2023-2024学年吉林省长春市东北师大附中高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年吉林省长春市东北师大附中高二（下）期末物理试卷，共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）如图所示，电路中所有元件完好，光照射到阴极上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（ ）
A．入射光子个数太少B．入射光波长太短
C．光照时间太短D．电源正负极接反
2．（4分）如图是氢原子能级示意图，具有下列哪一能量的光子能被处在n＝2能级的氢原子吸收（ ）
A．1.5leVB．1.89eVC．2.16eVD．2.40eV
3．（4分）对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（ ）
A．图甲中a光和b光分别经过同一个单缝发生衍射时，b光中央亮条纹更宽
B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将增大
C．图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整
D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化
4．（4分）等腰三棱镜的顶角为30°，一束光在空气中垂直棱镜的一个腰射入棱镜，从另一个腰射出，出射光线偏离原来光线方向30°角，如图所示，则该束光在棱镜和空气中的传播速度之比为（ ）
A．B．C．D．
5．（4分）将一个物体以v0竖直上抛，经过2s到达正上方10m处，忽略空气阻力，已知g＝10m/s2，则（ ）
A．v0＝5m/sB．v0＝10m/sC．v0＝15m/sD．v0＝20m/s
6．（4分）若足球运动员将足球以12m/s的速度踢出，足球沿草地做加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动，踢出的同时运动员以恒定速度4m/s去追足球，则运动员追上足球所用时间为（ ）
A．6sB．7sC．8sD．9s
7．（4分）光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆的圆心处，如图所示。将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳的拉力（ ）
A．逐渐增大B．大小不变
C．先减小后增大D．先增大后减小
8．（4分）如图所示，置于粗糙水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接，在水平恒力F的作用下，A、B以相同的加速度向右运动。A、B的质量关系为mA＞mB，它们与地面间的动摩擦因数相同。为使弹簧稳定时的伸长量增大，下列操作可行的是（ ）
A．仅减小B的质量
B．仅增大A的质量
C．仅将A、B的位置对调
D．仅减小水平面的粗糙程度
（多选）9．（4分）如图所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角θ＝37°。传送带以恒定速率v传＝4m/s顺时针转动。一煤块以初速度v0＝12m/s从A端冲上传送带，已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.25，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，下列说法正确的是（ ）
A．煤块冲上最高点时间为1.5s
B．煤块冲上最高点时所走的位移大小为8m
C．煤块冲上最高点时在传送带上留下的划痕为4m
D．煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为
（多选）10．（4分）在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的是（ ）
A．根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能
B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型
D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的
（多选）11．（4分）如图所示，用磁扣将卡纸“吸”在竖直黑板上并处于静止状态。下列说法中正确的是（ ）
A．卡纸一共受到4个力的作用
B．磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向下
C．卡纸与黑板的摩擦力跟卡纸的重力大小相等
D．磁扣对卡纸的压力与卡纸对磁扣的支持力大小相等
（多选）12．（4分）已知越野车和自动驾驶车在同一公路上向东行驶，自动驾驶车由静止开始运动时，越野车刚好以速度v0从旁边加速驶过，如图分别是越野车和自动驾驶车的v﹣t图线，根据这些信息，可以判断（ ）
A．加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的2倍
B．第5s末两车速度均为9m/s
C．第10s末两车相遇
D．第25s末两车再次相遇
（多选）13．（4分）如图所示，质量为m＝1kg的物块A停放在光滑的水平桌面上。现对物块施加一个水平向右的外力F，使它在水平面上做直线运动。已知外力F随时间t（单位为s）的变化关系为F＝（8﹣2t）N，则（ ）
A．在t＝4s时，物块的速度为零
B．物块向右运动的最大速度为16m/s
C．在0～8s内，物块的平均速度等于8m/s
D．物块向右运动的最大位移大于64m
二、实验题：本题共2个小题，共14分
14．（6分）某同学用如图所示的实验装置来探究“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和各拉线的方向。
（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为 N（保留两位有效数字）。
（2）下列关于实验要求说法正确的是 。
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）在弹簧的弹性限度内，保持B的拉力方向不变，大小缓慢减小，则A的示数 。
A．增大
B．减小
C．不变
D．先减小后增大
15．（8分）在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学对教材上的实验方案做了改进，如图甲所示，调节桌面水平，用力传感器直接测细线中的拉力F，小车在大小为2F的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。
（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是 。
A．必须用天平测出砂和砂桶的质量，以其重力来表示绳中的拉力大小
B．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，测出加速度a与相应力传感器示数F
（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是 m/s2。（结果保留两位有效数字）
（3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车与轨道间的滑动摩擦力Ff＝ N，小车质量m＝ kg。（结果保留两位有效数字）
三、计算题：本题共3个小题，共34分，写出必要的公式和文字说明，只写结果不得分。
16．（10分）中子活化是指将样品用中子照射后，样品中的原子经中子俘获而变得具有放射性的过程。俘获中子后的原子核通常会立即衰变，释放出粒子同时生成新的活化产物。经中子照射后发生反应，最终生成并释放一粒子X，若、、和X的质量分别为1.0087u、23.9850u、23.9910u、1.0078u，1u相当于931.5MeV。
（1）写出核反应方程；
（2）求核反应过程中吸收的能量（单位用MeV表示）。
17．（10分）潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力骤减，潜艇如同汽车那样掉下悬崖，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没。若某潜艇在高密度海水区域水面下h0＝180m沿水平方向缓慢航行，如图所示。当该潜艇驶入海水低密度区域时，浮力骤减导致潜航以0.2m/s2的加速度匀加速下沉，20s后潜艇官兵迅速对潜艇减重（减重时间极短，可忽略不计），此后潜艇以0.1m/s2的加速度匀减速下沉，速度减为零后保持加速度不变开始加速上浮，升至距水面120m处时，开始对潜艇加重。求：
（1）潜艇“掉深”达到的最大深度（自水面算起）；
（2）潜艇从开始“掉深”到升至距水面120m处所用的总时间。
18．（14分）如图所示，粗糙的水平地面上有两块长度分别为1m和4.9m的木板A和B，木板B的质量为0.4kg。木板A的左端放置一个可视为质点的，质量为0.2kg的物块。现对物块施加水平向右大小为7.6N的拉力，物块在木板A上运动过程中两木板均保持静止状态，当物块滑上木板B时撤去拉力，此时木板B与地面发生相对滑动。已知物块与两木板间的动摩擦因数均为0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s2，求：
（1）物块刚滑上木板B时的速度大小；
（2）木板B与地面间动摩擦因数不超过多少？
（3）若木板B与地面间动摩擦因数为0.16，已知木板B的右端到竖直固定挡板的距离为0.3m，木板与挡板碰撞后速度大小不变方向相反，碰撞时间不计，求物块在木板B上运动的时间。（，结果保留到一位小数）
2023-2024学年吉林省长春市东北师大附中高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共13个小题，共52分。第1-9题为单选题，第10-13题为多选题，全部选对得4分，对而不全得2分，有选错不得分。
1．（4分）如图所示，电路中所有元件完好，光照射到阴极上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（ ）
A．入射光子个数太少B．入射光波长太短
C．光照时间太短D．电源正负极接反
【答案】D
【点评】掌握发生光电效应的规律是解题的基础。
2．（4分）如图是氢原子能级示意图，具有下列哪一能量的光子能被处在n＝2能级的氢原子吸收（ ）
A．1.5leVB．1.89eVC．2.16eVD．2.40eV
【答案】B
【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁时，辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，Em﹣En＝hv。
3．（4分）对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（ ）
A．图甲中a光和b光分别经过同一个单缝发生衍射时，b光中央亮条纹更宽
B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将增大
C．图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整
D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化
【答案】C
【点评】本题考查了光学的相关问题，考查知识点针对性强，难度较小，考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
4．（4分）等腰三棱镜的顶角为30°，一束光在空气中垂直棱镜的一个腰射入棱镜，从另一个腰射出，出射光线偏离原来光线方向30°角，如图所示，则该束光在棱镜和空气中的传播速度之比为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【点评】几何光学问题作出光路图，确定入射角和折射角，并灵活运用折射定律是关键。
5．（4分）将一个物体以v0竖直上抛，经过2s到达正上方10m处，忽略空气阻力，已知g＝10m/s2，则（ ）
A．v0＝5m/sB．v0＝10m/sC．v0＝15m/sD．v0＝20m/s
【答案】C
【点评】本题考查了竖直上抛运动，明确竖直上抛运动的规律是解题的关键。
6．（4分）若足球运动员将足球以12m/s的速度踢出，足球沿草地做加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动，踢出的同时运动员以恒定速度4m/s去追足球，则运动员追上足球所用时间为（ ）
A．6sB．7sC．8sD．9s
【答案】D
【点评】本题考查了追及问题，弄清楚足球和运动员的运动过程是解题的关键，属于常见题型。
7．（4分）光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆的圆心处，如图所示。将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳的拉力（ ）
A．逐渐增大B．大小不变
C．先减小后增大D．先增大后减小
【答案】C
【点评】本题是动态分析问题，运用图解法，形象直观，比较简捷。也可以运用函数法研究。
8．（4分）如图所示，置于粗糙水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接，在水平恒力F的作用下，A、B以相同的加速度向右运动。A、B的质量关系为mA＞mB，它们与地面间的动摩擦因数相同。为使弹簧稳定时的伸长量增大，下列操作可行的是（ ）
A．仅减小B的质量
B．仅增大A的质量
C．仅将A、B的位置对调
D．仅减小水平面的粗糙程度
【答案】C
【点评】对于连接体问题，通常采用的方法是整体法和隔离法，通过整体法求得加速度，再利用隔离法求物体之间的力的大小。
（多选）9．（4分）如图所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角θ＝37°。传送带以恒定速率v传＝4m/s顺时针转动。一煤块以初速度v0＝12m/s从A端冲上传送带，已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.25，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，下列说法正确的是（ ）
A．煤块冲上最高点时间为1.5s
B．煤块冲上最高点时所走的位移大小为8m
C．煤块冲上最高点时在传送带上留下的划痕为4m
D．煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为
【答案】CD
【点评】解决本题的关键要理清煤块在整个过程中的运动规律，牛顿第二定律和运动学公式进行求解。要注意划痕重叠时按最长的计算长度。
（多选）10．（4分）在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的是（ ）
A．根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能
B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型
D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的
【答案】BC
【点评】本题关键要了解前人对物理学发展的成就，平时要注重积累。
（多选）11．（4分）如图所示，用磁扣将卡纸“吸”在竖直黑板上并处于静止状态。下列说法中正确的是（ ）
A．卡纸一共受到4个力的作用
B．磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向下
C．卡纸与黑板的摩擦力跟卡纸的重力大小相等
D．磁扣对卡纸的压力与卡纸对磁扣的支持力大小相等
【答案】BD
【点评】解答本题，要掌握受力分析方法，根据平衡关系、牛顿第三定律等可以判断是否受力。
（多选）12．（4分）已知越野车和自动驾驶车在同一公路上向东行驶，自动驾驶车由静止开始运动时，越野车刚好以速度v0从旁边加速驶过，如图分别是越野车和自动驾驶车的v﹣t图线，根据这些信息，可以判断（ ）
A．加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的2倍
B．第5s末两车速度均为9m/s
C．第10s末两车相遇
D．第25s末两车再次相遇
【答案】BC
【点评】本题是为速度—时间图像的应用，要明确图像斜率与面积的意义，知道在速度—时间图像中，图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移。
（多选）13．（4分）如图所示，质量为m＝1kg的物块A停放在光滑的水平桌面上。现对物块施加一个水平向右的外力F，使它在水平面上做直线运动。已知外力F随时间t（单位为s）的变化关系为F＝（8﹣2t）N，则（ ）
A．在t＝4s时，物块的速度为零
B．物块向右运动的最大速度为16m/s
C．在0～8s内，物块的平均速度等于8m/s
D．物块向右运动的最大位移大于64m
【答案】BD
【点评】本题主要考查学生对于速度—时间图像的分析能力和对于动量定理以及平均速度公式的熟练度。
二、实验题：本题共2个小题，共14分
14．（6分）某同学用如图所示的实验装置来探究“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和各拉线的方向。
（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为 3.6 N（保留两位有效数字）。
（2）下列关于实验要求说法正确的是 ABC 。
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
（3）在弹簧的弹性限度内，保持B的拉力方向不变，大小缓慢减小，则A的示数 B 。
A．增大
B．减小
C．不变
D．先减小后增大
【答案】（1）3.6；（2）ABC；（3）B。
【点评】本题关键掌握探究“力的平行四边形定则”实验原理和注意事项。
15．（8分）在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学对教材上的实验方案做了改进，如图甲所示，调节桌面水平，用力传感器直接测细线中的拉力F，小车在大小为2F的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。
（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是 C 。
A．必须用天平测出砂和砂桶的质量，以其重力来表示绳中的拉力大小
B．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，测出加速度a与相应力传感器示数F
（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是 2.4 m/s2。（结果保留两位有效数字）
（3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车与轨道间的滑动摩擦力Ff＝ 1.0 N，小车质量m＝ 2.9 kg。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）C；（2）2.4；（3）1.0，2.9。
【点评】本题考查探究物体质量一定时加速度与力的关系实验，要求掌握实验原理、实验装置、实验步骤、数据处理和误差分析。
三、计算题：本题共3个小题，共34分，写出必要的公式和文字说明，只写结果不得分。
16．（10分）中子活化是指将样品用中子照射后，样品中的原子经中子俘获而变得具有放射性的过程。俘获中子后的原子核通常会立即衰变，释放出粒子同时生成新的活化产物。经中子照射后发生反应，最终生成并释放一粒子X，若、、和X的质量分别为1.0087u、23.9850u、23.9910u、1.0078u，1u相当于931.5MeV。
（1）写出核反应方程；
（2）求核反应过程中吸收的能量（单位用MeV表示）。
【答案】（1）核反应方程为；
（2）核反应过程中吸收的能量为4.75065MeV。
【点评】本题关键掌握核反应过程遵循的规律和爱因斯坦质能方程。
17．（10分）潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力骤减，潜艇如同汽车那样掉下悬崖，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没。若某潜艇在高密度海水区域水面下h0＝180m沿水平方向缓慢航行，如图所示。当该潜艇驶入海水低密度区域时，浮力骤减导致潜航以0.2m/s2的加速度匀加速下沉，20s后潜艇官兵迅速对潜艇减重（减重时间极短，可忽略不计），此后潜艇以0.1m/s2的加速度匀减速下沉，速度减为零后保持加速度不变开始加速上浮，升至距水面120m处时，开始对潜艇加重。求：
（1）潜艇“掉深”达到的最大深度（自水面算起）；
（2）潜艇从开始“掉深”到升至距水面120m处所用的总时间。
【答案】（1）潜艇“掉深”达到的最大深度（自水面算起）为300m；
（2）潜艇从开始“掉深”到升至距水面120m处所用的总时间为120s。
【点评】本题考查了匀变速直线运动的规律，弄清潜艇在各个阶段的运动情况是解题的关键，常规题型。
18．（14分）如图所示，粗糙的水平地面上有两块长度分别为1m和4.9m的木板A和B，木板B的质量为0.4kg。木板A的左端放置一个可视为质点的，质量为0.2kg的物块。现对物块施加水平向右大小为7.6N的拉力，物块在木板A上运动过程中两木板均保持静止状态，当物块滑上木板B时撤去拉力，此时木板B与地面发生相对滑动。已知物块与两木板间的动摩擦因数均为0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s2，求：
（1）物块刚滑上木板B时的速度大小；
（2）木板B与地面间动摩擦因数不超过多少？
（3）若木板B与地面间动摩擦因数为0.16，已知木板B的右端到竖直固定挡板的距离为0.3m，木板与挡板碰撞后速度大小不变方向相反，碰撞时间不计，求物块在木板B上运动的时间。（，结果保留到一位小数）
【答案】（1）物块刚滑上木板B时的速度大小为8 m/s；
（2）木板B与地面间动摩擦因数不超过0.2；
（3）若木板B与地面间动摩擦因数为0.16，已知木板B的右端到竖直固定挡板的距离为0.3m，木板与挡板碰撞后速度大小不变方向相反，碰撞时间不计，物块在木板B上运动的时间为1.1s。
【点评】本题考查了牛顿第二定律的综合运用，关键要明确物块和木板的受力和运动情况，有一定的难度。
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