2023-2024学年河北省石家庄市二校高二（下）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年河北省石家庄市二校高二（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.关于天然放射现象，下列叙述正确的是(

)A.任何放射性元素都能同时发出α、β、γ三种射线

B.β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

C.在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强

D.铀核( 92238U)衰变为铅核( 82206Pb)的过程中，要经过2.如图甲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；图乙为热机工作时的能流分配示意图；图丙为用热熨斗在棉纸上来回烫熨来去除凝固在衣料上的蜡迹；分子间作用力F与分子间距离r，的关系如图丁所示。下列说法正确的是(

)

A.图甲中，图线表明炭粒分子的运动是无规则的

B.根据图乙可知，热机的效率可能达到100%

C.图丙中，由于棉纸的毛细现象，当蜡受热熔化成液体后，它们就会被棉纸吸掉

D.图丁中，相距较远的两个分子距离减小到r03.如图所示，用一根长0.5m的轻质细绳将一幅重力为15N的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大拉力为53N，要使绳不会被拉断，画框上两个挂钉的间距最大为(

)A.12m B.C.22m4.汽缸内一定质量的理想气体经历了ab、bc、cd、da四个过程，气体a、b、c、d四个状态的压强与温度的关系如图所示，其中ba的延长线通过坐标原点，下列说法正确的是(

)A.气体由a到b单位时间碰撞缸壁单位面积的分子数增加

B.由a到b气体内能的增加量大于吸收的热量

C.由b到c气体吸收热量，内能增加

D.由c到d气体内能的减少量大于放出的热量5.图示为几种金属的逸出功和氢原子能级图。现有大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，结合图表信息可知(

)金属钨钙钾铷W04.3.2.2.

A.铷的极限频率大于钙的极限频率

B.氢原子跃迁时对外辐射连续光谱

C.氢原子辐射的光有3种频率能使钨发生光电效应

D.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小6.如图所示，在同一竖直平面内，小球A、B上系有不可伸长的细线a、b、c和d，其中a的上端悬挂于竖直固定的支架上，d跨过左侧定滑轮、c跨过右侧定滑轮分别与相同配重P、Q相连，调节左、右两侧定滑轮高度达到平衡。已知小球A、B和配重P、Q质量均为50g，细线c、d平行且与水平成θ=30∘(不计摩擦)，则细线a、b的拉力分别为(

)A.2N，1N B.2N，0.5N C.1N，1N D.1N，0.5N7.如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率v1沿顺时针方向转动，传送带的倾角为θ(未知)。一物块以初速度v0从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的v−t图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，g取10m/s2，则(

)A.传送带的速度大小为16m/s

B.摩擦力方向一直与物块运动的方向相反

C.物块与传送带间的动摩擦因数为0.25

D.传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点。拉长后将下端固定在体验者的身上，人再与固定在地面上的拉力传感器相连，传感器示数为1000N。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”。经B上升到最高位置C点，在B点时速度最大。人与装备总质量m=50kg(可视为质点)。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是(

)A.上升过程，人的加速度先增大后减小

B.打开扣环瞬间，人的加速度大小为20m/s2

C.在B点，人处于超重状态

D.在9.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，甲携带手机进行检测。t=0时刻，乙在甲正前方10m处，二人同时沿同一直线向正前方运动6s，各自运动的xt−t图像如图所示(其中x为时间t内的位移)，手机检测到蓝牙耳机能被连接的时间为4s。下列判断正确的是(

)A.甲做加速度大小为0.5m/s2的匀减速直线运动B.乙做速度大小为3m/s的匀速直线运动

C.t=3s时，二人相距最近，最近距离为4.5mD.10.如图所示，轻杆OA与轻杆OB通过光滑铰链安装在竖直墙面上，另一端通过铰链连接于O点。已知∠OAB=30∘，∠OBA=60∘，铰链质量忽略不计，重力加速度为g。现将一个质量为m的物块通过轻绳悬挂于A.竖直墙对A、B两点铰链的总作用力方向竖直向上

B.轻杆OA对O点铰链的推力为12mg

C.若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆OB的弹力一直增大

D.若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则轻杆三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.在探究气体压强与体积关系实验中，某兴趣小组设计如图实验装置．已知重力加速度为g，注射器气密性和导热良好且外界环境温度保持不变，不计一切摩擦．(1)用刻度尺测得注射器刻度上40mL到50mL的长度为1cm，注射器活塞的横截面积为S=________cm(2)取下沙桶，向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，此时的气体压强为大气压p0(3)挂上沙桶，稳定后，测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m，则气体压强的表达式p2=_________；(请选用p0、g、S、(4)在沙桶内适量添加沙子，重复步骤(3)；(5)以沙桶的总质量m为纵轴，以1V为横轴，绘制m−1V图像，其图像如图乙所示，图中横轴截距为a，纵轴截距为b，可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积V0=_________，实验时当地的大气压强p0=_________。(请选用a、12.一组同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，实验装置如图甲所示。(1)在下列仪器和器材中，还需要使用的有________。A.电压合适的50Hz交流电源

B.电压可调的直流电源C.刻度尺

D.秒表E.天平(含砝码)(2)下列说法正确的是________。A.实验时应先释放小车后接通电源B.本实验砂和砂桶B的质量应远大于小车和砝码A的质量C.在用图像探究加速度与质量关系时，应作a−1(3)如图乙所示为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹开始，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离。已知打点计时器打点周期为0.02s，则此次实验中小车运动的加速度大小的测量值a=_______m/s2。((4)在某次利用上述已调整好的装置进行实验中，保持砂和砂桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，并测出小车中放上不同质量的砝码时所对应的加速度a，以m为横坐标，1a为纵坐标，在坐标纸上作出1A.B．C．

四、计算题：本大题共3小题，共38分。13.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77∘C，当时的室温为21∘C(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0.9p

14.近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(12H)和氚(13H)聚变成氦(24He)，并释放一个中子。若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为(1)写出氘和氚聚变的反应方程；(2)试计算这个核反应释放出来的能量；(3)若建一座功率为3.0×105kW的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有60%变成了电能，每年要消耗多少质量的氘？(一年按15.如图，质量m=2 kg的物块静置于质量M=3 kg的长木板右端，长木板长L=1.5 m，物块与长木板间动摩擦因数μ1=0.2，长木板与地面间动摩擦因数μ2=0.1，物块与长木板之间、长木板与地面之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10 m/(1)若恒力F1(2)若恒力F2(3)若恒力F3=30 N，作用一段时间后撤去，物块恰好不从长木板上掉下，求恒力作用的时间。答案解析1..C

【解析】解：A、γ射线一般不会单独产生，都是伴随着α、β射线产生的，放射性元素可以单独发生α衰变，或β衰变，不会同时发生α和β衰变，故A错误；

B、β衰变所释放的电子是因为原子核里面的中子转变为一个质子和一个电子，其中电子释放出来就是β射线，故B错误；

C、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故C正确；

D、铀核( 92238U)衰变为铅核( 82206Pb)的过程中，要经过α衰变次数为238−2064=8次，和β衰变的次数为82−(92−2×8)=6次，故D错误。

故选：C。

γ射线一般不会单独产生，都是伴随着α、β射线产生的；β衰变所释放的电子是因为原子核里面的中子转变为一个质子和一个电子时释放出来的；γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强；根据质量数和电荷数守恒计算。

掌握三种射线的特点是解题的基础，知道β衰变所释放的电子是因为原子核里面的中子转变为一个质子和一个电子而得到的，知道在一次2..C

【解析】解：A、图甲中，图线表明炭粒的运动是无规则的，说明了水分子在做无规则热运动，故A错误；

B、根图乙可知，热机在工作过程中必然排出部分热量，即对外做功W<Q，根据热力学第二定律可知热机的效率不可能达到100%，B错误；

C、在衣料上，下的棉纸内有许多细小的孔道起着毛细管的作用，当蜡受热熔化成液体后，由于毛细现象，它们就会被松纸吸掉，故C′正确；

D、当分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，相距较远的两个分子距离减小到r0的过程中。分子力一直做正功，分子势能一直减小，故D错误。

故选：C。

布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动；热机的效率不可能达到1；根据毛细现象分析；分子力做正功，分子势能减小。3..B

【解析】当绳子拉力达到53N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，受力分析如图

设绳子与竖直方向的夹角为θ，根据受力平衡有G=2Fcosθ

解得θ=30°

绳子长L0=0.5m，则两个挂钉间距离L=2×L02sinθ

解得L=14m

故ACD错误，B正确。

4..A

【解析】A.根据理想气体状态方程

pVT=C

，ba的延长线通过坐标原点，即

p−T

图像斜率是恒量，可知，气体由a到b是等积变化，温度升高，压强增大，气体由a到b单位时间碰撞缸壁单位面积的分子数增加，故B.气体由a到b是等积变化，外界对气体做功为0，根据热力学第一定律

ΔU=W+Q

，由a到b气体内能的增加量等于吸收的热量，故B错误；C.由b到c温度不变，内能不变，故C错误；D.根据

pVT=CpT=1VC

p−T

W>0根据

ΔU=W+Q

，由c到d气体内能的减少量小于放出的热量，故D错误。故选A。5..C

【解析】A、由ν0=W0ℎ知：铷的逸出功小于钙的逸出功，所以铷的极限频率小于钙的极限频率，故A错误；

B、氢原子跃迁时辐射不连续的光谱，轨道是量子化的，故B错误；

C、大量的n=4能级氢原子跃迁时辐射种的光，其中分别是4→1，3→1，2→1的3种光的能量大于钨的逸出功，由爱因斯坦光电效应方程可知这3种光可以使钨发生光电效应，故C正确；

D、氢原子辐射光后，轨道降低，电子的动能增大，势能减小，总能量减小，故D6..D

【解析】由题意可知细线c对A的拉力和细线d对B的拉力大小相等、方向相反，对A、B整体分析可知细线a的拉力大小为T设细线b与水平方向夹角为α，对A、B分析分别有TT解得Tb=0.5N，故D正确，故选D。7..C

【解析】A.由图乙可知，1s时，物块的运动发生突变，可知传送带的速度为

8m/s

，故A错误；BC.在

0∼1s

内，物块的速度大于传送带速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向下，与物块运动的方向相反，根据牛顿第二定律有mg根据图乙可得a在

1∼2s

内传送带的速度大于物块的速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向上，与物块运动的方向相同，根据牛顿第二定律有mg根据图乙可得a联立解得μ=0.25

，

θ=故B错误，C正确；D.结合上述分析可知，当传送带的速度大于

16m/s

后，物块在传送带上一直做加速度大小为

a2

的匀减速运动，无论传送带的速度为多大，物块到达传送带顶端时的速度都相等，故D故选C。8..BD

【解析】解：A.人从A点到B点过程，弹性绳的拉力大于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量减小，弹性绳的弹力F减小，根据牛顿第二定律F−mg=ma，可知加速度减小，从B点到C点过程，弹性绳的拉力小于人的重力，随着人向上运动，弹性绳的伸长量继续减小，弹性绳的弹力F减小，直到减小到0，根据牛顿第二定律mg−F=ma，可知加速度增大，直到增大到g，故A错误；

B.固定在地面时传感器示数为T=1000N，设此时弹性绳的弹力为F，由平衡条件得F=T+mg，打开扣环瞬间，对人根据牛顿第二定律列式得F−mg=ma，代入数据解得a=20m/s2，故B正确；

C.在B点时人的速度最大，此时人所受合力为零，则加速度为零，不是超重状态，故C错误；

D.在C点速度为零，有向下的加速度，人处于失重状态，故D正确。

故选：BD。

A.根据整个过程中人受到的重力和拉力的变化情况判断合力的变化情况，结合牛顿第二定律判断加速度的大小和方向的变化情况；

B.根据牛顿第二定律列式求解瞬时加速度大小；

CD.根据人位于B点和C点的受力情况分析加速度，再利用加速度判断超失重状态。9..BD

【解析】解：A、根据匀变速直线运动公式x=v0t+12at2可得xl=v0+12at，xt−t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，由图可知甲的初速度为6m/s，加速度大小为1m/s2，甲做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，故A错误；

B、由图可知乙做速度大小为3m/s的匀速直线运动，故B正确；

C、t=3s时，甲的瞬时速度v甲3=v0+at3=(6−1×3)m/s=3m/s=v乙，此时二人相距最近，设开始时两者距离为x0，最近时距离为x1，则x1=x10..ACD

【解析】解：因为两轻杆均由铰链固定，所以杆上的力都沿杆，对O点受力分析，如图，

由平衡知识可知竖直墙对A、B两点铰链的总作用力与物块的重力等大反向，故方向竖直向上，

由平衡条件得：FOA=mgcosθ=32mg，FOB=mgsinθ=12mg，故A正确，B错误；

CD.若在O点施加从零缓慢增大且水平向右的外力，则可得：F+FOAsinθ=F11..(1)10；(3)p0−mgS；【解析】(1)注射器活塞的横截面积为S=VL=50−401cm2=10cm2

(3)根据受力平衡可得p0S=p2S+mg

解得气体压强的表达式为p2=p0−mgS12...(1)ACE(2)C(3)1.0(4)B

【解析】(1)打点计时器需要连接电压合适的50Hz交流电源；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；需要用天平测量小车和砂桶和砂的质量；通过打点计时器可以知道纸带上计数点间的时间间隔，所以不需要秒表。故选ACE。(2)A.为了充分利纸带，实验时应先接通电源后释放小车，故A错误；B.为使小车受到的合力在数值上近似等于砂及砂桶受到的总重力，本实验砂和砂桶B的质量应远小于小车和砝码A的质量，故B错误；C.在用图像探究加速度与质量关系时，应作

a−1mA

故选C。(3)相邻两个计数点间都有4个点迹没有标出，则相邻计数点的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s根据逐差法可得车运动的加速度大小为a=(4)因为保持砂和砂桶的总质