重庆市重庆一中2019-2020学年高二下学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2020高二下·重庆期末）关于理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能
D．气体的内能包括气体分子热运动的动能
2．（2020高二下·重庆期末）伽利略设计了著名的理想斜面实验，将事实和逻辑推理联系起来反映了深刻的自然规律，下面给出了理想斜面实验的五个事件，请正确的对其排序：由A点静止释放的小球，（ ）
① 不能滚到另一斜面与A等高的C点
② 若没有摩擦时，小球能滚到另一斜面的与A等高的C点
③ 若减小摩擦时，小球能滚到另一斜面的更接近与A等高的C点
④ 若没有摩擦时，减小斜面BC的倾角，小球能滚到另一斜面的与A等高位置
⑤ 若没有摩擦时，减小斜面的倾角，直至水平，小球将沿水平面一直运动下去
A．事实①→事实③→推论②→推论④→推论⑤
B．事实①→推论②→事实③→推论④→推论⑤
C．事实①→事实③→推论②→推论⑤→推论④
D．事实②→事实①→推论③→推论④→推论⑤
3．（2020高二下·重庆期末）下列说法正确的是（ ）
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
B．石英、沥青、明矾、食盐、松香、蔗糖都是晶体
C．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，它们都是分子的运动
D．水的温度升高，并不是每一个水分子的运动速率都会增大
4．（2020高二下·重庆期末）如图所示，A、B、C三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其他接触面粗糙，以下受力分析正确的是（ ）
A．B，C间摩擦力方向水平向右 B．B，C间摩擦力方向水平向左
C．B对C的作用力竖直向下 D．B对C的作用力竖直向上
5．（2020高二下·重庆期末）如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少1000J，则A→B→C过程中气体对外界做的总功为（ ）
A．1600J B．400J C．1000J D．600J
6．（2020高二下·重庆期末）一质点做直线运动，其运动的位移x跟时间t的比值与时间t的关系图线为一条倾斜直线，如图所示。由图可知 时的速度大小为（ ）
A．0 B．2m/s C．4m/s D．6m/s
7．（2020高二下·重庆期末）由于水的表面张力，迎霞湖里荷叶上的小水滴总是球形的，在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为引力，分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图所示，图中哪个点能总体上反映小水滴表面层中水分子分子势能（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
8．（2020高二下·重庆期末）如图所示，长木板静止于光滑水平地面，滑块叠放在木板右端，现对木板施加水平恒力，使它们向右运动．当滑块与木板分离时，滑块相对地面的位移为x、速度为v．若只减小滑块质量，再次拉动木板，滑块与木板分离时（ ）
A．x变小，v变小 B．x变大，v变大
C．x变小，v变大 D．x变大，v变小
9．（2020高二下·重庆期末）如图所示，小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5．所示小球运动过程中每次曝光的位置．连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，判断小球释放的初始位置与1位置相距（ ）
A．d B． C． D．
10．（2020高二下·重庆期末）质量均为2m的金属小球1、2用轻弹簧连接，小球1通过轻绳cd与质量为m的箱子相连，用轻绳oc将箱子悬挂于天花板上，重力加速度为g，现突然将轻绳oc剪断瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．小球2的加速度为g，方向竖直向下
B．小球1的加速度为2g，方向竖直向下
C．箱子的加速度为2g，方向竖直向下
D．轻绳cd上的拉力为
二、多选题
11．（2020高二下·重庆期末）下列说法正确的是（ ）
A．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
B．密闭状态下的高压锅烧水，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，冷却过程中，锅内水蒸气一直是饱和汽
C．因为水银滴在玻璃板上将成椭球形，所以水银是一种不浸润液体
D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
12．（2020高二下·重庆期末）如图所示两个半圆柱A、B紧靠着静置于粗糙水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R，A、B半圆柱与水平地面间动摩擦因数保持不变。现用水平向左的力拉B，使B缓慢移动，直至C恰好与地面接触前瞬间，整个过程中A保持静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则（ ）
A．整个过程中A，C间相互作用力先增大后减小
B．整个过程中A，C间相互作用力一直增大
C．A与地面间摩擦力大小不变
D．B与地面间摩擦力大小不变
13．（2020高二下·重庆期末）如图所示，质量均为1kg的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=3s时撤去外力。木板的速度v与时间的关系如图所示。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．0~2s内，木板所受摩擦力一定为0
B．2s~3s内，F=0.7N
C．2s~5s内，物块所受摩擦力不变
D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
14．（2020高二下·重庆期末）在匀速上升的电梯里，一小球从电梯地板被竖直向上抛出后又回到电梯地板，这一过程中小球没有触碰电梯天花板，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在空中运动的位移大小一定等于路程
B．小球在空中运动的平均速度等于电梯的速度
C．小球在运动过程中离天花板最近时，两者速度一定相等
D．小球在运动过程中的中间时刻离天花板最近
三、实验题
15．（2020高二下·重庆期末）某同学先在“探究弹力和弹簧伸长量之间的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为100N/m。如图所示，再用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧OC伸长5.00cm不变的条件下，
（1）弹簧秤a的示数如图Ⅱ所示，弹簧秤a的读数为 N；
（2）若弹簧秤a、b间夹角为90°，则当弹簧秤b的读数为4.00N，请通过力的图示法作图验证力合成的平行四边形定则成立 ；
（3）从弹簧秤a、b间夹角90°开始，保持O点位置和a弹簧秤拉力方向不变，顺时针缓慢转动弹簧秤b，直至水平状态。则弹簧秤a的读数 、弹簧秤b的读数 （填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”）；
16．（2020高二下·重庆期末）如图所示，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等，忽略空气阻力及纸带与打点计时器间摩擦。回答下列问题：
（1）某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ=37°，接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图。图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）。可以计算出铁块下滑至C点时速度大小为 m/s，铁块下滑的加速度大小为 m/s2，铁块与木板间的动摩擦因数μ= 。（重力加速度为10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（结果均保留2位小数）
（2）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使动摩擦因数测量值比实际值偏 （填“大”或“小”或“不变”）。
四、解答题
17．（2020高二下·重庆期末）如图所示，在风筝比赛现场，某段时间内小明同学和风筝均保持静止状态，此时风筝平面与水平面夹角为 ，风筝的质量为 ，轻质细线中的张力为 ，小明同学的质量为 ，风对风筝的作用力认为与风筝表面垂直，g取10m/s2，求：
（1）风对风筝的作用力大小？
（2）小明对地面的压力？
18．（2020高二下·重庆期末）如图所示，质量 的物体静止于水平地面的A处，A、B间距 。现用大小为25N，沿水平方向的外力拉此物体，2s后拉至B处（取 ）。
（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）若外力作用一段时间后撤去，使物体从A处由静止开始运动并恰能到达B处，求该力作用的最短时间t。
19．（2020高二下·重庆期末）如图，将质量为m、底面积为S的气缸，用质量为m的活塞封闭了一定量的理想气体。通过轻弹簧竖直放置在水平地面上，轻弹簧的劲度系数为 ，弹簧原长为l0。静止时活塞距气缸底部的距离为h= 。忽略一切摩擦及活塞与气缸壁的厚度，气缸导热性能良好，重力加速度为g，外界环境气温（热力学温度）为T，外界大气压强恒为 。整个过程中气体不发生泄漏。
（1）求此装置达到稳定后，气缸底部距离地面的高度；
（2）若环境温度（热力学温度）达到2T时，装置达到稳定后，气缸底部距离地面的高度；
（3）在（2）条件下，要使气缸底部距离地面高度恢复到（1）问高度，则需要在气缸底部放置质量为多大的物体
20．（2020高二下·重庆期末）一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中，司机忽然发现前方50m处有一警示牌，立即刹车。刹车过程中，汽车运动加速度随位移变化可简化为图（a）中的图线。从司机发现警示牌到采取措施期间为反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），x1-x2段位移为刹车系统的启动阶段，从x2位置开始，汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止，已知从x2位置开始计时，汽车第1s内的位移为12m，第4s内的位移为0.5m。
（1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线（t1对应x1，t2对应x2）；
（2）求x2位置汽车的速度大小及此后的加速度大小；
（3）已知：司机反应时间为t1=0.5s，x1~x2段位移大小为15m求：司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离为多少
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】A．对于理想气体，分子的重力势能可以完全忽略不计，A不符合题意；
B．对于理想气体，可以认为分子之间的距离非常大，所以分子之间的势能可以完全忽略不计，B不符合题意；
C．气体的内能与气体整体宏观运动的动能无关，C不符合题意；
D．由于理想气体分子之间的势能可以完全忽略不计，所以理想气体的内能只与气体的温度有关，而温度是分子平均动能的标志，所以理想气体的内能只包含气体分子热运动的动能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】理想气体不计分子势能，其内能的大小等于分子间动能的大小。
2．【答案】A
【知识点】伽利略理想斜面实验
【解析】【解答】实验事实①：不能滚到另一斜面与A点等高的C点，得出实验结果③：当减小摩擦时，滚到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C点，从面可推理出②：若没有摩擦时，能滚到另一斜面与A点等高的C点，接着推出④：若没有摩擦时，减小斜面BC的倾角，小球将通过较长的路程，到达与A点等高的位置，最终可得⑤：若没有摩擦时，减小斜面的倾角，直至水平，小球将沿水平面一直运动下去，综上所述，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】实验的推论过程是先利用小球不能到达另一斜面的等高点，再减小摩擦力会发现小球在另一斜面的高度更接近等高点；假设没有摩擦力时小球能上升达到等高位置，再推论到可以上升到另一斜面等高的位置，最后则是将斜面放平其小球会一直运动下去。
3．【答案】D
【知识点】固体和液体；温度
【解析】【解答】A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，A不符合题意；
B．石英、明矾、食盐、蔗糖是晶体，松香、沥青、是非晶体，B不符合题意；
C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，而扩散现象是分子无规则热运动，C不符合题意；
D．温度升高，分子平均速率增大，但并不是每一个水分子的运动速率都会增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】液晶显示器是利用液晶各向异性的特点；沥青和松香属于非晶体；布朗运动不是分子的运动，是固体颗粒的无规则运动。
4．【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB．将C隔离出来，受力分析，有重力，地面的支持力和B对C向下的压力，由于水平面光滑，所以水平地面对C无摩擦力。又三物块都处于静止状态，即平衡状态，所以根据力的平衡条件可知，B、C间无摩擦力，所以AB不符合题意；
CD．由AB选项分析可知，B、C间无摩擦力，所以B对C的作用力只有B对C竖直向下的压力，所以C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用C的平衡可以判别BC之间没有摩擦力的作用；进而判别B对C的作用力方向。
5．【答案】A
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】由图可知， 是等压过程，气体体积增大，气体对外做功为 则有
的过程中，没有吸放热， ，由热力学第一定律则有
解得
所以在 过程中有
因此气体对外界做的总功大小为 ，A符合题意，B不符合题意，C不符合题意，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用AB过程的等压变化可以求出气体做功的大小；利用BC过程绝热结合热力学第一定律可以求出气体做功的大小；利用功的累积可以求出总功的大小。
6．【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】若质点做匀变速直线运动，根据运动学公式
两边同除以时间t，可得
对照图象，可得
则 时的速度为
故答案为：A。
【分析】质点做匀变速直线运动；利用位移公式可以求出图像解析式；利用图像斜率和截距可以求出初速度和加速度的大小；结合速度公式可以求出对应时刻的速度大小。
7．【答案】D
【知识点】分子间的作用力
【解析】【解答】在小水滴表面层中，水分子间距较大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力，当r=r0时
分子力F=0，分子势能最小，C点为分子间作用力为零的情况，即C点表示平衡位置，故表现为引力的位置只能为D点
故答案为：D。
【分析】由于分子表面间距大于平衡距离才体现为引力所以利用分子间的距离可以判别表现为引力的势能位置。
8．【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】长木板和滑块做初速度为0的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得滑块的加速度
长木板加速度
由运动学公式可得滑块与木板分离时，滑块相对地面的位移为
滑块相对长木板的位移为
滑块相对地面的速度为
若只减小滑块质量，再次拉动木板，根据牛顿第二定律得滑块的加速度 不变，长木板加速度 变大，由滑块相对长木板的位移为
可得运动时间变小，滑块相对地面的位移为 变小，滑块相对地面的速度为 变小，A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A．
【分析】利用牛顿第二定律结合位移公式及分离时的位移差等于板长可以判别滑块质量对分离时间的影响进而判别滑块速度和位移的大小变化。
9．【答案】B
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】根据 ，则
2点的速度
则2点距离初始位置的距离
则1点距离初始位置的距离
故答案为：B。
【分析】小球下落过程做匀加速运动；利用邻差公式可以求出加速度的大小；利用平均速度公式及速度位移公式可以2点距离起始点的位移；减去1、2点之间的距离可以求出1点距离初始位置的距离大小。
10．【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】A．轻绳oc剪断前，以小球2为研究对象，可知弹簧的弹力大小 F=2mg
将轻绳oc剪断瞬间，弹簧的弹力不会突变，则小球2受到弹簧向上的拉力和重力都没有变化，则加速度为0，A不符合题意；
BC．此瞬间小球1和箱子的加速度相同，设为a。对小球1和箱子整体，由牛顿第二定律可得F+（2m+m）g=（2m+m）a
解得a= g
方向竖直向下，BC不符合题意；
D．对箱子，由牛顿第二定律可得T+mg=ma
解得轻绳cd上的拉力
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用牛顿第二定律结合绳子拉力的大小变化可以求出小球的加速度大小；利用箱子的牛顿第二定律可以求出绳子cd的拉力大小。
11．【答案】B,D
【知识点】固体和液体
【解析】【解答】A．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母各向异性，是晶体，A不符合题意；
B．密闭状态下的高压锅烧水，水烧开后，水上方蒸汽的气压叫饱和气压，饱和气压只与温度有关，只要下面还有水，那就是处于饱和状态，B符合题意；
C．因为水银滴在玻璃板上将成椭球形，所以水银对玻璃是一种不浸润液体，虽然水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，C不符合题意；
D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】蜂蜡的圆形只能说明云母片是晶体；水银在玻璃板上形成球形说明水银相对于玻璃是不浸润液体。
12．【答案】B,D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB．设圆柱C的质量为m，则A、B的质量为 ，对圆柱C受力分析，如图所示
由于B缓慢移动，可认为A、B、C处于平衡状态，根据平衡条件可知
当B向左运动时， 、 之间夹角 逐渐变大，则 值变小，可得 、 的大小一直增大，根据牛顿第三定律可知，整个过程中A、C间的相互作用力也一直增大，所以A不符合题意，B符合题意；
C．对圆柱A受力分析，如下图
由AB项分析可知，当B向左运动时， 的值逐渐变大，根据牛顿第三定律可知， 的值也逐渐增大，根据平衡条件可得
由于 逐渐变大，所以 逐渐增大，即地面对A的摩擦力逐渐变大，C不符合题意；
D．对圆柱B受力分析，如下图
由于B缓慢移动，所以处于平衡状态，根据平衡条件可知，地面对B的支持力为
由AB项分析可知
可得
由于B与地面之间是滑动摩擦力，根据公式 可知
所以B与地面间的摩擦力大小不变，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用C的平衡条件结合角度的变化可以判别AC之间的作用力大小变化；利用圆柱A和B的平衡条件可以判别地面摩擦力的大小变化。
13．【答案】B,C
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【解答】A．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，那么0～2s内，木板处于静止，那么一定受到静摩擦力作用，A不符合题意；
B.2s～3s内，木板的加速度大小
在3s后撤去外力，此时木板在水平方向上只受到滑动摩擦力的作用，此时木板的加速度为
则加速度大小为0.1m/s2，设木板的质量为M，根据牛顿第二定律可得
可知木块与木板之间的滑动摩擦力为
再根据牛顿第二定律可得
解得
B符合题意；
C．在2s～5s内，由图象可知，木板处于滑动，则它们存在滑动摩擦力，那么物块受到木板的滑动摩擦力，因此物块所受摩擦力不变，C符合题意；
D．依据滑动摩擦力公式f=μN，由于物块的质量为m=1kg，那么物块与木板之间的动摩擦因数
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】刚开始木板静止，利用水平方向的平衡条件可以求出木板受到地面摩擦力的作用；利用图象斜率可以求出加速度的大小，结合牛顿第二定律可以求拉力的大小；由木块与木板始终保持滑动所以其摩擦力保持不变；利用动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小。
14．【答案】B,C,D
【知识点】位移与路程；竖直上抛运动
【解析】【解答】AB．画出小球的运动示意图
小球的初末位置和轨迹如图所示，故小球的位移小于路程，小球的位移和电梯的位移相同，运动时间相同，所以小球的平均速度和电梯的速度相等，A不符合题意B符合题意；
C．小球在运动过程中离天花板最近时，相对电梯到达最高点，此时两者相对速度为零，即两者速度一定相等，C符合题意；
D．相对于电梯来说上抛和下落过程是对称的，所用时间相同，故在小球在运动的中间时刻小球相对电梯到达最高点，此时小球离天花板最近，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】利用小球的运动轨迹可以显示位移和路程的大小；利用位移和电梯位移相等，结合时间相等可以判别两者平均速度大小相等；利用离天花板最近时两者相对速度等于0所以可以判别此时小球和电梯共速；相对于电梯小球做竖直上抛运动是对称的所以中间时刻离天花板最近。
15．【答案】（1）3.00
（2）
（3）逐渐变大；逐渐变大
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】（1）弹簧秤a的读数为3.00N；（2）弹簧OC的弹力为F=kx=100×0.05N=5N
作出力的图示法如图，合力大小为5N，从而验证了平行四边形定则；
；（3）若弹簧秤a、b间夹角从等于90°开始，保持O点位置和a弹簧秤拉力方向不变，则Fa和Fb的合力不变，顺时针缓慢转动弹簧秤b，直至水平状态，如图所示；则可知两弹簧秤的示数均逐渐变大；
【分析】（1）利用弹簧测力计的分度值可以读出对应的读数；
（2）利用平行四边形定则可以判别合力和实验值基本相等；
（3）利用三角形定则可以判别矢量的大小变化。
16．【答案】（1）0.80；1.97；0.50
（2）大
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）铁块下滑至C点时速度大小为
铁块下滑的加速度大小为
对物块分析，由牛顿第二定律可得
解得
代入数据得 （2）实际频率变大，则打点时间间隔变短，而做实验的同学仍用原来的时间，即用较大的时间来计算，根据加速度计算公式，计算得到的加速度a的值比实际值偏小，再代入动摩擦因数计算公式，则计算得到的μ值比实际值偏大。
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；利用逐差法公式可以求出加速度的大小；利用牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小；
（2）利用实际频率变大则打点时计算的频率偏小周期偏大就会导致动摩擦因数的测量值偏大。
17．【答案】（1）解：以风筝为研究对象，对风筝受力分析，如图所示。且风筝处于平衡状态，所以可得重力G与拉力F之间夹角为 。且
通过力的合成或分解可得
（2）解：通过对小明同学受力分析，如图所示。由几何关系可知，绳子与水平面夹角为 。则小明同学受到的支持力为
根据牛顿第三定律，得小明对地面的压力为
方向竖直向下。
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【分析】（1）风筝静止在空中，利用受力分析结合力的分解可以求出风对风筝的作用力大小；
（2）利用小明同学的平衡条件可以求出小明同学对地面的压力大小。
18．【答案】（1）解：对物体受力分析，结合牛顿第二定律得
由题意可知物体做匀加速直线运动，根据运动学公式
代入数据求得
（2）解：由(1)问中可知在拉力作用下物体运动加速度
撤去拉力后加速度，由牛顿第二定律可得
则
根据题意假设作用最短时间为t，撤去拉力后运动时间为 ，可知总位移为 。则
由速度关系可得
联立解得
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）物体受到拉力后在水平面上做匀加速运动，利用位移公式可以求出物体的加速度大小；结合牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小；
（2）撤去拉力后，利用摩擦力产生加速度可以求出匀减速的加速度大小；利用位移公式和速度公式可以求出力作用的最短时间。
19．【答案】（1）解：以气缸为研究对象进行受力分析
以活塞为研究对象受力分析
解得弹簧压缩量
得气缸底部距离地面高度
（2）解：若环境温度（热力学温度）达到 时，气缸内密封气体发生等压变化
解得
由分析可知弹簧压缩量不变
气缸距离地面的高度
（3）解：假设在气缸底部放置质量为 的物体，气缸内密封气体发生等温变化
以活塞为研究对象
要使气缸底部距离地面高度恢复到（1）问高度可得
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）装置稳定时，其活塞和气缸都处于静止；利用两者的平衡方程可以求出气缸距离地面的距离大小；
（2）利用气缸中的气体发生等压变化，结合等压变化方程可以求出气缸底部距离地面的高度；
（3）气缸放置物体后的平衡条件可以求出活塞的平衡方程；结合气体的等温变化可以求出物体的质量。
20．【答案】（1）解：由a-x图像可知，汽车先做匀速运动，然后做加速度增加的就减速运动，最后做匀减速运动，而v-t图像如图；
（2）解：设汽车在 位置的速度为v0，x2位置的速度为v，在 位置后一段时间内汽车做匀减速运动，设其加速度大小为a，由题意汽车第 内的位移为 ，第 内的位移为0.5m假设第4秒内汽车未停下来。
则：第1s内平均速度为 ，第4s内平均速度为
代入数据求得第 末速度为负值
故假设错误。说明物体在第 内已经停下来；
由运动学公式
解得
（3）解：汽车从 位置到 位置过程中做加速度增大的减速运动；取极小一段时间 可认为汽车做匀减速运动，由运动学公式 可得
所有式子相加得
则表示 图像围成面积。
由此求得
由司机反应时间为
由运动学公式可得：汽车做匀减速阶段位移为
汽车行驶总位移
【知识点】加速度；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】（1）物体的加速度大小代表V-t图象的斜率变化，进而可以画出汽车速度随时间变化的图象；
（2）汽车先做匀速运动，再做加速度减小的减速运动，后来做匀减速运动；利用平均速度公式结合速度公式可以求出速度的大小和加速度的大小；
（3）司机在反应时间内做匀速运动，过了反应时间做匀减速运动；利用速度位移公式可以求出汽车的匀减速位移的大小。
重庆市重庆一中2019-2020学年高二下学期物理期末考试试卷
一、单选题
1．（2020高二下·重庆期末）关于理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体的内能包括气体分子的重力势能
B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C．气体的内能包括气体整体运动的动能
D．气体的内能包括气体分子热运动的动能
【答案】D
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】A．对于理想气体，分子的重力势能可以完全忽略不计，A不符合题意；
B．对于理想气体，可以认为分子之间的距离非常大，所以分子之间的势能可以完全忽略不计，B不符合题意；
C．气体的内能与气体整体宏观运动的动能无关，C不符合题意；
D．由于理想气体分子之间的势能可以完全忽略不计，所以理想气体的内能只与气体的温度有关，而温度是分子平均动能的标志，所以理想气体的内能只包含气体分子热运动的动能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】理想气体不计分子势能，其内能的大小等于分子间动能的大小。
2．（2020高二下·重庆期末）伽利略设计了著名的理想斜面实验，将事实和逻辑推理联系起来反映了深刻的自然规律，下面给出了理想斜面实验的五个事件，请正确的对其排序：由A点静止释放的小球，（ ）
① 不能滚到另一斜面与A等高的C点
② 若没有摩擦时，小球能滚到另一斜面的与A等高的C点
③ 若减小摩擦时，小球能滚到另一斜面的更接近与A等高的C点
④ 若没有摩擦时，减小斜面BC的倾角，小球能滚到另一斜面的与A等高位置
⑤ 若没有摩擦时，减小斜面的倾角，直至水平，小球将沿水平面一直运动下去
A．事实①→事实③→推论②→推论④→推论⑤
B．事实①→推论②→事实③→推论④→推论⑤
C．事实①→事实③→推论②→推论⑤→推论④
D．事实②→事实①→推论③→推论④→推论⑤
【答案】A
【知识点】伽利略理想斜面实验
【解析】【解答】实验事实①：不能滚到另一斜面与A点等高的C点，得出实验结果③：当减小摩擦时，滚到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C点，从面可推理出②：若没有摩擦时，能滚到另一斜面与A点等高的C点，接着推出④：若没有摩擦时，减小斜面BC的倾角，小球将通过较长的路程，到达与A点等高的位置，最终可得⑤：若没有摩擦时，减小斜面的倾角，直至水平，小球将沿水平面一直运动下去，综上所述，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】实验的推论过程是先利用小球不能到达另一斜面的等高点，再减小摩擦力会发现小球在另一斜面的高度更接近等高点；假设没有摩擦力时小球能上升达到等高位置，再推论到可以上升到另一斜面等高的位置，最后则是将斜面放平其小球会一直运动下去。
3．（2020高二下·重庆期末）下列说法正确的是（ ）
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
B．石英、沥青、明矾、食盐、松香、蔗糖都是晶体
C．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，它们都是分子的运动
D．水的温度升高，并不是每一个水分子的运动速率都会增大
【答案】D
【知识点】固体和液体；温度
【解析】【解答】A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，A不符合题意；
B．石英、明矾、食盐、蔗糖是晶体，松香、沥青、是非晶体，B不符合题意；
C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，而扩散现象是分子无规则热运动，C不符合题意；
D．温度升高，分子平均速率增大，但并不是每一个水分子的运动速率都会增大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】液晶显示器是利用液晶各向异性的特点；沥青和松香属于非晶体；布朗运动不是分子的运动，是固体颗粒的无规则运动。
4．（2020高二下·重庆期末）如图所示，A、B、C三物块叠放并处于静止状态，水平地面光滑，其他接触面粗糙，以下受力分析正确的是（ ）
A．B，C间摩擦力方向水平向右 B．B，C间摩擦力方向水平向左
C．B对C的作用力竖直向下 D．B对C的作用力竖直向上
【答案】C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB．将C隔离出来，受力分析，有重力，地面的支持力和B对C向下的压力，由于水平面光滑，所以水平地面对C无摩擦力。又三物块都处于静止状态，即平衡状态，所以根据力的平衡条件可知，B、C间无摩擦力，所以AB不符合题意；
CD．由AB选项分析可知，B、C间无摩擦力，所以B对C的作用力只有B对C竖直向下的压力，所以C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用C的平衡可以判别BC之间没有摩擦力的作用；进而判别B对C的作用力方向。
5．（2020高二下·重庆期末）如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少1000J，则A→B→C过程中气体对外界做的总功为（ ）
A．1600J B．400J C．1000J D．600J
【答案】A
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】由图可知， 是等压过程，气体体积增大，气体对外做功为 则有
的过程中，没有吸放热， ，由热力学第一定律则有
解得
所以在 过程中有
因此气体对外界做的总功大小为 ，A符合题意，B不符合题意，C不符合题意，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用AB过程的等压变化可以求出气体做功的大小；利用BC过程绝热结合热力学第一定律可以求出气体做功的大小；利用功的累积可以求出总功的大小。
6．（2020高二下·重庆期末）一质点做直线运动，其运动的位移x跟时间t的比值与时间t的关系图线为一条倾斜直线，如图所示。由图可知 时的速度大小为（ ）
A．0 B．2m/s C．4m/s D．6m/s
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】若质点做匀变速直线运动，根据运动学公式
两边同除以时间t，可得
对照图象，可得
则 时的速度为
故答案为：A。
【分析】质点做匀变速直线运动；利用位移公式可以求出图像解析式；利用图像斜率和截距可以求出初速度和加速度的大小；结合速度公式可以求出对应时刻的速度大小。
7．（2020高二下·重庆期末）由于水的表面张力，迎霞湖里荷叶上的小水滴总是球形的，在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为引力，分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图所示，图中哪个点能总体上反映小水滴表面层中水分子分子势能（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
【答案】D
【知识点】分子间的作用力
【解析】【解答】在小水滴表面层中，水分子间距较大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力，当r=r0时
分子力F=0，分子势能最小，C点为分子间作用力为零的情况，即C点表示平衡位置，故表现为引力的位置只能为D点
故答案为：D。
【分析】由于分子表面间距大于平衡距离才体现为引力所以利用分子间的距离可以判别表现为引力的势能位置。
8．（2020高二下·重庆期末）如图所示，长木板静止于光滑水平地面，滑块叠放在木板右端，现对木板施加水平恒力，使它们向右运动．当滑块与木板分离时，滑块相对地面的位移为x、速度为v．若只减小滑块质量，再次拉动木板，滑块与木板分离时（ ）
A．x变小，v变小 B．x变大，v变大
C．x变小，v变大 D．x变大，v变小
【答案】A
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】长木板和滑块做初速度为0的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得滑块的加速度
长木板加速度
由运动学公式可得滑块与木板分离时，滑块相对地面的位移为
滑块相对长木板的位移为
滑块相对地面的速度为
若只减小滑块质量，再次拉动木板，根据牛顿第二定律得滑块的加速度 不变，长木板加速度 变大，由滑块相对长木板的位移为
可得运动时间变小，滑块相对地面的位移为 变小，滑块相对地面的速度为 变小，A符合题意，BCD不符合题意；
故答案为：A．
【分析】利用牛顿第二定律结合位移公式及分离时的位移差等于板长可以判别滑块质量对分离时间的影响进而判别滑块速度和位移的大小变化。
9．（2020高二下·重庆期末）如图所示，小球从竖直砖墙某位置由静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5．所示小球运动过程中每次曝光的位置．连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d。根据图中的信息，判断小球释放的初始位置与1位置相距（ ）
A．d B． C． D．
【答案】B
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】根据 ，则
2点的速度
则2点距离初始位置的距离
则1点距离初始位置的距离
故答案为：B。
【分析】小球下落过程做匀加速运动；利用邻差公式可以求出加速度的大小；利用平均速度公式及速度位移公式可以2点距离起始点的位移；减去1、2点之间的距离可以求出1点距离初始位置的距离大小。
10．（2020高二下·重庆期末）质量均为2m的金属小球1、2用轻弹簧连接，小球1通过轻绳cd与质量为m的箱子相连，用轻绳oc将箱子悬挂于天花板上，重力加速度为g，现突然将轻绳oc剪断瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．小球2的加速度为g，方向竖直向下
B．小球1的加速度为2g，方向竖直向下
C．箱子的加速度为2g，方向竖直向下
D．轻绳cd上的拉力为
【答案】D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】A．轻绳oc剪断前，以小球2为研究对象，可知弹簧的弹力大小 F=2mg
将轻绳oc剪断瞬间，弹簧的弹力不会突变，则小球2受到弹簧向上的拉力和重力都没有变化，则加速度为0，A不符合题意；
BC．此瞬间小球1和箱子的加速度相同，设为a。对小球1和箱子整体，由牛顿第二定律可得F+（2m+m）g=（2m+m）a
解得a= g
方向竖直向下，BC不符合题意；
D．对箱子，由牛顿第二定律可得T+mg=ma
解得轻绳cd上的拉力
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用牛顿第二定律结合绳子拉力的大小变化可以求出小球的加速度大小；利用箱子的牛顿第二定律可以求出绳子cd的拉力大小。
二、多选题
11．（2020高二下·重庆期末）下列说法正确的是（ ）
A．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
B．密闭状态下的高压锅烧水，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，冷却过程中，锅内水蒸气一直是饱和汽
C．因为水银滴在玻璃板上将成椭球形，所以水银是一种不浸润液体
D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
【答案】B,D
【知识点】固体和液体
【解析】【解答】A．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母各向异性，是晶体，A不符合题意；
B．密闭状态下的高压锅烧水，水烧开后，水上方蒸汽的气压叫饱和气压，饱和气压只与温度有关，只要下面还有水，那就是处于饱和状态，B符合题意；
C．因为水银滴在玻璃板上将成椭球形，所以水银对玻璃是一种不浸润液体，虽然水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，C不符合题意；
D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】蜂蜡的圆形只能说明云母片是晶体；水银在玻璃板上形成球形说明水银相对于玻璃是不浸润液体。
12．（2020高二下·重庆期末）如图所示两个半圆柱A、B紧靠着静置于粗糙水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R，A、B半圆柱与水平地面间动摩擦因数保持不变。现用水平向左的力拉B，使B缓慢移动，直至C恰好与地面接触前瞬间，整个过程中A保持静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则（ ）
A．整个过程中A，C间相互作用力先增大后减小
B．整个过程中A，C间相互作用力一直增大
C．A与地面间摩擦力大小不变
D．B与地面间摩擦力大小不变
【答案】B,D
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB．设圆柱C的质量为m，则A、B的质量为 ，对圆柱C受力分析，如图所示
由于B缓慢移动，可认为A、B、C处于平衡状态，根据平衡条件可知
当B向左运动时， 、 之间夹角 逐渐变大，则 值变小，可得 、 的大小一直增大，根据牛顿第三定律可知，整个过程中A、C间的相互作用力也一直增大，所以A不符合题意，B符合题意；
C．对圆柱A受力分析，如下图
由AB项分析可知，当B向左运动时， 的值逐渐变大，根据牛顿第三定律可知， 的值也逐渐增大，根据平衡条件可得
由于 逐渐变大，所以 逐渐增大，即地面对A的摩擦力逐渐变大，C不符合题意；
D．对圆柱B受力分析，如下图
由于B缓慢移动，所以处于平衡状态，根据平衡条件可知，地面对B的支持力为
由AB项分析可知
可得
由于B与地面之间是滑动摩擦力，根据公式 可知
所以B与地面间的摩擦力大小不变，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用C的平衡条件结合角度的变化可以判别AC之间的作用力大小变化；利用圆柱A和B的平衡条件可以判别地面摩擦力的大小变化。
13．（2020高二下·重庆期末）如图所示，质量均为1kg的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=3s时撤去外力。木板的速度v与时间的关系如图所示。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．0~2s内，木板所受摩擦力一定为0
B．2s~3s内，F=0.7N
C．2s~5s内，物块所受摩擦力不变
D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
【答案】B,C
【知识点】牛顿定律与图象
【解析】【解答】A．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，那么0～2s内，木板处于静止，那么一定受到静摩擦力作用，A不符合题意；
B.2s～3s内，木板的加速度大小
在3s后撤去外力，此时木板在水平方向上只受到滑动摩擦力的作用，此时木板的加速度为
则加速度大小为0.1m/s2，设木板的质量为M，根据牛顿第二定律可得
可知木块与木板之间的滑动摩擦力为
再根据牛顿第二定律可得
解得
B符合题意；
C．在2s～5s内，由图象可知，木板处于滑动，则它们存在滑动摩擦力，那么物块受到木板的滑动摩擦力，因此物块所受摩擦力不变，C符合题意；
D．依据滑动摩擦力公式f=μN，由于物块的质量为m=1kg，那么物块与木板之间的动摩擦因数
D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】刚开始木板静止，利用水平方向的平衡条件可以求出木板受到地面摩擦力的作用；利用图象斜率可以求出加速度的大小，结合牛顿第二定律可以求拉力的大小；由木块与木板始终保持滑动所以其摩擦力保持不变；利用动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小。
14．（2020高二下·重庆期末）在匀速上升的电梯里，一小球从电梯地板被竖直向上抛出后又回到电梯地板，这一过程中小球没有触碰电梯天花板，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在空中运动的位移大小一定等于路程
B．小球在空中运动的平均速度等于电梯的速度
C．小球在运动过程中离天花板最近时，两者速度一定相等
D．小球在运动过程中的中间时刻离天花板最近
【答案】B,C,D
【知识点】位移与路程；竖直上抛运动
【解析】【解答】AB．画出小球的运动示意图
小球的初末位置和轨迹如图所示，故小球的位移小于路程，小球的位移和电梯的位移相同，运动时间相同，所以小球的平均速度和电梯的速度相等，A不符合题意B符合题意；
C．小球在运动过程中离天花板最近时，相对电梯到达最高点，此时两者相对速度为零，即两者速度一定相等，C符合题意；
D．相对于电梯来说上抛和下落过程是对称的，所用时间相同，故在小球在运动的中间时刻小球相对电梯到达最高点，此时小球离天花板最近，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】利用小球的运动轨迹可以显示位移和路程的大小；利用位移和电梯位移相等，结合时间相等可以判别两者平均速度大小相等；利用离天花板最近时两者相对速度等于0所以可以判别此时小球和电梯共速；相对于电梯小球做竖直上抛运动是对称的所以中间时刻离天花板最近。
三、实验题
15．（2020高二下·重庆期末）某同学先在“探究弹力和弹簧伸长量之间的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为100N/m。如图所示，再用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧OC伸长5.00cm不变的条件下，
（1）弹簧秤a的示数如图Ⅱ所示，弹簧秤a的读数为 N；
（2）若弹簧秤a、b间夹角为90°，则当弹簧秤b的读数为4.00N，请通过力的图示法作图验证力合成的平行四边形定则成立 ；
（3）从弹簧秤a、b间夹角90°开始，保持O点位置和a弹簧秤拉力方向不变，顺时针缓慢转动弹簧秤b，直至水平状态。则弹簧秤a的读数 、弹簧秤b的读数 （填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”）；
【答案】（1）3.00
（2）
（3）逐渐变大；逐渐变大
【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系
【解析】【解答】（1）弹簧秤a的读数为3.00N；（2）弹簧OC的弹力为F=kx=100×0.05N=5N
作出力的图示法如图，合力大小为5N，从而验证了平行四边形定则；
；（3）若弹簧秤a、b间夹角从等于90°开始，保持O点位置和a弹簧秤拉力方向不变，则Fa和Fb的合力不变，顺时针缓慢转动弹簧秤b，直至水平状态，如图所示；则可知两弹簧秤的示数均逐渐变大；
【分析】（1）利用弹簧测力计的分度值可以读出对应的读数；
（2）利用平行四边形定则可以判别合力和实验值基本相等；
（3）利用三角形定则可以判别矢量的大小变化。
16．（2020高二下·重庆期末）如图所示，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源、纸带等，忽略空气阻力及纸带与打点计时器间摩擦。回答下列问题：
（1）某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ=37°，接通电源，开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图。图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）。可以计算出铁块下滑至C点时速度大小为 m/s，铁块下滑的加速度大小为 m/s2，铁块与木板间的动摩擦因数μ= 。（重力加速度为10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（结果均保留2位小数）
（2）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使动摩擦因数测量值比实际值偏 （填“大”或“小”或“不变”）。
【答案】（1）0.80；1.97；0.50
（2）大
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）铁块下滑至C点时速度大小为
铁块下滑的加速度大小为
对物块分析，由牛顿第二定律可得
解得
代入数据得 （2）实际频率变大，则打点时间间隔变短，而做实验的同学仍用原来的时间，即用较大的时间来计算，根据加速度计算公式，计算得到的加速度a的值比实际值偏小，再代入动摩擦因数计算公式，则计算得到的μ值比实际值偏大。
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；利用逐差法公式可以求出加速度的大小；利用牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小；
（2）利用实际频率变大则打点时计算的频率偏小周期偏大就会导致动摩擦因数的测量值偏大。
四、解答题
17．（2020高二下·重庆期末）如图所示，在风筝比赛现场，某段时间内小明同学和风筝均保持静止状态，此时风筝平面与水平面夹角为 ，风筝的质量为 ，轻质细线中的张力为 ，小明同学的质量为 ，风对风筝的作用力认为与风筝表面垂直，g取10m/s2，求：
（1）风对风筝的作用力大小？
（2）小明对地面的压力？
【答案】（1）解：以风筝为研究对象，对风筝受力分析，如图所示。且风筝处于平衡状态，所以可得重力G与拉力F之间夹角为 。且
通过力的合成或分解可得
（2）解：通过对小明同学受力分析，如图所示。由几何关系可知，绳子与水平面夹角为 。则小明同学受到的支持力为
根据牛顿第三定律，得小明对地面的压力为
方向竖直向下。
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【分析】（1）风筝静止在空中，利用受力分析结合力的分解可以求出风对风筝的作用力大小；
（2）利用小明同学的平衡条件可以求出小明同学对地面的压力大小。
18．（2020高二下·重庆期末）如图所示，质量 的物体静止于水平地面的A处，A、B间距 。现用大小为25N，沿水平方向的外力拉此物体，2s后拉至B处（取 ）。
（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）若外力作用一段时间后撤去，使物体从A处由静止开始运动并恰能到达B处，求该力作用的最短时间t。
【答案】（1）解：对物体受力分析，结合牛顿第二定律得
由题意可知物体做匀加速直线运动，根据运动学公式
代入数据求得
（2）解：由(1)问中可知在拉力作用下物体运动加速度
撤去拉力后加速度，由牛顿第二定律可得
则
根据题意假设作用最短时间为t，撤去拉力后运动时间为 ，可知总位移为 。则
由速度关系可得
联立解得
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）物体受到拉力后在水平面上做匀加速运动，利用位移公式可以求出物体的加速度大小；结合牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小；
（2）撤去拉力后，利用摩擦力产生加速度可以求出匀减速的加速度大小；利用位移公式和速度公式可以求出力作用的最短时间。
19．（2020高二下·重庆期末）如图，将质量为m、底面积为S的气缸，用质量为m的活塞封闭了一定量的理想气体。通过轻弹簧竖直放置在水平地面上，轻弹簧的劲度系数为 ，弹簧原长为l0。静止时活塞距气缸底部的距离为h= 。忽略一切摩擦及活塞与气缸壁的厚度，气缸导热性能良好，重力加速度为g，外界环境气温（热力学温度）为T，外界大气压强恒为 。整个过程中气体不发生泄漏。
（1）求此装置达到稳定后，气缸底部距离地面的高度；
（2）若环境温度（热力学温度）达到2T时，装置达到稳定后，气缸底部距离地面的高度；
（3）在（2）条件下，要使气缸底部距离地面高度恢复到（1）问高度，则需要在气缸底部放置质量为多大的物体
【答案】（1）解：以气缸为研究对象进行受力分析
以活塞为研究对象受力分析
解得弹簧压缩量
得气缸底部距离地面高度
（2）解：若环境温度（热力学温度）达到 时，气缸内密封气体发生等压变化
解得
由分析可知弹簧压缩量不变
气缸距离地面的高度
（3）解：假设在气缸底部放置质量为 的物体，气缸内密封气体发生等温变化
以活塞为研究对象
要使气缸底部距离地面高度恢复到（1）问高度可得
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）装置稳定时，其活塞和气缸都处于静止；利用两者的平衡方程可以求出气缸距离地面的距离大小；
（2）利用气缸中的气体发生等压变化，结合等压变化方程可以求出气缸底部距离地面的高度；
（3）气缸放置物体后的平衡条件可以求出活塞的平衡方程；结合气体的等温变化可以求出物体的质量。
20．（2020高二下·重庆期末）一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中，司机忽然发现前方50m处有一警示牌，立即刹车。刹车过程中，汽车运动加速度随位移变化可简化为图（a）中的图线。从司机发现警示牌到采取措施期间为反应时间（这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶），x1-x2段位移为刹车系统的启动阶段，从x2位置开始，汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止，已知从x2位置开始计时，汽车第1s内的位移为12m，第4s内的位移为0.5m。
（1）在图（b）中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线（t1对应x1，t2对应x2）；
（2）求x2位置汽车的速度大小及此后的加速度大小；
（3）已知：司机反应时间为t1=0.5s，x1~x2段位移大小为15m求：司机发现警示牌到汽车停止，汽车行驶的距离为多少
【答案】（1）解：由a-x图像可知，汽车先做匀速运动，然后做加速度增加的就减速运动，最后做匀减速运动，而v-t图像如图；
（2）解：设汽车在 位置的速度为v0，x2位置的速度为v，在 位置后一段时间内汽车做匀减速运动，设其加速度大小为a，由题意汽车第 内的位移为 ，第 内的位移为0.5m假设第4秒内汽车未停下来。
则：第1s内平均速度为 ，第4s内平均速度为
代入数据求得第 末速度为负值
故假设错误。说明物体在第 内已经停下来；
由运动学公式
解得
（3）解：汽车从 位置到 位置过程中做加速度增大的减速运动；取极小一段时间 可认为汽车做匀减速运动，由运动学公式 可得
所有式子相加得
则表示 图像围成面积。
由此求得
由司机反应时间为
由运动学公式可得：汽车做匀减速阶段位移为
汽车行驶总位移
【知识点】加速度；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与速度的关系
【解析】【分析】（1）物体的加速度大小代表V-t图象的斜率变化，进而可以画出汽车速度随时间变化的图象；
（2）汽车先做匀速运动，再做加速度减小的减速运动，后来做匀减速运动；利用平均速度公式结合速度公式可以求出速度的大小和加速度的大小；
（3）司机在反应时间内做匀速运动，过了反应时间做匀减速运动；利用速度位移公式可以求出汽车的匀减速位移的大小。
