2023-2024学年山东省青岛市莱西市高二（下）期末
物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.年月日，日本东京电力公司启动第三批约吨核污染水排海，对人类生活、海洋生态都会造成危害，受到多地民众声讨。福岛核污染水虽然经过“多核素去除设备”处理，但核污染水中的氚很难被分离清除，氚气会通过食物链在人体内累积，对人的伤害将不可估量。其衰变方程为，半衰期为年，下列说法正确的是( )
A. 的比结合能小于的比结合能
B. 放出的来自原子核外电子
C. 受核污染的海产品经过高温烹煮其放射性会有所减弱
D. 个在年后大约剩下个未发生衰变
2.如图甲，一只小鸟飞到树枝上休息，从它与树枝接触之后的一段时间内，其上下振动的图像如图乙，速度取向下为正。以下说法正确的是( )
A. 时刻小鸟速度向下达到最大，树枝对其弹力达到最大
B. 时刻小鸟处于最低位置
C. 时刻小鸟处于静止状态，所受合力为零
D. 时刻小鸟处在最高点
3.转动惯量是物体绕转轴转动时惯性的量度，其中是微元到转轴的距离。复摆是由大小和形状不发生变化的物体，绕固定水平轴在重力作用下做微小摆动的运动体系，如图所示，是质心到转轴的距离。复摆和单摆类似，可以视为简谐运动。根据所学物理知识，判断复摆的周期公式可能是( )
A. B. C. D.
4.如图所示，质量为的物体和质量为的两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于的恒力向上拉，运动距离时与分离则下列说法中正确的是( )
A. 和刚分离时，弹簧弹力为
B. 和刚分离前一起向上做匀加速运动
C. 和刚分离时，的加速度不为
D. 弹簧的劲度系数等于
5.如图所示，斜面体放在粗糙的水平面上。第一次物块恰能沿斜面匀速下滑，而斜面体静止不动；第二次用平行于斜面向下的恒力推动物块，使物块加速下滑，则下列说法正确的是( )
A. 第一次地面对斜面的支持力较大
B. 第二次斜面体对物块的摩擦力较大
C. 两次地面对斜面的支持力一样大
D. 第二次地面对斜面的摩擦力水平向右
6.如图所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围为，锌的逸出功为，下列说法错误的是( )
A. 处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离
B. 用能量为的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使氢原子向高能级跃迁
C. 一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多发出种不同频率的光子
D. 一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为
7.如图，将一质量为的小球靠近一面墙竖直向上抛出，图甲是小球向上运动时抓拍的频闪照片，图乙是小球下落时抓拍的频闪照片。重力加速度为，假设小球所受的空气阻力大小不变，则可算小球所受空气阻力大约为( )
A.
B.
C.
D. 因砖的尺寸未知，无法估算
8.水平地面上有一足够长的固定斜面，倾角为，小华站在斜面底端向斜面上投掷小石子。若小石子出手高度为站立点正上方处，小石子的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，落在斜面上时速度方向恰好水平。已知站立点到落点的距离为，重力加速度，不计空气阻力。估算得小石子出手时的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.小明同学想了解小区电梯的加速度，使用轻弹簧、直尺、钢球等自制了一个加速度测量仪。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。发现不挂钢球时，静止时弹簧下端指针位于直尺刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就得到了一个加速度测量仪。取竖直向下为正方向，重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 刻度对应的加速度为
B. 刻度对应的加速度为
C. 加速度的刻度值是均匀的
D. 受弹簧自身重力影响，应尽量选择一个质量较小的弹簧，弹簧质量越大测量误差会越大
10.如图所示，甲图是某光电管被、两束光照射时光电管中光电流与电压关系图像，乙图是、两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，下列判断正确的是( )
A. 光的光子能量小于光的光子能量
B. 金属的逸出功小于金属的逸出功
C. 若用光照射金属能发生光电效应，则用光照射金属也一定能发生光电效应
D. 用光照射、金属，若金属能发生光电效应，则金属也一定能发生光电效应
11.如图所示，直角三角形斜面体固定在水平面上，、，面光滑，粗细均匀的直杆竖直立在地面上的点，滑环套在杆上，物块放在斜面上，和用绕过处定滑轮的细线连接。施加外力令物块以速度沿直杆向上匀速运动，不计滑轮的大小，面及直杆足够长，当运动到位置时距、距离相等。下列说法正确的是( )
A. 的速度大小为
B. 处于超重状态
C. 从到与等高的过程中，绳子对的拉力大小不变
D. 经过与等高的点时，的瞬时速度为零
12.如图，光滑水平面上固定有光滑长直木板，倾角、质量的斜面紧靠木板放置，质量为的物块与斜面之间的动摩擦因数，初始时斜面与物块均静止，作用在斜面上的力与木板平行水平向右，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 物体与斜面相对静止时，摩擦力方向沿斜面指向左上方
B. 物体与斜面相对静止时，摩擦力方向沿斜面指向右上方
C. 要使物体与斜面不发生相对滑动，最大值为
D. 要使物体与斜面不发生相对滑动，最大值为
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
13.某同学利用如图所示的实验装置探究滑轮工作时受到的摩擦力。细绳跨过固定在铁架台上的轻滑轮，两端各悬挂一只重锤，重锤质量均为，重力加速度为。实验操作如下：
用米尺量出重锤底端距地面的高度；
在重锤上加上质量为的小钩码；
左手将重锤压在地面上，保持系统静止。释放重锤，同时右手开启秒表，在重锤落地时停止计时，记录下落时间；
重复测量次下落时间，取其平均值作为测量值。
请回答下列问题：
步骤可以减小对下落时间测量的______选填“偶然”或“系统”误差。
实验要求小钩码的质量要比重锤的质量小很多，主要是为了______。
A.使测得更准确
B.使重锤下落的时间长一些
C.使系统的总质量近似等于
D.使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等
用实验中的测量量和已知量、、、、表示滑轮受到的摩擦力，则 ______。
14.请使用下列器材测量小车质量：
小车、一端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、频率为的交流电源、直尺、质量均为的个槽码。
完成下列实验步骤中的填空：
按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列______的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；
保持轨道倾角不变，取下个槽码即细线下端悬挂个槽码，让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度；
依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤；
以取下槽码的总个数的倒数为纵坐标，为横坐标，作出图像。
已知重力加速度大小，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：
下列说法正确的是______；
A.接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放
B.小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
C.实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量
D.若细线下端悬挂着个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为
若某次实验获得如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间均有个点未画出，则加速度大小 ______；在打“”点时小车的速度大小 ______；
写出随变化的关系式______用，，，，表示；
测得关系图线的斜率为，则小车质量 ______。
四、计算题：本大题共4小题，共45分。
15.青岛地铁号线为跨海地铁线路，线路全长千米，共设置座车站，全部为地下车站。如图从站到站是一段直线线路，全程，列车运行最大速度为。为了便于分析，我们用图乙来描述这个模型，列车在站从静止开始做匀加速直线运动，达到最大速度后立即做匀速直线运动，进站前从最大速度开始做匀减速直线运动，直至到站停车，且加速的加速度大小为减速加速度大小的二分之一。现匀加速运动过程中依次经过、、点，用时，用时，且长，长。求：
、两点之间的距离；
列车匀速行驶的时间。
16.发生衰变时，其衰变方程为：，光在真空中的传播速度为，。
求一次衰变过程中亏损的质量保留位有效数字；
若开始处于静止状态，衰变过程释放的核能全部转化为粒子和钍核的动能，求放出的粒子的动能单位用表示，保留位有效数字；
若和的比结合能分别是和，求的比结合能。
17.如图所示，截面为直角三角形的斜面体静置在光滑水平地面上，滑轮固定在倾角为的斜面顶端，滑轮固定天花板上，水平。物块、跨过两滑轮被轻绳连接。开始时用手托住物块，绳子伸直，物块静止在斜面底端。作用在斜面上一个水平力，使斜面一直保持静止。物块放手后竖直下落被接住，物块继续运动达到的最高点与滑轮的竖直高度差为。已知斜面体的竖直边高度为，质量为，物块、质量均为。设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，取，，。滑轮很小不会阻挡物块。求
物块被接住时，物块的速度；
与之间的动摩擦因数；
物块竖直下落过程中，地面受到的压力大小和水平力的大小。
18.如图甲所示，一长木板在水平地面上向右运动，在时刻将一无初速度的物块轻放到木板上，取水平向右为正方向，相对于的速度用表示，在内，相对速度随时间变化的关系图像如图乙所示。已知、的质量关系为，与及与地面之间均有摩擦动摩擦因数不等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，始终没有滑出，重力加速度。求：结果可以保留分数
与间、与地面间的动摩擦因数；
从时刻到与均停止运动时，相对于的位移大小。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.偶然
14.距离相等
15.解：设加速时加速度大小为，列车过点的速度为，根据位移时间关系有
代入数据解得，
则
最大速度
列车的加速距离为
由题可知列车的减速时的加速度大小为，列车的减速距离为
列车匀速运动的时间为
把代入得
答：、两点之间的距离为；
列车匀速行驶的时间为。
16.解：由衰变方程可知，一次衰变释放的核能为：
由爱因斯坦质能方程可得：
解得亏损的质量为：
衰变过程满足动量守恒，可知粒子和钍核的动量等大反向。
动能与动量的关系为：
可得：
依题意可得：释放的核能
解得：
设 和的比结合能分别是和，的比结合能为。根据结合能与比结合能的定义可得：
已知：，
解得：
答：一次衰变过程中亏损的质量为；
放出的粒子的动能为；
的比结合能为。
17.解：设斜面的长度为，由图可知，物块竖直下落时物块运动至点，此后物块做斜抛运动，竖直方向运动有，解得，由可得；
物块竖直下落到被接住的过程中，根据动能定理可得，代入数据得，解得与之间的动摩擦因数；
物块竖直下落过程中，将、看作整体，根据牛顿第二定律有，解得，设绳子的拉力为，由牛顿第二定律得，解得，以、看作整体，竖直方向有，代入数据，得出，根据牛顿第三定律，地面受到的压力大小，解得，水平方向有，代入数据。
答：物块被接住时，物块的速度为；
与之间的动摩擦因数；
地面受到的压力大小为，水平力的大小为。
18.解：时刻开始相对于向左滑动，受到向右的滑动摩擦力，相对于地面向右做匀加速直线运动，相对于地面向右做匀减速运动，到时二者共速。设与间、与地面间的动摩擦因数分别为、。在内，根据牛顿第二定律得：
对有：
对有：
由图乙可知在内相对于的加速度为：
在内，，故B受到的滑动摩擦力向左，相对于地面向右做匀减速直线运动，相对于地面向右做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得：
对有：
对有：
由图乙可知相对加速度为：
联立解得：，，，，
在内，相对于的位移可用图乙中内图线与横轴围成的面积计算，则有：
时刻相对于地面的速度为：
由图乙可知时刻，故A相对于地面的速度为
此后减速到零的位移为：，解得：
减速到零的位移为：，解得：
相对于的位移为：
从时刻到与均停止运动时，相对于的位移为：
即相对于的位移大小为
答：与间、与地面间的动摩擦因数分别为、；
从时刻到与均停止运动时，相对于的位移大小为。
第1页，共1页
