2014届武汉市武昌区高二下学期期末调研考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

下列有关物理学家和他们的贡献的叙述中正确的是

A．平均速度、瞬时速度以及加速度的概念是由伽利略首先建立起来的

B．伽利略通过斜面实验研究自由落体运动规律，推翻了绵延几千年的、由亚里士多德提出的“物体下落的快慢由它们的重量决定”的论断

C．亚里士多德最早指出力不是维持物体运动的原因

D．牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量

2. 难度：简单

关于超重和失重，下列说法中正确的是

A．处于超重状态的物体，其加速度方向可能向下

B．处于失重状态的物体一定是在向下加速运动

C．绕地球做匀速圆周运动的卫星内的物体处于完全失重状态

D．物体超重时，所受重力增加了；物体失重时，所受重力减小了

3. 难度：中等

一物体自t = 0时开始做直线运动，其速度图线如图所示，下列选项正确的是

A．在0~6s内，物体通过的路程为40m

B．在0~6 s内，物体离出发点最远为30m

C．在0~6 s内，物体的平均速度为6.67 m/s

D．在4 s ~ 6 s内，物体的平均速度为5m/s

4. 难度：中等

钓鱼岛自古以来就是中国的固有领土，但日本政府一再挑衅，并于去年九月发起购岛闹剧。对此包括港澳台在内，全国上下共同掀起保钓高潮。中国人民解放军做为坚强后盾更是频频亮剑，一批批重量级装备纷纷闪亮出场。国产最先进武装直升机武直—10（WZ—10）已经进行多次试飞，右下图为一架WZ—10在钓鱼岛海域用“拖曳扫雷具”进行近岛扫除水雷演习模拟图。拖曳型扫雷具质量为m，由于近岛海水的流动对扫雷具产生水平方向的冲击力，使轻质软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成θ角，已知扫雷具所受的浮力不能忽略，下列说法正确的是

A．WZ—10受重力、软绳的拉力、空气的阻力三个力的作用而处于平衡状态

B．绳子的拉力大小为

C．扫雷具受到的浮力大小一定等于mg

D．扫雷具受到海水的水平方向的作用力小于绳子的拉力

5. 难度：中等

如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点，另一端B用轻绳悬挂一重为G的物体，另一根轻绳系着B端并绕过定滑轮C，用力F拉绳，开始时∠BAC＞90°，现使∠BAC缓慢变小，直到杆AB接近竖直杆AC。此过程中

A．力F大小不变

B．力F逐渐增大

C．两段绳对轻杆B端的作用力的合力大小不变

D．两段绳对轻杆B端的作用力的合力先减小后增大

6. 难度：中等

如图所示，形状都为长方体的A、B两物块叠放在一起，A、B间接触面粗糙，它们以沿斜面向上的相同初速度冲上一足够长的光滑斜面。在A、B运动的过程中，下列判断正确的是

A．上升过程中，B物块受到沿接触面向上的摩擦力

B．上升和下滑过程中，B物块始终不受摩擦力

C．下滑过程中，A、B两物块将发生相对滑动

D．A、B两物块上升至最高点时，它们均处于平衡状态

7. 难度：中等

如图所示，A为“静止”于赤道上随地球自转的物体，B为赤道上空的近地卫星，C为地球的同步卫星，若它们的运动都可视为匀速圆周运动，则比较三个物体的运动情况，下列判断正确的是

A．三者角速度的大小关系为ω_A = ω_B = ω_C

B．三者线速度的大小关系为v_A < v_B < v_C

C．三者向心加速度大小关系为a_A > a_B > a_C

D．三者的周期关系为T_B < T_C = T_A

8. 难度：中等

如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直轻质弹簧并保持静止，用大小等于的恒力F竖直向上拉B，当上升距离为h时B与A开始分离。下列说法正确的是

 

A．B与A刚分离时，弹簧为原长

B．B与A刚分离时，A与B的加速度相同

C．弹簧的劲度系数等于

D．从开始运动到B与A刚分离的过程中， B物体的动能先增大后减小

9. 难度：中等

质量为的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为，在物体下落的过程中，下列说法正确的是     

A．物体的重力势能减少了

B．物体克服空气阻力所做的功为

C．物体的机械能减少了

D．物体动能增加了

10. 难度：中等

质量为0.2 kg的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度图线分别如图所示，由图可知

A．最初4 s内物体的位移大小为8m

B．5 s末物体的加速度大小为3 m/s²

C．从开始至6 s末物体先做曲线运动后做直线运动

D．从开始至6 s末物体所受合外力做的总功为 - 2 J

二、填空题

11. 难度：中等

如图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料，当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号立即转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来。

(1)若图乙中示波器显示屏上横向的每小格对应的时间为1.00×10^-2s（即乙图中t轴每大格表示5.00×10^-2s），则圆盘的转速为________r/s。(保留3位有效数字)

(2)若测得圆盘直径为11cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm。(保留3位有效数字)

三、实验题

12. 难度：中等

(8分)如图所示为“探究加速度与物体受力和质量的关系”实验装置图。图中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车A后边连接着纸带，纸带可由接了50 H_Z交流电源的电火花打点计时器打出点迹。小车（含小车上放的砝码）的质量为m₁，小桶（含桶内放的砝码）的质量为m₂。

（1）下列说法正确的是    

A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

B．实验时应先释放小车后接通电源

C．在用图像探究加速度与质量关系时，为了便于分析，应作图像

D．本实验m₂应远大于m₁

（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，只是把长木板放于水平面上便进行实验，他测量得到的a－F图像可能是图中的图线     。(选填“甲”、“乙”、“丙”)

（3）如图所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度大小为  m/s²。（结果保留二位有效数字）

四、计算题

13. 难度：中等

(9分) 杭州市民吴菊萍徒手勇救小妞妞，被誉为“最美妈妈”。 设妞妞的质量m =10kg，从离地h₁ =21.5 m高的阳台掉下，在妞妞开始掉下时，吴菊萍立刻奔跑到达妞妞的正下方，站立着张开双臂在距地面高度为h₂ =1.5m处接到妞妞，缓冲到地面时速度恰好为零。空气阻力不计，取g =10m/s²。求：

（1）妞妞在被接到前下落的时间t₁ ；

（2）在缓冲过程中吴菊萍对妞妞做的功W和吴菊萍对妞妞的平均作用力F的大小。

14. 难度：困难

如图所示，竖直平面内的轨道由一半径为4R、圆心角为的圆形的光滑滑槽C₁和两个半径为R的半圆形光滑滑槽C₂、C₃以及一个半径为2R的半圆形光滑圆管C₄组成，C₄内径远小于R。C₁、C₂、C₃、C₄各衔接处平滑连接。现有一个比C₄内径略小的、质量为m的小球，从与C₄的最高点H等高的P点以一定的初速度向左水平抛出后，恰好沿C₁的A端点沿切线从凹面进入轨道。已知重力加速度为g。求：

（1）小球在P点开始平抛的初速度的大小；

（2）小球能否依次顺利通过C₁、C₂、C₃、C₄各轨道而从I点射出？请说明理由；

（3）小球运动到何处，轨道对小球的弹力最大？最大值是多大？

15. 难度：中等

（1）（6分）下列说法正确的是（选对一个给2分，选对两个给4分，选对三个给6分，选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．布朗运动虽然不是液体分子的运动，但是它可以说明分子在永不停息地做无规则运动

B．只要知道水的摩尔质量和一个水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数

C．在使两个分子间的距离由很远（r ＞10^–9 m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大

D．通过科技创新，我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机

E．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同

（2）（5分）在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：

①取纯油酸1.00mL注入容量为250mL的瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.00mL为止，恰好共滴了100滴；

③在浅盘内注入约2cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，油酸在水面上会很快散开，形成一油酸薄膜，待薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；

④将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多已知边长的小正方形的坐标纸上，计算出轮廓范围内正方形的总数，由小正方形边长和小正方形的总个数计算得此油膜面积为3.60×10²cm²。

利用上述实验数据可求得油酸分子的直径为        m。（保留3位有效数字）

（3）（9分)如图所示，竖直放置的、左端封闭、右端开口的U形管中用水银柱封住一段空气柱L，当空气柱的温度为t₁=7℃时，左臂水银柱的高度h₁ =15cm，右臂水银柱的高度h₂ = 10 cm，气柱长度L₁=20cm；仅将管内被封住的空气柱加热到t₂=127℃且稳定时，图中的h₁变为h₁′= 10cm。不考虑水银和管的热胀冷缩，大气压强始终不变。当时的大气压强多大？（单位用cmHg）

16. 难度：困难

（1）（6分）如图所示为某一时刻简谐波的图像，波的传播方向沿x轴正方向。下列说法正确的是（选对一个给2分，选对两个给4分，选对三个给6分，选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．质点A、D的振幅相等

B．在该时刻质点B、E的速度大小和方向都相同

C．在该时刻质点A、C的加速度为零

D．在该时刻质点D的速度方向为-y方向

E．图中所有质点都做简谐运动且振动周期相同

（2）（5分）几名学生进行野外考察，登上一山峰后，他们想粗略测出山顶处的重力加速度。于是他们用细线拴好石块P系在树枝上以O点为悬点做成一个简易单摆，如图所示。然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。同学们首先测出摆长L，然后将石块拉开一个小角度，由静止释放，使石块在竖直平面内摆动（系石块的树枝始终静止），用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。

①利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g =         ；

②若振动周期测量正确，但由于难以确定石块重心，只是测出悬点O到石块上方的节点A的距离，并就把OA距离当做摆长，这样计算出来的山顶处重力加速度值比真实值         （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

(3)(9分)两束平行的、同频率的红色细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示。已知其中一条光线始终不改变传播方向穿过玻璃，它的入射点是O；另一条光线的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点。已知玻璃截面的圆半径为R，，，光在真空中的速度为c。求：

① 玻璃材料对该红光的折射率；

② 光从A点到达P点的时间。

17. 难度：中等

（1）（6分）下列说法正确的是（选对一个给2分，选对两个给4分，选对三个给6分，选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型

B．在很多核反应中，由于有核能的释放，所以才会有质量的亏损

C．对放射性物质施加压力，其半衰期将减少

D．入射光的频率如果低于某金属的截止频率，即使增加该入射光的强度，也不能使该金属发生光电效应

E．康普顿效应不仅表明了光子具有能量，还表明了光子具有动量

（2）（5分）如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。在氢原子核外电子由量子数为 2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中，将      （填“吸收”、“放出”）光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应，则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁的过程中，有      种频率的光子能使该金属产生光电效应。

（3）（9分) 如图所示，一质量m₁= 0.48kg的平板小车静止在光滑的水平轨道上。车顶右端放一质量m₂= 0.2kg的小物块，小物块可视为质点。现有一质量m₀= 0.02kg的子弹以水平速度射中小车左端，并留在车中，最终小物块以5m/s的速度与小车脱离。子弹与车相互作用时间极短。g取10 m/s²。求：

① 子弹刚刚射入小车时，小车速度v₁的大小；

② 小物块脱离小车时，小车速度v₁′的大小。