2022-2023学年安徽省淮北市重点学校高二（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 关于瞬时速度，下列说法错误的是( )
A. 瞬时速度是矢量，它既有大小又有方向
B. 瞬时速度可以用汽车车速表速度计测出来
C. 瞬时速度不为零时，平均速度一定不为零
D. 某时该瞬时速度的大小反映了物体此时刻的运动快慢
2. 扫地机器人因操作简单、使用方便，已逐渐走进了人们的生活。某次清扫过程中，主人时分在处启动扫地机器人，时分在处完成清扫工作，其规划清扫路线如图所示。数据表明：机器人清扫路线的总长度为，、的距离约为。下列说法正确的是( )
A. “时分”表示时间，“时分”表示时刻
B. 研究清扫路径时，可以将机器人视为质点
C. 机器人在该过程中的位移大小为
D. 机器人在该过程中的平均速度大小约为
3. 如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小石子从点抛出沿轨迹运动，其中是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则小石子竖直方向分运动的加速度大小( )
A. 点最大 B. 点最大
C. 点最大 D. 整个运动过程保持不变
4. 如图所示，足够长的倾斜传送带以恒定速率顺时针运行。一小木块以初速度从传送带的底端滑上传送带。木块在传送带上运动全过程中，关于木块的速度随时间变化关系的图像不可能的是( )
A. B.
C. D.
5. 水平转台上有质量相等的、两小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台静止，其位置如图所示俯视图，两小物块与转台间的最大静摩擦力均为，则两小物块所受摩擦力、随转台角速度的平方的变化关系正确的是
A. B.
C. D.
6. 如图所示为一拔桩机的设计示意图，绳与绳连接于点。在点施加竖直向下的力可将桩拔起。保持段绳水平，段绳竖直，更省力的措施是( )
A. 减小角，增大角 B. 减小角，减小角
C. 增大角，增大角 D. 增大角，减小角
7. 如图，汽车从静止开始通过缆绳将质量为的货物从处沿光滑斜面拉到处，此过程中货物上升高度为，到处时定滑轮右侧缆绳与水平方向间的夹角为，左侧缆绳与斜面间的夹角为，汽车的速度大小为，此时货物的速度大小为( )
A. B.
C. D.
8. 下列有关运动的说法正确的是( )
A. 图甲中球在水平面内做匀速圆周运动，球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B. 图乙中质量为的小球到达最高点时对管壁的压力大小为，则此时小球的速度一定为
C. 图丙皮带轮上点的加速度与点的加速度之比为
D. 如图丁，长为的细绳，一端固定于点，另一端系一个小球可看成质点，在点的正下方距点处钉一个钉子，小球从一定高度摆下。绳子与钉子碰撞前后瞬间绳子拉力变为原来倍。
二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）
9. 物体在力作用下将物体压在光滑的竖直墙壁上，始终处于静止状态。如图所示，当逐渐增大时，下列说法中正确的是( )
A. 受到的摩擦力有两个
B. 与间的最大静摩擦力大小随的增大而增大
C. 受到的摩擦力大小不随的增大而变化
D. 相对的运动趋势方向竖直向下
10. 已知月球的半径为，月球表面的重力加速度为，引力常量为，“嫦娥四号”离月球中心的距离为，绕月周期为。根据以上信息可求出( )
A. “嫦娥四号”绕月运行的速度为 B. “嫦娥四号”绕月运行的速度为
C. 月球的平均密度为 D. 月球的平均密度为
11. 一只质量为的乌贼吸入的水，静止在水中。遇到危险时，它在百分之一秒时间内把吸入的水向后全部喷出，以的速度向前逃窜。以下说法正确的是( )
A. 该乌贼与喷出的水的动量变化大小相等、方向相同
B. 该乌贼喷出的水的速度大小为
C. 该乌贼在这一次逃窜过程中消耗的能量为
D. 该乌贼喷出水的过程中对水的平均作用力大小为
12. 如图所示，质量相同的两小球、拴接一压缩到不能再压缩的轻弹簧，弹簧用细绳锁定。整个装置从图示位置由静止释放，此时小球距水平地面的高度为，当小球距水平地面高为时离开竖直墙面。已知重力加速度为，小球落地时的竖直速度为，落地后其竖直速度突变为，且细绳断开，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 小球离开竖直墙面后，其水平速度保持不变
B. 小球落地时，其水平速度为
C. 细绳断开后，某时刻球速度有可能为
D. 细绳断开后，球速度不可能为
三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
13. 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为的钢球直径略小于玻璃管内径逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数和弹簧上端对应的刻度尺示数，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。
利用计算弹簧的压缩量：，，_____，压缩量的平均值_____；
上述是管中增加_____个钢球时产生的弹簧平均压缩量；
忽略摩擦，重力加速度取，该弹簧的劲度系数为______。结果保留位有效数字
14. 某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，实验主要步骤如下：
调节气垫导轨水平，并将气垫导轨固定，用电子秤测得两滑块的质量分别为和；
将滑块、放在导轨上，调节的位置，使与接触时，的左端到左边挡板的距离与的右端到右边挡板的距离相等，测得；
使以一定的初速度沿气垫导轨向左运动，先后与左边挡板、碰撞，用手机的“声学秒表”软件记录从与左边挡板碰撞时刻开始到与碰撞所用的时间，分别记录从和碰撞时刻开始到各自撞到挡板所用的时间和。
请回答下列问题：
实验中，、碰撞后的运动方向相反，则应选取质量为______的滑块作为；
、从开始接触到分离，的动量减少量是_____，的动量增加量是_____；结果均保留位有效数字
、的这次碰撞是非弹性碰撞的依据是_____。
A. ． ． ．
四、简答题（本大题共2小题，共18.0分）
15. 物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中。如图所示，倾斜滑轨与水平面成角，长度，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为，货物可视为质点取，，重力加速度。
求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度的大小；
求货物在倾斜滑轨末端时速度的大小；
若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过，求水平滑轨的最短长度
16. 跑酷是时下风靡全球的时尚极限运动，一跑酷运动员在一次训练中的运动可简化为以下运动：运动员首先在平直高台上以的加速度从静止开始匀加速运动，运动的位移后，在距地面高为的高台边缘水平跳出，在空中调整姿势后恰好垂直落在一倾角为的斜面中点位置。此后运动员迅速调整姿势沿水平方向蹬出，假设该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度，，，求：
运动员从楼顶边缘跳出到落到斜面上所用的时间；
该斜面底端与高台边缘的水平距离；
若运动员水平蹬出斜面后落在地面上，求运动员的蹬出速度范围。
五、计算题（本大题共1小题，共12.0分）
17. 如图，一质量为的物块与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上：物块向运动，时与弹簧接触，到时与弹簧分离，第一次碰撞结束，、的图像如图所示。已知从到时间内，物块运动的距离为。、分离后，滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的再次碰撞，之后再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为，与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求
第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值；
第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值；
物块与斜面间的动摩擦因数。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.瞬时速度是某一时刻时的速度是矢量，它既有大小又有方向，A正确；
B.汽车车速表速度计表示的是某一时刻的速度，所以是瞬时速度，可直观的观察到，B正确；
C.瞬时速度不为零时，平均速度可能为零，例如物体运动后又回到原位置，位移为零，平均速度为零，但是在运动的过程中瞬时速度不为零，C错误；
D.某时该瞬时速度即为该时刻时的速度，所以反映了物体此时刻的运动快慢，D正确。
本题选错误的，故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查质点、时间与时刻、位移、平均速度等基本概念，掌握概念以及基本公式即可解答。
【解答】
A.“时分”表示时刻，“时分”表示时刻，故A错误；
B.科研人员研究清扫路线时，能将机器人视为质点，故B正确；
C.机器人在该过程中的位移大小为，故C错误；
D.机器人在该过程中的平均速度：，故D错误。
3.【答案】
【解析】
【分析】
对小石子受力分析，根据牛顿第二定律判断加速度的变化。
本题考查牛顿第二定律，解题关键是对小石子做好受力分析，结合牛顿第二定律判断即可。
【解答】
小石子从点到点，竖直方向受到向下的重力和向下的阻力，重力和竖直方向阻力之和产生竖直方向的分加速度，小石子速度减小，空气阻力减小，加速度减小，到点时，竖直方向加速度最小；
小石子从点到点，竖直方向受到向下的重力和向上的阻力，重力和竖直方向阻力之差产生竖直方向的分加速度，小石子速度增大，空气阻力增大，加速度减小，到点时，竖直方向加速度最小；
即整段过程中，点竖直方向的加速度最大，故A正确，BCD错误；
故选：。
4.【答案】
【解析】A.当，且木块重力沿传送带向下的分力大于木块与传送带间的滑动摩擦力时，木块滑上传送带后先相对传送带向下滑动，所受滑动摩擦力沿传送带向上，而合外力沿传送带向下，木块做匀减速运动，速度减为零后，继续相对传送带向下滑动，所以合外力不变，加速度不变，表现为图像斜率不变，木块速度开始反向增大，根据对称性可知木块返回传送带下端时速度为，故A可能；
B.当，且木块重力沿传送带向下的分力小于木块与传送带间的滑动摩擦力时，木块滑上传送带后先相对传送带向下滑动，所受滑动摩擦力沿传送带向上，合外力沿传送带向上，木块做匀加速运动，当木块速度增大至时，由于木块与传送带之间的最大静摩擦力也一定大于重力沿传送带向下的分力，所以木块将随传送带一起以运动，故B可能；
C.当，且木块重力沿传送带向下的分力大于木块与传送带间的最大摩擦力时，木块滑上传送带后先相对传送带向上滑动，所受滑动摩擦力沿传送带向下，合外力沿传送带向下，木块做匀减速运动设加速度大小为，当木块速度减小至时，将开始相对传送带向下滑动，所受滑动摩擦力变为沿斜面向上，所以木块所受合外力减小，加速度减小，表现为图像斜率变小，木块沿传送带向上做匀减速运动设加速度大小为，速度减为零之后开始沿传送带向下做匀加速运动由于合外力不变，所以加速度大小仍为，表现为图像斜率不变，根据运动学规律可知木块速度从减至的过程位移大小为
木块速度从减至的过程位移大小为
假设木块返回至传送带下端时的速度为，则木块速度从增大至的过程位移大小为
由于 ，所以有
即
而木块整个过程的位移应为零 应等于 ，上式显然不满足，故C不可能；
D.当，且木块重力沿传送带向下的分力不大于木块与传送带间的最大摩擦力时，木块滑上传送带后先相对传送带向上滑动，所受滑动摩擦力沿传送带向下，合外力沿传送带向下，木块做匀减速运动，当木块速度减小至时，将随传送带一起以运动，故D可能。
本题选不可能的，故选C。
5.【答案】
【解析】当转台的角速度比较小时，、物块做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，随着角速度增大，由 知向心力增大，此时、的摩擦力与 成正比．由于物块的转动半径大于物块的转动半径，物块的静摩擦力先达到最大静摩擦力，此后绳子出现张力，的摩擦力不变，而的摩擦力继续增大，但不与 成正比了，故A错误，B正确；刚开始转动时，由于加速度较小，物块做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，绳子没有张力，当物块的静摩擦力达到最大静摩擦力后，绳子出现张力，直到开始滑动前，所受的静摩擦力一直为最大值，故CD错误．故选B．
6.【答案】
【解析】
【分析】
分别以点和点为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出的拉力，再求出的拉力，即可分析求解．
【解答】
以结点为研究对象，分析受力情况，如图所示，
由平衡条件得：绳子的拉力大小为
再以点为研究对象，分析受力情况，如图所示，则有：，
一定，使最小，最大，故应即减小角，又减小角
故ACD错误，B正确
故选B．
7.【答案】
【解析】汽车和货物运动过程中，速度关联，如图所示
把绳子左端点的实际速度分解为沿绳和垂直于绳的两个方向，有
把绳子右端点的实际速度分解为沿绳和垂直于绳两个方向，有
联立可得
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查圆周运动的规律。解决问题的关键是清楚物体做圆周运动的向心力来源，知道传动问题中描述圆周运动的物理量之间的关系。
【解答】
A.图甲中球在水平面内做匀速圆周运动，球受到重力、绳子的拉力，其合力提供小球做匀速圆周运动的向心力，故A错误；
B.图乙中质量为 的小球到达最高点时，若对内壁的压力为 ，则有，解得，若对外壁的压力为 ，则有，解得，故B错误；
C.由皮带传动可知， 点和 点的线速度大小相等，由公式 可知， 点和 点的角速度之比为 ，由同轴转到可知， 点和 点的角速度相等，则由公式 可得，点的加速度与点的加速度之比为，故C正确；
D.绳子与钉子碰撞前后瞬间，小球的线速度大小不变，由牛顿第二定律有，，可知，故D错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查摩擦力的性质，要注意明确最大静摩擦力与正压力有关，而静摩擦力与正压力无关。
【解析】
A.对进行受力分析，由于墙壁光滑，故只受到对的摩擦力，A错误；
B.最大静摩擦力与压力有关，故压力越大，最大静摩擦力越大，B正确；
C.对的摩擦力大小等于的重力，方向竖直向上，增大，摩擦力大小不变，始终等于的重力，C正确；
D.有向下运动的趋势，相对于有向上运动的趋势，D错误．
10.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：万有引力等于重力；万有引力提供向心力，并能灵活运用。
根据万有引力提供向心力，万有引力等于重力，联立求出嫦娥四号绕月运行的速度大小。根据万有引力提供向心力得出月球的质量，结合月球的体积求出月球的平均密度。
【解答】
在月球表面物体的重力近似等于万有引力：，则有，“嫦娥四号”绕月运行时，万有引力
提供向心力：，解得：，联立解得，故A错误，B正确；
“嫦娥四号”绕月运行时，根据万有引力提供向心力有：，解得：，月球的平均密度为，故C错误，D正确。
故选BD。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查了动定定理、动量守恒和能量守恒定律的直接应用，难度不大，属于基础题。
乌贼喷水过程，时间较短，内力远大于外力，系统动量守恒；根据动量守恒定律可求出乌贼喷出的水的速度；根据能量守恒可得乌贼在这一次逃窜过程中消耗的能量；根据动量定理可得乌贼喷出水的过程中对水的平均作用力。
【解答】
A.乌贼喷水过程，时间较短，内力远大于外力，系统动量守恒，故A错误；
B.选取乌贼逃窜的方向为正方向，根据动量守恒定律得，解得喷出水的速度大小为，故B正确；
C.该乌贼在这一次逃串过程中消耗的能量为两者动能之和：，故C错误；
D.由动量定理知，该乌贼喷出水的过程中对水的平均作用力为，故D正确。
12.【答案】
【解析】解：、小球离开竖直墙面后，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，小球离开竖直墙面时水平方向的速度为零，根据水平方向动量守恒定律可知，此后的速度减小、的速度增加，故A错误；
B、小球落地时，设其水平速度为，此时和水平方向速度相同，根据动能定理可得：，解得：，故B正确；
、细绳断开后，弹簧在一段时间内开始由压缩状态恢复到原长，此时向前减速、向前减速，可能弹簧弹力为零时，的速度减为零；此后弹簧伸长，加速、减速，当弹簧伸长量最大时二者的速度相等，此后弹簧逐渐恢复原长，当弹簧再次恢复原长时，的速度可能为零，故C正确、D错误。
故选：。
小球离开竖直墙面后，系统水平方向不受外力，动量守恒，根据水平方向动量守恒定律分析的速度变化情况；根据动能定理求解小球落地时，其水平速度；细绳断开后，根据弹簧的弹力方向分析和的运动情况。
本题主要是考查动量守恒定律、动能定理，解答本题的关键是能够分析离开墙后，整体水平方向不受外力、系统水平方向动量守恒。
13.【答案】；；；
【解析】
【分析】
本题考查了测弹簧劲度系数实验，理解实验原理是解题的前提，根据表中实验数据应用平衡条件与胡克定律即可解题；解题时注意单位换算。
根据表中实验数据求出弹簧的压缩量与弹簧压缩量的平均值。
根据实验步骤与表中实验数据分析答题。
根据胡克定律与平衡条件求出弹簧的劲度系数。
【解答】
由表中实验数据可知：
弹簧压缩量的平均值；
与表中实验数据可知，上述是管中增加个钢球时产生的弹簧平均压缩量；
单个钢球的质量，弹簧压缩量的平均值，
根据胡克定律与平衡条件得：，
代入数据解得，弹簧的劲度系数：。
14.【答案】；
；；
【解析】
【分析】
用动量守恒定律分析一维碰撞问题，验证是否为弹性碰撞必然要用到机械能守恒定律和动量守恒定律，需要对碰撞前后的状态进行分析，判断是否同时满足机械能守恒定律和动量守恒定律。
本题考查用动量守恒定律去分析一维碰撞问题，需要对学生动量守恒和机械能守恒定律有较深刻的认识，明确实验原理和内容。
【解答】
两滑块的质量分别为和，要想使碰撞后两滑块运动方向相反，则滑块质量要小，才有可能反向运动，故选质量为的滑块作为
根据题意，设向右为正方向，碰撞前的速度为：
碰撞后的速度为：
碰撞后的速度为：
A、从开始接触到分离，的动量减少量是
的动量增加量是
根据动量守恒定律：；
若、的这次碰撞是非弹性碰撞，碰撞前后机械能不守恒，则有：
；
可得：；
故A、的这次碰撞是非弹性碰撞的依据是选B。
15.【答案】解：根据牛顿第二定律可得
代入数据解得货物在倾斜滑轨上滑行时加速度
由匀变速直线运动的速度与位移的关系可得
解得货物在倾斜滑轨末端时速度
货物在水平滑轨上运动，只受到滑动摩擦力。根据牛顿第二定律
由匀变速直线运动的速度与位移的关系可得
代入数据联立解得水平滑轨的最短长度
【解析】由牛顿第二定律列示求出货物在倾斜滑轨上滑行时加速度的大小。
由匀变速直线运动的速度与位移的关系，求得货物在倾斜滑轨末端时速度的大小。
根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的速度与位移的关系列示解得水平滑轨的最短长度。
本题考查牛顿运动定律的应用。
16.【答案】解：设运动员从高台边缘水平跳出的速度为，匀加速的位移为，
由速度位移公式得：
代入数据解得：
恰好垂直落在一倾角为的斜面中点位置时，由运动的合成与分解得：
代入数据解得运动员从楼顶边缘跳出到落到斜面上所用的时间为：
设高台距斜面中点的水平距离为，水平方向上有：
竖直方向上，有：
则斜面中点距地面竖直距离为：
斜面中点距斜面底端水平距离为：
该斜面底端与高台边缘的水平距离：
根据位移时间公式，可得运动员水平蹬出斜面后落在地面上的时间为：
能落到地面上，水平位移的范围为：
根据运动学公式得：
代入数据解得运动员的蹬出速度范围为：
答：运动员从楼顶边缘跳出到落到斜面上所用的时间为；
该斜面底端与高台边缘的水平距离为；
若运动员水平蹬出斜面后落在地面上，运动员的蹬出速度范围为。
【解析】根据速度位移公式，结合运动的合成与分解求得运动员从楼顶边缘跳出到落到斜面上所用的时间；
根据水平方向上和竖直方向上的运动学公式，结合几何关系求得该斜面底端与高台边缘的水平距离；
若运动员水平蹬出斜面后落在地面上，根据竖直方向上和水平方向上的运动学公式，结合临界条件求运动员的蹬出速度范围。
本题以跑酷是时下风靡全球的时尚极限运动为情景载体，主要考查了平抛运动的基本规律，知道平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，在懂得运动分解的基础上运用运动学公式解答。
17.【答案】解：设物块的质量为，时刻物块A、达到共速，弹簧弹性势能此时最大，设为，时间内两物块作用过程满足动量守恒定律，以水平向右为正方向，结合图数据得：
解得：
此过程对、和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律得：
解得：；
时刻物块A、达到共速，此弹簧压缩量最大
因时间内两物块受到合力大小等于弹簧的弹力大小，故两物块所受合力大小相等，方向相反，又因
由牛顿第二定律可知物块做减速直线运动的加速度大小始终等于物块做加速直线运动的加速度大小的，那么在相同时间内，物块的速度减小量始终等于物块的速度增加量的，由图像与时间轴围成的面积表示位移的大小，如图所所示：
已知：时间内，物块运动的距离为。即图中面积
物块相对匀速运动而减小的位移大小等于图中面积，由前述分析可知：
则时间内，物块运动的位移大小为：
由位移关系可得第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值为：
；
已知再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同，可知两次滑上斜面的初速度相同，且为。
设第一次下滑到斜面底端时的速度大小为其方向水平向左，与再次碰撞后的速度为，以水平向右为正方向，对与再次碰撞的过程，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，结合图数据得：
联立解得：
设在斜面上上滑的最大高度为，与斜面间的动摩擦因数为，对第一次滑上斜面到达最高点的过程，由动能定理得：
对第一次滑上斜面又到达斜面底端的过程，由动能定理得：
联立代入数据解得：。
答：第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值为；；
第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值为；
物块与斜面间的动摩擦因数为。
【解析】时刻物块、达到共速，弹簧弹性势能此时最大。时间内两物块作用过程，由动量守恒定律求得的质量；由机械能守恒定律求解弹簧弹性势能最大值；
时刻物块、达到共速，此时弹簧压缩量最大。已知时间内，物块运动的距离，根据牛顿第二定律，分析两物块运动中的物理量的关系，根据图像与时间轴围成的面积表示位移的大小，求得物块位移，再由两物块的位移关系求解；
已知再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同，可知两次滑上斜面的初速度相同。根据动量守恒定律和机械能守恒定律，求得第一次下滑到斜面底端时的速度大小；对在斜面上滑动的过程，由动能定理求解。
本题考查了力学三大原理，牛顿第二定律、功能关系、动量守恒定律的综合应用，运动过程较多，难度大。对于满足动量守恒定律的弹簧的碰撞问题，两物体共速时弹簧弹性势能最大；弹簧由原长变化到原长的过程类似于弹性碰撞。本题第问是加速度变化的过程，两物块的加速度大小存在恒定的比例关系，可利用图像的面积分析运动位移关系。
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