山东省青岛第九中学2024-2025学年高二下学期期终质量检测物理期末试卷（含答案）

这是一份山东省青岛第九中学2024-2025学年高二下学期期终质量检测物理期末试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1.有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为Ek，下列说法正确的是( )
A. 使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子
B. 使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
C. 频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子
D. 频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
2.分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为零，则( )
A. 只有r大于r0时，Ep为正B. 只有r小于r0时，Ep为正
C. 当r不等于r0时，Ep为正D. 当r不等于r0时，Ep为负
3.汽车自动防撞系统，是防止汽车发生碰撞的一种智能装置，计算机对两车间距以及两车的瞬时相对速度进行处理后，判断两车的安全距离，如果两车间距小于安全距离，系统就会发出指令使汽车开始制动。在某次测试中设置的两车安全距离x与两车瞬时相对速度Δv的关系图像如图所示，甲车在前乙车在后在平直路面上以90km/h的速度向前行驶，两车间距为96m，某时刻甲车以4m/s2的加速度开始做匀减速运动，则乙车自动防撞系统开启时甲车的速度大小为( )
A. 1.0m/sB. 1.2m/sC. 2.0m/sD. 2.2m/s
4.如图所示，工人利用定滑轮通过绳索施加拉力F，将一根均匀的钢梁AB拉起，定滑轮位于钢梁A端的正上方，拉起的过程中钢梁绕A端缓慢转动。拉力F的大小( )
A. 始终不变B. 逐渐增大C. 逐渐减小D. 先增大后减小
5.激光是原子受激辐射产生的光。当原子处于激发态E2时，若恰有能量hν=E2−E1的光子从附近通过，在入射光的电磁场影响下，原子会跃迁到低能级E1，从而辐射出新光子。已知光速为c，普朗克常量为h，则新光子的( )
A. 频率可能大于νB. 能量可能小于hνC. 波长为cE2−E1D. 动量为E2−E1c
6.如图1所示，用活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内，活塞稳定在a处。将汽缸置于恒温冷水中，如图2所示，活塞自发从a处缓慢下降并停在b处，然后保持汽缸不动，用外力将活塞缓慢提升回a处。不计活塞与汽缸壁之间的摩擦。则( )
A. 活塞从a到b的过程中，汽缸内气体压强升高
B. 活塞从a到b的过程中，汽缸内气体内能不变
C. 活塞从b到a的过程中，汽缸内气体压强升高
D. 活塞从b到a的过程中，汽缸内气体内能不变
7.利用如图所示的实验装置可以测定液体的折射率，将水平面上一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，使在两玻璃表面之间形成一个倾角θ很小的劈形空气薄膜(空气可视为真空，折射率为n0=1)，光从上方入射后，从上往下看到干涉条纹，测得相邻亮条纹间距为Δx1；保证倾角θ不变，在两块平板玻璃之间充满待测液体，然后用同种单色光垂直照射玻璃板，测得相邻亮条纹间距为Δx2，则该液体的折射率为( )
A. 2Δx2Δx1B. Δx2Δx1C. Δx1Δx2D. Δx12Δx2
8.如图所示，一轻弹簧竖直固定在地面上，上端连接质量为2m的物体B，质量为m的物体A从B正上方某高度处自由下落，与B发生碰撞后(不粘连)两者立刻一起以相同的速度向下运动，此后，A、B在运动过程中恰好不分离。已知弹簧的弹性势能为Ep=kx22，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，弹簧处于弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力。则( )
A. A、B碰后立刻向下做减速运动
B. A、B一起运动过程中加速度的最大值为2g
C. A、B碰撞过程中损失的机械能为8m2g2k
D. A、B运动至最低点时弹簧弹力大小为4mg
9.氚是最简单的放射性原子核，夜光手表是利用氚核衰变产生的β射线激发荧光物质发光。氚核发生β衰变过程中除了产生β粒子和新核外，还会放出质量数和电荷数为零的反中微子。氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是( )
A. 衰变方程为 13H→23He+−10e+νe
B. 23He的比结合能小于 13H的比结合能
C. 若有质量为168g的氚核，经过25年后，剩余氚核的质量为42g
D. 氚与氧反应生成的超重水没有放射性
10.在均匀介质中有一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点O，波源振动整数个周期后停止振动。从波源停止振动时开始计时，t=1s时波源附近的波形图如图所示。质点P的平衡位置位于x=2.2m处。下列说法中正确的是( )
A. 波源的起振方向向下
B. 波的传播速度为2m/s
C. 波的周期为0.8s
D. 在t=1.5s时，质点P的位移为0.1 2m
11.间距为10 m的两根固定的竖直杆间有一根晾衣绳，晾衣绳两端等高，长度为14 m且不可伸长。将一件衣服通过晾衣架挂在晾衣绳上，衣架能沿晾衣绳自由滑动，衣架挂钩和晾衣绳之间的摩擦力忽略不计。无风时，衣服和衣架的悬挂点刚好位于晾衣绳的中间位置，如图(a)所示；有风时，有水平向右的风作用在衣服上，稳定后衣架悬挂点两侧的晾衣绳刚好垂直，如图(b)所示。已知衣服和衣架的总质量为1.4 kg，重力加速度g取10 m/s2，风对晾衣绳的作用力忽略不计，则下列说法正确的是
A. 无风时，晾衣绳中的拉力大小为7 N
B. 有风时，晾衣绳中的拉力大小为10 N
C. 有风时，风对衣服的作用力大小为2 N
D. 有风时，晾衣绳对衣架的作用力大小为12 N
12.如图甲所示，长度L=0.5m的水平传送带顺时针匀速转动，其右端与一半径R=0.2m的竖直光滑半圆轨道相切于A点。小物块以初速度v0=3m/s冲上传送带的左端，在传送带上运动一段时间后进入半圆轨道。当传送带以不同速率运行时，小物块在半圆轨道上第一次达到的最大高度h与传送带运行速率v的关系如图乙所示。已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.6，重力加速度g=10m/s2。下列计算正确的是( )
A. v1=2m/sB. v2=3m/sC. v3= 10m/sD. h0=0.2m
二、非选择题
13.某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：
①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA′和BB′，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA′，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图(a)所示。
②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。
③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。
④分别过M、P作BB′的垂线MM′、PP′，M′、P′是垂足，并用米尺分别测量MM′、PP′的长度x和y。
⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出y−x图像，如图(b)所示。
(1)关于该实验，下列说法正确的是 (单选，填标号)。
A.入射角越小，误差越小
B.激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差
C.选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显
(2)根据y−x图像，可得玻璃砖的折射率为 (保留3位有效数字)。
(3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
14.在某次探究小车加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四组同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M，重物质量用m表示。
(1)为便于测量合力的大小，并得到小车总质量(未知)一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论，下列说法正确的是
A.四组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B.四组实验都需要平衡摩擦力
C.四组实验中只有乙需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件
D.四组实验都需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件
(2)某次实验中，利用甲图实验的甲组同学在正确操作后得到了一条纸带如下图所示(相邻两计数点间有四个点未画出)，已知交流电源的频率为f，则可以计算出本次实验中小车的加速度表达式为
(3)后续实验中，甲组同学们发现弹簧测力计损坏，因此改变了实验方案，撤去弹簧测力计，仍利用甲装置进行了新的探究，步骤如下：
①垫高长木板左端，直到小车在不挂重物时，匀速下滑；
②测出重物的质量m，利用纸带计算出悬挂重物后小车运动时加速度a大小；
③改变m，重复步骤②，得到多组m、a的数据；’
④以a为纵轴、m为横轴作出的a−m图像，发现图像为曲线，为了得到两者的线性关系，同学们整理公式，发现以1a为纵轴，以 (选填“1m”或“m”)为横轴，便可得到线性图像。若该线性图像的斜率为k，纵截距为b，则小车的质量M= (用字母k，b表示)
15.用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲所示。盖玻片底部中心位置O点的样品等效为点光源，为避免O点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射，可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充，如图乙所示。已知盖玻片材料和油的折射率均为1.5，盖玻片厚度d=2.0mm，盖玻片与物镜的间距h=0.20mm，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速c=3.0×108m/s,π=3.14。
(1)求未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积(结果保留2位有效数字)；
(2)滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时间分别为t1、t2，求t2−t1(结果保留2位有效数字)。
16.如图，一竖直放置、导热良好的汽缸上端开口，汽缸内壁上有卡口a和b，a距缸底的高度为H，a、b间距为0.5H，活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的氮气。开始时活塞静止在卡口a处，活塞与卡口a间的弹力大小为N=0.4p0s。现打开阀门K，缓慢向缸内充入压强为p0、温度为1.2T0的氮气，稳定后活塞恰好到达卡口b处，关闭阀门K。已知活塞质量为m，横截面积为s，厚度可忽略，活塞与汽缸间的摩擦忽略不计，大气压强为p0，环境温度恒为T0，氮气可视为理想气体，重力加速度大小为g，mgs=0.2p0。求：
(1)活塞在卡口a和卡口b时氮气的压强(结果用p0表示)；
(2)充入缸内的氮气在压强为p0、温度为1.2T0状态下的体积；
(3)关闭阀门K，若环境温度升为2T0。稳定后，阀门K由于故障缓慢漏气，求活塞恰好与卡口b分离时，漏出的氮气与容器内剩余氮气的质量比(漏气过程中气体温度保持为2T0)。
17.如图所示，光滑水平面上静止放着长L=2.0m、质量M=3.0kg的木板，一个质量m=1.0kg的小物体(可视为质点)放在离木板右端d=0.40m处，小物体与木板之间的动摩擦因数μ=0.1.现对木板施加F=10.0N水平向右的拉力，使其向右运动．g取10m/s2，求：
⑴木板刚开始运动时的加速度大小；
⑵从开始拉动木板到小物体脱离木板，拉力做功的大小；
⑶为使小物体能脱离木板，此拉力作用时间最短为多少？
18.如图所示，某天早晨小李骑着电动自行车外出，车上挂着一包生活垃圾(可视为质点)，当以v0= 2 m/s的速度匀速骑行到一段平直道路时，发现前方路沿外侧有一与路沿平行的长方体型垃圾桶，车辆离路沿垂直距离d1= 0.3 m，垃圾桶最近边距路沿垂直距离d2= 0.2 m。骑行至距垃圾桶桶口A点的直线距离L= 1.3 m位置时(平行于地面的距离)，小李以垂直于车身前进轴线方向(以车为参考系)将垃圾抛出，垃圾包划过一条弧线，从桶口A点落入桶内。已知垃圾桶口为正方形，边长s= 0.4 m，桶口距地面高度H= 1.5 m，抛出点距地面高度h= 1.2 m。可将垃圾包、车辆、人看作质点，忽略空气阻力的影响，g= 10 m/s2。求：
(1)抛出后，垃圾包在空中运动的时间；
(2)垃圾包抛出瞬间，相对地面的速度大小；
(3)若确保垃圾包能抛入垃圾桶内，则垃圾包相对于抛出点上升的最大高度为多少？
参考答案
1.B
2.C
3.A
4.C
5.D
6.D
7.C
8.C
9.AC
10.AC
11.BC
12.C
13.B
1.58/(1.56∼1.60均可)
不变

14.BC
a=(x4−2x2)f2100
1m
4kb

15.解：(1)由折射定律可知，全反射的临界角满足 sinC=1n=23
设未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光圆的半径为r，由几何关系 sinC=r r2+d2
代入数据解得 r=4 55mm
根据 S=πr2
所以未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为 S≈1.0×10−5m2
(2)当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的时间最短，则未滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为 t1=dv+hc=dcn+hc=nd+hc
滴油滴时，光从O点传播到物镜的最短时间为 t2=dv+hv=dcn+hcn=n(d+h)c
故 t2−t1=(n−1)hc=0.5×0.2×10−33.0×108s≈3.3×10−13s

16.(1)在卡口a处对活塞由受力平衡mg+p0s=pas+N，
由题意，N=0.4p0s，mgs=0.2p0，代入可得pa=0.8p0
恰好到达卡口b处时对活塞由受力平衡mg+p0s=pbS，得pb=1.2p0
(2)对缸内已有氮气和充入的氮气，由pasHT0+p0V1.2T0=pbs(H+0.5H)T0，解得V=1.2sH
(3)设漏出氮气体积为V′，初末状态压强相等，由状态方程s×1.5HT0=V′+S×1.5H2T0，解得V′=1.5sH
所以漏出的氮气与容器内剩余氮气的质量比m漏m余=V′1.5sHmm =−−−v1.5sH=1
17.解：(1)对木板根据牛顿第二定律可得：F−μmg=Ma1，
解得：a1=3m/s2；
(2)对小物体根据牛顿第二定律可得：a2=μg=1m/s2，
设小物体滑离木板经过的时间为t，则有：L−d=12a1t2−12a2t2，解得t= 1.6s，
木板的位移x=12a1t2=2.4m，
拉力做的功为W=Fx=24J；
(3)设拉力作用时间最少为t1，抽出用的总时间为t总，m做匀加速直线运动，M先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，则m的加速度大小仍为a2，撤掉F前M的加速度大小仍为a1，
撤掉F后M的加速度大小a3=μmgM=13m/s2，
根据速度关系可得：a1t1−a3(t总−t1)=a2t总，
根据位移关系可得：12a1t12+a1t1(t总−t1)−12a3(t总−t1)2−12a2t总2=L−d，
由上两式可得：t1=0.8s。
18.(1)垃圾包抛出时，由于惯性的原因，在沿电动车行进的方向上，垃圾包的速度与车辆一致， v0=2m/s ，由勾股定理可知，垃圾包沿电动车行进方向上运动的位移x1= L2−(d1+d2)2
匀速运动x1=v0t
解得t=0.6s
(2)垃圾包实际运动轨迹为抛物线，将该运动分解为平行地面运动和垂直地面向上的运动。
①平行地面方向且与路沿平行的速度 v0=2m/s ，运动时间 t=0.6s 。
平行地面方向且与路沿垂直方向上的位移为x2，则x2=d1+d2=0.5m
匀速运动x2=v1t
解得v1=56m/s
与地面平行方向的速度v2= v02+v12=136m/s
②垂直地面向上的方向：竖直方向为初速度为v3，加速度为g，位移为0.3 m的匀变速直线运动，则H−h=v3t−12gt2
解得v3=72m/s
v2和v3合成即为垃圾包抛出时的对地速度，即v对地= v22+v32= 6106m/s
(3)由上题可知v3=H−ht+12gt⩾2 H−ht⋅12gt
当t= 610s时取极小值，垃圾包在空中运动的最短时间 tmin=0.6s
垃圾包在空中运动的最长时间tmax=x1+sv0=0.8s
由上述分析可知，运动时间越长，v3越大，上升高度越大，将 tmax=0.8s 式代入v3=H−ht+12gt
可得最大的竖直速度v3max=358m/s
因此最大竖直上升高度为hm=v3max22g=245256m