2023-2024学年河北省石家庄市赵县中学、高邑一中高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年河北省石家庄市赵县中学、高邑一中高二（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，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）关于天然放射现象，下列叙述正确的是（ ）
A．任何放射性元素都能同时发出α、β、γ三种射线
B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强
D．铀核（U）衰变为铅核（Pb）的过程中，要经过8次α衰变和4次β衰变
2．（4分）如图甲是在显微镜下追踪一粒小炭粒的运动，每隔30s记录炭粒的位置并连线得到的图线；图乙为热机工作时的能流分配示意图；图丙为用热熨斗在棉纸上来回烫熨来去除凝固在衣料上的蜡迹；分子间作用力F与分子间距离r，的关系如图丁所示。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，图线表明炭粒分子的运动是无规则的
B．根据图乙可知，热机的效率可能达到100%
C．图丙中，由于棉纸的毛细现象，当蜡受热熔化成液体后，它们就会被棉纸吸掉
D．图丁中，相距较远的两个分子距离减小到r0的过程中，分子势能先增大后减少
3．（4分）如图所示，用一根长0.5m的轻质细绳将一幅重力为15N的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大拉力为，要使绳不会被拉断，画框上两个挂钉的间距最大为（ ）
A．B．C．D．
4．（4分）汽缸内一定质量的理想气体经历了ab、bc、cd三个过程，气体a、b、c、d四个状态的压强p与热力学温度T的关系如图所示，其中ba的延长线通过坐标原点，bc与纵轴平行，下列说法正确的是（ ）
A．气体由a到b单位时间碰撞缸壁单位面积的分子数增加
B．由a到b气体内能的增加量大于吸收的热量
C．由b到c气体吸收热量，内能增加
D．由c到d气体内能的减少量大于放出的热量
5．（4分）图示为集中金属的逸出功和氢原子能级图。现有大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，结合图表信息可知
几种金属的逸出功（ ）
A．铷的极限频率大于钙的极限频率
B．氢原子跃迁时对外辐射连续光谱
C．氢原子辐射的光有3种频率能使钨发生光电效应
D．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小
6．（4分）如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为50g，细线c、d平行且与水平成θ＝30°（不计摩擦），则细线a、b的拉力分别为（ ）
A．2N，1NB．2N，0.5NC．1N，1ND．1N，0.5N
7．（4分）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一物块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的v﹣t图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。g取10m/s2，则（ ）
A．传送带的速度为16m/s
B．摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
C．物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
D．传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）8．（6分）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点。拉长后将下端固定在体验者的身上，人再与固定在地面上的拉力传感器相连，传感器示数为1000N。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”。经B上升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备总质量m＝50kg（可视为质点）。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．上升过程，人的加速度先增大后减小
B．打开扣环瞬间，人的加速度大小为20m/s2
C．在B点，人处于超重状态
D．在C点，人处于失重状态
（多选）9．（6分）无线蓝牙耳机摆脱了线材束缚，可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。为了研究在运动过程中无线连接的最远距离，甲和乙两位同学做了一个有趣的实验。乙佩戴无线蓝牙耳机，甲携带手机进行检测。t＝0时刻，乙在甲正前方10m处，二人同时沿同一直线向正前方运动6s，各自运动的图像如图所示（其中x为时间t内的位移），手机检测到蓝牙耳机能被连接的时间为4s。下列判断正确的是（ ）
A．甲做加速度大小为0.5m/s2的匀减速直线运动
B．乙做速度大小为3m/s的匀速直线运动
C．t＝3s时，二人相距最近，最近距离为4.5m
D．该蓝牙耳机的最远连接距离为7.5m
（多选）10．（6分）如图所示，轻杆OA与轻杆OB通过光滑铰链安装在竖直墙面上，另一端通过铰链连接于O点。已知∠OAB＝30°，∠OBA＝60°，铰链质量忽略不计，重力加速度为g。现将一个质量为m的物块通过轻绳悬挂于O点保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上
B．轻杆OA对O点铰链的推力为
C．若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OB的弹力一直增大
D．若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OA的弹力先减小后增大
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）在探究气体压强与体积关系实验中，某兴趣小组设计如图实验装置。已知重力加速度为g，注射器气密性和导热良好且外界环境温度保持不变，不计一切摩擦。
（1）用刻度尺测得注射器刻度上40mL到50mL的长度为1cm，注射器活塞的横截面积为S＝ cm2；
（2）取下沙桶，向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，此时的气体压强为大气压p0；
（3）挂上沙桶，稳定后，测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m，则气体压强的表达式p2＝ ；（请选用p0、g、S、m表示）
（4）在沙桶内适量添加沙子，重复步骤（3）；
（5）以沙桶的总质量m为纵轴，以为横轴，绘制图像，其图像如图乙所示，图中横轴截距为a，纵轴截距为b，可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积V0＝ ，实验时当地的大气压强p0＝ 。（请选用a、b、g、S表示）
12．（9分）一组同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，实验装置如图甲所示。
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有 。（多选）
A．电压合适的50Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平（含砝码）
（2）下列说法正确的是 。
A．实验时应先释放小车后接通电源
B．本实验砂和砂桶B的质量应远大于小车和砝码A的质量
C．在用图像探究加速度与质量关系时，应作图像
（3）如图乙所示为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹开始，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离。已知打点计时器打点周期为0.02s，则此次实验中小车运动的加速度大小的测量值a＝ m/s2。（结果保留两位有效数字）
（4）在某次利用上述已调整好的装置进行实验中，保持砂和砂桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，并测出小车中放上不同质量的砝码时所对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线，若描绘出的图线是题图中的图像 ，则能得出与牛顿第二定律一致的结论。
13．（10分）如图所示，“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。设加热后小罐内的空气温度为77℃，当时的室温为21℃，经历一段时间后，罐内气体温度降为室温不再改变。已知大气压强为p0，气体看作理想气体，不考虑皮肤对罐内气体体积的影响。
（1）若不考虑罐内气体质量的变化，求罐内温度刚降至环境温度时，封闭气体的压强；
（2）若罐内气体温度降为环境温度后，开始往罐内“慢跑气”，一段时间后，封闭气体的压强为0.9p0，求跑进罐内气体的质量与原来罐内封闭气体质量之比。
14．（13分）近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变核电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（H）和氚（H）聚变成（He），并释放一个中子。已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，1u＝1.66×10﹣27kg，光速c＝3.00×108m/s。
（1）写出氘和氚聚变的反应方程；
（2）试计算这个核反应释放出来的能量；
（3）若建一座功率为3.0×105kW的核聚变发电站，假设聚变所产生的能量有60%变成了电能，每年要消耗多少质量的氘？[一年按3.2×107s计算，阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量，（2）（3）问结果均保留两位有效数字]
15．（16分）如图，质量m＝2kg的物块静置于质量M＝3kg的长木板右端，长木板长L＝1.5m，物块与长木板间动摩擦因数μ1＝0.2，长木板与地面间动摩擦因数μ2＝0.1，物块与长木板之间、长木板与地面之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2。现有一水平向右的恒力F作用在长木板上。
（1）若恒力F1＝10N，求物块和长木板的加速度大小；
（2）若恒力F2＝24N，求物块在长木板上滑动的时间；
（3）若恒力F3＝30N，作用一段时间后撤去，物块恰好不从长木板上掉下，求恒力作用的时间。
2023-2024学年河北省石家庄市赵县中学、高邑一中高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（4分）关于天然放射现象，下列叙述正确的是（ ）
A．任何放射性元素都能同时发出α、β、γ三种射线
B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强
D．铀核（U）衰变为铅核（Pb）的过程中，要经过8次α衰变和4次β衰变
【答案】C
2．（4分）如图甲是在显微镜下追踪一粒小炭粒的运动，每隔30s记录炭粒的位置并连线得到的图线；图乙为热机工作时的能流分配示意图；图丙为用热熨斗在棉纸上来回烫熨来去除凝固在衣料上的蜡迹；分子间作用力F与分子间距离r，的关系如图丁所示。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，图线表明炭粒分子的运动是无规则的
B．根据图乙可知，热机的效率可能达到100%
C．图丙中，由于棉纸的毛细现象，当蜡受热熔化成液体后，它们就会被棉纸吸掉
D．图丁中，相距较远的两个分子距离减小到r0的过程中，分子势能先增大后减少
【答案】C
3．（4分）如图所示，用一根长0.5m的轻质细绳将一幅重力为15N的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大拉力为，要使绳不会被拉断，画框上两个挂钉的间距最大为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
4．（4分）汽缸内一定质量的理想气体经历了ab、bc、cd三个过程，气体a、b、c、d四个状态的压强p与热力学温度T的关系如图所示，其中ba的延长线通过坐标原点，bc与纵轴平行，下列说法正确的是（ ）
A．气体由a到b单位时间碰撞缸壁单位面积的分子数增加
B．由a到b气体内能的增加量大于吸收的热量
C．由b到c气体吸收热量，内能增加
D．由c到d气体内能的减少量大于放出的热量
【答案】A
5．（4分）图示为集中金属的逸出功和氢原子能级图。现有大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁，结合图表信息可知
几种金属的逸出功（ ）
A．铷的极限频率大于钙的极限频率
B．氢原子跃迁时对外辐射连续光谱
C．氢原子辐射的光有3种频率能使钨发生光电效应
D．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小
【答案】C
6．（4分）如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为50g，细线c、d平行且与水平成θ＝30°（不计摩擦），则细线a、b的拉力分别为（ ）
A．2N，1NB．2N，0.5NC．1N，1ND．1N，0.5N
【答案】D
7．（4分）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一物块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的v﹣t图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。g取10m/s2，则（ ）
A．传送带的速度为16m/s
B．摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
C．物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
D．传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大
【答案】C
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）8．（6分）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点。拉长后将下端固定在体验者的身上，人再与固定在地面上的拉力传感器相连，传感器示数为1000N。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”。经B上升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备总质量m＝50kg（可视为质点）。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．上升过程，人的加速度先增大后减小
B．打开扣环瞬间，人的加速度大小为20m/s2
C．在B点，人处于超重状态
D．在C点，人处于失重状态
【答案】BD
（多选）9．（6分）无线蓝牙耳机摆脱了线材束缚，可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。为了研究在运动过程中无线连接的最远距离，甲和乙两位同学做了一个有趣的实验。乙佩戴无线蓝牙耳机，甲携带手机进行检测。t＝0时刻，乙在甲正前方10m处，二人同时沿同一直线向正前方运动6s，各自运动的图像如图所示（其中x为时间t内的位移），手机检测到蓝牙耳机能被连接的时间为4s。下列判断正确的是（ ）
A．甲做加速度大小为0.5m/s2的匀减速直线运动
B．乙做速度大小为3m/s的匀速直线运动
C．t＝3s时，二人相距最近，最近距离为4.5m
D．该蓝牙耳机的最远连接距离为7.5m
【答案】BD
（多选）10．（6分）如图所示，轻杆OA与轻杆OB通过光滑铰链安装在竖直墙面上，另一端通过铰链连接于O点。已知∠OAB＝30°，∠OBA＝60°，铰链质量忽略不计，重力加速度为g。现将一个质量为m的物块通过轻绳悬挂于O点保持静止，下列说法正确的是（ ）
A．竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上
B．轻杆OA对O点铰链的推力为
C．若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OB的弹力一直增大
D．若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OA的弹力先减小后增大
【答案】ACD
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）在探究气体压强与体积关系实验中，某兴趣小组设计如图实验装置。已知重力加速度为g，注射器气密性和导热良好且外界环境温度保持不变，不计一切摩擦。
（1）用刻度尺测得注射器刻度上40mL到50mL的长度为1cm，注射器活塞的横截面积为S＝ 10 cm2；
（2）取下沙桶，向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，此时的气体压强为大气压p0；
（3）挂上沙桶，稳定后，测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m，则气体压强的表达式p2＝ ；（请选用p0、g、S、m表示）
（4）在沙桶内适量添加沙子，重复步骤（3）；
（5）以沙桶的总质量m为纵轴，以为横轴，绘制图像，其图像如图乙所示，图中横轴截距为a，纵轴截距为b，可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积V0＝ ，实验时当地的大气压强p0＝ 。（请选用a、b、g、S表示）
【答案】（1）10；（3）；（5）； 。
12．（9分）一组同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，实验装置如图甲所示。
（1）在下列仪器和器材中，还需要使用的有 ACE 。（多选）
A．电压合适的50Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平（含砝码）
（2）下列说法正确的是 C 。
A．实验时应先释放小车后接通电源
B．本实验砂和砂桶B的质量应远大于小车和砝码A的质量
C．在用图像探究加速度与质量关系时，应作图像
（3）如图乙所示为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹开始，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离。已知打点计时器打点周期为0.02s，则此次实验中小车运动的加速度大小的测量值a＝ 1.0 m/s2。（结果保留两位有效数字）
（4）在某次利用上述已调整好的装置进行实验中，保持砂和砂桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，并测出小车中放上不同质量的砝码时所对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线，若描绘出的图线是题图中的图像 B ，则能得出与牛顿第二定律一致的结论。
【答案】（1）ACE；（2）C；（3）1.0；（4）B。
13．（10分）如图所示，“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。设加热后小罐内的空气温度为77℃，当时的室温为21℃，经历一段时间后，罐内气体温度降为室温不再改变。已知大气压强为p0，气体看作理想气体，不考虑皮肤对罐内气体体积的影响。
（1）若不考虑罐内气体质量的变化，求罐内温度刚降至环境温度时，封闭气体的压强；
（2）若罐内气体温度降为环境温度后，开始往罐内“慢跑气”，一段时间后，封闭气体的压强为0.9p0，求跑进罐内气体的质量与原来罐内封闭气体质量之比。
【答案】（1）若不考虑罐内气体质量的变化，求罐内温度刚降至环境温度时，封闭气体的压强为0.84p0；
（2）跑进罐内气体的质量与原来罐内封闭气体质量之比为。
14．（13分）近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变核电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（H）和氚（H）聚变成（He），并释放一个中子。已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，1u＝1.66×10﹣27kg，光速c＝3.00×108m/s。
（1）写出氘和氚聚变的反应方程；
（2）试计算这个核反应释放出来的能量；
（3）若建一座功率为3.0×105kW的核聚变发电站，假设聚变所产生的能量有60%变成了电能，每年要消耗多少质量的氘？[一年按3.2×107s计算，阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量，（2）（3）问结果均保留两位有效数字]
【答案】（1）核反应方程HH→Hen；
（2）这个核反应释放出来的能量为2.8×10﹣12J；
（3）每年要消耗氘的质量为19kg。
15．（16分）如图，质量m＝2kg的物块静置于质量M＝3kg的长木板右端，长木板长L＝1.5m，物块与长木板间动摩擦因数μ1＝0.2，长木板与地面间动摩擦因数μ2＝0.1，物块与长木板之间、长木板与地面之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2。现有一水平向右的恒力F作用在长木板上。
（1）若恒力F1＝10N，求物块和长木板的加速度大小；
（2）若恒力F2＝24N，求物块在长木板上滑动的时间；
（3）若恒力F3＝30N，作用一段时间后撤去，物块恰好不从长木板上掉下，求恒力作用的时间。
【答案】（1）若恒力F1＝10N，物块和长木板的加速度大小为1m/s2；
（2）若恒力F2＝24N，物块在长木板上滑动的时间为1s；
（3）若恒力F3＝30N，作用一段时间后撤去，物块恰好不从长木板上掉下，恒力作用的时间为0.55s。
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钨
钙
钾
铷
W0/eV
4.54
3.20
2.25
2.13
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
C
B
A
C
D
C
金属
钨
钙
钾
铷
W0/eV
4.54
3.20
2.25
2.13