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河北省承德市2023-2024学年高二下学期5月联考物理试题（Word版附解析）
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这是一份河北省承德市2023-2024学年高二下学期5月联考物理试题（Word版附解析），共13页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．2023年，我国核电机组累计发电量为4333.71亿千瓦时，占全国累计发电量的。核电站利用中子轰击使其发生裂变反应放出能量进行发电，发电过程中产生和，并放出某种粒子。关于该核反应，说法正确的是（ ）
A．核反应方程为B．核反应的过程中，质量和电荷量守恒
C．核反应产生的比的比结合能大D．太阳发光发热的原理和核电站发电原理相同
2．“天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课，如图所示，在奇妙“乒兵球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用球拍击球，水球被弹开。若水球以速率飞来，以速率被反向击回，与球拍作用的时间为，以水球飞来的方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．水球所受弹力是由于水球发生形变产生的
B．水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对平衡力
C．水球的平均加速度大小为
D．传输视频信息采用的电磁波是麦克斯韦预言并通过实验验证存在的
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．
4．一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态，其图像如图所示。皆为直线，平行于轴，平行于轴。关于理想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（ ）
A．过程中，气体温度先降低后升高B．过程中，气体一定向外界放热
C．过程中，每个气体分子的动能都增大D．过程中，气体吸收的热量小于气体内能的增加量
5．如图所示，相同的木板紧靠在一起并固定在水平面上，子弹垂直射入木板，穿过第16块木板后的速度变为0。如果子弹在木板中运动的总时间是。可以把子弹视为质点，子弹在各块木板中运动的加速度都相同。则（ ）
A．子弹穿过前12块木板所用的时间为
B．子弹穿过第12块木板所用的时间为
C．子弹穿过第12块木板后的速度与初速度的大小之比为
D．子弹穿过第12块木板后的速度与整个过程中的平均速度大小相等
6．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，甲携带手机检测，乙站在甲正前方10m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
7．某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；为滑动变阻器，4是滑动片。滑块的质量为，弹簧的劲度系数均为，两个电池的电动势均为，内阻不计，滑动变阻器阻值均匀，总长度为。按图连接电路，当滑动片恰好在滑动变阻器中间位置时，弹簧均处于原长状态且电压表指针指在零点（表盘中央）。当端的电势高于端时，指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是（ ）
A．当物体向右加速时，电压表的指针将向右偏
B．电压表读数增大时，物体的速度一定在增大
C．当弹簧形变量大小均为时，电压表的读数大小为
D．当电压表读数大小为时，物体的加速度大小为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．如图甲所示，水黾是春夏季常见的小昆虫，它们可以停留在水面上；图乙为气体分子速率分布随温度变化的图像；固体薄片上涂蜡，用热针接触薄片背面，蜡熔化的范围如图丙空白所示；图丁是在显微镜下追踪一粒小炭粒的运动，每隔30s记录炭粒的位置并连线得到的图线。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，小昆虫可以停留在水面上，是因为水面存在表面张力
B．图乙中，分子的速率呈“中间多、两头少”的分布，图像中小于
C．图丙中，蜡熔化的范围呈椭圆形，说明固体薄片是多晶体
D．图丁中，图线表明炭粒分子的运动是无规则的
9．有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡内封有一定质量的气体，与相连的管插在水银槽中，管内水银面的高度即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由管上的刻度直接读出。设管的体积与泡的体积相比可略去不计，认为环境大气压不随温度变化。当地大气压相当于水银柱产生的压强，当环境温度为27℃时，管内水银面的高度为。若不考虑水银槽内液面的变化，玻璃泡内气体可看成理想气体，玻璃泡下端到水银槽内液面的高度为，则以下说法正确的是（ ）
A．管上所刻的温度数值上高下低B．该测温装置的温度刻度不均匀
C．时管内水银面的高度为D．该测温装置能够测得的最低温度为
10．氢原子的能级如图甲所示，一群氢原子受激发后处于能级，氢原子发射的光照射图乙所示光电管中的金属钠表面（阴极）时会产生光电子。已知钠的极限频率为，普朗克常量。下列说法正确的是（ ）
A．要使处于能级的氢原子电离，入射光子的最小能量为
B．一群处于能级的氢原子所能放出光子的最小波长为
C．一群处于能级的氢原子有4条谱线可使钠发生光电效应
D．调节滑动变阻器，当电压表示数为时，电子到达阳极时的最大动能为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中为固定橡皮条的图钉，和为连接小圆环和弹簧测力计的细绳。
（1）本实验主要采用的科学方法是______
A．控制变量法B．等效替代法
（2）小圆环静止时，记录两个弹簧测力计的示数和，此外还必须______。（多选）
A．记录小圆环的位置B．记录两细线的方向
C．测量两细线的夹角D．测量橡皮条的伸长量
（3）再用一只弹簧测力计拉小圆环，正确操作并根据记录的数据得到图乙所示的实验结果。图乙中的力和力，一定沿橡皮条方向的是______（选填“”或“”）。
（4）在另一次实验中，该同学用两个弹簧测力计，通过细绳和对小圆环施加平行于木板平面的拉力作用，两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点，且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计。若保持两细绳和间的夹角不变，绕点顺时针缓慢旋转两细绳至与垂直，则______。（多选）
A．细绳的拉力先减小后增大B．细绳的拉力一直减小
C．细绳的拉力一直增大D．细绳的拉力先增大后减小
12．（9分）实验小组的同学用以下两种方法测量重力加速度。
（1）某同学设计的实验装置如图甲所示，打点计时器接在频率为的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离，并求出打点2，3，…，7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立坐标系，根据重锤下落的速度作出图线并求出重力加速度。
①图乙为纸带的一部分，打点4时，重锤下落的速度大小为______（结果保留三位有效数字）。
②除点4外，其余各点速度对应的坐标点已在图丙坐标系中标出，请在图中标出速度对应的坐标点，并作出图线，根据图线可得重力加速度______（结果保留三位有效数字）。
（2）另一位同学设计了如图丁所示的装置，铁架台固定在桌子边缘，两个相同的小铁球1、2用细线连接（小球的直径为，远小于细线的长度），用电磁铁吸住小球2，小球1处于静止状态。给电磁铁断电，两小球下落，光电门测出两个小球通过光电门的挡光时间分别为。若测得小球悬挂时细线的长度为，多次改变电磁铁的高度进行实验，测得多组的值，在坐标系中描点作图，作出的图像与纵轴的交点坐标为，图像的斜率为，则的理论值______，重力加速度______（用已知量和测量量的符号表示）。
13．（10分）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，气体看做理想气体，不考虑皮肤对罐内气体体积的影响。
（1）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；
（2）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．（13分）如图所示，在竖直墙壁的左侧水平地面上放置一个棱长为、质量的正方体，在墙壁和正方体之间放置半径、质量为的光滑球，正方体和球均保持静止。球的球心为与竖直方向的夹角为，正方体的棱长，正方体与水平地面间的动摩擦因数。取重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）若，求正方体受到地面的摩擦力大小；
（2）若，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，求光滑球质量的最大值；
（3）改变正方体到墙壁之间的距离，当正方体的右侧面到墙壁的距离小于某个值时，无论球的质量是多少，球和正方体始终处于静止状态，且球没有落到地面，求的值（结果可用分数或根号表示）。
15．（16分）一个静止的铀核放出一个粒子后衰变成钍核，衰变后粒子和钍核的速度方向均与匀强磁场方向垂直，二者在匀强磁场中做匀速圆周运动，图甲和图乙中1、2、3、4为粒子和新核可能的运动轨迹。
（1）写出铀核的衰变方程；
（2）从1、2、3、4四个轨迹中，选出粒子和钍核可能正确的轨迹，并求出它们半径的比值；
（3）已知铀核的质量为粒子的质量为，钍核质量为为原子质量单位，相当于，若释放的核能全部转化为粒子和钍核的动能，求粒子的动能。（保留两位有效数字）
2024年河北承德高二下学期5月联考
物理参考答案及评分意见
1．C 【解析】核反应方程为，A错误；核反应的过程中，质量数和电荷量守恒，质量不守恒，质量发生亏损，B错误；核反应产生的比更稳定，比结合能更大，C正确；太阳发光发热的原理是核聚变，和核电站发电原理不同，D错误。
2．C 【解析】击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，A错误；击球过程中，水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等、方向相反，作用在两个物体上，错误；水球的速度变化量，水球的平均加速度大小为，C正确；传输视频信息采用的电磁波是麦克斯韦预言，赫兹通过实验验证存在的，D错误。
3．B 【解析】当绳子拉力达到的时候，绳子间的张角最大，即两个挂钉间的距离最大，画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图。设绳子与竖直方向的夹角为，根据受力平衡有，解得，绳子长，则两个挂钉间距离，解得，B正确。
4．B 【解析】根据理想气体状态方程，可知，根据等温线的分别情况，可知过程中，气体温度先升高后降低，A错误；过程中，压强不变，体积变小，温度降低，由于气体体积减小，外界对气体做功，即，由于气体温度降低，气体内能减少，即，根据热力学第一定律，可得，即气体一定放热，B正确；过程中，体积不变，气体压强增大，根据查理定律，气体温度升高，分子平均动能增大，但不是每个气体分子的动能都增大，C错误；过程中，气体体积不变，则，气体温度升高，则，根据热力学第一定律可知，，且，即气体吸收的热量等于气体内能的增加量，D错误。
5．D 【解析】设子弹运动的加速度大小为，每块木板的厚度为，有，设子弹穿过后4块木板用时为，有，可知，则子弹穿过前12块木板所用的时间，A错误；设子弹穿过后5块木板所用的时间为，有，可知，子弹穿过第12块木板所用的时间，B错误；设子弹的初速度大小为，穿过第12块木板后的速度大小为，则，则，C错误；整个过程中的平均速度，D正确。
6．D 【解析】根据匀变速直线运动的公式可得，图像的纵截距等于初速度，斜率的绝对值等于加速度大小的一半，则甲做初速度大小为，加速度大小为的匀减速直线运动，A错误；根据图像可知，乙做速度大小为的匀速直线运动，B错误；时，甲的瞬时速度，此时二人相距最近，最近的距离，C错误；由于蓝牙耳机能被连接的时间为，所以蓝牙耳机连接的时间为，当时，甲的速度大小为，最远连接距离，D正确。
7．C 【解析】当滑动片在滑动变阻器中央时，两点电势相等，电压表指针指中央零点，电压表示数决定于中点到滑片位置的电阻两端的电压，当物体向右加速时，根据牛顿第二定律可知，滑块将向左移，带动变阻器的滑动片移向中点左方，电阻中点到滑片位置的电流方向向左，故点电势低于电阻中点处电势，即点电势低于点，则指针应向零点左侧偏转，A错误；电压表读数增大时，物体的加速度一定在增大，速度不一定增大，B错误；设滑动变阻器单位长度的电阻为，流过滑动电阻器的电流，当弹簧形变量大小均为时，电压表的示数，解得，C正确；由牛顿第二定律得，由以上各式解得，D错误。
8．AB 【解析】图甲中，水黾可以停留在水面上，是因为水面存在表面张力，A正确；图乙中，分子的速率呈“中间多、两头少”的分布，图像中小于，B正确；根据蜡熔化的范围可知固体薄片具有各向异性，是单晶体，C错误；图丁中，图线表明炭粒的运动是无规则的，D错误。
9．CD 【解析】玻璃泡内气体的初始状态为，设热力学温度为时，气体压强为（以作单位），管内水银面的高度为，由查理定律有，又玻璃泡内气体的压强，解得，则摄氏温度，由此可知该测温装置的温度刻度均匀，且上低下高，A、B错误；当时管内水银面的高度为，C正确；当时，对应该测温装置能够测得的最低温度，最低温度为，D正确。
10．AC 【解析】，使处于能级的氢原子电离需要的最小能量，A正确；从能级跃迁到能级时，辐射的光子能量最大，，对应的波长最短，即，解得，B错误；由公式可得钠的逸出功，由可知此光子可以使钠发生光电效应，同理可得，，，，，则共有4条谱线可使钠发生光电效应，C正确；光电子的最大初动能，电子到达阳极时的最大动能，D错误。
11．（1）B （2）AB （3） （4）BC
【解析】（1）该实验过程中，其合力与分力的作用效果相同，所以本实验采用的科学方法是等效替代法，B正确。
（2）记录两个弹簧测力计的示数和，此外还必须记录小圆环的位置和两细线的方向，A、B正确。
（3）由题图可知，是和所组成的平行四边形的对角线，所以其为理论值，为实际值，则力的方向一定沿橡皮条方向。
（4）两弹簧测力计间的夹角不变，可在圆内画出力的矢量三角形，如图所示，可知细绳的拉力一直减小，细绳的拉力一直增大，B、C正确。
12．（1）①1.53 ②图见解析 9.79（9.67〜9.83范围内均可） （2）1
【解析】（1）①打点计时器接在频率为的交流电源上，相邻计数点之间还有1个计时点，则相邻两计数点之间的时间间隔，纸带做自由落体运动，打点4时的瞬时速度等于点3到点5之间的平均速度，由纸带数据可知。
②做出图像如图所示。根据，可知图像的斜率为重力加速度，则有。
（2）由题意知，得到，由此可知，图像的斜率，由，解得。
13．（1） （2）
【解析】（1）气体发生等容变化，根据查理定律有
其中
解得
（2）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，根据玻意耳定律有
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，根据玻意耳定律有
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解得
14．（1） （2） （3）
【解析】（1）以球为研究对象，受力如图1所示，根据受力平衡有
以正方体和球整体为研究对象，受力如图2所示，根据受力平衡有
解得
（2）以正方体和球整体为研究对象，根据平衡条件有
整理可得
解得
（3）根据无论多大，球和正方体始终处于静止状态，要满足条件
当时有
通过几何关系解得
代入数据得
15．（1） （2）3是粒子的轨迹，4是钍核的轨迹， （3）
【解析】（1）衰变方程是
（2）根据衰变过程中动量守恒，有
根据牛顿第二定律有
解得
粒子和钍核的动量大小相等，故半径之比等于电荷量的反比，故
因为两种产物都带正电，根据左手定则可知，二者受力方向相反，轨迹外切，再根据半径关系可知，3是粒子的轨迹，4是钍核的轨迹
（3）质量亏损
释放的核能
根据可知，粒子和钍核的动能之比
释放的核能全部转化为粒子和钍核的动能，有
则．
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．2023年，我国核电机组累计发电量为4333.71亿千瓦时，占全国累计发电量的。核电站利用中子轰击使其发生裂变反应放出能量进行发电，发电过程中产生和，并放出某种粒子。关于该核反应，说法正确的是（ ）
A．核反应方程为B．核反应的过程中，质量和电荷量守恒
C．核反应产生的比的比结合能大D．太阳发光发热的原理和核电站发电原理相同
2．“天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课，如图所示，在奇妙“乒兵球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用球拍击球，水球被弹开。若水球以速率飞来，以速率被反向击回，与球拍作用的时间为，以水球飞来的方向为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．水球所受弹力是由于水球发生形变产生的
B．水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对平衡力
C．水球的平均加速度大小为
D．传输视频信息采用的电磁波是麦克斯韦预言并通过实验验证存在的
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．
4．一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态，其图像如图所示。皆为直线，平行于轴，平行于轴。关于理想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（ ）
A．过程中，气体温度先降低后升高B．过程中，气体一定向外界放热
C．过程中，每个气体分子的动能都增大D．过程中，气体吸收的热量小于气体内能的增加量
5．如图所示，相同的木板紧靠在一起并固定在水平面上，子弹垂直射入木板，穿过第16块木板后的速度变为0。如果子弹在木板中运动的总时间是。可以把子弹视为质点，子弹在各块木板中运动的加速度都相同。则（ ）
A．子弹穿过前12块木板所用的时间为
B．子弹穿过第12块木板所用的时间为
C．子弹穿过第12块木板后的速度与初速度的大小之比为
D．子弹穿过第12块木板后的速度与整个过程中的平均速度大小相等
6．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，甲携带手机检测，乙站在甲正前方10m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
7．某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；为滑动变阻器，4是滑动片。滑块的质量为，弹簧的劲度系数均为，两个电池的电动势均为，内阻不计，滑动变阻器阻值均匀，总长度为。按图连接电路，当滑动片恰好在滑动变阻器中间位置时，弹簧均处于原长状态且电压表指针指在零点（表盘中央）。当端的电势高于端时，指针向零点右侧偏转。将框架固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是（ ）
A．当物体向右加速时，电压表的指针将向右偏
B．电压表读数增大时，物体的速度一定在增大
C．当弹簧形变量大小均为时，电压表的读数大小为
D．当电压表读数大小为时，物体的加速度大小为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．如图甲所示，水黾是春夏季常见的小昆虫，它们可以停留在水面上；图乙为气体分子速率分布随温度变化的图像；固体薄片上涂蜡，用热针接触薄片背面，蜡熔化的范围如图丙空白所示；图丁是在显微镜下追踪一粒小炭粒的运动，每隔30s记录炭粒的位置并连线得到的图线。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，小昆虫可以停留在水面上，是因为水面存在表面张力
B．图乙中，分子的速率呈“中间多、两头少”的分布，图像中小于
C．图丙中，蜡熔化的范围呈椭圆形，说明固体薄片是多晶体
D．图丁中，图线表明炭粒分子的运动是无规则的
9．有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡内封有一定质量的气体，与相连的管插在水银槽中，管内水银面的高度即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由管上的刻度直接读出。设管的体积与泡的体积相比可略去不计，认为环境大气压不随温度变化。当地大气压相当于水银柱产生的压强，当环境温度为27℃时，管内水银面的高度为。若不考虑水银槽内液面的变化，玻璃泡内气体可看成理想气体，玻璃泡下端到水银槽内液面的高度为，则以下说法正确的是（ ）
A．管上所刻的温度数值上高下低B．该测温装置的温度刻度不均匀
C．时管内水银面的高度为D．该测温装置能够测得的最低温度为
10．氢原子的能级如图甲所示，一群氢原子受激发后处于能级，氢原子发射的光照射图乙所示光电管中的金属钠表面（阴极）时会产生光电子。已知钠的极限频率为，普朗克常量。下列说法正确的是（ ）
A．要使处于能级的氢原子电离，入射光子的最小能量为
B．一群处于能级的氢原子所能放出光子的最小波长为
C．一群处于能级的氢原子有4条谱线可使钠发生光电效应
D．调节滑动变阻器，当电压表示数为时，电子到达阳极时的最大动能为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中为固定橡皮条的图钉，和为连接小圆环和弹簧测力计的细绳。
（1）本实验主要采用的科学方法是______
A．控制变量法B．等效替代法
（2）小圆环静止时，记录两个弹簧测力计的示数和，此外还必须______。（多选）
A．记录小圆环的位置B．记录两细线的方向
C．测量两细线的夹角D．测量橡皮条的伸长量
（3）再用一只弹簧测力计拉小圆环，正确操作并根据记录的数据得到图乙所示的实验结果。图乙中的力和力，一定沿橡皮条方向的是______（选填“”或“”）。
（4）在另一次实验中，该同学用两个弹簧测力计，通过细绳和对小圆环施加平行于木板平面的拉力作用，两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点，且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计。若保持两细绳和间的夹角不变，绕点顺时针缓慢旋转两细绳至与垂直，则______。（多选）
A．细绳的拉力先减小后增大B．细绳的拉力一直减小
C．细绳的拉力一直增大D．细绳的拉力先增大后减小
12．（9分）实验小组的同学用以下两种方法测量重力加速度。
（1）某同学设计的实验装置如图甲所示，打点计时器接在频率为的交流电源上。使重锤自由下落，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。挑出点迹清晰的一条纸带，依次标出计数点，相邻计数点之间还有1个计时点。分别测出相邻计数点之间的距离，并求出打点2，3，…，7时对应的重锤的速度。在坐标纸上建立坐标系，根据重锤下落的速度作出图线并求出重力加速度。
①图乙为纸带的一部分，打点4时，重锤下落的速度大小为______（结果保留三位有效数字）。
②除点4外，其余各点速度对应的坐标点已在图丙坐标系中标出，请在图中标出速度对应的坐标点，并作出图线，根据图线可得重力加速度______（结果保留三位有效数字）。
（2）另一位同学设计了如图丁所示的装置，铁架台固定在桌子边缘，两个相同的小铁球1、2用细线连接（小球的直径为，远小于细线的长度），用电磁铁吸住小球2，小球1处于静止状态。给电磁铁断电，两小球下落，光电门测出两个小球通过光电门的挡光时间分别为。若测得小球悬挂时细线的长度为，多次改变电磁铁的高度进行实验，测得多组的值，在坐标系中描点作图，作出的图像与纵轴的交点坐标为，图像的斜率为，则的理论值______，重力加速度______（用已知量和测量量的符号表示）。
13．（10分）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，气体看做理想气体，不考虑皮肤对罐内气体体积的影响。
（1）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；
（2）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．（13分）如图所示，在竖直墙壁的左侧水平地面上放置一个棱长为、质量的正方体，在墙壁和正方体之间放置半径、质量为的光滑球，正方体和球均保持静止。球的球心为与竖直方向的夹角为，正方体的棱长，正方体与水平地面间的动摩擦因数。取重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）若，求正方体受到地面的摩擦力大小；
（2）若，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，求光滑球质量的最大值；
（3）改变正方体到墙壁之间的距离，当正方体的右侧面到墙壁的距离小于某个值时，无论球的质量是多少，球和正方体始终处于静止状态，且球没有落到地面，求的值（结果可用分数或根号表示）。
15．（16分）一个静止的铀核放出一个粒子后衰变成钍核，衰变后粒子和钍核的速度方向均与匀强磁场方向垂直，二者在匀强磁场中做匀速圆周运动，图甲和图乙中1、2、3、4为粒子和新核可能的运动轨迹。
（1）写出铀核的衰变方程；
（2）从1、2、3、4四个轨迹中，选出粒子和钍核可能正确的轨迹，并求出它们半径的比值；
（3）已知铀核的质量为粒子的质量为，钍核质量为为原子质量单位，相当于，若释放的核能全部转化为粒子和钍核的动能，求粒子的动能。（保留两位有效数字）
2024年河北承德高二下学期5月联考
物理参考答案及评分意见
1．C 【解析】核反应方程为，A错误；核反应的过程中，质量数和电荷量守恒，质量不守恒，质量发生亏损，B错误；核反应产生的比更稳定，比结合能更大，C正确；太阳发光发热的原理是核聚变，和核电站发电原理不同，D错误。
2．C 【解析】击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，A错误；击球过程中，水球对球拍的作用力与球拍对水球的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等、方向相反，作用在两个物体上，错误；水球的速度变化量，水球的平均加速度大小为，C正确；传输视频信息采用的电磁波是麦克斯韦预言，赫兹通过实验验证存在的，D错误。
3．B 【解析】当绳子拉力达到的时候，绳子间的张角最大，即两个挂钉间的距离最大，画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图。设绳子与竖直方向的夹角为，根据受力平衡有，解得，绳子长，则两个挂钉间距离，解得，B正确。
4．B 【解析】根据理想气体状态方程，可知，根据等温线的分别情况，可知过程中，气体温度先升高后降低，A错误；过程中，压强不变，体积变小，温度降低，由于气体体积减小，外界对气体做功，即，由于气体温度降低，气体内能减少，即，根据热力学第一定律，可得，即气体一定放热，B正确；过程中，体积不变，气体压强增大，根据查理定律，气体温度升高，分子平均动能增大，但不是每个气体分子的动能都增大，C错误；过程中，气体体积不变，则，气体温度升高，则，根据热力学第一定律可知，，且，即气体吸收的热量等于气体内能的增加量，D错误。
5．D 【解析】设子弹运动的加速度大小为，每块木板的厚度为，有，设子弹穿过后4块木板用时为，有，可知，则子弹穿过前12块木板所用的时间，A错误；设子弹穿过后5块木板所用的时间为，有，可知，子弹穿过第12块木板所用的时间，B错误；设子弹的初速度大小为，穿过第12块木板后的速度大小为，则，则，C错误；整个过程中的平均速度，D正确。
6．D 【解析】根据匀变速直线运动的公式可得，图像的纵截距等于初速度，斜率的绝对值等于加速度大小的一半，则甲做初速度大小为，加速度大小为的匀减速直线运动，A错误；根据图像可知，乙做速度大小为的匀速直线运动，B错误；时，甲的瞬时速度，此时二人相距最近，最近的距离，C错误；由于蓝牙耳机能被连接的时间为，所以蓝牙耳机连接的时间为，当时，甲的速度大小为，最远连接距离，D正确。
7．C 【解析】当滑动片在滑动变阻器中央时，两点电势相等，电压表指针指中央零点，电压表示数决定于中点到滑片位置的电阻两端的电压，当物体向右加速时，根据牛顿第二定律可知，滑块将向左移，带动变阻器的滑动片移向中点左方，电阻中点到滑片位置的电流方向向左，故点电势低于电阻中点处电势，即点电势低于点，则指针应向零点左侧偏转，A错误；电压表读数增大时，物体的加速度一定在增大，速度不一定增大，B错误；设滑动变阻器单位长度的电阻为，流过滑动电阻器的电流，当弹簧形变量大小均为时，电压表的示数，解得，C正确；由牛顿第二定律得，由以上各式解得，D错误。
8．AB 【解析】图甲中，水黾可以停留在水面上，是因为水面存在表面张力，A正确；图乙中，分子的速率呈“中间多、两头少”的分布，图像中小于，B正确；根据蜡熔化的范围可知固体薄片具有各向异性，是单晶体，C错误；图丁中，图线表明炭粒的运动是无规则的，D错误。
9．CD 【解析】玻璃泡内气体的初始状态为，设热力学温度为时，气体压强为（以作单位），管内水银面的高度为，由查理定律有，又玻璃泡内气体的压强，解得，则摄氏温度，由此可知该测温装置的温度刻度均匀，且上低下高，A、B错误；当时管内水银面的高度为，C正确；当时，对应该测温装置能够测得的最低温度，最低温度为，D正确。
10．AC 【解析】，使处于能级的氢原子电离需要的最小能量，A正确；从能级跃迁到能级时，辐射的光子能量最大，，对应的波长最短，即，解得，B错误；由公式可得钠的逸出功，由可知此光子可以使钠发生光电效应，同理可得，，，，，则共有4条谱线可使钠发生光电效应，C正确；光电子的最大初动能，电子到达阳极时的最大动能，D错误。
11．（1）B （2）AB （3） （4）BC
【解析】（1）该实验过程中，其合力与分力的作用效果相同，所以本实验采用的科学方法是等效替代法，B正确。
（2）记录两个弹簧测力计的示数和，此外还必须记录小圆环的位置和两细线的方向，A、B正确。
（3）由题图可知，是和所组成的平行四边形的对角线，所以其为理论值，为实际值，则力的方向一定沿橡皮条方向。
（4）两弹簧测力计间的夹角不变，可在圆内画出力的矢量三角形，如图所示，可知细绳的拉力一直减小，细绳的拉力一直增大，B、C正确。
12．（1）①1.53 ②图见解析 9.79（9.67〜9.83范围内均可） （2）1
【解析】（1）①打点计时器接在频率为的交流电源上，相邻计数点之间还有1个计时点，则相邻两计数点之间的时间间隔，纸带做自由落体运动，打点4时的瞬时速度等于点3到点5之间的平均速度，由纸带数据可知。
②做出图像如图所示。根据，可知图像的斜率为重力加速度，则有。
（2）由题意知，得到，由此可知，图像的斜率，由，解得。
13．（1） （2）
【解析】（1）气体发生等容变化，根据查理定律有
其中
解得
（2）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，根据玻意耳定律有
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，根据玻意耳定律有
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解得
14．（1） （2） （3）
【解析】（1）以球为研究对象，受力如图1所示，根据受力平衡有
以正方体和球整体为研究对象，受力如图2所示，根据受力平衡有
解得
（2）以正方体和球整体为研究对象，根据平衡条件有
整理可得
解得
（3）根据无论多大，球和正方体始终处于静止状态，要满足条件
当时有
通过几何关系解得
代入数据得
15．（1） （2）3是粒子的轨迹，4是钍核的轨迹， （3）
【解析】（1）衰变方程是
（2）根据衰变过程中动量守恒，有
根据牛顿第二定律有
解得
粒子和钍核的动量大小相等，故半径之比等于电荷量的反比，故
因为两种产物都带正电，根据左手定则可知，二者受力方向相反，轨迹外切，再根据半径关系可知，3是粒子的轨迹，4是钍核的轨迹
（3）质量亏损
释放的核能
根据可知，粒子和钍核的动能之比
释放的核能全部转化为粒子和钍核的动能，有
则．
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