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物理-武汉外国语学校2023-2024学年度高二下学期期末考试
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这是一份物理-武汉外国语学校2023-2024学年度高二下学期期末考试，共18页。试卷主要包含了考生必须保持答题-卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
命题人： 审题人：
本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟
注意事项：
1．答卷前，考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题-卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
1．某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标fv表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T1、T2两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中T1>T2，图乙中T1>T2
B．图甲中T1T2
C．图甲中T1D．图甲中T1>T2，图乙中T12．日本政府1月13日正式决定，东福岛第一核电站核废水将于今年春开始排入大海，此行为将对周边国家海洋环境和公众健康造成极大影响。核废水中包含的碘129的半衰期达到了1570万年，其核反应方程为
下列说法正确的是（ ）
A．大量的X粒子形成了β射线，能够轻松穿透几厘米厚的铅板
B．半衰期不会随温度发生改变，100个碘129原子在1570万年后有50个未发生衰变
C．核废水进入海水后温度降低，会延长碘129的半衰期
D．碘129原子核的质量大于氙129原子核和X粒子的总质量
3．滑索是一项体育游乐项目。如图所示，游客从起点利用自然落差加速向下滑行，越过钢索的最低点减速滑至终点。滑轮与钢索间的摩擦不可忽略，不考虑空气对人的作用力。下列四幅图中，两条虚线分别表示与钢索垂直方向和竖直方向，能正确表示游客加速下滑或减速上滑的是（ ）
A．减速上滑 B．减速上滑
C．加速下滑 D．加速下滑
4．氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光能量范围约为1.64eV到3.11eV之间，a光的光子能量为2.86 eV。则（ ）
A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光
B．当滑片P向a端移动时，光电流I将增大
C．a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小
D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有Ub−Uc<0.97V
5．一质点由静止开始做加速度为的匀加速直线运动，经时间t后加速度变为，又经过时间t后加速度再次变为，再经时间t后回到出发点，、的之比为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．如图甲所示为一质量为m的瓦片A的截面图，其顶角为60°。把它对称放在一段房脊B上，将房脊B的一端缓慢抬高至瓦片刚要滑动，如图乙所示，此时房脊与水平面的夹角为θ。下列说法中正确的是（ ）
A．B的每个侧面对A的弹力大小为mgcsθ
B．B对A的作用力为mgsinθ
C．A受到3个力的作用
D．B对A的最大静摩擦力的合力大小为12mgsin θ
二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） ．
7．打印机是现代办公不可或缺的设备，其进纸系统结构如图所示，正常情况下能做到“每次只进一张纸”，某次打印过程中刚好还有100张相同的纸，每张纸的质量均为m，打印时搓纸轮按图示逆时针方向转动，搓纸轮给第1张纸压力大小为，带动最上面的第1张纸匀速向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，纸张与纸张之间μ2，重力加速度为g，当打印机正常工作时下列说法中正确的是（ ）
A．搓纸轮对1张纸的摩擦力为μ1F，方向向右
B．第2张与第3张之间的摩擦力大小为2μ2mg
C．第99张纸与第100张纸之间的摩擦力为μ2mg+F
D．μ1一定大于μ2
8．静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，假设核反应过程中释放的能量全部转化为α粒子和Y核的动能。α粒子在磁场中运动的半径为R。则（ ）
A．衰变方程可表示为
B．核反应中释放的核能为（mX-mY-mα）c2
C．Y核在磁场中运动的半径为2RZ−2
D．Y核的动能为
9．如图所示，两个质量分别为m1=1kg、m2=2kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1=30N、F2=15N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（ ）
A．系统运动稳定时，弹簧秤的示数是15N
B．系统运动稳定时，弹簧秤的示数是25N
C．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为25m/s2
D．在突然撤去F1的瞬间，m2的加速度大小为7.5m/s2
10．如图所示，与水平面成θ=37°角的直棒上有一滑套，可以无摩擦地在棒上滑动。开始时滑套相对棒静止，此时与棒的上端相距L1=1.0m，与棒的下端相距L2=0.4m。现在使棒保持倾角θ=37°不变，以加速度a水平向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（取g=10m/s2，sin37°=0.6）（ ）
A．若加速度a=7.5 m/s2，滑套恰好不会在棒上滑动
B．若加速度a=6 m/s2，滑套恰好不会在棒上滑动
C．若加速度a=10 m/s2，滑套经过t=0.63s会从棒的上端滑出
D．若加速度a=5 m/s2，滑套经过t=0.63s会从棒的下端滑出
三．实验题（本题共2小题，共14分）．
11．（每空2分，共6分）某同学利用三根完全相同、满足胡克定律的橡皮筋进行“验证力的平行四边形定则”实验（橡皮筋的形变均在弹性限度内）。在水平木板上固定一张白纸，将绳子打一个结点，用这三根橡皮筋在水平面内沿三个不同方向拉结点，当结点处于静止时，在白纸上标记结点位置为O点，如图所示，记录三根橡皮筋方向并测量出它们此时长度分别为l1、l2、l3。请完成下列问题：
（1）进行不同次实验时， （填“需要”或“不需要”）使O点始终在同一位置。
（2）在本实验中，测得橡皮筋原长均为12.00 cm。当结点静止时，三根橡皮筋的长度不可能是 。
A．l1=16.20 cm，l2=14.5 cm，l3=17.0 cm
B．l1=15.0 cm，l2=13.00 cm，l3=13.00 cm
（3）在某次实验，三根橡皮筋的方向如图所示，保持结点位置与OA段橡皮筋长度、方向不变，保持OB段橡皮筋的方向不变，将OC段橡皮筋缓慢顺时针旋转90°，则在此过程中OB段与OC段橡皮筋的弹力大小变化正确的是 。
A．OC段橡皮筋弹力先减小后增大
B．OC段橡皮筋弹力一直减小
C．OB段橡皮筋弹力一直减小
D．OB段橡皮筋弹力先增大后减小
12．（每空2分，共8分）某同学用如图（a）所示装置验证加速度与力的关系。小车通过细绳与钩码相连，固定在小车上的挡光片宽度为d，光电门传感器固定在轨道上，为平衡摩擦力，他们将轨道调整为左高右低。实验时，将小车从某一位置由静止释放，通过光电门测出挡光片的挡光时间Δt，实验中小车从同一位置由静止释放，记录弹簧测力计的示数F，改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，测得多组Δt和F。他们在1Δt2−F坐标系中，得到如图（b）所示的点
（1）实验中钩码的质量 （填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量
（2）若图像过原点，小车的位移为s，小车的质量为M，请写出1Δt2关于F的函数表达式 .
（3）按照图（b）的点迹描绘图像。
（4）为使上一问的图像过坐标原点，应适当 斜面左侧的高度（填写“减小”或“增大”）
13（12分）．如图所示，A为竖直放置的导热汽缸，其质量、高度，B为质量的导热活塞，汽缸内封闭着一定质量（远小于汽缸的质量）的理想气体，B与水平地面间连有劲度系数的轻弹簧，A与B的横截面积均为。当整个装置静止时，活塞B距汽缸底部的高度为。活塞与汽缸间紧密接触且无摩擦，活塞和汽缸壁的厚度均不计，外界大气压强，环境温度不变，弹簧原长，取重力加速度大小。
（1）求刚开始汽缸A静止时内部气体的压强p；
（2）用力从汽缸顶端缓缓上提汽缸A，求活塞B刚要离开A时，弹簧的长度。
14（16分）．如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为m=0.4kg的圆环，地面上放一质量为M=2.5kg的物块，物块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°，β=53°。认为物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（重力加速度g=10N/kg，取sin37°=0.6、sin53°=0.8），求：
（1）物块对地面的压力大小；
（2）地面对物块的摩擦力；
（3）若其他条件不变，仅M大小可调，为保持系统的平衡，求M的最小值。
15（18分）．如图所示，在足够大的水平地面上有一质量M=2kg 的静止长木板，木板的左端放置一质量m =1kg 的物体A，距木板的右端l1=3m处放置质量与物体A 相等的另一物体B（物体B底面光滑）。在t=0时刻对物体A施加一水平向右的推力F=6N，物体A开始相对长木板滑动，同时给物体B一向右的瞬时初速度v0=2m/s，木板与水平地面间的动摩擦因数μ1=0.05，物体A与木板间的动摩擦因数μ2=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，物体A、B均可视为质点。求:
（1）t=0时刻长木板的加速度大小；
（2）若t1=3s时物体A、B在木板上相撞，木板的长度L；
（3）若在t2=2.4s 时撤去推力F，试分析物体A、B能否相撞？若能，求A、B两物体从撤去推力F到相撞所用的时间t；若不能，求A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间t。
参考答案：
1．B
【详解】由图甲可知，温度为T2的图线中速率大分子占据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故T2对应的温度较高，故T1T2。
2．D
【详解】A．根据电荷数和质量数守恒可知X为β粒子，穿透性较强，但不能轻松穿透几厘米厚的铅板，故A错误；
B．半衰期是统计数据，100个碘129原子在1570万年后不一定还有50个未发生衰变，故B错误；
C．半衰期不会受外界环境的影响而改变，故C错误；
D．由于衰变过程中有质量亏损，所以碘129原子核的质量大于氙129原子核和X粒子的总质量，故D正确。
3．C
4．D
【详解】A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的光，只有2种可见光，分别为从n=4能级向n=2能级跃迁和从n=3能级向n=2能级跃迁，故A错误；
B．当滑片P向a端移动时，施加反向电压，光电流I将减小，故B错误；
C．根据
可知频率越大，遏止电压越大，故a光的频率最大，根据
λ=cf
可知频率越大，波长越短，故a光的波长最短，根据
p=ℎλ
可知a光光子动量最大，故C错误；
D．根据氢原子能级图可知氢光谱可见光只有4条，而a光的能量最大，故排除氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁的可能，故a光是氢原子从n=5能级向n=2能级跃迁发出的光，能量为2.86eV，b光是氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁发出的光，能量为2.55eV，c光是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁发出的光，能量为1.89eV，故图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有Ub−Uc≤0.97V
5．C
【详解】其运动过程的图像如图所示
由于图像的斜率表示物体加速度，图像的面积表示物体的位移，则加速度大小分别为
，
整理有
6．A
【详解】瓦片放在房脊上，相当于物体放在斜面上的模型，如图所示
瓦片重力沿斜面和垂直斜面的分力分别为mgsinθ，mgcsθ。
A．弹力的合力A的重力垂直斜面方向的分力平衡，大小为mgcsθ， 两个侧面弹力大小相等夹角120度，如图所示
对A的弹力大小为FN1=FN2=mgcsθ
B．B对A的作用力与A的重力平衡，故大小等于mg，方向竖直向上。故B错误；
C．A受到重力，两个侧面对它的弹力和两个侧面对它的摩擦力，共5个力，故C错误；
D．B对A的最大静摩擦力的合力大小与瓦片沿斜面方向的重力的分力平衡
Fsinθmax
故D错误。
7．CD
【详解】A．因为是搓纸轮带动第一张向右运动，第1张纸上表面受到搓纸轮施加的静摩擦力f，方向向右，大小不确定，故A错误；
D．第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力f′，方向向左，即有
f'=μ2mg+F
F为搓纸轮对第1张纸的压力，要让纸张一张一张进入则需满足
f'=μ2mg+F<μ1F
由题知F≫mg，故必有，故D正确；
BC．第2张纸与第3张纸之间的摩擦力及第99张纸与第100张纸之间的摩擦力都是静摩擦力，根据受力平衡可知，大小均为f'=μ2mg+F，故B错误，C正确；
8．BCD
【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为
z4X→z−2A−4Y+24He
故A错误；
B．此反应中放出的总能量
ΔE=mX−mY−mαc2
故B正确；
C．核反应前后系统动量守恒，即
mYvY=mαvα
新核和α粒子在磁场中做圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有
Bqv=mv2r
联立两式可知核Y和α粒子在磁场中运动的半径之比
rYrα=2Z−2
α粒子在磁场中运动的半径为R，所以核Y在磁场中运动的半径
rY=2RZ−2
故C正确；
D．核X发生衰变前后，根据能量守恒定律有
ΔE=12mYvY2+12mαvα2
又由于
mYvY=mαvα
联立两式整理得核Y的动能
12mYvY2=mαmα+mYΔE
9．BC
系统运动稳定时，对整体运用牛顿第二定律得
隔离对分析，有
解得
可知弹簧秤的示数是25N，故A错误，B正确；
CD．在突然撤去的瞬间，弹簧弹力保持不变，则m2的受力不变，m2的加速度大小仍为；的加速度大小为
故C正确，D错误。
10．AD
【详解】AB．设棒以加速度a0向右匀加速时，滑套恰好不在棒上滑动，如图所示
则有
Ncsθ=mg，Nsinθ=ma0
解得
a0=gtanθ=7.5m/s2
故A正确，B错误；
C．当
a=10m/s2>a0
时，滑套会沿棒上滑，如图所示
设滑套相对棒的加速度大小为a1，经时间t1滑套滑出直棒，则有
Ncsθ−mg=ma1sinθ
Nsinθ=m(a−a1csθ)
L1=12a1t12
解得
a1=2m/s2，t1=1.0s
故C错误；
D．当
a=5m/s2时，滑套会沿棒下滑，如图所示
设滑套相对棒的加速度大小为a2，经时间t2滑套滑出直棒，则有
mg−Ncsθ=ma2sinθ
Nsinθ=m(a+a2csθ)
L2=12a2t22
解得
a2=2m/s2，t2=105s≈0.63s
11． 不需要 B AC/CA
12． 不需要 1Δt2=2sMd2F 增大
【详解】（1）[1]实验中小车的受到的合力可以由弹簧测力计读出，因此不需要钩码的质量远小于小车的质量。
（2）[2]小车通过光电门的速度为v，有
v=dΔt
设小车初到光电门的位移为s，有
v2=2as
对小车受力分析，由牛顿第二定律有
F=Ma
整理有
1Δt2=2sMd2F
图像的斜率为
k=2sMd2
可知，斜率与小车质量、小车释放的位置、挡光片的宽度有关，与钩码的质量无关。
故选B。
由之前的分析可知，其关系式为
1Δt2=2sMd2F
（3）[4]描点连线，其图像如图所示
（4）由上图可知，图线在横轴上有一段正截距，说明当力F在某个值时，小车才运动，据此可知小车没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，即适当增大斜面左端的高度可以使图像过坐标原点。
13.（ⅰ）对汽缸受力分析有
解得
（ⅱ）设活塞B刚离开汽缸A时内部气体的压强为，弹簧的压缩量为，有
对活塞B受力分析有
可得
弹簧长度L仍然为原长10CM
14．（1）22N；（2）4N，方向水平向右；（3）1.1kg
【详解】（1）以圆环为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得绳子拉力大小为
以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得支持力
根据牛顿第三定律，可知物块对地面的压力大小22N。
（2）以物块为对象，水平方向根据受力平衡可得
可知地面对物块的摩擦力大小为4N，方向水平向右。
（3）若m、M大小可调，以圆环为对象，可得绳子拉力大小为
以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得
水平方向根据受力平衡可得
又
联立可得
解得
15．（1）1m/s2；（2）6m；（3）物体A、B不能相撞，A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间为1.8s；
【详解】（1）设t=0时长木板的加速度大小为a1，则对木板，根据牛顿第二定律有
μ2mg−μ1M+m+mg=Ma1
解得
a1=1m/s2
（2）设0~3s内，物体A的加速度大小为a2，位移大小为x1，物体B的位移大小为x2，根据牛顿第二定律有
F−μ2mg=ma2
a2=2m/s2
物体A的位移大小为
物体B的位移大小为
L−l1=x1−x2
解得
（3）t2=2.4s时，物块A的速度为
vA=a2t2=4.8m/s
物体A的位移为
xA=12a2t22=5.76m
长木板的速度为
v木=a1t1=2.4m/s
长木板的位移为
x木=12a1t12=2.88m
物体B的位移为
t2=2.4s时，物体B相对长木板的位移恰好满足
Δx1=xB−x木=1.92m＜l1
即B离长木板的最右端的距离为
L1−Δx1=3m−1.92m=1.08m
物体A相对长木板的位移
Δs1=xA−x木=2.88m
可知A离长木板右端距离
L−Δs1=3.12m
设撤去推力F后物体A的加速度大小为a2'，根据牛顿第二定律得
μ2mg=ma2'
解得
a2'=4m/s2
物体A与木板的共同速度设为v共 ，则
v共=vA−a2't3=v木+a1t3
解得
t3=0.48s
v共=2.88m/s
故在t=2.88s时物体A和长木板达到共同的速度2.88m/s
在t3=0.48s时间内，物体A相对长木板的位移为
Δs2=vA+v共2t3−v木+v共2t3=0.576m
此时B距离长木板右端距离为
Δx2=v木+v共2t3−v0t3=0.3072m
此时物体A到B的距离为
Δs3=L−Δs1−Δs2−Δx2=2.2368m
由于μ2>μ1，此后A与长木板一起开始做匀减速直线运动，加速度大小为
a共=μ1(M+m+m)gM+m=23m/s2
设经过时间t4木板与物体B达到共同速度，则
v共1=v共−a共t4=v0
解得
t4=1.32s
故在t4=0.6s内A相对物体B位移
Δs4=v共+v02t4−v0t4=0.5808m
此时A与B距离为
Δs3−Δs4=1.656m
此后B做匀速运动，A与长木板一起做减速运动，不会相撞。
A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间
t=t3+t4=1.8s
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）．
四、解答题（本题共3小题，共46分）
命题人： 审题人：
本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟
注意事项：
1．答卷前，考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题-卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
1．某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标fv表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T1、T2两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中T1>T2，图乙中T1>T2
B．图甲中T1
C．图甲中T1
下列说法正确的是（ ）
A．大量的X粒子形成了β射线，能够轻松穿透几厘米厚的铅板
B．半衰期不会随温度发生改变，100个碘129原子在1570万年后有50个未发生衰变
C．核废水进入海水后温度降低，会延长碘129的半衰期
D．碘129原子核的质量大于氙129原子核和X粒子的总质量
3．滑索是一项体育游乐项目。如图所示，游客从起点利用自然落差加速向下滑行，越过钢索的最低点减速滑至终点。滑轮与钢索间的摩擦不可忽略，不考虑空气对人的作用力。下列四幅图中，两条虚线分别表示与钢索垂直方向和竖直方向，能正确表示游客加速下滑或减速上滑的是（ ）
A．减速上滑 B．减速上滑
C．加速下滑 D．加速下滑
4．氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光能量范围约为1.64eV到3.11eV之间，a光的光子能量为2.86 eV。则（ ）
A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光
B．当滑片P向a端移动时，光电流I将增大
C．a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小
D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有Ub−Uc<0.97V
5．一质点由静止开始做加速度为的匀加速直线运动，经时间t后加速度变为，又经过时间t后加速度再次变为，再经时间t后回到出发点，、的之比为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．如图甲所示为一质量为m的瓦片A的截面图，其顶角为60°。把它对称放在一段房脊B上，将房脊B的一端缓慢抬高至瓦片刚要滑动，如图乙所示，此时房脊与水平面的夹角为θ。下列说法中正确的是（ ）
A．B的每个侧面对A的弹力大小为mgcsθ
B．B对A的作用力为mgsinθ
C．A受到3个力的作用
D．B对A的最大静摩擦力的合力大小为12mgsin θ
二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） ．
7．打印机是现代办公不可或缺的设备，其进纸系统结构如图所示，正常情况下能做到“每次只进一张纸”，某次打印过程中刚好还有100张相同的纸，每张纸的质量均为m，打印时搓纸轮按图示逆时针方向转动，搓纸轮给第1张纸压力大小为，带动最上面的第1张纸匀速向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，纸张与纸张之间μ2，重力加速度为g，当打印机正常工作时下列说法中正确的是（ ）
A．搓纸轮对1张纸的摩擦力为μ1F，方向向右
B．第2张与第3张之间的摩擦力大小为2μ2mg
C．第99张纸与第100张纸之间的摩擦力为μ2mg+F
D．μ1一定大于μ2
8．静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，假设核反应过程中释放的能量全部转化为α粒子和Y核的动能。α粒子在磁场中运动的半径为R。则（ ）
A．衰变方程可表示为
B．核反应中释放的核能为（mX-mY-mα）c2
C．Y核在磁场中运动的半径为2RZ−2
D．Y核的动能为
9．如图所示，两个质量分别为m1=1kg、m2=2kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1=30N、F2=15N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（ ）
A．系统运动稳定时，弹簧秤的示数是15N
B．系统运动稳定时，弹簧秤的示数是25N
C．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为25m/s2
D．在突然撤去F1的瞬间，m2的加速度大小为7.5m/s2
10．如图所示，与水平面成θ=37°角的直棒上有一滑套，可以无摩擦地在棒上滑动。开始时滑套相对棒静止，此时与棒的上端相距L1=1.0m，与棒的下端相距L2=0.4m。现在使棒保持倾角θ=37°不变，以加速度a水平向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（取g=10m/s2，sin37°=0.6）（ ）
A．若加速度a=7.5 m/s2，滑套恰好不会在棒上滑动
B．若加速度a=6 m/s2，滑套恰好不会在棒上滑动
C．若加速度a=10 m/s2，滑套经过t=0.63s会从棒的上端滑出
D．若加速度a=5 m/s2，滑套经过t=0.63s会从棒的下端滑出
三．实验题（本题共2小题，共14分）．
11．（每空2分，共6分）某同学利用三根完全相同、满足胡克定律的橡皮筋进行“验证力的平行四边形定则”实验（橡皮筋的形变均在弹性限度内）。在水平木板上固定一张白纸，将绳子打一个结点，用这三根橡皮筋在水平面内沿三个不同方向拉结点，当结点处于静止时，在白纸上标记结点位置为O点，如图所示，记录三根橡皮筋方向并测量出它们此时长度分别为l1、l2、l3。请完成下列问题：
（1）进行不同次实验时， （填“需要”或“不需要”）使O点始终在同一位置。
（2）在本实验中，测得橡皮筋原长均为12.00 cm。当结点静止时，三根橡皮筋的长度不可能是 。
A．l1=16.20 cm，l2=14.5 cm，l3=17.0 cm
B．l1=15.0 cm，l2=13.00 cm，l3=13.00 cm
（3）在某次实验，三根橡皮筋的方向如图所示，保持结点位置与OA段橡皮筋长度、方向不变，保持OB段橡皮筋的方向不变，将OC段橡皮筋缓慢顺时针旋转90°，则在此过程中OB段与OC段橡皮筋的弹力大小变化正确的是 。
A．OC段橡皮筋弹力先减小后增大
B．OC段橡皮筋弹力一直减小
C．OB段橡皮筋弹力一直减小
D．OB段橡皮筋弹力先增大后减小
12．（每空2分，共8分）某同学用如图（a）所示装置验证加速度与力的关系。小车通过细绳与钩码相连，固定在小车上的挡光片宽度为d，光电门传感器固定在轨道上，为平衡摩擦力，他们将轨道调整为左高右低。实验时，将小车从某一位置由静止释放，通过光电门测出挡光片的挡光时间Δt，实验中小车从同一位置由静止释放，记录弹簧测力计的示数F，改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，测得多组Δt和F。他们在1Δt2−F坐标系中，得到如图（b）所示的点
（1）实验中钩码的质量 （填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量
（2）若图像过原点，小车的位移为s，小车的质量为M，请写出1Δt2关于F的函数表达式 .
（3）按照图（b）的点迹描绘图像。
（4）为使上一问的图像过坐标原点，应适当 斜面左侧的高度（填写“减小”或“增大”）
13（12分）．如图所示，A为竖直放置的导热汽缸，其质量、高度，B为质量的导热活塞，汽缸内封闭着一定质量（远小于汽缸的质量）的理想气体，B与水平地面间连有劲度系数的轻弹簧，A与B的横截面积均为。当整个装置静止时，活塞B距汽缸底部的高度为。活塞与汽缸间紧密接触且无摩擦，活塞和汽缸壁的厚度均不计，外界大气压强，环境温度不变，弹簧原长，取重力加速度大小。
（1）求刚开始汽缸A静止时内部气体的压强p；
（2）用力从汽缸顶端缓缓上提汽缸A，求活塞B刚要离开A时，弹簧的长度。
14（16分）．如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为m=0.4kg的圆环，地面上放一质量为M=2.5kg的物块，物块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°，β=53°。认为物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（重力加速度g=10N/kg，取sin37°=0.6、sin53°=0.8），求：
（1）物块对地面的压力大小；
（2）地面对物块的摩擦力；
（3）若其他条件不变，仅M大小可调，为保持系统的平衡，求M的最小值。
15（18分）．如图所示，在足够大的水平地面上有一质量M=2kg 的静止长木板，木板的左端放置一质量m =1kg 的物体A，距木板的右端l1=3m处放置质量与物体A 相等的另一物体B（物体B底面光滑）。在t=0时刻对物体A施加一水平向右的推力F=6N，物体A开始相对长木板滑动，同时给物体B一向右的瞬时初速度v0=2m/s，木板与水平地面间的动摩擦因数μ1=0.05，物体A与木板间的动摩擦因数μ2=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，物体A、B均可视为质点。求:
（1）t=0时刻长木板的加速度大小；
（2）若t1=3s时物体A、B在木板上相撞，木板的长度L；
（3）若在t2=2.4s 时撤去推力F，试分析物体A、B能否相撞？若能，求A、B两物体从撤去推力F到相撞所用的时间t；若不能，求A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间t。
参考答案：
1．B
【详解】由图甲可知，温度为T2的图线中速率大分子占据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故T2对应的温度较高，故T1
2．D
【详解】A．根据电荷数和质量数守恒可知X为β粒子，穿透性较强，但不能轻松穿透几厘米厚的铅板，故A错误；
B．半衰期是统计数据，100个碘129原子在1570万年后不一定还有50个未发生衰变，故B错误；
C．半衰期不会受外界环境的影响而改变，故C错误；
D．由于衰变过程中有质量亏损，所以碘129原子核的质量大于氙129原子核和X粒子的总质量，故D正确。
3．C
4．D
【详解】A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的光，只有2种可见光，分别为从n=4能级向n=2能级跃迁和从n=3能级向n=2能级跃迁，故A错误；
B．当滑片P向a端移动时，施加反向电压，光电流I将减小，故B错误；
C．根据
可知频率越大，遏止电压越大，故a光的频率最大，根据
λ=cf
可知频率越大，波长越短，故a光的波长最短，根据
p=ℎλ
可知a光光子动量最大，故C错误；
D．根据氢原子能级图可知氢光谱可见光只有4条，而a光的能量最大，故排除氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁的可能，故a光是氢原子从n=5能级向n=2能级跃迁发出的光，能量为2.86eV，b光是氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁发出的光，能量为2.55eV，c光是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁发出的光，能量为1.89eV，故图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有Ub−Uc≤0.97V
5．C
【详解】其运动过程的图像如图所示
由于图像的斜率表示物体加速度，图像的面积表示物体的位移，则加速度大小分别为
，
整理有
6．A
【详解】瓦片放在房脊上，相当于物体放在斜面上的模型，如图所示
瓦片重力沿斜面和垂直斜面的分力分别为mgsinθ，mgcsθ。
A．弹力的合力A的重力垂直斜面方向的分力平衡，大小为mgcsθ， 两个侧面弹力大小相等夹角120度，如图所示
对A的弹力大小为FN1=FN2=mgcsθ
B．B对A的作用力与A的重力平衡，故大小等于mg，方向竖直向上。故B错误；
C．A受到重力，两个侧面对它的弹力和两个侧面对它的摩擦力，共5个力，故C错误；
D．B对A的最大静摩擦力的合力大小与瓦片沿斜面方向的重力的分力平衡
Fsinθmax
故D错误。
7．CD
【详解】A．因为是搓纸轮带动第一张向右运动，第1张纸上表面受到搓纸轮施加的静摩擦力f，方向向右，大小不确定，故A错误；
D．第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力f′，方向向左，即有
f'=μ2mg+F
F为搓纸轮对第1张纸的压力，要让纸张一张一张进入则需满足
f'=μ2mg+F<μ1F
由题知F≫mg，故必有，故D正确；
BC．第2张纸与第3张纸之间的摩擦力及第99张纸与第100张纸之间的摩擦力都是静摩擦力，根据受力平衡可知，大小均为f'=μ2mg+F，故B错误，C正确；
8．BCD
【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为
z4X→z−2A−4Y+24He
故A错误；
B．此反应中放出的总能量
ΔE=mX−mY−mαc2
故B正确；
C．核反应前后系统动量守恒，即
mYvY=mαvα
新核和α粒子在磁场中做圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有
Bqv=mv2r
联立两式可知核Y和α粒子在磁场中运动的半径之比
rYrα=2Z−2
α粒子在磁场中运动的半径为R，所以核Y在磁场中运动的半径
rY=2RZ−2
故C正确；
D．核X发生衰变前后，根据能量守恒定律有
ΔE=12mYvY2+12mαvα2
又由于
mYvY=mαvα
联立两式整理得核Y的动能
12mYvY2=mαmα+mYΔE
9．BC
系统运动稳定时，对整体运用牛顿第二定律得
隔离对分析，有
解得
可知弹簧秤的示数是25N，故A错误，B正确；
CD．在突然撤去的瞬间，弹簧弹力保持不变，则m2的受力不变，m2的加速度大小仍为；的加速度大小为
故C正确，D错误。
10．AD
【详解】AB．设棒以加速度a0向右匀加速时，滑套恰好不在棒上滑动，如图所示
则有
Ncsθ=mg，Nsinθ=ma0
解得
a0=gtanθ=7.5m/s2
故A正确，B错误；
C．当
a=10m/s2>a0
时，滑套会沿棒上滑，如图所示
设滑套相对棒的加速度大小为a1，经时间t1滑套滑出直棒，则有
Ncsθ−mg=ma1sinθ
Nsinθ=m(a−a1csθ)
L1=12a1t12
解得
a1=2m/s2，t1=1.0s
故C错误；
D．当
a=5m/s2
设滑套相对棒的加速度大小为a2，经时间t2滑套滑出直棒，则有
mg−Ncsθ=ma2sinθ
Nsinθ=m(a+a2csθ)
L2=12a2t22
解得
a2=2m/s2，t2=105s≈0.63s
11． 不需要 B AC/CA
12． 不需要 1Δt2=2sMd2F 增大
【详解】（1）[1]实验中小车的受到的合力可以由弹簧测力计读出，因此不需要钩码的质量远小于小车的质量。
（2）[2]小车通过光电门的速度为v，有
v=dΔt
设小车初到光电门的位移为s，有
v2=2as
对小车受力分析，由牛顿第二定律有
F=Ma
整理有
1Δt2=2sMd2F
图像的斜率为
k=2sMd2
可知，斜率与小车质量、小车释放的位置、挡光片的宽度有关，与钩码的质量无关。
故选B。
由之前的分析可知，其关系式为
1Δt2=2sMd2F
（3）[4]描点连线，其图像如图所示
（4）由上图可知，图线在横轴上有一段正截距，说明当力F在某个值时，小车才运动，据此可知小车没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，即适当增大斜面左端的高度可以使图像过坐标原点。
13.（ⅰ）对汽缸受力分析有
解得
（ⅱ）设活塞B刚离开汽缸A时内部气体的压强为，弹簧的压缩量为，有
对活塞B受力分析有
可得
弹簧长度L仍然为原长10CM
14．（1）22N；（2）4N，方向水平向右；（3）1.1kg
【详解】（1）以圆环为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得绳子拉力大小为
以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得支持力
根据牛顿第三定律，可知物块对地面的压力大小22N。
（2）以物块为对象，水平方向根据受力平衡可得
可知地面对物块的摩擦力大小为4N，方向水平向右。
（3）若m、M大小可调，以圆环为对象，可得绳子拉力大小为
以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得
水平方向根据受力平衡可得
又
联立可得
解得
15．（1）1m/s2；（2）6m；（3）物体A、B不能相撞，A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间为1.8s；
【详解】（1）设t=0时长木板的加速度大小为a1，则对木板，根据牛顿第二定律有
μ2mg−μ1M+m+mg=Ma1
解得
a1=1m/s2
（2）设0~3s内，物体A的加速度大小为a2，位移大小为x1，物体B的位移大小为x2，根据牛顿第二定律有
F−μ2mg=ma2
a2=2m/s2
物体A的位移大小为
物体B的位移大小为
L−l1=x1−x2
解得
（3）t2=2.4s时，物块A的速度为
vA=a2t2=4.8m/s
物体A的位移为
xA=12a2t22=5.76m
长木板的速度为
v木=a1t1=2.4m/s
长木板的位移为
x木=12a1t12=2.88m
物体B的位移为
t2=2.4s时，物体B相对长木板的位移恰好满足
Δx1=xB−x木=1.92m＜l1
即B离长木板的最右端的距离为
L1−Δx1=3m−1.92m=1.08m
物体A相对长木板的位移
Δs1=xA−x木=2.88m
可知A离长木板右端距离
L−Δs1=3.12m
设撤去推力F后物体A的加速度大小为a2'，根据牛顿第二定律得
μ2mg=ma2'
解得
a2'=4m/s2
物体A与木板的共同速度设为v共 ，则
v共=vA−a2't3=v木+a1t3
解得
t3=0.48s
v共=2.88m/s
故在t=2.88s时物体A和长木板达到共同的速度2.88m/s
在t3=0.48s时间内，物体A相对长木板的位移为
Δs2=vA+v共2t3−v木+v共2t3=0.576m
此时B距离长木板右端距离为
Δx2=v木+v共2t3−v0t3=0.3072m
此时物体A到B的距离为
Δs3=L−Δs1−Δs2−Δx2=2.2368m
由于μ2>μ1，此后A与长木板一起开始做匀减速直线运动，加速度大小为
a共=μ1(M+m+m)gM+m=23m/s2
设经过时间t4木板与物体B达到共同速度，则
v共1=v共−a共t4=v0
解得
t4=1.32s
故在t4=0.6s内A相对物体B位移
Δs4=v共+v02t4−v0t4=0.5808m
此时A与B距离为
Δs3−Δs4=1.656m
此后B做匀速运动，A与长木板一起做减速运动，不会相撞。
A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间
t=t3+t4=1.8s
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）．
四、解答题（本题共3小题，共46分）
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