．水平地面对凹槽的支持力为 则越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误； 故选C。 4． 【答案】D 【详解】ACD．对电线受力分析可知冬季电线拉力的夹角更大，合力不变则可得冬季对电线杆的拉力较大，故AC错误，D正确； B．求夏季电线杆对地面的压力可以把杆和电线看作整体，所以电线杆对地面的压力大小始终等于电线杆和电线整体重力之和，故B错误． 故选D. 点睛：本题重点考查共点力平衡的条件及其应用（若合力大小方向始终不变且分力大小始终相等，则分力夹角越大，分力也越大）以及整体法求整体对地面的压力． 5． 【答案】C 【详解】两人同时同地出发，根据图像可知，当速度相同时，两人第一次相距最远，图像面积表示位移，所以沿运动方向 此时两人距离为 所以此时不会断开连接；假设经过时间恰好断开连接，则沿运动方向 此时两人距离为 联立解得 故选C。 6． 【答案】B 【详解】AB．因为圆环受重力和圆锥体对圆环的作用力处于平衡，则圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上，且圆锥体对圆环的作用力等于圆环的重力，即 F=mg 故B正确，A错误； CD．圆环的张力不为零，方向沿圆环的切线方向，选项C错误，D错误； 故选B。 【点睛】分析张力时可采用微元法进行分析，要注意明确绳上的张力与弹力之间的关系；并能正确根据共点力的平衡进行分析求解。 7． 【答案】D 【详解】A，B各受三个力而平衡，在沿斜槽方向，对A球有 对B球有 联立解得 故D正确。    8． 【答案】D 【详解】A．保持环和小球的位置不变，细线与竖直方向的夹角不变，根据平衡条件有 细线的拉力为 故连接环和小球的细线拉力不变，故A错误； B．环受到重力、细线的拉力、杆的作用力，由于重力和细线的拉力不变，故杆对环的作用力保持不变，故B错误； CD．杆的位置由水平转到竖直位置的过程中，由于细线的拉力与环重力的合力保持不变，方向斜向右下，设杆转动的角度为，根据平衡条件可知，杆对环的弹力为 其中 ， 杆的位置由水平转到竖直位置的过程中，逐渐增大，杆对环的弹力先增大后减小，对环的摩擦力为 其中 ， 杆的位置由水平转到竖直位置的过程中，逐渐增大，杆对环的摩擦力先减小再增大，杆对环的摩擦力在水平时为 杆对环的摩擦力在竖直时为 杆对环的摩擦力最大值为，故C错误，D正确。 故选D。 9． 【答案】BD 【详解】A．此图是速度图像，由图可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲乙船头并齐，故A错误； B．此图是速度图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度图像中图像与横轴围成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲丙船头会并齐，故B正确； C．此图是位移图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲丁船头并齐，故C错误； D．此图是位移图像，交点表示相遇，所以甲戊在中途船头会齐，故D正确。 故选BD。 10． 【答案】AC 【详解】A．工件加速过程，根据牛顿第二定律有 解得 故A正确； B．加速过程，根据速度与位移的关系有 解得 故B错误； C．工件加速经历时间 根据先加速后匀速，由于每当前一个工件在传送带上停止滑动时，后一个工件立即轻放到传送带上，则两个相对静止的相邻工件间的距离为 故C正确； D．工件从A端传送到B端所需要的时间为 则工件匀速的位移为 A、B两端的距离 故D错误。 故选AC。 11． 【答案】BC 【详解】A．在0~3s内A车做加速度为-10m/s2的减速运动，因a-t图像的面积等于速度的变化量，可知经过3s，A的速度减为零，A车的位移 B车的位移 即t=3s时两车间距离为 选项A错误；     B．3~9s内，A车的加速度大小5m/s2；B车的加速度大小 可知两车加速度大小相等，选项B正确； C．两车速度相等时相距最近，则在3~9s内在t=6s时两车速度相等，此时两车的速度均为v=15m/s ，则0~6s内A车的位移 B车的位移 此时两车最近距离为 选项C正确； D．在t=6s时B车在A车后距离A车最近，以后A车速度大于B车，两车距离逐渐变大，可知0~9s内两车不可能相遇一次，选项D错误。 故选BC。 12．（A） 【答案】BC 【详解】作出C点的受力示意图，如图所示 由图可知力的矢量三角形与几何三角形ABC相似。根据相似三角形的性质得 == 解得BC绳中的拉力为 FT=GAC杆中的支撑力为 FN=G 由于重物P向上运动时，AB、AC不变，BC变小，故FT减小，FN大小不变，故选BC。 12．（B） 【答案】BC 【详解】A．对石墩受力分析，由平衡条件可知 ，， 联立解得 故A错误； BC．拉力的大小为 其中，可知当时，拉力有最小值，即减小夹角，轻绳的合拉力可能减小，故B正确； 拉力的最小值为，C正确； D．摩擦力大小为 可知增大夹角，摩擦力一直减小，当趋近于时，摩擦力最小，故轻绳的合拉力最小时，地面对石墩的摩擦力不是最小，故D错误。 故选BC。 13． 【答案】 0.1 2.5 【详解】（1）[1]打点计时器打出的点每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为 T＝＝0.1 s （2）[2]根据匀变速直线运动在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得 vC＝＝2.5 m/s （3）[3]匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大，即 Δx＝aT2 故有 xBC＝xAB＋aT2 xCD＝xBC＋aT2＝xAB＋2aT2 xBD＝2xAB＋3aT2 所以 a＝＝＝ 14． 【答案】。 【详解】将物体对B点的拉力F进行分解，显然F=G 假设绳与轻杆均被不拉断。 当细绳承受的拉力F1最大时，轻杆所受的压力 当轻杆承受的压力F2最大时，细绳所受的拉力 由此可以当物体的重力逐渐增加时，轻杆承受的压力先达到最大。此时物体的重力达到最大。 当F2=300N时， 所以在B端所挂物体的最大重力为。 15（A）． 【答案】（1）；（2）3d 【详解】（1）依题意，门先做匀加速后做匀减速，有 解得 （2）依题意，人在感应区运动的最短时间为 根据运动的对称性可知，门匀加速过程的时间为 匀减速运动过程，运用逆向思维，可得 可得门运动的位移恰好为的时间为 联立，解得 15（B）． 【答案】（1）πρR2Lg；（2）， 【详解】（1）相邻铁塔间输电线上结冰的体积为 冰的质量 根据受力平衡，每个塔收到两个拉力F，每根输电线受到两个拉力，根据相互作用 对输电线分析可得两个拉力的合力为输电线重力，同样对塔受力分析，两个拉力F合力也等于输电线重力，所以结冰后塔受到的压力增加值等于冰的质量即 （2）对一根输电线受力分析，受到重力和两个拉力作用，受力分析如下图，根据对称性，两个拉力大小相等，根据力合成的矢量法则则有 即得最高点拉力 最低点，输电线趋于水平，绳子最低点张力即等于最高点拉力的水平分力．因此最低点张力 试卷第2页，共17页 - 18 - 学科网（北京）股份有限公司 $