文档文本内容
直方向，能正确表示游客加速下滑或减速上滑的是（ ）
武汉外国语学校 2023~2024 学年度高二年级下学期期末
物理试题
A． 减速上滑 B． 减速上滑
命题人： 审题人：
本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟
注意事项：
1．答卷前，考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题
卡上。
C． 加速下滑 D． 加速下滑
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需
改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；
4．氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图
如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的
答案无效。 乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光能量范围约为1.64eV到3.11eV之
4．考生必须保持答题-卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
间，a光的光子能量为2.86 eV。则（ ）
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目
要求）．
1．某气体在T 、T 两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标f (v)表示各速率区间的分子数占总分
1 2
子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T 、T 两种不同温度
1 2
下黑体辐射的强度与波长的关系，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中T >T ，图乙中T >T
1 2 1 2
B．图甲中T <T ，图乙中T >T
1 2 1 2
C．图甲中T <T ，图乙中T <T
1 2 1 2
D．图甲中T >T ，图乙中T <T
1 2 1 2 A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光
2．日本政府1月13日正式决定，东福岛第一核电站核废水将于今年春开始排入大海，此行为将对周边国家海洋环
B．当滑片P向a端移动时，光电流I将增大
C．a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小
境和公众健康造成极大影响。核废水中包含的碘129的半衰期达到了1570万年，其核反应方程为
D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有|U −U |<0.97V
b c
下列说法正确的是（ ）
A．大量的X粒子形成了β射线，能够轻松穿透几厘米厚的铅板
5．一质点由静止开始做加速度为 的匀加速直线运动，经时间t后加速度变为 ，又经过时间t后加速度再次变
B．半衰期不会随温度发生改变，100个碘129原子在1570万年后有50个未发生衰变
C．核废水进入海水后温度降低，会延长碘129的半衰期
为 ，再经时间t后回到出发点， 、 的之比为（ ）
D．碘129原子核的质量大于氙129原子核和X粒子的总质量
A．
3．滑索是一项体育游乐项目。如图所示，游客从起点利用自然落差加速向下滑行，越过钢索的最低点减速滑至终点。
B．
滑轮与钢索间的摩擦不可忽略，不考虑空气对人的作用力。下列四幅图中，两条虚线分别表示与钢索垂直方向和竖C． 2R
C．Y核在磁场中运动的半径为
Z−2
D．
D．Y核的动能为
6．如图甲所示为一质量为m的瓦片A的截面图，其顶角为60°。把它对称放在一段房脊B上，将房脊B的一端缓慢
抬高至瓦片刚要滑动，如图乙所示，此时房脊与水平面的夹角为θ。下列说法中正确的是（ ） 9．如图所示，两个质量分别为m=1kg、m=2kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分
1 2
A．B的每个侧面对A的弹力大小为mgcosθ
别为F=30N、F=15N的水平拉力分别作用在m、m 上，则（ ）
1 2 1 2
B．B对A的作用力为mgsinθ
A．系统运动稳定时，弹簧秤的示数是15N
C．A受到3个力的作用
B．系统运动稳定时，弹簧秤的示数是25N
1
D．B对A的最大静摩擦力的合力大小为 mgsin θ C．在突然撤去F 1 的瞬间，m 1 的加速度大小为25m/s2
2
D．在突然撤去F 的瞬间，m 的加速度大小为7.5m/s2
1 2
二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要
10．如图所示，与水平面成θ=37°角的直棒上有一滑套，可以无摩擦地在棒上滑动。开始时滑套相对棒静止，此时
求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） ．
与棒的上端相距L =1.0m，与棒的下端相距L =0.4m。现在使棒保持倾角θ=37°不变，以加速度a水平向右做匀
7．打印机是现代办公不可或缺的设备，其进纸系统结构如图所示，正常情况下能做到“每次只进一张纸”，某次打 1 2
加速直线运动，下列说法正确的是（取g=10m/s2，sin37°=0.6）（ ）
印过程中刚好还有100张相同的纸，每张纸的质量均为m，打印时搓纸轮按图示逆时针方向转动，搓纸轮给第1张
A．若加速度a=7.5 m/s2，滑套恰好不会在棒上滑动
纸压力大小为 ，带动最上面的第1张纸匀速向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ ，纸张与纸 B．若加速度a=6 m/s2，滑套恰好不会在棒上滑动
1
C．若加速度a=10 m/s2，滑套经过t=0.63s会从棒的上端滑出
张之间μ ，重力加速度为g，当打印机正常工作时下列说法中正确的是（ ）
2
D．若加速度a=5 m/s2，滑套经过t=0.63s会从棒的下端滑出
三．实验题（本题共2小题，共14分）．
11．（每空2分，共6分）某同学利用三根完全相同、满足胡克定律的橡皮筋进行“验证力的平行四边形定则”实
验（橡皮筋的形变均在弹性限度内）。在水平木板上固定一张白纸，将绳子打一个结点，用这三根橡皮筋在水平面
A．搓纸轮对1张纸的摩擦力为μ F，方向向右 内沿三个不同方向拉结点，当结点处于静止时，在白纸上标记结点位置为O点，如图所示，记录三根橡皮筋方向并
1
B．第2张与第3张之间的摩擦力大小为2μ mg 测量出它们此时长度分别为l 、l 、l 。请完成下列问题：
2 1 2 3
C．第99张纸与第100张纸之间的摩擦力为μ (mg+F)
2
D．μ 一定大于μ
1 2
8．静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y
和α粒子的质量分别为m 、m 和m ，假设核反应过程中释放的能量全部转化为α粒子和Y核的动能。α粒子在磁场
X Y α
（1）进行不同次实验时， （填“需要”或“不需要”）使O点始终在同一位置。
中运动的半径为R。则（ ）
（2）在本实验中，测得橡皮筋原长均为12.00 cm。当结点静止时，三根橡皮筋的长度不可能是 。
A．衰变方程可表示为
A．l=16.20 cm，l=14.5 cm，l=17.0 cm
1 2 3
B．核反应中释放的核能为（m -m-m ）c2 B．l=15.0 cm，l=13.00 cm，l=13.00 cm
X Y α 1 2 3（3）在某次实验，三根橡皮筋的方向如图所示，保持结点位置与OA段橡皮筋长度、方向不变，保持OB段橡皮筋 汽缸内封闭着一定质量（远小于汽缸的质量）的理想气体，B与水平地面间连有劲度系数 的轻弹簧，A
的方向不变，将OC段橡皮筋缓慢顺时针旋转90°，则在此过程中OB段与OC段橡皮筋的弹力大小变化正确的是
与B的横截面积均为 。当整个装置静止时，活塞B距汽缸底部的高度为 。活塞与汽缸间紧密接触且无
。
摩擦，活塞和汽缸壁的厚度均不计，外界大气压强 ，环境温度不变，弹 簧原长
，取重力加速度大小 。
（1）求刚开始汽缸A静止时内部气体的压强p；
A．OC段橡皮筋弹力先减小后增大
（2）用力从汽缸顶端缓缓上提汽缸A，求活塞B刚要离开A时，弹簧的长度。
B．OC段橡皮筋弹力一直减小
C．OB段橡皮筋弹力一直减小
D．OB段橡皮筋弹力先增大后减小
14（16分）．如图所示，粗糙水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为m=0.4kg的圆环，地面上放一质量
12．（每空2分，共8分）某同学用如图（a）所示装置验证加速度与力的关系。小车通过细绳与钩码相连，固定在
为M=2.5kg的物块，物块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和
小车上的挡光片宽度为d，光电门传感器固定在轨道上，为平衡摩擦力，他们将轨道调整为左高右低。实验时，将
物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为α=37°，β=53°。认为物块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（重力加速
小车从某一位置由静止释放，通过光电门测出挡光片的挡光时间Δt，实验中小车从同一位置由静止释放，记录弹簧
度g=10N/kg，取sin37°=0.6、sin53°=0.8），求：
1
测力计的示数F，改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，测得多组Δt和F。他们在 −F坐标系中，得到 （1）物块对地面的压力大小；
Δt2
（2）地面对物块的摩擦力；
如图（b）所示的点
（3）若其他条件不变，仅M大小可调，为保持系统的平衡，求M的最小值。
（1）实验中钩码的质量 （填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量 15（18分）．如图所示，在足够大的水平地面上有一质量M=2kg 的静止长木板，木板的左端放置一质量m =1kg
1
的物体A，距木板的右端l =3m处放置质量与物体A 相等的另一物体B（物体B底面光滑）。在t=0时刻对物体A
（2）若图像过原点，小车的位移为s，小车的质量为M，请写出 关于F的函数表达式 . 1
Δt2
施加一水平向右的推力F=6N，物体A开始相对长木板滑动，同时给物体B一向右的瞬时初速度v =2m/s，木板与水
0
（3）按照图（b）的点迹描绘图像。
平地面间的动摩擦因数μ =0.05，物体A与木板间的动摩擦因数μ =0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速
1 2
（4）为使上一问的图像过坐标原点，应适当 斜面左侧的高度（填写“减小”或“增大”）
度大小g=10m/s2，物体A、B均可视为质点。求:
四、解答题（本题共3小题，共46分）
（1）t=0时刻长木板的加速度大小；
13（12分）．如图所示，A为竖直放置的导热汽缸，其质量 、高度 ，B为质量 的导热活塞，
（2）若t =3s时物体A、B在木板上相撞，木板的长度L；
1（3）若在t =2.4s 时撤去推力F，试分析物体A、B能否相撞？若能，求A、B两物体从撤去推力F到相撞所用的时
2
间t；若不能，求A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间t。参考答案：
1．B
【详解】由图甲可知，温度为T 的图线中速率大分子占据的比例较大，则说明其对应的平
2
均动能较大，故T 对应的温度较高，故T <T 。由图乙可以看出，随着温度的升高，各种
2 1 2
波长的辐射强度都有增加，辐射强度的极大值向波长较短方向移动，所以有T >T 。
1 2
2．D
【详解】A．根据电荷数和质量数守恒可知X为β粒子，穿透性较强，但不能轻松穿透几厘
米厚的铅板，故A错误；
B．半衰期是统计数据，100个碘129原子在1570万年后不一定还有50个未发生衰变，故
B错误；
C．半衰期不会受外界环境的影响而改变，故C错误；
D．由于衰变过程中有质量亏损，所以碘129原子核的质量大于氙129原子核和X粒子的
总质量，故D正确。
3．C
4．D
【详解】A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的光，只有2种可见光，
分别为从n=4能级向n=2能级跃迁和从n=3能级向n=2能级跃迁，故A错误；
B．当滑片P向a端移动时，施加反向电压，光电流I将减小，故B错误；
C．根据
可知频率越大，遏止电压越大，故a光的频率最大，根据
c
λ=
f
可知频率越大，波长越短，故a光的波长最短，根据
ℎ
p=
λ
可知a光光子动量最大，故C错误；
D．根据氢原子能级图可知氢光谱可见光只有4条，而a光的能量最大，故排除氢原子从
n=6能级向n=2能级跃迁的可能，故a光是氢原子从n=5能级向n=2能级跃迁发出的光，
能量为2.86eV，b光是氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁发出的光，能量为2.55eV，c光
是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁发出的光，能量为1.89eV，故图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有|U −U |≤0.97V
b c
5．C
【详解】其运动过程的 图像如图所示
由于 图像的斜率表示物体加速度， 图像的面积表示物体的位移，则加速度大小分
别为
，
整理有
6．A
【详解】瓦片放在房脊上，相当于物体放在斜面上的模型，如图所示
瓦片重力沿斜面和垂直斜面的分力分别为mgsinθ，mgcosθ。
A．弹力的合力A的重力垂直斜面方向的分力平衡，大小为mgcosθ， 两个侧面弹力大小
相等夹角120度，如图所示
对A的弹力大小为F =F =mgcosθ
N1 N2
B．B对A的作用力与A的重力平衡，故大小等于mg，方向竖直向上。故B错误；
C．A受到重力，两个侧面对它的弹力和两个侧面对它的摩擦力，共5个力，故C错误；D．B对A的最大静摩擦力的合力大小与瓦片沿斜面方向的重力的分力平衡
Fsinθ
max
故D错误。
7．CD
【详解】A．因为是搓纸轮带动第一张向右运动，第1张纸上表面受到搓纸轮施加的静摩
擦力f，方向向右，大小不确定，故A错误；
D．第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力f′，方向向左，即有
f '=μ (mg+F)
2
F为搓纸轮对第1张纸的压力，要让纸张一张一张进入则需满足
f '=μ (mg+F)<μ F
2 1
由题知F≫mg，故必有 ，故D正确；
BC．第2张纸与第3张纸之间的摩擦力及第99张纸与第100张纸之间的摩擦力都是静摩擦
力，根据受力平衡可知，大小均为f '=μ (mg+F)，故B错误，C正确；
2
8．BCD
【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为
❑
4X→A−4Y +4He
z z−2 2
故A错误；
B．此反应中放出的总能量
ΔE=(m −m −m )c2
X Y α
故B正确；
C．核反应前后系统动量守恒，即
m v =m v
Y Y α α
新核和α粒子在磁场中做圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有
mv2
Bqv=
r
联立两式可知核Y和α粒子在磁场中运动的半径之比r 2
Y =
r Z−2
α
α粒子在磁场中运动的半径为R，所以核Y在磁场中运动的半径
2R
r =
Y Z−2
故C正确；
D．核X发生衰变前后，根据能量守恒定律有
1 1
ΔE= m v2+ m v2
2 Y Y 2 α α
又由于
m v =m v
Y Y α α
联立两式整理得核Y的动能
1 m
m v2= α ΔE
2 Y Y m +m
α Y
9．BC
系统运动稳定时，对整体运用牛顿第二定律得
隔离对 分析，有
解得
可知弹簧秤的示数是25N，故A错误，B正确；
CD．在突然撤去 的瞬间，弹簧弹力保持不变，则m 的受力不变，m 的加速度大小仍为
2 2
； 的加速度大小为
故C正确，D错误。10．AD
【详解】AB．设棒以加速度a 向右匀加速时，滑套恰好不在棒上滑动，如图所示
0
则有
Ncosθ=mg，Nsinθ=ma
0
解得
a =gtanθ=7.5m/s2
0
故A正确，B错误；
C．当
a=10m/s2>a
0
时，滑套会沿棒上滑，如图所示
设滑套相对棒的加速度大小为a ，经时间t 滑套滑出直棒，则有
1 1
Ncosθ−mg=ma sinθ
1
Nsinθ=m(a−a cosθ)
1
1
L = a t2
1 2 1 1
解得
a =2m/s2 ，t =1.0s
1 1
故C错误；D．当
a=5m/s2<a
0
时，滑套会沿棒下滑，如图所示
设滑套相对棒的加速度大小为a ，经时间t 滑套滑出直棒，则有
2 2
mg−Ncosθ=ma sinθ
2
Nsinθ=m(a+a cosθ)
2
1
L = a t2
2 2 2 2
解得
❑√10
a =2m/s2 ，t = s≈0.63s
2 2 5
11． 不需要 B AC/CA
1 2s
12． 不需要 = F
Δt2 Md2
增大【详解】（1）[1]实验中小车的受到的合力可以由弹簧测力计读出，因此不需要钩码的质
量远小于小车的质量。
（2）[2]小车通过光电门的速度为v，有
d
v=
Δt
设小车初到光电门的位移为s，有
v2=2as
对小车受力分析，由牛顿第二定律有
F=Ma
整理有
1 2s
= F
Δt2 Md2
图像的斜率为
2s
k=
Md2
可知，斜率与小车质量、小车释放的位置、挡光片的宽度有关，与钩码的质量无关。
故选B。
由之前的分析可知，其关系式为
1 2s
= F
Δt2 Md2
（3）[4]描点连线，其图像如图所示
（4）由上图可知，图线在横轴上有一段正截距，说明当力F在某个值时，小车才运动，据
此可知小车没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，即适当增大斜面左端的高度可以使图像过
坐标原点。
13.（ⅰ）对汽缸受力分析有解得
（ⅱ）设活塞B刚离开汽缸A时内部气体的压强为 ，弹簧的压缩量为 ，有
对活塞B受力分析有
可得
弹簧长度L仍然为原长10CM
14．（1）22N；（2）4N，方向水平向右；（3）1.1kg
【详解】（1）以圆环为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得绳子拉力大小为
以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得
解得支持力
根据牛顿第三定律，可知物块对地面的压力大小22N。
（2）以物块为对象，水平方向根据受力平衡可得
可知地面对物块的摩擦力大小为4N，方向水平向右。
（3）若m、M大小可调，以圆环为对象，可得绳子拉力大小为
以物块为对象，竖直方向根据受力平衡可得解得
水平方向根据受力平衡可得
又
联立可得
解得
15．（1）1m/s2；（2）6m；（3）物体A、B不能相撞，A、B两物体从撤去推力F到
A、B之间距离达到最小时所用的时间为1.8s；
【详解】（1）设t=0时长木板的加速度大小为a ，则对木板，根据牛顿第二定律有
1
μ mg−μ (M+m+m)g=Ma
2 1 1
解得
a =1m/s2
1
（2）设0~3s内，物体A的加速度大小为a ，位移大小为x，物体B的位移大小为x，根
2 1 2
据牛顿第二定律有
F−μ mg=ma
2 2
a =2m/s2
2
物体A的位移大小为
物体B的位移大小为L−l =x −x
1 1 2
解得
（3）t =2.4s时，物块A的速度为
2
v =a t =4.8m/s
A 2 2
物体A的位移为
1
x = a t2=5.76m
A 2 2 2
长木板的速度为
v =a t =2.4m/s
木 1 1
长木板的位移为
1
x = a t2=2.88m
木 2 1 1
物体B的位移为
t =2.4s时，物体B相对长木板的位移恰好满足
2
Δx =x −x =1.92m＜l
1 B 木 1
即B离长木板的最右端的距离为
L −Δx =3m−1.92m=1.08m
1 1
物体A相对长木板的位移
Δs =x −x =2.88m
1 A 木
可知A离长木板右端距离
L−Δs =3.12m
1
设撤去推力F后物体A的加速度大小为a '，根据牛顿第二定律得
2
μ mg=ma '
2 2
解得
a '=4m/s2
2
物体A与木板的共同速度设为v ，则
共
v =v −a 't =v +a t
共 A 2 3 木 1 3
解得
t =0.48s
3
v =2.88m/s
共故在t=2.88s时物体A和长木板达到共同的速度2.88m/s
在t =0.48s时间内，物体A相对长木板的位移为
3
v +v v +v
Δs = A 共t − 木 共t =0.576m
2 2 3 2 3
此时B距离长木板右端距离为
v +v
Δx = 木 共t −v t =0.3072m
2 2 3 0 3
此时物体A到B的距离为
Δs =L−Δs −Δs −Δx =2.2368m
3 1 2 2
由于μ >μ ，此后A与长木板一起开始做匀减速直线运动，加速度大小为
2 1
μ (M+m+m)g 2
a = 1 = m/s2
共 M+m 3
设经过时间t 木板与物体B达到共同速度，则
4
v =v −a t =v
共1 共 共 4 0
解得
t =1.32s
4
故在t =0.6s内A相对物体B位移
4
v +v
Δs = 共 0t −v t =0.5808m
4 2 4 0 4
此时A与B距离为
Δs −Δs =1.656m
3 4
此后B做匀速运动，A与长木板一起做减速运动，不会相撞。
A、B两物体从撤去推力F到A、B之间距离达到最小时所用的时间
t=t +t =1.8s
3 4
