2023-2024学年黑龙江省哈尔滨九中高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年黑龙江省哈尔滨九中高二（下）期末物理试卷，共14页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）下列四幅图涉及不同的物理知识，相关说法正确的是（ ）
A．图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果发现了质子
B．图乙：天然放射现象的发现说明原子内部有复杂结构，其中1为α射线
C．图丙：密立根用油滴实验测出了元电荷的数值
D．图丁：镉棒插入深一些可加快链式反应的速度
2．（4分）金华首届城市马拉松于2024年3月31日进行，比赛起点和终点均设在金华体育中心东门，全程42.195km，途径江南、金东、江北等地，下列说法正确的是（ ）
A．比赛从早上7：30开始，7：30是指时间间隔
B．在记录某选手跑步轨迹的时候可以将选手视为质点
C．某选手完成完整马拉松的位移是42.195km
D．某选手以2小时13分33秒的成绩夺冠，平均速度约为5.3m/s
3．（4分）2023年8月25日，新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录。核聚变和核裂变是两种核反应的形式。下列关于核聚变和核裂变的说法正确的是（ ）
A．核电站获得核能的典型核反应方程为
B．核聚变反应可以自发进行，不需要任何条件
C．核聚变和核裂变均放出能量
D．我国的核电站都是采用核聚变发电的
4．（4分）小爱同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况而绘制的图像（如图）。已知机动车运动轨迹是直线，则下列说法合理的是（ ）
A．机动车处于匀加速状态
B．机动车的初速度为10m/s
C．机动车的加速度为﹣2m/s2
D．机动车在前3秒的位移是12m
（多选）5．（4分）如图甲所示，用频率不同的两束光a、b分别照射同一光电管的阴极K，得到的光电流与光电管两端电压的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．光电管两端电压越大，光电流就越大
B．a光的光子动量比b光的动量大
C．当电压为图乙中的U0时，a光照射强度一定大于b光照射强度
D．用b光照射光电管时，逸出光电子的最大初动能比a光照射时的最大初动能大
6．（4分）如图所示为氢原子能级图，用频率为ν的单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子只辐射出频率分别为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1＜ν2＜ν3。用该单色光照射到某新型材料上，逸出光电子的最大初动能与频率为ν2的光子能量相等。下列说法正确的是（ ）
A．当氢原子从较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能和氢原子的电势能均变大
B．三种光子中粒子性最强的是频率为ν1的光子
C．ν3＞ν1+ν2
D．该新型材料的逸出功为1.89eV
7．（4分）在非洲的干旱草原和半沙漠地带有一种猫科动物狞猫，狞猫跳跃能力极强，奔跑速度快，能捉降落或起飞时的鸟类。某次狞猫在捕食树上的鸟时，先慢慢趴低身体，使身体贴近地面，然后突然蹬地向上加速，重心上升后离地向上运动，狞猫在离开地面前，其加速度a与重心上升高度h的关系如图所示，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则狞猫离地后重心上升的最大高度为（ ）
A．1.5mB．3mC．4.5mD．6m
（多选）8．（6分）2023年，中国锦屏山地下2400米实验室投入使用，厚实的大理石岩体能隔绝大部分宇宙辐射，同时使用多层材料屏蔽岩石自身散发的放射性氡气。静止的氡原子核自发衰变为钋原子核，同时放出一个粒子x。核的比结合能为E1、核的比结合能为E2、粒子X的比结合能为E3，若核反应释放的能量全部转化为动能，粒子X的动能为Ek，光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．粒子X为β粒子
B．粒子X的动能
C．衰变时放出的γ射线是由于原子核跃迁而产生的
D．氡的核子平均质量比钋的核子平均质量大
（多选）9．（6分）如图所示，九个相同木块并排固定在水平面上，从左至右编号依次为1、2、……、8、9。一个子弹（可视为质点）从木块1左端以速度v射入，恰好没有从木块9穿出。下列说法正确的是（ ）
A．子弹刚进入木块6和刚进入木块9时的速度大小之比为2：1
B．子弹依次穿过木块1、2、3的时间和依次穿过木块7、8、9的时间之比为1：
C．子弹刚进入木块9的速度与初速度v的大小之比为1：3
D．子弹在木块5中点的速度大小为
（多选）10．（6分）将小球A从一座高度为H的高塔塔顶静止释放，同时另一个小球B自塔底以初速度v0竖直上抛，A，B两小球在同一直线上运动。不考虑空气阻力的影响，下面判断正确的是（ ）
A．两小球在空中运动过程中，间距随时间均匀减小
B．如果两小球在空中相遇，则球A从开始下落到与球B相遇经历的时间一定为
C．若，则A、B两小球可能在空中相遇
D．若，则球B定能在下降过程与球A相遇
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（10分）利用如图甲所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。
（1）注意事项如下：
a.电磁打点计时器使用50Hz低压 （填“直流”或“交流”）电源；
b.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上；
c.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止；
d.应先 （填“释放纸带”或“接通电源”）。
（2）某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带，取其中一段清晰的点，每隔一个点标出计数点，如图乙所示。测出相邻计数点间的距离分别为x1＝4.14cm，x2＝5.69cm，x3＝7.22cm，x4＝8.75cm，已知实验所用交流电的打点周期T＝0.02s。
a.打点计时器的计数点的时间间隔为 s；
b.打点计时器打下C点时重物的瞬时速度为 m/s（结果保留3位有效数字）；
c.重物做自由落体运动的加速度大小的表达式为a＝ （用x1、x2、x3、x4和T表示）。
12．（4分）像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一滑块放在气垫导轨上，滑块在牵引力作用下通过光电门，配套的数字毫秒计记录了它通过光电门的时间为t，挡光片的宽度为d，则滑块通过光电门的速度v＝ 。要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将挡光片的宽度d （填“增大”或“减小”）一些。
三、解答题（本题共3小题，共40分）
13．（10分）如图甲所示，空气弹簧是在密封的容器中充入压缩空气，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的，广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座等的减震装置，具有非线性、刚度随载荷而变、高频隔振和隔音性能好等优点。空气弹簧的基本结构和原理如图乙所示，竖直放置，导热良好的气缸和可以自由滑动的活塞之间密封着一定质量的空气（可视为理想气体），假设活塞和重物的总质量m＝16kg，活塞的横截面积S＝1×10﹣3m2，气缸内空气柱的高度h＝12cm，外界温度保持不变，大气压强恒为，取重力加速度大小g＝10m/s2。
（1）初始状态时，求气缸内部气体的压强p1；
（2）若在重物上施加竖直向下的压力F＝140N，求稳定后汽缸中空气柱的高度h2。
14．（16分）某校一课外活动小组自制一枚火箭。火箭点火后可认为竖直向上做匀加速直线运动，经过4s时间到达离地面40m高处时燃料恰好用完，之后由于惯性，火箭将继续向上做减速运动。若不计空气阻力，取g＝10m/s2．求：
（1）火箭匀加速运动阶段的加速度a及燃料恰好用完时火箭的速度v；
（2）火箭上升离地面的最大高度H；
（3）火箭从点火到落回地面所用的时间t。
15．（14分）计时开始时刻，静止在笔直公路上相距101m的甲、乙两辆汽车同时开始相向匀加速行驶。甲车加速度大小为1m/s2，乙车加速度大小为2m/s2。行驶3s后，乙车减速，速度减为零时掉头行驶，减速及掉头后的加速度大小相同，均为1.5m/s2，忽略乙车掉头所用时间。甲车允许行驶的最大速度为20m/s，乙车允许行驶的最大速度为15m/s，两车达到最大速度后开始均以各自的最大速度匀速行驶。求：
（1）乙车减速至速度为零时，两车间的距离；
（2）甲车追上乙车时，甲车的位移。
2023-2024学年黑龙江省哈尔滨九中高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1．（4分）下列四幅图涉及不同的物理知识，相关说法正确的是（ ）
A．图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果发现了质子
B．图乙：天然放射现象的发现说明原子内部有复杂结构，其中1为α射线
C．图丙：密立根用油滴实验测出了元电荷的数值
D．图丁：镉棒插入深一些可加快链式反应的速度
【答案】C
【点评】知道卢瑟福和密立根的主要贡献，还有天然放射现象的发现的物理意义等。
2．（4分）金华首届城市马拉松于2024年3月31日进行，比赛起点和终点均设在金华体育中心东门，全程42.195km，途径江南、金东、江北等地，下列说法正确的是（ ）
A．比赛从早上7：30开始，7：30是指时间间隔
B．在记录某选手跑步轨迹的时候可以将选手视为质点
C．某选手完成完整马拉松的位移是42.195km
D．某选手以2小时13分33秒的成绩夺冠，平均速度约为5.3m/s
【答案】B
【点评】本题考查学生对位移路程、时间时刻、质点等概念的掌握，比较基础。
3．（4分）2023年8月25日，新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录。核聚变和核裂变是两种核反应的形式。下列关于核聚变和核裂变的说法正确的是（ ）
A．核电站获得核能的典型核反应方程为
B．核聚变反应可以自发进行，不需要任何条件
C．核聚变和核裂变均放出能量
D．我国的核电站都是采用核聚变发电的
【答案】C
【点评】知道核电站的裂变方程，核聚变需要高温的环境下才能进行，目前所有的核电站都是靠核裂变发电的。
4．（4分）小爱同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况而绘制的图像（如图）。已知机动车运动轨迹是直线，则下列说法合理的是（ ）
A．机动车处于匀加速状态
B．机动车的初速度为10m/s
C．机动车的加速度为﹣2m/s2
D．机动车在前3秒的位移是12m
【答案】B
【点评】本题考查学生对匀变速直线运动公式的掌握，其中将数学图像和物理公式比较是解题关键。
（多选）5．（4分）如图甲所示，用频率不同的两束光a、b分别照射同一光电管的阴极K，得到的光电流与光电管两端电压的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．光电管两端电压越大，光电流就越大
B．a光的光子动量比b光的动量大
C．当电压为图乙中的U0时，a光照射强度一定大于b光照射强度
D．用b光照射光电管时，逸出光电子的最大初动能比a光照射时的最大初动能大
【答案】BD
【点评】掌握光电效应的规律是解题的基础，爱因斯坦的光电效应方程是解题的基础。
6．（4分）如图所示为氢原子能级图，用频率为ν的单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子只辐射出频率分别为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1＜ν2＜ν3。用该单色光照射到某新型材料上，逸出光电子的最大初动能与频率为ν2的光子能量相等。下列说法正确的是（ ）
A．当氢原子从较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能和氢原子的电势能均变大
B．三种光子中粒子性最强的是频率为ν1的光子
C．ν3＞ν1+ν2
D．该新型材料的逸出功为1.89eV
【答案】D
【点评】只能氢原子从高能级向低能级跃迁要释放光子，熟练掌握能级跃迁公式和爱因斯坦的光电效应方程是解题的基础。
7．（4分）在非洲的干旱草原和半沙漠地带有一种猫科动物狞猫，狞猫跳跃能力极强，奔跑速度快，能捉降落或起飞时的鸟类。某次狞猫在捕食树上的鸟时，先慢慢趴低身体，使身体贴近地面，然后突然蹬地向上加速，重心上升后离地向上运动，狞猫在离开地面前，其加速度a与重心上升高度h的关系如图所示，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，则狞猫离地后重心上升的最大高度为（ ）
A．1.5mB．3mC．4.5mD．6m
【答案】B
【点评】本题解题关键是根据运动学公式与题中图像比较，分析出速度。
（多选）8．（6分）2023年，中国锦屏山地下2400米实验室投入使用，厚实的大理石岩体能隔绝大部分宇宙辐射，同时使用多层材料屏蔽岩石自身散发的放射性氡气。静止的氡原子核自发衰变为钋原子核，同时放出一个粒子x。核的比结合能为E1、核的比结合能为E2、粒子X的比结合能为E3，若核反应释放的能量全部转化为动能，粒子X的动能为Ek，光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．粒子X为β粒子
B．粒子X的动能
C．衰变时放出的γ射线是由于原子核跃迁而产生的
D．氡的核子平均质量比钋的核子平均质量大
【答案】CD
【点评】考查对衰变过程、比结合能定义的理解，以及通过比结合能计算核反应释放的能量，难度中断。
（多选）9．（6分）如图所示，九个相同木块并排固定在水平面上，从左至右编号依次为1、2、……、8、9。一个子弹（可视为质点）从木块1左端以速度v射入，恰好没有从木块9穿出。下列说法正确的是（ ）
A．子弹刚进入木块6和刚进入木块9时的速度大小之比为2：1
B．子弹依次穿过木块1、2、3的时间和依次穿过木块7、8、9的时间之比为1：
C．子弹刚进入木块9的速度与初速度v的大小之比为1：3
D．子弹在木块5中点的速度大小为
【答案】AC
【点评】会运用逆向思维法把子弹的运动看作反向的初速度为零的匀加速直线运动，掌握初速度为零的匀加速直线运动的规律是解题的基础。
（多选）10．（6分）将小球A从一座高度为H的高塔塔顶静止释放，同时另一个小球B自塔底以初速度v0竖直上抛，A，B两小球在同一直线上运动。不考虑空气阻力的影响，下面判断正确的是（ ）
A．两小球在空中运动过程中，间距随时间均匀减小
B．如果两小球在空中相遇，则球A从开始下落到与球B相遇经历的时间一定为
C．若，则A、B两小球可能在空中相遇
D．若，则球B定能在下降过程与球A相遇
【答案】ABD
【点评】考查对自由落体运动的理解。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（10分）利用如图甲所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。
（1）注意事项如下：
a.电磁打点计时器使用50Hz低压 交流 （填“直流”或“交流”）电源；
b.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上；
c.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止；
d.应先 接通电源 （填“释放纸带”或“接通电源”）。
（2）某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带，取其中一段清晰的点，每隔一个点标出计数点，如图乙所示。测出相邻计数点间的距离分别为x1＝4.14cm，x2＝5.69cm，x3＝7.22cm，x4＝8.75cm，已知实验所用交流电的打点周期T＝0.02s。
a.打点计时器的计数点的时间间隔为 0.04 s；
b.打点计时器打下C点时重物的瞬时速度为 1.61 m/s（结果保留3位有效数字）；
c.重物做自由落体运动的加速度大小的表达式为a＝ （用x1、x2、x3、x4和T表示）。
【答案】（1）a.交流，b.接通电源；（2），，c.。
【点评】掌握逐差法计算加速度和用平均速度的方法计算瞬时速度，知道在纸带问题中都是先接通电源后释放纸带。
12．（4分）像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一滑块放在气垫导轨上，滑块在牵引力作用下通过光电门，配套的数字毫秒计记录了它通过光电门的时间为t，挡光片的宽度为d，则滑块通过光电门的速度v＝ 。要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将挡光片的宽度d 减小 （填“增大”或“减小”）一些。
【答案】；减小
【点评】本题主要考查光电计时器的使用，理解当t→0时，平均速度近似等于瞬时速度是解题关键。
三、解答题（本题共3小题，共40分）
13．（10分）如图甲所示，空气弹簧是在密封的容器中充入压缩空气，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的，广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座等的减震装置，具有非线性、刚度随载荷而变、高频隔振和隔音性能好等优点。空气弹簧的基本结构和原理如图乙所示，竖直放置，导热良好的气缸和可以自由滑动的活塞之间密封着一定质量的空气（可视为理想气体），假设活塞和重物的总质量m＝16kg，活塞的横截面积S＝1×10﹣3m2，气缸内空气柱的高度h＝12cm，外界温度保持不变，大气压强恒为，取重力加速度大小g＝10m/s2。
（1）初始状态时，求气缸内部气体的压强p1；
（2）若在重物上施加竖直向下的压力F＝140N，求稳定后汽缸中空气柱的高度h2。
【答案】（1）初始状态时，求气缸内部气体的压强p1为2.6×105Pa；
（2）若在重物上施加竖直向下的压力F＝140N，求稳定后汽缸中空气柱的高度h2为7.8cm。
【点评】本题主要考查理想气体状态方程的应用，同时结合受力分析气体压强，在做题中要注意等效劲度系数的计算是根据胡克定律进行分析。
14．（16分）某校一课外活动小组自制一枚火箭。火箭点火后可认为竖直向上做匀加速直线运动，经过4s时间到达离地面40m高处时燃料恰好用完，之后由于惯性，火箭将继续向上做减速运动。若不计空气阻力，取g＝10m/s2．求：
（1）火箭匀加速运动阶段的加速度a及燃料恰好用完时火箭的速度v；
（2）火箭上升离地面的最大高度H；
（3）火箭从点火到落回地面所用的时间t。
【答案】见试题解答内容
【点评】本题考查了匀加速直线运动的基本公式及竖直上抛、自由落体运动的基本公式的直接应用，要注意火箭燃料耗尽后还会继续上升，最后做自由落体运动。
15．（14分）计时开始时刻，静止在笔直公路上相距101m的甲、乙两辆汽车同时开始相向匀加速行驶。甲车加速度大小为1m/s2，乙车加速度大小为2m/s2。行驶3s后，乙车减速，速度减为零时掉头行驶，减速及掉头后的加速度大小相同，均为1.5m/s2，忽略乙车掉头所用时间。甲车允许行驶的最大速度为20m/s，乙车允许行驶的最大速度为15m/s，两车达到最大速度后开始均以各自的最大速度匀速行驶。求：
（1）乙车减速至速度为零时，两车间的距离；
（2）甲车追上乙车时，甲车的位移。
【答案】（1）两车间的距离为55.5m；
（2）甲车的位移为200m。
【点评】本题主要考查学生对于追及问题的临界点的分析能力，需要注意速度相等时候距离的关系。
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 20:20:55；用户：秦子政；邮箱：13669037329；学号：41037197题号
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