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2024长沙长郡中学高二下学期期末考试物理试题含解析
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这是一份2024长沙长郡中学高二下学期期末考试物理试题含解析，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
时量：75分钟 满分：100分
得分________
一、单选题（本大题共6小题，每小题4分，共24分，每小题有且仅有一个选项符合题意）
1．2021年3月23日，考古工作者对三星堆遗址新发现的6个“祭祀坑”的73份碳屑样本使用年代检测方法进行分析，初步判定其中4号坑最有可能属于商代晚期。发生的是衰变，半衰期年。则下列说法正确的是
A．发生衰变产生的新核是
B．释放的射线，就是核外电子
C．10个原子核经过5730年一定有5个发生了衰变
D．随着全球变暖，生物体中的衰变会加快
2．下列关于分子动理论的说法正确的是
A．物体温度升高，物体内每一个分子的运动速率都变大
B．布朗运动就是分子的无规则运动
C．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙
D．只有气体和液体有扩散现象，固体没有
3．下列关于固体和液体性质的说法正确的是
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力
C．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
D．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分
4．2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道后离开火箭。如图所示，鹊桥二号进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是
A．离开火箭时速度大于地球的第二宇宙速度
B．在捕获轨道运行的周期大于24小时
C．在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
D．经过A点的加速度比经过B点时大
★5．如图所示，用三根轻质细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂，两小球处于静止状态时，细线a与竖直方向的夹角为37°，细线c水平，已知两个小球的质量分别为和，重力加速度为g，取，，下列说法正确的是
A．细线a的拉力大小为5mg B．细线c的拉力大小为4mg
C．细线b的拉力大小为4mg D．细线b与竖直方向的夹角为53°
6．如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，进站前连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离等于RS间距离，RS段的平均速度是12m/s，ST段的平均速度是6m/s，则公交车经过S点时的瞬时速度为
A．11m/s B．10m/s C．9m/s D．8m/s
二、多选题（本题共4个小题，每小题5分，共20分，每小题有多个选项符合题意，全部选对得5分，选不全得3分，选错或不答的得0分）
7．自热锅因其便于加热和方便携带，越来越受到户外驴友的欢迎。自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，能在15分钟内迅速加热食品。自热锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸，对于这种现象下列说法正确的是
A．自热锅爆炸前，锅内气体温度升高 B．自热锅爆炸前，锅内气体内能增加
C．自热锅爆炸时，锅内气体温度升高 D．自热锅爆炸时，锅内气体内能增加
8．如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是
A．从能级跃迁到能级时，电子的动能会变大，原子的电势能会减小
B．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会吸收光子
C．一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线
D．用能量为13.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子发生能级跃迁
9．甲、乙两车（均可视为质点）在平直公路上沿两平行车道同向行驶，两车运动的图像如图所示。已知时甲车在乙车前面30m处，在时两车恰好相遇。下列说法正确的是
A．图中时刻两车相距最近 B．图中等于
C．图中的与之差等于16m/s D．乙车比甲车的加速度大
10．某兴趣小组想要运用所学力学知识进行实践研究，他们找到起重吊车的结构图，画出简化结构如图所示，AB是固定杆不可转动，B端有一光滑定滑轮；轻杆CD可绕C端自由转动，D端系着两条轻绳，一条轻绳跨过B端定滑轮连接质量为m的重物，另一轻绳缠绕在电动机转轴O上，通过电动机的牵引控制CD杆的转动从而控制重物的起落。图中所示位置两杆处于同一竖直面内，OD绳沿竖直方向，，，重力加速度大小为g，则
A．AB杆受到绳子的作用力大小为，方向不一定沿AB杆
B．CD杆受到绳子的作用力大小为，方向一定沿CD杆
C．当启动电动机使重物从图示位置开始缓慢上升时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐增大
D．当启动电动机使重物从图示位置开始缓慢下降时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐减小
三、非选择题（本题共5小题，共56分）
11．（6分）某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则，该同学的实验步骤为：
（1）在竖直木板上铺上白纸，木板上固定两个光滑的定滑轮，两个物块通过轻绳被弹簧测力计拉住而处于静止状态，O为OA、OB、OC三根轻绳的结点，此时弹簧测力计读数如图乙所示，则________N；
（2）此实验还需记录的有________；
A．两个物块的重力
B．OA、OB、OC的方向
C．OA、OB、OC的长度
（3）由记录的物理量选择合适的标度画平行四边形来验证结论是否成立；
（4）改变弹簧测力计拉力的大小，重复进行实验，再次验证力的平行四边形定则时，________（填“需要”或“不需要”）保证结点O的位置与第一次相同。
12．（10分）在探究加速度a与所受合力F的关系时，某实验小组采用图甲所示的实验装置进行实验探究——控制小车质量不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。
（1）该实验必须平衡摩擦力。在平衡摩擦力的这步操作中，该同学________（选填“需要”或“不需要”）通过细绳把砂桶挂在小车上。
（2）在实验中，该同学得到的一条纸带如图乙所示，他在纸带上标记了1，2，3，4，5五个计数点，相邻两计数点之间还有4个点未画出，用毫米刻度尺测量出从起点1到各计数点的距离，在图中已经标出。已知电火花打点计时器的打点周期为0.02s，则该小车运动的加速度大小为________（计算结果保留两位有效数字）。
（3）在数据处理环节，把砂和砂桶的总重力当成小车的合力F，采用图像法处理数据，画出图像如图丙所示，经计算求得图线直线部分的斜率为k，则小车的质量为________，图线上端弯曲，并不是直线，出现这一问题的可能原因是________________________________________________。
（4）关于本实验存在的误差，以下说法正确的是________。
A．在用刻度尺测量出从起点到各计数点的距离时，存在偶然误差，可以通过多次测量取平均的方式减小偶然误差
B．把砂和砂桶的总重力当成小车受的合力导致实验中存在系统误差，可以将砂和砂桶以及小车看成一个整体研究，在保证整体质量一定的前提下转移砂桶中的砂到小车上，以改变力的大小，可以消除此系统误差
C．实验中用图像法处理数据并不能减小误差，只是能直观的得出a与F的关系
★13．（10分）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，此时气体温度刚好与外界空气的温度相同。（重力加速度为g）
（1）外界空气的温度是多少？
（2）在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
14．（14分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球（可视为质点），给小球一初速度，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳的张力恰好达到最大值而突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。
（2）轻绳能承受的最大拉力多大？
（3）保持手离地面的高度d不变，改变绳长L，让球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时恰好张力达到最大值而断掉，要使球抛出的水平距离最大，则绳长L应是多少？最大水平距离为多少？
15．（16分）如图所示，在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板B，在长木板的中点P放有一质量为（可视为质点）的小物块A，开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B，重力加速度。求：
（1）当A刚好相对B开始滑动时，水平拉力的大小；
（2）若水平拉力，A所受到的摩擦力大小；
（3）若水平拉力，要使A刚好不滑离B，则作用多长时间后撤去？并求A最终停在B上的位置。
长郡中学2024年上学期高二期末考试
物理参考答案
一、单选题（本大题共6小题，每小题4分，共24分，每小题有且仅有一个选项符合题意）
1．A 【解析】由题意可知，发生衰变的反应方程式为，产生的新核是，故A正确；射线是中子转变为质子和电子而产生的，故B错误；半衰期是统计规律，只对大量的放射性原子核才成立，少量原子核的衰变具有随机性，故C错误；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外界条件无关，所以全球变暖，生物体中的衰变的半衰期不会变化，故D错误。故选A。
2．C 【解析】物体温度越高，物体分子平均动能增大，但不是每一个分子的运动速率都变大，故A错误；布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动，故B错误；水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有间隙，故C正确；扩散现象是分子运动形成的，固体、液体、气体分子都在永不停息地做无规则运动，所以固体、液体、气体都有扩散现象，故D错误。故选C。
3．D 【解析】液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故A错误；液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力，故B错误；非晶体的物理性质具有各向同性，晶体中的单晶体的物理性质是各向异性，而晶体中的多晶体的物理性质是各向同性，C错误。农民把地面的土壤锄松，就是为了破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分，故D正确。故选D。
4．B 【解析】鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，才能进入地月转移轨道，A错误；由开普勒第三定律，鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，B正确；在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，C错误；根据万有引力提供加速度知，解得，则经过A点的加速度比经过B点时小，D错误；故选B。
5．A 【解析】将小球1和2作为一个整体，进行受力分析，如下图所示，
根据共点力平衡的条件有，，解得，，故A正确，B错误；对小球2采用隔离法，设细线b与竖直方向的夹角为，受力分析如下图所示，
根据共点力平衡的条件有，，联立上面两式，解得，，故C、D错误。
6．B 【解析】由题知，电动公交车做匀减速直线运动，两段距离相等，平均速度是2倍的关系，设所用时间分别为t、2t，平均速度等于中间时刻瞬时速度，速度从12m/s减到6m/s所用时间为1.5t，因此在0.5t时间内速度减小2m/s，公交车经过S点时的瞬时速度为，故选B。
二、多选题（本题共4个小题，每小题5分，共20分，每小题有多个选项符合题意，全部选对得5分，选不全得3分，选错或不答的得0分）
7．AB 【解析】自热锅爆炸前，发热包遇水发生化学反应而产生大量热能，锅内气体温度升高，内能增大，故A、B正确；自热锅爆炸时，锅内气体对外界做功，而没有来得及热传递，由热力学第一定律可知，锅内气体内能减少，温度下降，故C、D错误。
8．AD 【解析】原子从能级跃迁到能级时，其电子轨道半径减小，有，根据上述公式可知，电子的速度变大，动能变大，原子核对电子的引力做正功，电势能减小，故A项正确；氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子，故B项错误；一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，最多发出3条光谱线，分别是4→3、3→2、2→1，故C项错误；用电子轰击处于基态的氢原子，氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁，故D项正确。
9．BD 【解析】时刻前，甲速度大于乙速度，时刻两车速度相等，两车相距最远，A错误；图像的面积等于位移，两车相遇时的位移关系为，得，C错误；根据得，得，D正确；两车速度相等时，得，B正确。
10．AC 【解析】杆AB固定于平台，为“死杆”，杆的弹力不一定沿杆，同一条绳的力大小相等，其合力一定在其角平分线上，如图所示，两个力T所作力的平行四边形为菱形，根据平衡条件可得，根据几何关系可得，对角线为，则AB杆受到绳子的作用力大小为，故A正确；根据题意D端连接两条轻绳，CD杆为铰链连接，为“活杆”，杆力沿着杆的方向。
水平方向，根据，
解得，故B错误；当启动电动机使重物缓慢上升和下降时，大小均不变，∠DBm均变小，根据，可知增大，故C正确，D错误。
三、非选择题（本题共5小题，共56分）
11．（6分）（1）4.0（2分） （2）AB（2分，对一个给1分，有错记0分） （4）不需要（2分）
【解析】（1）弹簧测力计读数为4.0N。
（2）验证力的平行四边形定则须测量合力和分力的大小和方向，故选AB。
（4）因为每一次都是独立的实验，保证绳结受力平衡即可，故不需要保证结点O的位置与第一次相同。
12．（10分）（1）不需要（2分） （2）0.39（2分） （3）（2分） 不满足小车质量远大于砂和砂桶的总质量（或“不满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量”等类似答案均可）（2分） （4）AB（2分，对一个给1分，有错记0分）
【解析】（1）在平衡摩擦力这步操作中，不需要通过细绳把砂桶挂在小车上。
（2）相邻的两计数点之间还有4个点未画出，则，根据，可得该小车运动的加速度大小为
（3）根据牛顿第二定律有，解得，图线的斜率为，可得小车的质量为，图线上端弯曲，其原因可能是小车质量没有远远大于砂和砂桶的总质量。
（4）在题图乙中，每个测量数据均存在偶然误差，通过多次测量的方式可以减小，A正确；因砂和砂桶加速下降，失重，则细绳的拉力小于砂和砂桶的总重力，即把砂和砂桶的总重力当成小车的合力导致实验中存在系统误差，可以将砂和砂桶以及小车看成一个整体研究，在保证整体质量一定的前提下转移砂桶中的砂到小车上，以改变力的大小，可以消除系统误差，B正确；实验中用图像法处理数据可以减小偶然误差，C错误。故选AB。
13．（10分）【解析】（1）取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，根据盖—吕萨克定律有
①
又②
③
则④
（2）活塞上升的过程，外界对气体做的功⑤
又⑥
⑦
【或⑧】
根据热力学第一定律⑨
所以密闭气体增加的内能⑩
【若W为正值，，所以，不扣分】
【若W为正值，，所以，扣⑤⑩式分，直接写出⑧式且为正值，结果错误的扣⑧⑩式分】
14．（14分）【解析】（1）设绳断后小球飞行时间为，小球做平抛运动，竖直方向
水平方向
解得
小球落地时在竖直方向的分速度为，则
小球落地速度
所以
【或据动能定理：
得】
（2）小球在最低点，根据牛顿第二定律（）
解得轻绳对小球拉力大小
据牛顿第三定律得，轻绳能承受的最大拉力
（3）小球在最低点，根据牛顿第二定律
绳断后做平抛运动，竖直方向
水平方向
解得
由数学关系得，当时
15．（16分）【解析】（1）当A与B刚好相对滑动时，A、B之间为滑动摩擦力，对A有
解得
当A、B刚要相对滑动时，设拉力大小为，对A、B有
解得
（2）由于，且
故A、B一起做匀加速运动，对A、B整体有
解得
对A有
解得
（3）由于水平拉力
故A、B相对滑动，对A有
解得
对B有
解得
设拉力作用时最终小物块刚好没有滑离长木板，则时间内小物块速度和位移分别为
，
时间内木板的速度和位移分别为，
此过程中A相对B向左滑动距离
水平拉力撤去后，设再经时间，A、B刚好共速，因A的受力不变，故A继续加速，加速度仍然为
B做减速运动，且有
解得
则有
此过程中A相对B向左滑动
此时A刚好滑到B最左端，则有
联立解得，
即作用1s时间后撤去，A刚好不从B的左边滑离
由于A、B间动摩擦因数小，故共速后A相对B向右滑动，A向右减速，加速度大小仍然为
B向右减速，设加速度大小为，则有
解得
此后，A、B分别运动、后停下，有
A相对B向右滑动了
即A最终停在B上离B左端1.5m的位置题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
C
D
B
A
B
题号
7
8
9
10
答案
AB
AD
BD
AC
时量：75分钟 满分：100分
得分________
一、单选题（本大题共6小题，每小题4分，共24分，每小题有且仅有一个选项符合题意）
1．2021年3月23日，考古工作者对三星堆遗址新发现的6个“祭祀坑”的73份碳屑样本使用年代检测方法进行分析，初步判定其中4号坑最有可能属于商代晚期。发生的是衰变，半衰期年。则下列说法正确的是
A．发生衰变产生的新核是
B．释放的射线，就是核外电子
C．10个原子核经过5730年一定有5个发生了衰变
D．随着全球变暖，生物体中的衰变会加快
2．下列关于分子动理论的说法正确的是
A．物体温度升高，物体内每一个分子的运动速率都变大
B．布朗运动就是分子的无规则运动
C．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙
D．只有气体和液体有扩散现象，固体没有
3．下列关于固体和液体性质的说法正确的是
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力
C．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
D．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分
4．2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道后离开火箭。如图所示，鹊桥二号进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是
A．离开火箭时速度大于地球的第二宇宙速度
B．在捕获轨道运行的周期大于24小时
C．在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
D．经过A点的加速度比经过B点时大
★5．如图所示，用三根轻质细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂，两小球处于静止状态时，细线a与竖直方向的夹角为37°，细线c水平，已知两个小球的质量分别为和，重力加速度为g，取，，下列说法正确的是
A．细线a的拉力大小为5mg B．细线c的拉力大小为4mg
C．细线b的拉力大小为4mg D．细线b与竖直方向的夹角为53°
6．如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，进站前连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离等于RS间距离，RS段的平均速度是12m/s，ST段的平均速度是6m/s，则公交车经过S点时的瞬时速度为
A．11m/s B．10m/s C．9m/s D．8m/s
二、多选题（本题共4个小题，每小题5分，共20分，每小题有多个选项符合题意，全部选对得5分，选不全得3分，选错或不答的得0分）
7．自热锅因其便于加热和方便携带，越来越受到户外驴友的欢迎。自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，能在15分钟内迅速加热食品。自热锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸，对于这种现象下列说法正确的是
A．自热锅爆炸前，锅内气体温度升高 B．自热锅爆炸前，锅内气体内能增加
C．自热锅爆炸时，锅内气体温度升高 D．自热锅爆炸时，锅内气体内能增加
8．如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是
A．从能级跃迁到能级时，电子的动能会变大，原子的电势能会减小
B．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会吸收光子
C．一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线
D．用能量为13.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子发生能级跃迁
9．甲、乙两车（均可视为质点）在平直公路上沿两平行车道同向行驶，两车运动的图像如图所示。已知时甲车在乙车前面30m处，在时两车恰好相遇。下列说法正确的是
A．图中时刻两车相距最近 B．图中等于
C．图中的与之差等于16m/s D．乙车比甲车的加速度大
10．某兴趣小组想要运用所学力学知识进行实践研究，他们找到起重吊车的结构图，画出简化结构如图所示，AB是固定杆不可转动，B端有一光滑定滑轮；轻杆CD可绕C端自由转动，D端系着两条轻绳，一条轻绳跨过B端定滑轮连接质量为m的重物，另一轻绳缠绕在电动机转轴O上，通过电动机的牵引控制CD杆的转动从而控制重物的起落。图中所示位置两杆处于同一竖直面内，OD绳沿竖直方向，，，重力加速度大小为g，则
A．AB杆受到绳子的作用力大小为，方向不一定沿AB杆
B．CD杆受到绳子的作用力大小为，方向一定沿CD杆
C．当启动电动机使重物从图示位置开始缓慢上升时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐增大
D．当启动电动机使重物从图示位置开始缓慢下降时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐减小
三、非选择题（本题共5小题，共56分）
11．（6分）某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则，该同学的实验步骤为：
（1）在竖直木板上铺上白纸，木板上固定两个光滑的定滑轮，两个物块通过轻绳被弹簧测力计拉住而处于静止状态，O为OA、OB、OC三根轻绳的结点，此时弹簧测力计读数如图乙所示，则________N；
（2）此实验还需记录的有________；
A．两个物块的重力
B．OA、OB、OC的方向
C．OA、OB、OC的长度
（3）由记录的物理量选择合适的标度画平行四边形来验证结论是否成立；
（4）改变弹簧测力计拉力的大小，重复进行实验，再次验证力的平行四边形定则时，________（填“需要”或“不需要”）保证结点O的位置与第一次相同。
12．（10分）在探究加速度a与所受合力F的关系时，某实验小组采用图甲所示的实验装置进行实验探究——控制小车质量不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。
（1）该实验必须平衡摩擦力。在平衡摩擦力的这步操作中，该同学________（选填“需要”或“不需要”）通过细绳把砂桶挂在小车上。
（2）在实验中，该同学得到的一条纸带如图乙所示，他在纸带上标记了1，2，3，4，5五个计数点，相邻两计数点之间还有4个点未画出，用毫米刻度尺测量出从起点1到各计数点的距离，在图中已经标出。已知电火花打点计时器的打点周期为0.02s，则该小车运动的加速度大小为________（计算结果保留两位有效数字）。
（3）在数据处理环节，把砂和砂桶的总重力当成小车的合力F，采用图像法处理数据，画出图像如图丙所示，经计算求得图线直线部分的斜率为k，则小车的质量为________，图线上端弯曲，并不是直线，出现这一问题的可能原因是________________________________________________。
（4）关于本实验存在的误差，以下说法正确的是________。
A．在用刻度尺测量出从起点到各计数点的距离时，存在偶然误差，可以通过多次测量取平均的方式减小偶然误差
B．把砂和砂桶的总重力当成小车受的合力导致实验中存在系统误差，可以将砂和砂桶以及小车看成一个整体研究，在保证整体质量一定的前提下转移砂桶中的砂到小车上，以改变力的大小，可以消除此系统误差
C．实验中用图像法处理数据并不能减小误差，只是能直观的得出a与F的关系
★13．（10分）如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，此时气体温度刚好与外界空气的温度相同。（重力加速度为g）
（1）外界空气的温度是多少？
（2）在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
14．（14分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球（可视为质点），给小球一初速度，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳的张力恰好达到最大值而突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。
（2）轻绳能承受的最大拉力多大？
（3）保持手离地面的高度d不变，改变绳长L，让球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时恰好张力达到最大值而断掉，要使球抛出的水平距离最大，则绳长L应是多少？最大水平距离为多少？
15．（16分）如图所示，在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板B，在长木板的中点P放有一质量为（可视为质点）的小物块A，开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B，重力加速度。求：
（1）当A刚好相对B开始滑动时，水平拉力的大小；
（2）若水平拉力，A所受到的摩擦力大小；
（3）若水平拉力，要使A刚好不滑离B，则作用多长时间后撤去？并求A最终停在B上的位置。
长郡中学2024年上学期高二期末考试
物理参考答案
一、单选题（本大题共6小题，每小题4分，共24分，每小题有且仅有一个选项符合题意）
1．A 【解析】由题意可知，发生衰变的反应方程式为，产生的新核是，故A正确；射线是中子转变为质子和电子而产生的，故B错误；半衰期是统计规律，只对大量的放射性原子核才成立，少量原子核的衰变具有随机性，故C错误；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外界条件无关，所以全球变暖，生物体中的衰变的半衰期不会变化，故D错误。故选A。
2．C 【解析】物体温度越高，物体分子平均动能增大，但不是每一个分子的运动速率都变大，故A错误；布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动，故B错误；水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有间隙，故C正确；扩散现象是分子运动形成的，固体、液体、气体分子都在永不停息地做无规则运动，所以固体、液体、气体都有扩散现象，故D错误。故选C。
3．D 【解析】液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故A错误；液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力，故B错误；非晶体的物理性质具有各向同性，晶体中的单晶体的物理性质是各向异性，而晶体中的多晶体的物理性质是各向同性，C错误。农民把地面的土壤锄松，就是为了破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分，故D正确。故选D。
4．B 【解析】鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，才能进入地月转移轨道，A错误；由开普勒第三定律，鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，B正确；在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，C错误；根据万有引力提供加速度知，解得，则经过A点的加速度比经过B点时小，D错误；故选B。
5．A 【解析】将小球1和2作为一个整体，进行受力分析，如下图所示，
根据共点力平衡的条件有，，解得，，故A正确，B错误；对小球2采用隔离法，设细线b与竖直方向的夹角为，受力分析如下图所示，
根据共点力平衡的条件有，，联立上面两式，解得，，故C、D错误。
6．B 【解析】由题知，电动公交车做匀减速直线运动，两段距离相等，平均速度是2倍的关系，设所用时间分别为t、2t，平均速度等于中间时刻瞬时速度，速度从12m/s减到6m/s所用时间为1.5t，因此在0.5t时间内速度减小2m/s，公交车经过S点时的瞬时速度为，故选B。
二、多选题（本题共4个小题，每小题5分，共20分，每小题有多个选项符合题意，全部选对得5分，选不全得3分，选错或不答的得0分）
7．AB 【解析】自热锅爆炸前，发热包遇水发生化学反应而产生大量热能，锅内气体温度升高，内能增大，故A、B正确；自热锅爆炸时，锅内气体对外界做功，而没有来得及热传递，由热力学第一定律可知，锅内气体内能减少，温度下降，故C、D错误。
8．AD 【解析】原子从能级跃迁到能级时，其电子轨道半径减小，有，根据上述公式可知，电子的速度变大，动能变大，原子核对电子的引力做正功，电势能减小，故A项正确；氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子，故B项错误；一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，最多发出3条光谱线，分别是4→3、3→2、2→1，故C项错误；用电子轰击处于基态的氢原子，氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁，故D项正确。
9．BD 【解析】时刻前，甲速度大于乙速度，时刻两车速度相等，两车相距最远，A错误；图像的面积等于位移，两车相遇时的位移关系为，得，C错误；根据得，得，D正确；两车速度相等时，得，B正确。
10．AC 【解析】杆AB固定于平台，为“死杆”，杆的弹力不一定沿杆，同一条绳的力大小相等，其合力一定在其角平分线上，如图所示，两个力T所作力的平行四边形为菱形，根据平衡条件可得，根据几何关系可得，对角线为，则AB杆受到绳子的作用力大小为，故A正确；根据题意D端连接两条轻绳，CD杆为铰链连接，为“活杆”，杆力沿着杆的方向。
水平方向，根据，
解得，故B错误；当启动电动机使重物缓慢上升和下降时，大小均不变，∠DBm均变小，根据，可知增大，故C正确，D错误。
三、非选择题（本题共5小题，共56分）
11．（6分）（1）4.0（2分） （2）AB（2分，对一个给1分，有错记0分） （4）不需要（2分）
【解析】（1）弹簧测力计读数为4.0N。
（2）验证力的平行四边形定则须测量合力和分力的大小和方向，故选AB。
（4）因为每一次都是独立的实验，保证绳结受力平衡即可，故不需要保证结点O的位置与第一次相同。
12．（10分）（1）不需要（2分） （2）0.39（2分） （3）（2分） 不满足小车质量远大于砂和砂桶的总质量（或“不满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量”等类似答案均可）（2分） （4）AB（2分，对一个给1分，有错记0分）
【解析】（1）在平衡摩擦力这步操作中，不需要通过细绳把砂桶挂在小车上。
（2）相邻的两计数点之间还有4个点未画出，则，根据，可得该小车运动的加速度大小为
（3）根据牛顿第二定律有，解得，图线的斜率为，可得小车的质量为，图线上端弯曲，其原因可能是小车质量没有远远大于砂和砂桶的总质量。
（4）在题图乙中，每个测量数据均存在偶然误差，通过多次测量的方式可以减小，A正确；因砂和砂桶加速下降，失重，则细绳的拉力小于砂和砂桶的总重力，即把砂和砂桶的总重力当成小车的合力导致实验中存在系统误差，可以将砂和砂桶以及小车看成一个整体研究，在保证整体质量一定的前提下转移砂桶中的砂到小车上，以改变力的大小，可以消除系统误差，B正确；实验中用图像法处理数据可以减小偶然误差，C错误。故选AB。
13．（10分）【解析】（1）取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，根据盖—吕萨克定律有
①
又②
③
则④
（2）活塞上升的过程，外界对气体做的功⑤
又⑥
⑦
【或⑧】
根据热力学第一定律⑨
所以密闭气体增加的内能⑩
【若W为正值，，所以，不扣分】
【若W为正值，，所以，扣⑤⑩式分，直接写出⑧式且为正值，结果错误的扣⑧⑩式分】
14．（14分）【解析】（1）设绳断后小球飞行时间为，小球做平抛运动，竖直方向
水平方向
解得
小球落地时在竖直方向的分速度为，则
小球落地速度
所以
【或据动能定理：
得】
（2）小球在最低点，根据牛顿第二定律（）
解得轻绳对小球拉力大小
据牛顿第三定律得，轻绳能承受的最大拉力
（3）小球在最低点，根据牛顿第二定律
绳断后做平抛运动，竖直方向
水平方向
解得
由数学关系得，当时
15．（16分）【解析】（1）当A与B刚好相对滑动时，A、B之间为滑动摩擦力，对A有
解得
当A、B刚要相对滑动时，设拉力大小为，对A、B有
解得
（2）由于，且
故A、B一起做匀加速运动，对A、B整体有
解得
对A有
解得
（3）由于水平拉力
故A、B相对滑动，对A有
解得
对B有
解得
设拉力作用时最终小物块刚好没有滑离长木板，则时间内小物块速度和位移分别为
，
时间内木板的速度和位移分别为，
此过程中A相对B向左滑动距离
水平拉力撤去后，设再经时间，A、B刚好共速，因A的受力不变，故A继续加速，加速度仍然为
B做减速运动，且有
解得
则有
此过程中A相对B向左滑动
此时A刚好滑到B最左端，则有
联立解得，
即作用1s时间后撤去，A刚好不从B的左边滑离
由于A、B间动摩擦因数小，故共速后A相对B向右滑动，A向右减速，加速度大小仍然为
B向右减速，设加速度大小为，则有
解得
此后，A、B分别运动、后停下，有
A相对B向右滑动了
即A最终停在B上离B左端1.5m的位置题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
C
D
B
A
B
题号
7
8
9
10
答案
AB
AD
BD
AC
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