2023-2024学年吉林省长春五中（田家炳实验中学）高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年吉林省长春五中（田家炳实验中学）高二（下）期末物理试卷，共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）关于物体的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图中老鹰飞得比较高，可以看成质点
B．乙图中导航显示的1574km是位移大小
C．丙图中篮球比赛计时牌，图中24s为时刻
D．丁图中雷达测速仪测得的是汽车的瞬时速率
2．（4分）川藏线318是自驾旅行爱好者公认的“必经之路”，某自驾旅行爱好者在驾车经过西藏动物保护区时，发现前方路段60m处忽然冲出一只牦牛，为避免惊扰保护动物，应与其相隔至少10m，则汽车紧急刹车行驶，已知汽车原来以20m/s的速度驾驶，刹车加速度大小为5m/s2，驾驶员反应时间为0.2s，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车不会惊扰牦牛
B．刹车后5s车行驶位移大小为37.5m
C．汽车从发现牦牛到停止运动的时间为4.5s
D．在反应时间内汽车通过的距离为3.8m
3．（4分）如图所示是商场中由等长的车厢连接而成、车厢间的间隙忽略不计的无轨小火车，一小朋友站在第一节车厢前端，火车从静止开始做匀加速直线运动，则火车（ ）
A．在相等的时间里经过小朋友的车厢数之比是1：4：9
B．第1、2、3节车厢经过小朋友的时间之比是
C．第1、2、3节车厢尾经过小朋友瞬间的速度之比是1：2：3
D．火车中间位置经过小朋友的瞬时速度大于火车通过小朋友的平均速度
4．（4分）如图甲所示，“福建舰”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。如图乙所示，航空母舰的水平跑道总长为180m，其中电磁弹射区的长度为80m，若弹射装置可以辅助飞机在弹射区做加速度为40m/s2的匀加速直线运动，飞机离开电磁弹射区后在喷气式发动机推力作用下做匀加速直线运动，飞机离舰起飞速度为100m/s。已知航空母舰始终处于静止状态，飞机可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．飞机在电磁弹射区运动的时间为4s
B．飞机离开电磁弹射区时的速度大小为60m/s
C．飞机从开始起飞到离开跑道的总时间为s
D．飞机离开电磁弹射区后的加速度大小为m/s2
5．（4分）如图为直角棱镜的横截面，图中∠bac＝90°，bc边距离顶点a足够远，现有某单色光以入射角i＝45°从ab边射入，在ac边上恰好发生全反射，则该单色光在此棱镜中的折射率为（ ）
A．B．C．D．
6．（4分）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（ ）
A．倍B．倍C．2倍D．3倍
7．（4分）如图所示，木块A、B分别重50N和60N与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。用F＝2N的水平拉力拉木块B，木块A、B均保持静止。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹力大小为80N
B．木块A受到的摩擦力大小为10N
C．木块B受到的摩擦力大小为6N
D．地面给A、B组成的系统的摩擦力大小为2N
二、多项选择题（每题6分，共18分，选不全得3分）
（多选）8．（6分）我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟体积小重量轻。它通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子能级如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．10eV的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁
B．一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射6种不同频率的光子
C．现用光子能量介于10eV～12.9eV范围内的光去照射群处于基态的氢原子，在照射光中可能被吸收的光子能量只有4种
D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV
（多选）9．（6分）如图所示，甲、乙两个图像分别表示四个物体沿同一直线的运动情况，a、c为直线，b、d为曲线，3s末，b、d物体图线的斜率分别与a、c物体图线的斜率相同，下列说法正确的是（ ）
A．3s末，a、b两物体的速度相等，c、d两物体的加速度相等
B．a、b在1s末相遇，c、d也在1s末相遇
C．c、d两物体在1～4s内c的平均速度大
D．四个物体的运动方向一直都相同
（多选）10．（6分）一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一过程中（ ）
A．细线拉力逐渐增大
B．铁架台对地面的压力逐渐增大
C．铁架台对地面的压力逐渐减小
D．铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大
三、实验题（每空2分，共14分）
11．（8分）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为标记出的小圆环的位置，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
（1）本实验主要采用的科学方法是 （填选项前的字母）。
A.控制变量法
B.等效替代法
（2）图甲所示的操作过程是：用两个规格相同的弹簧测力计，通过细绳沿平行木板平面的不同方向同时拉挂在橡皮筋一端的小圆环，将小圆环拉至某点O，记下O点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小。左侧弹簧测力计的示数F1＝2.00N，由图可读出右侧弹簧测力计的示数F2＝ N。
（3）图乙中的力F和力F'，一定沿橡皮条AO方向的是 （选填“F”或“F′”）。
（4）在另一次实验中，该同学用两个弹簧测力计，通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用，两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点，且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计，小圆环平衡时，橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为F1、F2和F3，关于这三个力的大小关系，正确的是 。
A.F1＞F2＞F3
B.F3＞F1＞F2
C.F2＞F3＞F1
D.F3＞F2＞F1
12．（6分）在“探究小车速度随时间变化规律”实验中：
（1）实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花计时器、导线和复写纸。除上述器材外，还需要使用的有 （填选项前字母）。
A．6V交流电源
B．220V交流电源
C．秒表
D．刻度尺
（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），已知电火花计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出第4个计数点的瞬时速度为 m/s，小车的加速度为 m/s2（结果保留两位有效数字）。
四、解答题（40分）
13．（10分）如图所示，用质量m＝1kg的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度h1＝1.0m，气体的温度t1＝27℃．现将汽缸缓慢加热至t2＝207℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处，此过程中被封闭气体增加的内能ΔU＝300J．已知大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2，活塞横截面积S＝5.0×10﹣4m2．求：
（ⅰ）初始时汽缸内气体的压强p1和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度h2；
（ⅱ）此过程中缸内气体吸收的热量Q。
14．（12分）高铁被誉为中国新四大发明之一。因高铁的运行速度快，对制动系统的性能要求较高，高铁列车上安装有多套制动装置﹣﹣制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等。在一段直线轨道上，某高铁列车正以v0＝288km/h的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方x0＝5km处道路出现异常，需要减速停车。列车长接到通知后，经过t1＝2.5s将制动风翼打开，高铁列车获得a1＝0.5m/s2的平均制动加速度减速，减速t2＝40s后，列车长再将电磁制动系统打开，结果列车在距离异常处500m的地方停下来。
（1）求列车长打开电磁制动系统时，列车的速度多大？
（2）求制动风翼和电磁制动系统都打开时，列车的平均制动加速度a2是多大？
15．（18分）在沟谷深壑、地形险峻的山区，由于暴雨暴雪极易引发山体滑坡，并携带大量泥沙石块形成泥石流，发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施，甚至村镇等，造成巨大损失。现将泥石流运动过程进行简化，如图所示，假设一段泥石流（视为质量不变的滑块）从A点由静止开始沿坡体匀加速直线下滑，坡体倾角α＝53°，泥石流与坡体间的动摩擦因数，A点距离坡体底端B点的长度为108m，泥石流经过B点时没有能量的损失，然后在水平面上做匀减速直线运动，加速度大小为5m/s2。一辆汽车停在距离B点右侧80m的C处，当泥石流到达B点时，司机发现险情，立即启动车辆并以4m/s2加速度向右做匀加速直线运动，以求逃生。重力加速度g取10m/s2，（已知sin53°＝0.8，cs53°＝0.6）。求：
（1）泥石流经过B点时的速度大小及由A点运动到B点所用的时间；
（2）通过计算判断泥石流能否追上汽车。
2023-2024学年吉林省长春五中（田家炳实验中学）高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（每题4分，共28分）
1．（4分）关于物体的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图中老鹰飞得比较高，可以看成质点
B．乙图中导航显示的1574km是位移大小
C．丙图中篮球比赛计时牌，图中24s为时刻
D．丁图中雷达测速仪测得的是汽车的瞬时速率
【答案】D
【点评】考查对质点、位移、时刻、时间间隔、速度等物理量的理解，掌握基础知识即可。
2．（4分）川藏线318是自驾旅行爱好者公认的“必经之路”，某自驾旅行爱好者在驾车经过西藏动物保护区时，发现前方路段60m处忽然冲出一只牦牛，为避免惊扰保护动物，应与其相隔至少10m，则汽车紧急刹车行驶，已知汽车原来以20m/s的速度驾驶，刹车加速度大小为5m/s2，驾驶员反应时间为0.2s，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车不会惊扰牦牛
B．刹车后5s车行驶位移大小为37.5m
C．汽车从发现牦牛到停止运动的时间为4.5s
D．在反应时间内汽车通过的距离为3.8m
【答案】A
【点评】本题要求同学们掌握匀变速直线运动的速度—时间公式和位移—时间公式，知道在反应时间内汽车做匀速运动。注意汽车刹车的末速度为0。
3．（4分）如图所示是商场中由等长的车厢连接而成、车厢间的间隙忽略不计的无轨小火车，一小朋友站在第一节车厢前端，火车从静止开始做匀加速直线运动，则火车（ ）
A．在相等的时间里经过小朋友的车厢数之比是1：4：9
B．第1、2、3节车厢经过小朋友的时间之比是
C．第1、2、3节车厢尾经过小朋友瞬间的速度之比是1：2：3
D．火车中间位置经过小朋友的瞬时速度大于火车通过小朋友的平均速度
【答案】D
【点评】考查初速度为0的匀加速直线运动的各个规律的应用，会根据题意进行准确分析和解答。
4．（4分）如图甲所示，“福建舰”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。如图乙所示，航空母舰的水平跑道总长为180m，其中电磁弹射区的长度为80m，若弹射装置可以辅助飞机在弹射区做加速度为40m/s2的匀加速直线运动，飞机离开电磁弹射区后在喷气式发动机推力作用下做匀加速直线运动，飞机离舰起飞速度为100m/s。已知航空母舰始终处于静止状态，飞机可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A．飞机在电磁弹射区运动的时间为4s
B．飞机离开电磁弹射区时的速度大小为60m/s
C．飞机从开始起飞到离开跑道的总时间为s
D．飞机离开电磁弹射区后的加速度大小为m/s2
【答案】C
【点评】本题考查匀变速直线运动，解题关键是掌握匀变速直线运动规律并能够熟练应用。
5．（4分）如图为直角棱镜的横截面，图中∠bac＝90°，bc边距离顶点a足够远，现有某单色光以入射角i＝45°从ab边射入，在ac边上恰好发生全反射，则该单色光在此棱镜中的折射率为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【点评】本题考查几何光学问题，关键画出光路图，结合折射定律和几何知识综合求解，难度中等。
6．（4分）用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（ ）
A．倍B．倍C．2倍D．3倍
【答案】B
【点评】本题主要考查了光的双缝干涉实验，熟记相邻亮条纹间距的计算公式即可完成分析，难度不大。
7．（4分）如图所示，木块A、B分别重50N和60N与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。用F＝2N的水平拉力拉木块B，木块A、B均保持静止。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹力大小为80N
B．木块A受到的摩擦力大小为10N
C．木块B受到的摩擦力大小为6N
D．地面给A、B组成的系统的摩擦力大小为2N
【答案】D
【点评】注意在计算摩擦力时需要和最大静摩擦力相比较，结果要小于最大静摩擦力。
二、多项选择题（每题6分，共18分，选不全得3分）
（多选）8．（6分）我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟体积小重量轻。它通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子能级如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．10eV的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁
B．一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射6种不同频率的光子
C．现用光子能量介于10eV～12.9eV范围内的光去照射群处于基态的氢原子，在照射光中可能被吸收的光子能量只有4种
D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV
【答案】BD
【点评】原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差。原子跃迁条件hν＝Em﹣En适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况。
（多选）9．（6分）如图所示，甲、乙两个图像分别表示四个物体沿同一直线的运动情况，a、c为直线，b、d为曲线，3s末，b、d物体图线的斜率分别与a、c物体图线的斜率相同，下列说法正确的是（ ）
A．3s末，a、b两物体的速度相等，c、d两物体的加速度相等
B．a、b在1s末相遇，c、d也在1s末相遇
C．c、d两物体在1～4s内c的平均速度大
D．四个物体的运动方向一直都相同
【答案】AC
【点评】本题考查学生对位移—时间图像、速度—时间图像中曲线含义的理解。
（多选）10．（6分）一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一过程中（ ）
A．细线拉力逐渐增大
B．铁架台对地面的压力逐渐增大
C．铁架台对地面的压力逐渐减小
D．铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大
【答案】AD
【点评】本题是动态平衡问题，动态平衡常用描述字眼就是缓慢移动，处理问题的方法主要是：采用隔离法和整体法相结合进行研究。
三、实验题（每空2分，共14分）
11．（8分）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为标记出的小圆环的位置，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
（1）本实验主要采用的科学方法是 B （填选项前的字母）。
A.控制变量法
B.等效替代法
（2）图甲所示的操作过程是：用两个规格相同的弹簧测力计，通过细绳沿平行木板平面的不同方向同时拉挂在橡皮筋一端的小圆环，将小圆环拉至某点O，记下O点位置和两细绳的方向，并读出两个拉力的大小。左侧弹簧测力计的示数F1＝2.00N，由图可读出右侧弹簧测力计的示数F2＝ 1.90 N。
（3）图乙中的力F和力F'，一定沿橡皮条AO方向的是 F （选填“F”或“F′”）。
（4）在另一次实验中，该同学用两个弹簧测力计，通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用，两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点，且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计，小圆环平衡时，橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为F1、F2和F3，关于这三个力的大小关系，正确的是 A 。
A.F1＞F2＞F3
B.F3＞F1＞F2
C.F2＞F3＞F1
D.F3＞F2＞F1
【答案】（1）B；（2）1.90；（3）F；（4）A
【点评】本题考查了验证力的平行四边形定则实验，知道实验原理与实验注意事项、实验数据处理方法是解题的关键；验证力的平行四边形定则是力学中的重点实验，应明确实验的原理、数据处理方法及本实验采用的物理方法。
12．（6分）在“探究小车速度随时间变化规律”实验中：
（1）实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花计时器、导线和复写纸。除上述器材外，还需要使用的有 BD （填选项前字母）。
A．6V交流电源
B．220V交流电源
C．秒表
D．刻度尺
（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），已知电火花计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出第4个计数点的瞬时速度为 0.81 m/s，小车的加速度为 2.0 m/s2（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）BD；（2）0.81；（3）2.0。
【点评】此题重点考查了纸带的处理问题，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
四、解答题（40分）
13．（10分）如图所示，用质量m＝1kg的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度h1＝1.0m，气体的温度t1＝27℃．现将汽缸缓慢加热至t2＝207℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处，此过程中被封闭气体增加的内能ΔU＝300J．已知大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2，活塞横截面积S＝5.0×10﹣4m2．求：
（ⅰ）初始时汽缸内气体的压强p1和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度h2；
（ⅱ）此过程中缸内气体吸收的热量Q。
【答案】见试题解答内容
【点评】此题考查理想气体状态方程和热力学第一定律，关键是①要注意应用理想气体状态方程时温度用热力学温度，②应用热力学第一定律时要注意正负号问题。
14．（12分）高铁被誉为中国新四大发明之一。因高铁的运行速度快，对制动系统的性能要求较高，高铁列车上安装有多套制动装置﹣﹣制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等。在一段直线轨道上，某高铁列车正以v0＝288km/h的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方x0＝5km处道路出现异常，需要减速停车。列车长接到通知后，经过t1＝2.5s将制动风翼打开，高铁列车获得a1＝0.5m/s2的平均制动加速度减速，减速t2＝40s后，列车长再将电磁制动系统打开，结果列车在距离异常处500m的地方停下来。
（1）求列车长打开电磁制动系统时，列车的速度多大？
（2）求制动风翼和电磁制动系统都打开时，列车的平均制动加速度a2是多大？
【答案】见试题解答内容
【点评】在解答匀变速直线运动一类题目时，注意公式的合理选取，如果涉及时间一般采用速度—时间关系和位移—时间关系公式解答，如果不涉及时间，一般采用速度—位移关系公式解答。
15．（18分）在沟谷深壑、地形险峻的山区，由于暴雨暴雪极易引发山体滑坡，并携带大量泥沙石块形成泥石流，发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施，甚至村镇等，造成巨大损失。现将泥石流运动过程进行简化，如图所示，假设一段泥石流（视为质量不变的滑块）从A点由静止开始沿坡体匀加速直线下滑，坡体倾角α＝53°，泥石流与坡体间的动摩擦因数，A点距离坡体底端B点的长度为108m，泥石流经过B点时没有能量的损失，然后在水平面上做匀减速直线运动，加速度大小为5m/s2。一辆汽车停在距离B点右侧80m的C处，当泥石流到达B点时，司机发现险情，立即启动车辆并以4m/s2加速度向右做匀加速直线运动，以求逃生。重力加速度g取10m/s2，（已知sin53°＝0.8，cs53°＝0.6）。求：
（1）泥石流经过B点时的速度大小及由A点运动到B点所用的时间；
（2）通过计算判断泥石流能否追上汽车。
【答案】（1）泥石流经过B点时的速度大小为36m/s，由A点运动到B点所用的时间为6s；
（2）泥石流追不上汽车。
【点评】分析清楚泥石流的运动过程和受力情况是解题的前提与关键，应用动能定理即可解题；本题也可以应用牛顿第二定律与匀变速直线运动的运动规律分析求解。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/1/6 20:14:40；用户：秦子政；邮箱：13669037329；学号：41037197题号
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