2021-2022学年辽宁省沈阳市辽中区第二高级中学高二（下）摸底物理试卷（含答案解析）

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2021-2022学年辽宁省沈阳市辽中区第二高级中学高二（下）摸底物理试卷1.  下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能随分子间距离r变化关系的图线是(    )A.  B.
C.  D. 2.  用波长分别为、的两种单色光分别照射a、b两种金属，发现用波长为的光照射，a、b都能发生光电效应；用波长为的光照射a能发生光电效应，照射b不发生光电效应．设a、b两种金属的逸出功分别为、，则下列结论正确的是(    )A. ， B. ，
C. ， D. ，3.  是的同位素，被广泛应用于生物示踪技术。1mg的随时间衰变的关系如图所示，4mg的衰变后还剩经过的天数为(    )
A. 14天 B. 28天 C. 56天 D. 112天4.  根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，如图所示虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹。在粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法中正确的是(    )
 A. 加速度先变小，后变大
B. 电场力先做负功，后做正功，总功等于零
C. 电势能先减小，后增大
D. 动能先增大，后减小5.  关于重力、弹力和摩擦力，下列说法正确的是(    )A. 任何形状规则的物体，其几何中心必与其重心重合
B. 静摩擦力一定比滑动摩擦力大
C. 摩擦力总是与物体的运动方向相反
D. 有弹力时，可能同时存在摩擦力；有摩擦力时，一定同时存在弹力
 6.  如图所示，重物G用OA和OB两段等长的绳子悬挂在半圆弧的架子上，B点固定不动，A端由顶点C沿圆弧向D移动，在此过程中，绳子OA上的张力将(    )A. 逐渐变小 B. 逐渐变大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小7.  如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行．在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力分别为重力加速度为(    )A.
B.
C.
D. 8.  如图所示为一物体做直线运动时的图象，但纵坐标表示的物理量未标出．已知物体在前2s时间内向东运动，则以下判断正确的是(    )A. 若纵坐标表示位移，则物体在4s内的位移为零
B. 若纵坐标表示位移，则物体在4s内的运动方向始终向东
C. 若纵坐标表示速度，则物体在4s内的位移为零
D. 若纵坐标表示速度，则物体在4s内的加速度大小不变，方向始终向西9.  如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A，B均静止．已知A和B的质量分别为、，绳与水平方向的夹角为，则(    )
 A. 物体B受到的摩擦力可能为0
B. 物体B受到的摩擦力为
C. 物体B对地面的压力可能为0
D. 物体B对地面的压力为10.  一静止的铝原子核俘获一速度为的质子p后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法正确的是(    )A. 核反应方程为
B. 核反应方程过程中系统动量守恒
C. 核反应过程中系统能量不守恒
D. 核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和
E. 硅原子核速度的数量级为，方向与质子初速度方向一致11.  某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是______。
本实验采用的科学方法是______。
A.理想实验法等效替代法
C.控制变量法建立物理模型法
实验时，主要的步骤是：
A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力和的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力的图示；
F.比较和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是______和______；
②遗漏的内容分别是______和______。
12.  图甲为“探究加速度与物体所受力合外力、物体质量的关系”的实验装置示意图，砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。

如图乙所示为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸事，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上0、A、B、C、D、E为六个相邻的计数点两相邻计数点间还有4个点迹没有画出，通过测量和计算可知，、、、、分别为、、、、，则打点计时器打下相邻计数点的时间间隔为______s，根据上述数据，可知小车拖动纸带运动的加速度的测量值为______保留2位有效数字。
实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，在探究外力不变的情况下加速度与质量之间的关系时，用到了小车的加速度a与小车和砝码总质量的倒数关系的图象。以下关于该实验的说法中正确的是______。选填选项前的字母
A.需要用天平测量小车和砝码的总质量实验需要保证的条件是小车和砝码的总质量远大于砂和砂桶的总质量
C.实验前需要将固定打点计时器一侧的木板垫高一些，其目的是增大小车下滑的加速度
D.实验时如果没有将固定打点计时器一侧的木板垫高一些，会导致小车的加速度a与小车和砝码总质量的倒数关系图象图象不是一条直线。13.  如图1，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为，温度均为现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。14.  物体A做匀速运动，速度为，3s后物体B从同一位置与A同方向做匀加速直线运动，，求：
出发后，经过多长时间追上A？
追上A时，A离出发点多远？
追上A之前，A、B之间的最大距离是多少？
 15.  如图所示，一长为L的木板静止放在光滑水平面上，木板的左端放置一个可视为质点的物块，木板与物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。某一时刻用外力F水平向右拉物块。重力加速度为求：
欲使物块从木板右端滑出，外力F的取值范围；
当时，物块在木板上滑动的过程中外力F做的功；
当外力F取何值时，物块从木板右端离开时的速度最小。
答案和解析 1.【答案】B 【解析】解：根据分子力、分子势能与分子之间距离关系可知，当时，分子力为零，分子势能最小，由此可知B正确。
故选：B。
正确区分和理解分子力与分子距离r，分子势能与分子距离r的关系图象是理解分子力、分子势能的关键．
 2.【答案】D 【解析】解：波长为单色光照射两种金属时都能产生光电效应现象；波长为单色光照射时，只能使金属a产生光电效应现象，根据光电效应条件知，波长为单色光的频率大于波长为单色光的频率，则，波长为单色光照射时，只能使金属a产生光电效应现象，不能使金属b产生光电效应现象。知金属a的逸出功小于金属b的逸出功，即故D正确，A、B、C错误。
故选：D。
当入射光的频率大于金属的极限频率时，或入射光子的能量大于逸出功时，会发生光电效应．
解决本题的关键掌握光电效应的条件．知道光子频率越大，波长越小．
 3.【答案】C 【解析】解：根据半衰期公式
由图象可知的半衰期为14天，
解得：
可知的经4个半衰期后还剩，则天天
故C正确，ABD错误。
故选：C。
根据质量数和电荷数守恒判断粒子的属性，从图象看出半衰期，由半衰期公式计算所需天数。
本题考查了核反应方程式中质量数和电荷数守恒和半衰期的公式，注意确定半衰期是正确解题的前提。
 4.【答案】B 【解析】解：根据点电荷周围电场可知，距离原子核近的地方电场强度大，故越靠近原子核加速度越大，因此粒子加速度先增大后减小，故A错误；
BCD、粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知：从a运动到b过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，整个过程中由于a与c在同一等势线上，故电场力不做功，故CD错误，B正确。
故选：B。
粒子在原子核形成的电场中运动时，电荷间的电场力做功，根据电场力做功情况，即可判断粒子动能、电势能的变化情况。
本题考查带电粒子在电场中的运动，借助粒子散射实验考查了带电粒子在电场中运动时动能、势能、加速度等物理量的变化情况，根据电场有关知识即可解答。
 5.【答案】D 【解析】解：A、形状规则的物体，只有质量分布均匀时，重心才在几何中心上，故A错误；
B、最大静摩擦力比滑动摩擦力大，故B错误；
C、摩擦力总是与物体的相对运动方向趋势相反，与运动方向的关系不一定，故C错误；
D、根据摩擦力的产生条件可知有弹力时，可能同时存在摩擦力；有摩擦力时，一定同时存在弹力，故D正确。
故选：D。
只有质量分布均匀形状规则的物体其重心才在几何中心上，最大静摩擦力比滑动摩擦力大，摩擦力总是与物体的相对运动方向相反，根据摩擦力的产生条件分析D项。
本题考查了重心、弹力以及摩擦力的产生条件及方向，理解弹力与摩擦力存在关系，可以利用生活中的实例进行说明。
 6.【答案】C 【解析】解：对O点受力分析，两根绳拉力的合力与物体的重力平衡，所以两根绳拉力的合力大小和方向都不变，根据平行四边形定则可得力的变化情况如图

可知OA绳上拉力大小先减小后增大，故C正确，ABD错误。
故选：C。
B点固定不动，A端由顶点C沿圆弧向D移动，物体始终处于平衡状态，对节点O受力分析，找出不变的物理量，画出平行四边形进行分析。
此题为物体平衡条件的一个应用：动态分析，处理这个类型的题需要找出不变的物理量，然后作图或找变化的物理量与不变的物理量之间的关系再加以分析，就是以不变应万变。
 7.【答案】A 【解析】解：当加速度a较小时，小球与斜面一起运动，此时小球受重力、绳子拉力和斜面的支持力，绳子平行于斜面；小球的受力如图：
水平方向上由牛顿第二定律得：…①
竖直方向上由平衡得：…②
①②联立得：故A正确，BCD错误。
故选：A。
小球始终静止在斜面上，说明斜面体加速度很小，且未脱离斜面，对小球受力分析，利用牛顿第二定律列式求解即可
此题最难解决的问题是小球是否飞离了斜面，我们可以用假设法判断出临界加速度来进行比较
 8.【答案】BCD 【解析】解：若纵坐标表示位移，则物体在4s内的位移为图象纵坐标对应的值，不为零。故A错误；
 若纵坐标表示位移，倾斜的直线表示匀速直线运动，初速度向东运动，所以物体一直向东运动，则物体在4s内的运动方向始终向东。故B正确；
 若纵坐标表示速度，图象与坐标轴围成的面积表示位移，在时间轴上方位移为正，下方位移为负，由图象可知，正负位移相等，故总位移为零，故C正确；
 若纵坐标表示速度，倾斜的直线表示匀加速直线运动，斜率表示加速度，有图可知斜率为正，而初速度为负，故加速度方向与初速度方向相反，故加速度方向向西，故D正确。
故选：BCD。
若纵坐标表示位移，该图象为位移--时间图象，倾斜的直线表示匀速直线运动，倾斜角越大表示速度越大，纵坐标对应的值表示物体的位移．
若纵坐标表示速度，该图象为速度--时间图象，倾斜的直线表示匀加速直线运动，倾斜角越大表示加速度越大，图象在时间轴下方表示物体的位速度是负值，有图可知初速度的方向是负值，2s以后速度方向改变，加速度的方向与初速度方向相反，图象与坐标轴围成的面积表示位移．
本题是为速度--时间图象和位移--时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度--时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息．
 9.【答案】BD 【解析】解：A、物体B在绳子拉力作用下有向右运动的趋势而保持相对于地静止，地面对B一定有静摩擦力。故A错误。
    B、D以B为研究对象，分析受力，作出力图如图所示。根据平衡条件得
  物体B受到的摩擦力：
 物体B受到的支持力：
又
得到：，故BD正确。
    C、物体B受到地面的摩擦力不零，则物体B对地面的压力一定不为故C错误。
故选：BD。
以B为研究对象，分析受力，作出力图．绳子的拉力大小等于A的重力不变．根据平衡条件分析摩擦力和支持力．
本题采用正交分解法处理力平衡问题，这是物体受多个力作用时常用的方法，中等难度．
 10.【答案】ABE 【解析】解：A、由质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程为为，故A正确；
BC、核反应方程过程中系统动量守恒，能量也守恒，故B正确，C错误；
D、核反应过程中，要释放热量，质量发生亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，故D错误；
E、设质子的质量为m，则铝原子原子核的质量约为27m，以质子初速度方向为正，根据动量守恒定律得：
    
解得：，数量级为，方向与质子初速度方向一致，故E正确。
故选：ABE。
由质量数、电荷数守恒可知核反应方程，核反应方程过程中系统动量守恒，能量也守恒，核反应过程中质量发生亏损，根据动量守恒定律求解硅原子核的速度．
本题的关键要明确核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，核反应遵守系统动量守恒，能量守恒．
 11.【答案】；；①C；E；②C中未记下两条细绳的方向；E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O 【解析】【分析】
、明确实验原理，了解实验误差的存在，知道该实验中“理论值”和“实验值”的区别。
步骤C中只有记下两条细绳的方向，才能确定两个分力的方向，进一步才能根据平行四边形定则求合力；步骤E中只有使结点到达同样的位置O，才能表示两种情况下力的作用效果相同。
本实验采用的是“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别。
【解答】
是通过作图的方法得到合力的理论值，而F是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F；
由于误差的存在F和方向并不在重合，合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法。
故选：B
本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，得出结果。所以，实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示。步骤C中未记下两条细绳的方向；步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O。
故答案为：；；①C；E；②C中未记下两条细绳的方向；E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O  12.【答案】 【解析】解：每相邻两个计数点间有4个点未画出点，计数点之间的时间间隔为，
根据匀变速直线运动推论公式有：
；
、在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力的大小不变，应该用天平测量小车和砝码的总质量，故A正确；
B、实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，要满足小车和砝码的总质量远大于砂和砂桶的总质量的条件，故B正确。
C、实验前需要将固定打点计时器一侧的木板垫高一些，其目的是为了平衡摩擦力，故C错误。
D、如果没有将固定打点计时器一侧的木板垫高一些，将会导致图象是与纵坐标有交点的，一条不过原点的直线，故D错误；故选：AB
故答案为：，；       
根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小；
该实验采用控制变量法，先控制小车的质量不变，研究加速度与力的关系，再控制砝码盘和砝码的总重力不变，研究加速度与质量的关系。当小车的质量远大于砂桶和砂的总质量时，细线的拉力等于砂桶和砂的总重力大小。
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题。要学会应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
 13.【答案】解：开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为，压强为，根据查理定律有：
…①
根据力的平衡条件有：
 …②
联立①②式可得：
…③
此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为和。
根据盖-吕萨克定律有：…④
式中
…⑤
…⑥
联立③④⑤⑥式解得：
 …⑦
从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为：
…⑧
答：此时汽缸内气体的温度为在此过程中气体对外所做的功为。 【解析】开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。活塞从a处移到b处的过程中，汽缸中的封闭气体作等压变化，根据盖吕萨克定律求活塞到达b处时汽缸内气体的温度。由活塞平衡求得封闭气体的压强，由求出气体对外做的功。
本题的关键是分析清楚气体的状态变化过程中，哪些量不变，哪些量在变化，明确初末状态量的值，再根据气体实验定律进行研究。
 14.【答案】解：设B追上A时B运动的时间为t，此时两者位移相等．
则有
解得；
追上A时，A离出发点距离为：
设A物体运动时间时，A、B两物体速度相等，此时两者相距最远．则有
  
代入解得，
最大距离为
答：出发后，经过6s时间追上A；
追上A时，A离出发点36m；
追上A之前，A、B之间的最大距离是 【解析】做匀速运动，B做匀加速运动，当两者位移相等时，B追上A，再由位移公式求出时间．
由位移公式求出位移；
当两者速度相等时，两者间的距离最大，由速度公式求出最大距离时所经历的时间，由位移公式求解最大距离．
本题是追及问题，关键要抓住两个物体之间的关系，有时间关系、位移关系，通过分析得到相距最远时速度相等．
 15.【答案】解：若物块与木板间刚好将要滑动：
对木板有：
解得：，所以
当时，对物块由牛顿第二定律得：       解得：
物块做匀加速直线运动：
对木板由牛顿第二定律得：    解得：
匀加速直线运动：
所以有
解得：  
外力F做功：
设物块的加速度为a，经时间t物块从木板右端离开
由位移关系得：
解得：
由
当即时，速度最小。
由得
答：欲使物块从木板右端滑出，外力F的取值范围是；
当时，物块在木板上滑动的过程中外力F做的功是；
当外力F取时，物块从木板右端离开时的速度最小。 【解析】对物块和木板分别列牛顿第二定律表达式可求解；
当时，对物块和木板由牛顿第二定律和位移关系可求得物块的位移，再由功的定义可求得外力F做的功；
由位移关系和速度公式可得出速度的表达式借助数学方法可求得何时取得最小值，进而求得F的值。
滑块问题是物理模型中非常重要的模型，关键要正确进行受力分析、运动分析，熟练应用牛顿第二定律和运动学公式求解。