1、山西省太原市致远实验中学2019-2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）一、选择题（本大题共12个小题，每小题4分，共48分。其中1-7题只有一个选项符合题意，8-12题有多个选项符合题意，全选对的给4分，选对选不全的给2分，有错选的不给分，请将正确选项填写到答题纸的相应位置）1.物理学中研究问题有多种方法，有关研究问题的方法叙述错误的是（）A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了等效替代的思想B. 伽利略通过理想斜面实验指出力不是维持物体运动的原因C. 根据速度的定义式，当t非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法D. 探究加速度
2、与力、质量三个物理量之间的定量关系，采用了控制变量的研究方法【答案】A【解析】【详解】A质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法，故A错误；B伽利略根据理想斜面实验提出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，故B正确；C速度的定义，表示平均速度，当t 0时，表示物体在t时刻的瞬时速度，是采用数学上极限思想方法，故C正确；D探究加速度与力、质量三个物理量之间的定量关系，采用了控制变量的研究方法，故D正确。题干要求选错误的，故选A。2.如图所示的位移（x）时间（t）图象和速度（v）时间（t）图象中给出了四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，下列说法中正确
3、的（ ）A. 甲车做直线运动，乙车做曲线运动B. 0t1时间内，甲车通过的路程小于乙车通过的路程C. 0t2时间内，丙、丁两车的相对位移在t2时刻取极大值D. 0t2时间内，丙、丁两车的平均速率相等【答案】C【解析】【详解】A由图象可知：甲做匀速直线运动，乙做速度越来越小的变速直线运动故A错误B在t1时刻两车的位移相等，又都是单向直线运动，所以两车路程相等故B错误C由图象与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在t2时刻面积差最大，所以丙、丁两车的相对位移在t2时刻取极大值故C正确D0t2时间内，丙车的位移小于丁车的位移，时间又相等，而平均速度等于位移除以时间，所以丙车的平均速度小于丁车的平
4、均速度故D错误3.一块砖放在一长木板表面的中间，长木板放在水平地面上，现缓慢抬起木板一端，而保持另一端不动，关于砖所受的摩擦力F，下列叙述正确的是 ( )A. 随着木板倾角的增大而减小B. 滑动前后，F均随着木板倾角的增大而增大C. 滑动前，F随着木板倾角的增大而减小；砖开始滑动后，F随着木板的倾角的增大而增大D. 滑动前，F随着木板倾角的增大而增大；砖开始滑动后，F随着木板的倾角的增大而减小【答案】D【解析】【详解】在砖滑动之前，物体受到的摩擦力等于重力分力，即，故摩擦力随角度的增大而增大；而在砖块滑动之后，变成了滑动摩擦力，摩擦力的大小，因夹角增大，减小，故滑动摩擦力减小，D正确4.如图所
5、示，两个质量均为m的物体分别挂在支架上的B点（如图甲所示）和跨过滑轮的轻绳BC上（如图乙所示），两图中物体均处于平衡状态，图甲中轻杆AB可绕A点转动，图乙中水平轻杆一端A插在墙壁内，已知 = 30，则图甲中轻杆AB受到绳子的作用力F1和图乙中滑轮受到绳子的作用力F2分别为（）A. 、B. 、C. 、D. 、【答案】A【解析】【详解】ABCD甲图中，结点受BC绳子的拉力T、重力mg和AB杆子的支持力FN，如图所示根据平衡条件和几何关系得，轻杆AB受到绳子的作用力乙图中，绳子对滑轮的作用力应是两股绳的合力，如图所示根据平行四边形定则得，滑轮受到绳子的作用力故A正确，BCD错误。故选A。5.如图所示
6、，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为的固定斜面C匀速下滑，则()A. A、B间没有静摩擦力B. A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C. A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsin D. A与B间的动摩擦因数tan 【答案】C【解析】试题分析：对B物体受力分析，根据共点力平衡可以得出A受力的情况，得出AB间摩擦力的大小及方向再对整体受力分析可得出A受斜面的摩擦力情况A、对B受力分析可知，B受重力、支持力；将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力，要使B能匀速下滑，受力一定平衡，故A对B应有沿斜面向上的摩擦力；故A错误；B、由牛顿第三定律可知，A受到
7、B的摩擦力应沿斜面向下，故B错误；C、对整体分析，并将整体重力分解，可知沿斜面方向上，重力的分力与摩擦力等大反向，故A受的滑动摩擦力沿斜面向上，大小为2mgsin，故C正确；D、由于AB间为静摩擦力，无法确定动摩擦因数，故D错误；故选C考点：共点力平衡的条件及其应用；滑动摩擦力；静摩擦力和最大静摩擦力；力的合成与分解的运用点评：在求摩擦力时，一定要先判断物体受到的力是动摩擦力还是静摩擦力；若为静摩擦力，可由受力平衡进行分析；但如果是滑动摩擦力，可以由滑动摩擦力的公式求出，但是要注意物体也可能处于平衡状态，故也可以由共点力的平衡求出6.如图所示为氦离子的能级图，一群氦离子处于基态，用某种频率的光
8、照射后，跃迁到n = k能级，处于n = k能级的氦离子向低能级跃迁时，放出的光子的最大能量为48.4eV，则下列说法正确的是（）A. 该群处于基态的氦离子吸收的光子的能量大于48.4eVB. 该群处于基态的氦离子吸收光子后，处在n = 4能级C. 处于n = k能级的氦离子共可以辐射出3种不同频率的光子D. 处于n = k能级的氦离子至少需要吸收3.4eV的能量才能电离【答案】C【解析】【详解】AB这群处于n = k能级的氦离子向低能级跃迁时，直接跃迁到基态时放出的光子的能量最大，由于放出的光子的最大能量为48.4eV，因此k = 3，故处于基态的氦离子跃迁到n = 3能级时，吸收的光子的能
9、量为48.4 eV，故AB错误；C由可知，一群处于n = 3能级的氦离子共可以辐射出3种不同频率的光子，故C正确；D处于n = 3能级的氦离子至少需要吸收6.0 eV的能量才能电离，故D错误。故选C。7.如图所示为粮袋的传送装置，已知A、B间长度为L，传送带与水平方向的夹角为，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）A. 粮袋到达B点的速度与v相比较，可能大，也可能相等或小B. 粮袋开始运动的加速度为g（sin cos），若L足够大，则粮袋最后将以速度v做匀速运
10、动C. 若 tan，则粮袋从A到B一定一直做加速运动D. 不论大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a gsin【答案】A【解析】【详解】A粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于或等于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v，故A正确；B粮袋开始时受到沿斜面向下滑动摩擦力，大小为mgcos，根据牛顿第二定律得到，加速度a = g（sin + cos），若 tan，则重力沿传送带的分力大于滑动摩擦力，故a的方向一直向下，粮袋从A到B一
11、直是做加速运动，可能是一直以g（sin + cos）的加速度匀加速，也可能先以g（sin + cos）的加速度匀加速，后以g（sin cos）匀加速；故B错误；C若 tan，粮袋从A到B可能是一直做加速运动，有可能在二者的速度相等后，粮袋做匀速直线运动，故C错误；D由上分析可知，粮袋从A到B不一定一直匀加速运动，故D错误。故选A。8.如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法中正确的是：（ ）A. B与水平面间的摩擦力增大B. 绳子对B的拉力增大C. 悬于墙上的绳所受拉力不变D. A
12、、B静止时，图中、三角始终相等【答案】AD【解析】试题分析：细绳的弹力F始终等于物块A的重力，大小不变，B选项错；物块B与水平面间的摩擦力，将物块B移至C点，细绳与水平面的夹角变小，所以f变大，A正确；因拉A的绳子与拉B的绳子力相等，而拉滑轮的力与两绳子的力的合力大小相等，故拉滑轮的力应这两绳子拉力的角平分线上，故、三角始终相等，D正确；由于两绳间夹角增大，而两拉力不变，故悬于绳上的绳子的拉力将减小，故C错误考点：共点力平衡条件及应用 力的合成与分解9.如图所示，三个质量均为m的物块a、b、c，用两个轻弹簧和一根轻绳相连，挂在天花板上，处于静止状态现将b、c之间的轻绳剪断，下列说法正确的是（
13、）A. 在刚剪断轻绳的瞬间，b的加速度大小为gB. 在刚剪断轻绳的瞬间，c的加速度大小为2gC. 剪断轻绳后，a、b下落过程中加速度相等的瞬间，两者之间的轻弹簧一定处于原长状态D. 剪断轻绳后，a、b下落过程中，两者一直保持相对静止【答案】BC【解析】【分析】根据剪断细绳的瞬间，绳的弹力立即消失，而这一瞬间弹簧的形变量没有发生变化而弹簧弹力不变，进而根据牛顿第二定律分析加速度情况；根据受力情况分析a和b的运动情况【详解】剪断弹簧的瞬间，绳的弹力立即消失，而弹簧弹力瞬间不变；对b根据牛顿第二定律可得，解得，方向向下；c上面的弹簧在绳子剪断前的弹力等于总重，即3mg，剪断细线后对c根据牛顿第二定律
14、可得，解得，方向向上，A错误B正确；剪断轻绳后，a、b下落过程中加速度相等的瞬间，此时二者的加速度都为g，弹簧弹力为零，两者之间的轻弹簧一定处于原长状态，C正确；剪断轻绳后，a、b下落过程中，二者在开始的一段时间内加速度不同，所以两者不会保持相对静止，D错误【点睛】本题是力学中的瞬时问题，关键是先根据平衡条件求出各个力，然后根据牛顿第二定律列式求解加速度；同时要注意轻弹簧的弹力与行变量成正比，来不及突变，而细线的弹力是有微小形变产生的，故可以突变10.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
15、=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. 木板的质量为1kgB. 2s4s内，力F的大小为0.4NC. 02s内，力F的大小保持不变D. 物块与木板之间的动摩擦因数为0.2【答案】AB【解析】【详解】结合两图像可判断出0-2s物块和木板还未发生相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，此过程力F等于f，故F在此过程中是变力，即C错误；2-5s内木板与物块发生相对滑动，摩擦力转变为滑动摩擦力，由牛顿运动定律，对2-4s和4-5s列运动学方程，可解出质量m
16、为1kg，2-4s内的力F为0.4N，故A、B正确；由于不知道物块的质量，所以无法计算它们之间的动摩擦因数,故D错误.11.用如图甲所示的装置研究光电效应现象闭合开关S，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，b)，下列说法中正确的是()A. 普朗克常量为hB. 断开开关S后，电流表G的示数为零C. 仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D. 保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变【答案】AD【解析】【详解】根据Ekm=hv-W0得，纵轴
17、截距的绝对值等于金属的逸出功，等于b当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为v0=a，那么普朗克常量为，故A正确；电键S断开后，因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电流表G的示数不为零，故B错误；根据光电效应方程可知，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，故C错误；若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目不变，那么电流表G的示数会不变，故D正确12.如图所示，质量为m的小球用两细线悬挂于A、B两点，小球可视为质点，水平细线OA长L1，倾斜细线OB长为L2，与竖直方向夹角为，现两细线均绷紧，小球运动过程中不计空气阻力，重力加速度为g，下列论述中
18、正确的是（）A. 在剪断OA现瞬间，小球加速度大小为gtanB. 剪断OA后，小球将来回摆动，小球运动到B点正下方时细线拉力大小为C. 剪断OB线瞬间，小球加速度大小为gsinD. 剪断OB线后，小球从开始运动至A点正下方过程中，重力功率先增大后减小【答案】BD【解析】【详解】A剪断细线AO的瞬间，小球开始做竖直面内的圆周运动，其线速度为零，所以沿半径方向的加速度为零，只有沿切线方向的加速度。由牛顿第二定律有，沿半径方向沿切线方向解得故A错误；B剪断AO后，设小球运动到B点正下方时的速度大小为v，由动能定理得在最低点，设小球运动到B点正下方时细线拉力大小为F，由牛顿第二定律得联立解得故B正确；
19、C剪断OB线瞬间，小球做自由落体运动，加速度为g，故C错误；D剪断OB线后，设小球与水平方向的夹角为时，速度为v1，则此时重力的瞬时功率根据数学知识可知，当0 90时，重力功率P先增大后减小，故D正确。故选BD。二、实验题（本大题共2个小题，共14分）13.某同学用如图甲所示的装置研究合力与分力之间是否遵从平行四边形定则，实验步骤如下：（1）用图钉把白纸固定在水平的木板上，将橡皮条的一端固定在板上某点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。（2）用两个弹簧秤分别拉住两个细绳套，互成角度地施加水平拉力，把橡皮条与绳套的结点拉到某一位置O，用铅笔在白纸上描下此位置，记录_。图中F2为_N。（3）用一个弹簧
20、秤拉橡皮条，把橡皮条与绳套的结点拉到_位置，记录弹簧秤拉力F的大小和方向。（4）如图乙，在白纸上已作出F的图示及F2的方向，根据图中标度作出F2的图示_。（5）以OF1，OF2为邻边画平行四边形，作出所夹对角线F，比较F和F，如果满足_，就可说明合力与分力之间遵从平行四边形定则。【答案】 (1). 此时两个弹簧测力计的拉力F1、F2的大小和方向 (2). 4.50 (3). O (4). (5). F和F的大小和方向近似相同【解析】【详解】（2）1为了研究合力与分力的关系，应该记录两个弹簧测力计的拉力F1、F2的大小和方向。2弹簧测力计的最小刻度为0.1 N，可知弹簧秤的读数为4.50 N。（
21、3）3为了使一根弹簧秤的作用效果与两根弹簧秤共同的作用效果相同，应该把橡皮条与绳套的结点拉到相同的位置，即O位置。（4）4根据力的标度，按照力的方向做出力的图示，如图所示（5）5如果在误差允许的范围内，实际合力F和理论合力F基本重合，可知合力与分力之间遵从平行四边形定则。14.为了探究物体质量一定时加速度与力关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为滑轮的质量力传感器可测出轻绳中的拉力大小(1) 实验时，一定要进行的操作是_A用天平测出砂和砂桶的质量B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一
22、条纸带，同时记录力传感器的示数D为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M.(2) 甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_m/s2(结果保留三位有效数字)(3) 甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的aF图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_A. B. m0 C.m0 D. (4) 乙同学根据测量数据作出如图所示的aF图线，该同学做实验时存在的问题是_【答案】 (1). BC (2). 200 (3). C (
23、4). 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】【详解】（1）本题拉力可以由传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AD错误；实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数，故C正确（2）根据，运用逐差法得（3）由牛顿第二定律得，则，a-F图象的斜率，则小车的质量，故C正确（4）当F不等于零，加速度a仍然为零，可知实验中没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，小车质量不变时，加速度与拉力成正比
24、，对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数三、计算题（本大题共4个小题，共38分）15.如图所示，质量为m1 kg的物体置于倾角为37的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t10.5 s时撤去拉力，物体速度与时间(vt)的部分图像如图所示(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)问：(1) .拉力F的大小为多少？(2) .物体沿斜面向上滑行的最大距离s为多少？【答案】(1)24 N(2)6 m【解析】【分析】根据速度时间图线求出匀减速直线运动的加速度大小，根据速度时间图线求出匀加速直线运动的加速度大小，根据牛顿第二定律求出拉力F的大小；v-t图象与时间
25、轴包围的面积表示位移大小【详解】(1)设物体在力F作用时的加速度为a1，撤去力F后物体的加速度为a2，根据图像可知：力F作用时，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知：Fmgsin mgcos ma1撤去力F后对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知：(mgsin mgcos )ma2，解得：F24 N(2)设撤去力F后物体运动到最高点所用时间为t2，此时物体速度为零，可得：向上滑行的最大距离：【点睛】本题考查了动力学知识与图象的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解16.如图所示，一足够长的固定光滑斜面倾角=37，两物块A、B的质量=1kg、=4kg两物
26、块之间的轻绳长L=05m，轻绳可承受的最大拉力为T=12N，对B施加一沿斜面向上的力 F，使A、B由静止开始一起向上运动，力F逐渐增大， g取10m/s2（sin37=06，cos37=08）。(1)若某一时刻轻绳被拉断，求此时外力F的大小；(2)若轻绳拉断瞬间A、B的速度为3m/s，绳断后保持外力F不变，求当A运动到最高点时，A、B之间的距离。【答案】（1）；（2）【解析】详解】（1）若某一时刻轻绳被拉断，此时T=12N，对A、B整体分析，根据牛顿第二定律得F（mA+mB）gsin=（mA+mB）a对A物体TmAgsin=mAa代入数据解得F=60N（2）设沿斜面向上为正，对A物体mAgsi
27、n=mAaA解得aA=-6m/.因为v0=3m/s，所以A物体到最高点时间为t=s=0.5s此过程A物体的位移为xA=t=0.75m对B物体FmBgsin=mBaB，解得aB=9m/xB=v0t+aB=（30.5+9）m=2.625m所以两者间距为x=xBxA+L代入数据解得：x=2.375m17.如图所示，质量为M = 1.0 kg的光滑弧形槽AB静止在光滑的水平地面上，其半径为R = 0.7m，弧形槽过B点的切线竖直，用质量为m = 1.0 kg的小球将弹簧压缩在竖直墙上并锁定，弹簧储存的弹性势能为50 J。解除锁定后，小球脱离弹簧冲上弧形槽，并能从弧形槽的最高点B冲出，重力加速度g= 1
28、0 m/s2，小球可视为质点，忽略空气阻力。求：（1）小球冲出弧形槽最高点后做什么运动，上升最大高度为多少；（2）小球落回弧形槽后，与弧形槽分离，滑上水平地面时的速度是多少；（3）小球从冲出B点到再次落回到弧形槽时，弧形槽向前运动了多长。【答案】（1）斜上抛运动；1.8m；（2）0；（3）6m【解析】【详解】（1）设解除锁定后，小球获得的速度为v0，由能量守恒得当小球冲出槽的最高点时，两者在水平方向共速，设此时小球水平速度为vx，竖直速度为vy，由水平方向动量守恒和机械能守恒得联立解得，所以小球相对于斜槽做竖直上抛运动，相对于地面做斜上抛运动。设小球上升的最大高度为h，则解得（2）小球落回弧形
29、槽后，与弧形槽分离，滑上水平地面时，设小球和圆弧槽的速度分别为v1和v2，取水平向右为正方向，由系统水平方向动量守恒和机械能守恒得联立代入数据解得，故小球落回弧形槽后，与弧形槽分离，滑上水平地面时的速度为0。（3）由得所以小球在空中运动的总时间为小球从冲出B点到再次落回到弧形槽时，弧形槽向前运动的距离为18.质量为m=1.0kg的小滑块（可视为质点）放在质量为m=3.0kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为=0.2，木板长L=1.0m开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F=12N，如图所示，经一段时间后撤去F为使小滑块不掉下木板，试求：(1)用水平恒力F作用的最长时间；(2)水平恒力F做功的最大值【答案】(1)1 s (2)8 J【解析】(1)撤力前木板加速，设加速过程的位移为x1，加速度为a1，加速运动的时间为t1；撤力后木板减速,设减速过程的位移为x2，加速度为a2，减速运动的时间为t2，由牛顿第二定律得撤力前:F(m+M)g=Ma1解得撤力后：(m+M)g=Ma2解得 ，为使小滑块不从木板上掉下,应满足x1+x2L，又a1t1=a2t2由以上各式可解得t11 s所以水平恒力作用的最长时间为1 s.(2)由上面分析可知,木板在拉力F作用下的最大位移可得F做功最大值
