山東省青島市萊西市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期7月期末考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1高二學(xué)業(yè)水平階段性檢測（四）物理試題一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.2023年11月2日，日本東京電力公司啟動第三批約7800噸核污染水排海，對人類生活、海洋生態(tài)都會造成危害，受到多地民眾聲討。福島核污染水雖然經(jīng)過“多核素去除設(shè)備”（ALPS）處理，但核污染水中的氚（）很難被分離清除，氚氣會通過食物鏈在人體內(nèi)累積，對人的傷害將不可估量。其衰變方程為，半衰期為12.5年，下列說法正確的是（）A.的比結(jié)合能小于的比結(jié)合能B.放出的來自原子核外電子C.受核污染的海產(chǎn)品經(jīng)過高溫烹煮其放射性會有所減弱D.100個在25年后大約剩下25個未發(fā)生衰變【答案】A【解析】A．該核反應(yīng)過程最終生成，由反應(yīng)方程可知，的比結(jié)合能小于的比結(jié)合能，故A項正確；B．由題意可知，該衰變屬于β衰變，其本質(zhì)是原子核中的中子變成質(zhì)子并釋放出電子，所以放出的電子來源為核內(nèi)的中子，故B項錯誤；C．衰變的半衰期與溫度無關(guān)，所以受核污染的海產(chǎn)品經(jīng)過高溫烹煮其放射性不會有所減弱，故C項錯誤；D．半衰期是大量原子的統(tǒng)計規(guī)律，100個氚核的衰變問題并不適用，故D項錯誤。2.如圖甲，一只小鳥飛到樹枝上休息，從它與樹枝接觸之后的一段時間內(nèi)，其上下振動的圖像如圖乙，速度取向下為正。以下說法正確的是（）A.時刻小鳥速度向下達(dá)到最大，樹枝對其彈力達(dá)到最大B.時刻小鳥處于最低位置C.時刻小鳥處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受合力為零D.時刻小鳥處在最高點【答案】B【解析】A．時刻小鳥的速度最大，此時小鳥受力平衡，即所受彈力等于重力，此后小鳥向下做減速運動，樹枝對其彈力逐漸增大，故時刻，樹枝對其彈力未達(dá)到最大，故A錯誤；BC．時間內(nèi)，小鳥向下運動，時刻小鳥的速度為0，這一瞬間停止了向下的運動，即將向上運動，小鳥處于最低位置。根據(jù)簡諧運動的特征可知，此時加速度方向向上，達(dá)到最大值，根據(jù)牛頓第二定律可知樹枝對小鳥彈力與小鳥重力的合力提供加速度，故彈力大于重力，且彈力最大，小鳥處于超重狀態(tài)，所受合力不為零，故B正確，C錯誤；D．時刻小鳥向上運動到了最大速度后向上做減速運動，故此時在平衡位置處，不是最高點，故D錯誤。故選B。3.轉(zhuǎn)動慣量（）是物體繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時慣性的量度，其中是微元到轉(zhuǎn)軸的距離。復(fù)擺是由大小和形狀不發(fā)生變化的物體，繞固定水平軸在重力作用下做微小擺動的運動體系，如圖所示，l是質(zhì)心到轉(zhuǎn)軸的距離。復(fù)擺和單擺類似，可以視為簡諧運動。根據(jù)所學(xué)物理知識，判斷復(fù)擺的周期公式可能是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】單擺的周期其單位為秒，由題意可知，轉(zhuǎn)動慣量的公式為根據(jù)量綱法則可知，其單位為，由量綱法則的知識可知，四個選項的單位分別是秒（s）、秒分之一（）、秒方（）以及秒方分之一（）。根據(jù)上述量綱法則分析可知，其復(fù)擺的周期公式可能是故選A。4.如圖所示，質(zhì)量為2m的A物體和質(zhì)量為m的B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，運動距離h時B與A分離。則下列說法中正確的是（）A.B和A剛分離時，彈簧彈力為mgB.B和A剛分離前一起向上做勻加速運動C.B和A剛分離時，A的加速度不為0D.彈簧的勁度系數(shù)等于【答案】D【解析】AC．B與A剛分離的瞬間，A、B仍具有相同的速度和加速度，且A、B間無相互作用力。對B分析知，B具有向上的加速度解得a=0此時對A分析有解得且處于壓縮狀態(tài)，故AC錯誤；B．B和A剛分離前對AB整體有kΔx＋F－3mg=3maAB整體向上運動的過程中彈簧形變量Δx逐漸減小，則a也逐漸減小，AB做加速度逐漸減小的加速運動，故B錯誤；D．B和A剛分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為原來靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為3mg，則彈力減小量兩物體向上運動的距離為h，則彈簧壓縮量減小由胡克定律得故D正確。故選D。5.如圖所示，斜面體放在粗糙的水平面上。第一次物塊恰能沿斜面勻速下滑，而斜面體靜止不動；第二次用平行于斜面向下的恒力推動物塊，使物塊加速下滑，則下列說法正確的是（）A.第一次地面對斜面的支持力較大B.第二次斜面體對物塊的摩擦力較大C.兩次地面對斜面的支持力一樣大D.第二次地面對斜面的摩擦力水平向右【答案】C【解析】物塊m放在斜面上，恰能沿斜面勻速下滑，斜面體靜止不動。物體與斜面均處于平衡狀態(tài)，可以將二者看作一個整體，該整體受到的合外力為零，由于水平無外力，所以整體沒有水平運動的趨勢，故地面給斜面的摩擦力為零；地面給斜面的支持力與系統(tǒng)的重力相等。施加沿斜面向下的力后，不影響兩物體間的相互作用力，所以斜面的受力情況不變。故選C。6.如圖所示為氫原子的能級圖，已知可見光的光子能量范圍為1.62eV-3.11eV，鋅的逸出功為3.34eV，下列說法錯誤的是（）A.處于能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離B.用能量為的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，一定不能使氫原子向高能級躍遷C.一個處于能級的氫原子向低能級躍遷時，最多發(fā)出3種不同頻率的光子D.一群處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為9.41eV【答案】B【解析】A．處于能級的氫原子可以吸收大于1.51eV的光子發(fā)生電離，而紫外線的光子能量大于可見光，即大于3.11eV，則處于能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離，選項A正確，不符合題意；B．用能量為12eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，由于E2-E1=-3.4eV-（-13.6eV）=10.2eV可知氫原子可以吸收電子的一部分能量發(fā)生能級躍遷，故B錯誤，符合題意；C．一個處于能級的氫原子向低能級躍遷時，最多發(fā)出3種不同頻率的光子，分別對應(yīng)于4→3、3→2、2→1的躍遷，選項C正確，不符合題意；D．一群處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光的最大能量為發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為選項D正確，不符合題意。7.如圖，將一質(zhì)量為的小球靠近一面墻豎直向上拋出，圖左側(cè)是小球向上運動時抓拍的頻閃照片，右側(cè)是小球下落時抓拍的頻閃照片。重力加速度為，假設(shè)小球所受的空氣阻力大小不變，則可算小球所受空氣阻力大約為（）A. B.C. D.因磚的尺寸未知，無法估算【答案】【解析】小球上升過程是勻減速直線運動，末速度為零，下落過程是初速度為零的勻加速直線運動。設(shè)頻閃周期為T，每塊磚的厚度為d。根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動的特點，在上升過程中，有在下降過程中，有由牛頓第二定律有，聯(lián)立，解得故無正確答案。8.水平地面上有一足夠長的固定斜面，傾角為37°，小華站在斜面底端向斜面上投擲小石子。若小石子出手高度為站立點正上方1.6m處，小石子的飛行軌跡所在平面與斜面底邊垂直，落在斜面上時速度方向恰好水平。已知站立點到落點的距離為11m，重力加速度，不計空氣阻力。估算得小石子出手時的速度大小為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】小石子做斜拋運動，落在斜面上時速度方向恰好水平，則落點恰為最高點，設(shè)斜上拋的豎直高度為，則有根據(jù)幾何關(guān)系可得聯(lián)立解得小石子做斜拋運動，水平方向的初速度為豎直方向的初速度為小石子出手時的速度大小為二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.小明同學(xué)想了解小區(qū)電梯的加速度，使用輕彈簧、直尺、鋼球等自制了一個加速度測量儀。如圖所示，彈簧上端固定，在彈簧旁沿彈簧長度方向固定一直尺。發(fā)現(xiàn)不掛鋼球時，靜止時彈簧下端指針位于直尺15cm刻度處；下端懸掛鋼球，靜止時指針位于直尺25cm刻度處。將直尺不同刻度對應(yīng)的加速度標(biāo)在直尺上，就得到了一個加速度測量儀。取豎直向下為正方向，重力加速度大小為。下列說法正確的是（）A.20cm刻度對應(yīng)的加速度為B.35cm刻度對應(yīng)的加速度為C.加速度的刻度值是均勻的D.受彈簧自身重力影響，應(yīng)盡量選擇一個質(zhì)量較小彈簧，彈簧質(zhì)量越大測量誤差會越大【答案】ACD【解析】A．設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，鋼球質(zhì)量為m，下端懸掛鋼球，靜止時指針位于直尺25cm刻度處，則20cm刻度時根據(jù)牛頓第二定律有解得故A正確；B．35cm刻度時根據(jù)牛頓第二定律有解得故B錯誤；C．根據(jù)牛頓第二定律有可得可知各刻度對應(yīng)加速度的值是均勻的，故C正確；D．受彈簧自身重力影響，設(shè)彈簧質(zhì)量為，根據(jù)牛頓第二定律可得可知彈簧質(zhì)量越大測量誤差會越大，應(yīng)盡量選擇一個質(zhì)量較小的彈簧，故D正確。故選ACD。10.如圖所示，甲圖是某光電管被、兩束光照射時光電管中光電流與電壓關(guān)系圖像，乙圖是、兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關(guān)系圖像，下列判斷正確的是（）A.光的光子能量小于光的光子能量B.金屬的逸出功小于金屬的逸出功C.若用光照射金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則用光照射金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng)D.用光照射、金屬，若金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng)【答案】BD【解析】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程根據(jù)動能定理由圖甲可知光的遏止電壓較大，則光的光子能量大于光的光子能量，故A錯誤；B．根據(jù)光電效應(yīng)方程根據(jù)動能定理整理得由圖乙可知，入射光頻率相同時，金屬對應(yīng)的遏止電壓較大，則金屬的逸出功小于金屬的逸出功，故B正確；C．光的光子能量大于光的光子能量，金屬的逸出功小于金屬的逸出功，則光的頻率大于光的頻率，故若用光照射金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則用光照射金屬不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；D．金屬的逸出功小于金屬的逸出功，若金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。故選BD。11.如圖所示，直角三角形斜面體固定在水平面上，、，面光滑，粗細(xì)均勻的直桿豎直立在地面上的點，滑環(huán)Q套在桿上，物塊P放在斜面上，P和Q用繞過處定滑輪的細(xì)線連接。施加外力令物塊Q以速度沿直桿向上勻速運動，不計滑輪的大小，面及直桿足夠長，當(dāng)Q運動到位置時距、距離相等。下列說法正確的是（）A.P的速度大小為B.P處于超重狀態(tài)C.Q從到與等高的過程中，繩子對Q的拉力大小不變D.Q經(jīng)過與等高的點時，P的瞬時速度為零【答案】ABD【解析】A．當(dāng)Q運動到離B、C距離相等的位置時，由幾何關(guān)系有設(shè)CQ于桿豎直方向的夾角為，有根據(jù)沿繩方向速度相等可得解得故A項正確；BD．由上述分析可知，P和Q之間的關(guān)系有當(dāng)Q運動過程中，其CQ與豎直桿之間的夾角在增加，所以P的速度在減小，即對P來說其加速度有向上的加速度，即P處于超重狀態(tài)，當(dāng)Q處于時，其角度，即此時P的速度為零，故BD正確；C．Q從D到與C等高的C′過程中，由上述分析可知，P的加速度發(fā)生變化，則繩拉力變化，故C項錯誤。故選ABD。12.如圖，光滑水平面上固定有光滑長直木板，傾角、質(zhì)量2kg的斜面緊靠木板放置，質(zhì)量為1kg的物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)，初始時斜面與物塊均靜止，作用在斜面上的力F與木板平行水平向右，重力加速度，下列說法正確的是（）A.物體與斜面相對靜止時，摩擦力方向沿斜面指向左上方B.物體與斜面相對靜止時，摩擦力方向沿斜面指向右上方C.要使物體與斜面不發(fā)生相對滑動，最大值為4.5ND.要使物體與斜面不發(fā)生相對滑動，最大值為13.5N【答案】BD【解析】AB．物體與斜面相對靜止時，相對斜面有向下滑動的趨勢和向左滑動的趨勢，摩擦力方向沿斜面指向右上方，A錯誤，B正確；CD．對物體沿著斜面方向根據(jù)平衡條件得對物體沿著水平方向根據(jù)牛頓第二定律得又因為對整體根據(jù)牛頓第二定律得解得C錯誤，D正確。故選BD。三、非選擇題，共6小題，共60分。13.某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置探究滑輪工作時受到的摩擦力。細(xì)繩跨過固定在鐵架臺上的輕滑輪，兩端各懸掛一只重錘，重錘質(zhì)量均為，重力加速度為。實驗操作如下：①用米尺量出重錘1底端距地面的高度；②在重錘1上加上質(zhì)量為的小鉤碼；③左手將重錘2壓在地面上，保持系統(tǒng)靜止。釋放重錘2，同時右手開啟秒表，在重錘1落地時停止計時，記錄下落時間；④重復(fù)測量3次下落時間，取其平均值作測量值。請回答下列問題：（1）步驟④可以減小對下落時間測量的__________（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）誤差。（2）實驗要求小鉤碼的質(zhì)量要比重錘的質(zhì)量小很多，主要是為了__________。A.使h測得更準(zhǔn)確B.使重錘1下落的時間長一些C.使系統(tǒng)的總質(zhì)量近似等于D.使細(xì)繩的拉力與小鉤碼的重力近似相等（3）用實驗中的測量量和已知量（、、、、）表示滑輪受到的摩擦力，則__________。【答案】（1）偶然（2）B（3）【解析】（1）對同一物理量多次測量取平均值的目的是減小偶然誤差。（2）B．根據(jù)牛頓第二定律知即而可知位移一定時，加速度越小，時間越長，所以為了使重錘1下落的時間長一些，實驗要求小鉤碼質(zhì)量m要比重錘質(zhì)量M小很多。故B正確；A．由B選項分析可知，小鉤碼質(zhì)量要比重錘的質(zhì)量小很多，與h的測量無關(guān)。故A錯誤；C．系統(tǒng)的總質(zhì)量近似等于，與小鉤碼的質(zhì)量要比重錘的質(zhì)量小很多無關(guān)。故C錯誤；D．繩子對重錘2的拉力小鉤碼的質(zhì)量要比重錘的質(zhì)量小很多時，加速度較小，細(xì)繩的拉力與重錘的重力近似相等。故D錯誤。故選B。（3）由（2）中分析，可得根據(jù)牛頓第三定律可知滑輪受到的摩擦力14.請使用下列器材測量小車質(zhì)量：小車、一端帶有定滑輪的平直軌道、墊塊、細(xì)線、打點計時器、紙帶、頻率為的交流電源、直尺、質(zhì)量均為的7個槽碼。（1）完成下列實驗步驟中的填空：i．按圖甲安裝好實驗器材，跨過定滑輪的細(xì)線一端連接在小車上，另一端懸掛著7個槽碼。改變軌道的傾角，用手輕撥小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列__________的點，表明小車沿傾斜軌道勻速下滑；ⅱ．保持軌道傾角不變，取下1個槽碼（即細(xì)線下端懸掛6個槽碼），讓小車拖著紙帶沿軌道下滑，根據(jù)紙帶上打的點跡測出加速度；ⅲ．依次減少細(xì)線下端懸掛的槽碼數(shù)量，重復(fù)步驟ⅱ；ⅳ．以取下槽碼的總個數(shù)的倒數(shù)為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，作出圖像。（2）已知重力加速度大小，計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字，請完成下列填空：①下列說法正確的是__________；A．接通電源后，再將小車從靠近打點計時器處釋放B．小車下滑時，位于定滑輪和小車之間的細(xì)線應(yīng)始終跟傾斜軌道保持平行C．實驗中必須保證細(xì)線下端懸掛槽碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D．若細(xì)線下端懸掛著2個槽碼，則小車在下滑過程中受到的合外力大小為②若某次實驗獲得如圖乙所示的紙帶，已知相鄰計數(shù)點間均有4個點未畫出，則加速度大小__________；在打“7”點時小車的速度大小__________；③寫出隨變化的關(guān)系式__________（用，，，，表示）；④測得關(guān)系圖線的斜率為，則小車質(zhì)量__________?！敬鸢浮浚?）等間距（2）AB1.121.0210.42【解析】（1）改變軌道的傾角，用手輕撥小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列等間距的點，表明小車沿傾斜軌道勻速下滑。（2）[1]A．為打點穩(wěn)定，接通電源后，再將小車從靠近打點計時器處釋放，故A正確；B．為使小車做勻變速直線運動，小車下滑時，位于定滑輪和小車之間的細(xì)線應(yīng)始終跟傾斜軌道保持平行，故B正確；C．由于該實驗每個槽碼的質(zhì)量已知，繩子拉力不需要近似等于槽碼的重力，故不需要使質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，故C錯誤；D．若細(xì)線下端懸掛著2個槽碼，小車加速下滑，槽碼加速上升，槽碼超重，故細(xì)線對小車的拉力大于2個槽碼的重力，則小車下滑過程中受到的合外力小于，故D錯誤。故選AB。[2]相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為根據(jù)逐差法求出小車加速度大小為[3]根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于該過程平均速度，在打“6”點時小車的速度大小在打“7”點時小車的速度大小[4]小車勻速時有減小n個槽碼后，對小車和槽碼分別有整理得[5]圖像的斜率為解得15.青島地鐵1號線為跨海地鐵線路，線路全長60.11千米，共設(shè)置41座車站，全部為地下車站。如圖從S站到T站是一段直線線路，全程，列車運行最大速度為。為了便于分析，我們用圖乙來描述這個模型，列車在S站從靜止開始做勻加速直線運動，達(dá)到最大速度后立即做勻速直線運動，進(jìn)站前從最大速度開始做勻減速直線運動，直至到T站停車，且加速的加速度大小為減速加速度大小的二分之一?，F(xiàn)勻加速運動過程中依次經(jīng)過A、B、C點，用時3s，用時5s，且AB長12.6m，BC長45.0m。求：（1）S、A兩點之間的距離；（2）列車勻速行駛的時間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）根據(jù)可知BC段平均速度AB段平均速度根據(jù)解得故解得解得（2）由得，勻加速階段勻減速階段由得勻加速階段勻減速階段勻速運動時間16.發(fā)生衰變時，其衰變方程為：，光在真空中的傳播速度為，。（1）求一次衰變過程中虧損的質(zhì)量（保留2位有效數(shù)字）；（2）若開始處于靜止?fàn)顟B(tài)，衰變過程釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子和釷核的動能，求放出的粒子的動能（單位用MeV表示，保留2位有效數(shù)字）；（3）若和的比結(jié)合能分別是7.38MeV和7.50MeV，求的比結(jié)合能?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）由衰變方程可知，一次衰變釋放的核能為ΔE=55MeV=55×106×1.6×10-19J=8.8×10-12J由愛因斯坦質(zhì)能方程可得ΔE=Δmc2解得虧損質(zhì)量為Δm=9.8×10-29kg（2）衰變過程滿足動量守恒，可知α粒子和釷核的動量等大反向。動能與動量的關(guān)系為可得依題意可得Ekα+EkTh=ΔE=55MeV解得Ekα=54MeV（3）根據(jù)已知EU=7.38MeV，ETh=7.50MeV解得17.如圖所示，截面為直角三角形的斜面體C靜置在光滑水平地面上，滑輪P固定在傾角為的斜面頂端，滑輪Q固定天花板上，水平。物塊A、B跨過兩滑輪被輕繩連接。開始時用手托住物塊B，繩子伸直，物塊A靜止在斜面底端。作用在斜面上一個水平力，使斜面一直保持靜止。物塊B放手后豎直下落被接住，物塊A繼續(xù)運動達(dá)到的最高點與滑輪P的豎直高度差為。已知斜面體C的豎直邊高度為，質(zhì)量為，物塊A、B質(zhì)量均為。設(shè)滑動摩擦力與最大靜摩擦力相等，取，，?；哖很小不會阻擋物塊A。求：（1）物塊B被接住時，物塊A的速度大??；（2）A與C之間的動摩擦因數(shù)；（3）物塊