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
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.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、、三种射线
B. 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
C. 在、、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强
D. 铀核衰变为铅核的过程中，要经过次衰变和次衰变
2.如图甲是在显微镜下追踪一粒小炭粒的运动，每隔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；分子间作用力与分子间距离，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
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的过程中，分子势能先增大后减少
3.如图所示，用一根长的轻质细绳将一幅重力为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.汽缸内一定质量的理想气体经历了、、三个过程，气体、、、四个状态的压强与热力学温度的关系如图所示，其中的延长线通过坐标原点，与纵轴平行，下列说法正确的是( )
A. 气体由到单位时间碰撞缸壁单位面积的分子数增加
B. 由到气体内能的增加量大于吸收的热量
C. 由到气体吸收热量，内能增加
D. 由到气体内能的减少量大于放出的热量
5.图示为几种金属的逸出功和氢原子能级图。现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，结合图表信息可知( )
金属 钨 钙 钾 铷
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.如图所示，在同一竖直平面内，小球、上系有不可伸长的细线、、和，其中的上端悬挂于竖直固定的支架上，跨过左侧定滑轮、跨过右侧定滑轮分别与相同配重、相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球、和配重、质量均为，细线、平行且与水平成不计摩擦，则细线、的拉力分别为( )
A. ， B. ， C. ， D. ，
7.如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，，。取，则( )
A. 传送带的速度为
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
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、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.“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。打开扣环，人从点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”。经上升到最高位置点，在点时速度最大。人与装备总质量可视为质点。忽略空气阻力，重力加速度取。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
C. 在点，人处于超重状态
D. 在点，人处于失重状态
9.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。时刻，乙在甲正前方处，二人同时沿同一直线向正前方运动，各自运动的图像如图所示其中为时间内的位移，手机检测到蓝牙耳机能被连接的时间为。下列判断正确的是( )
A. 甲做加速度大小为的匀减速直线运动 B. 乙做速度大小为的匀速直线运动
C. 时，二人相距最近，最近距离为 D. 该蓝牙耳机的最远连接距离为
10.如图所示，轻杆与轻杆通过光滑铰链安装在竖直墙面上，另一端通过铰链连接于点。已知，，铰链质量忽略不计，重力加速度为。现将一个质量为的物块通过轻绳悬挂于点保持静止，下列说法正确的是( )
A. 竖直墙对A、两点铰链的总作用力方向竖直向上
B. 轻杆对点铰链的推力为
C. 若在点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆的弹力一直增大
D. 若在点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆的弹力先减小后增大
三、实验题：本大题共1小题，共6分。
11.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，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。
用刻度尺测得注射器刻度上到的长度为，注射器活塞的横截面积为 ______；
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；
挂上沙桶，稳定后，测出此时的气体体积和沙桶的总质量，则气体压强的表达式 ______；请选用、、、表示
在沙桶内适量添加沙子，重复步骤；
以沙桶的总质量为纵轴，以为横轴，绘制图像，其图像如图乙所示，图中横轴截距为，纵轴截距为，可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积 ______，实验时当地的大气压强 ______。请选用、、、表示
四、计算题：本大题共4小题，共48分。
12.一组同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，实验装置如图甲所示。
在下列仪器和器材中，还需要使用的有______。多选
A.电压合适的交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平含砝码
下列说法正确的是______。
A.实验时应先释放小车后接通电源
B.本实验砂和砂桶的质量应远大于小车和砝码的质量
C.在用图像探究加速度与质量关系时，应作图像
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个计数点、、、、，相邻两个计数点间都有个点迹没有标出，测出各计数点到点之间的距离。已知打点计时器打点周期为，则此次实验中小车运动的加速度大小的测量值 ______。结果保留两位有效数字
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，小车自身的质量为且保持不变，改变小车中砝码的质量，并测出小车中放上不同质量的砝码时所对应的加速度，以为横坐标，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.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，当时的室温为，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，气体看作理想气体，不考虑皮肤对罐内气体体积的影响。
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；
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，求跑进罐内气体的质量与原来罐内封闭气体质量之比。
14.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和氚聚变成，并释放一个中子。已知氘原子的质量为，氚原子的质量为，氦原子的质量为，中子的质量为，，光速。
写出氘和氚聚变的反应方程；
试计算这个核反应释放出来的能量；
若建一座功率为的核聚变发电站，假设聚变所产生的能量有变成了电能，每年要消耗多少质量的氘？一年按计算，阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量，问结果均保留两位有效数字
15.如图，质量的物块静置于质量的长木板右端，长木板长，物块与长木板间动摩擦因数，长木板与地面间动摩擦因数，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。现有一水平向右的恒力作用在长木板上。
若恒力，求物块和长木板的加速度大小；
若恒力，求物块在长木板上滑动的时间；
若恒力，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。
参考答案
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13.解：气体发生等容变化，根据查理定律可得：
其中，，
解得：
设跑进罐内的气体在大气压强为时的体积为，以整体气体为研究对象，发生等温变化，根据玻意耳定律可得：
解得：
设原来罐内封闭气体在大气压强为 时的体积为，发生等温变化，根据玻意耳定律可得：
解得：
跑进罐内气体的质量与原来罐内封闭气体的质量之比即为压强、温度相同时的体积之比，则
代入数据解得：
答：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；
跑进罐内气体的质量与原来罐内封闭气体质量之比为。
14.解：根据电荷数守恒、质量数守恒得其核反应方程为
根据爱因斯坦质能方程得，
设每年消耗氘的质量为，根据能量守恒定律得，
代入数据解得．
答：核反应方程；
这个核反应释放出来的能量为；
每年要消耗氘的质量为。
15.解：物块与木板刚要出现相对滑动时，对物块由牛顿第二定律：
对物块和长木板整体受力分析，由牛顿第二定律：
联立解得两者一起加速时最大的拉力：
即当拉力超过，物块和长木板间就会出现相对滑动，由于，故物块和长木板相对静止，一起向右做加速运动，其加速度为，对物块和长木板整体受力分析，由牛顿第二定律：
代入数据解得物块和长木板的加速度大小为：
当时，物块和长木板有相对滑动。物块的加速度为，长木板的加速度为，对物块由牛顿第二定律：
对长木板受力分析，由牛顿第二定律：
设经过时间，当物块滑下长木板时两者的位移关系满足：
代入数据解得，物块在长木板上滑动的时间为：或舍去
当时，物块仍以加速度做匀加速直线运动，长木板做加速度为的匀加速直线运动，对长木板由牛顿第二定律：
作用时间后，长木板的速度为，由运动学公式：
撤去后，物块继续以加速度做匀加速直线运动，长木板做加速度为的匀减速直线运动，对长木板由牛顿第二定律：
撤去后，经过时间物块与长木板共速，由运动学公式
由于，因此共速后两者不会再有相对运动，位移满足：
联立解得，恒力作用的时间为：
答：若恒力，物块和长木板的加速度大小为；
若恒力，物块在长木板上滑动的时间为；
若恒力，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。
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