山东省滨州市2021-2022学年高二下学期期末模拟物理试卷（1）（word版含答案）

2021-2022学年山东省滨州市高二（下）期末物理模拟试卷（1）
一．选择题（共8小题，满分24分，每小题3分）
1．（3分）在下面关于概念的表述中，选出正确的一项（　　）
A．我们用物体运动的路程与所用时间之比来定义速度
B．﹣3m/s2表示该物体的速度每秒内一定减少了3m/s
C．速度是描述物体位置变化快慢的物理量
D．速度变化量和路程都是标量
2．（3分）下列说法中正确的是（　　）
A．压缩气体需要力表明气体分子间存在斥力
B．某物体温度高，组成该物体的分子速率一定大
C．已知水蒸气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以计算出一个水分子的体积
D．一定质量的理想气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
3．（3分）如图， 缸倒挂在天花板上， 光滑的活塞密封一定量 体。活塞下悬挂一个沙漏，保持温度不变，当沙 缓缓漏出时（　　）
A． 体的压强变大，体积变大
B． 体的压强变大，体积变小
C． 体的压强变小，体积变大
D． 体的压强变小，体积变小
4．（3分）如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图象如图丙。下列说法正确的是（　　）
A．阴极K的逸出功为6.75eV
B．氢原子跃迁时共发出4种频率的光
C．保持入射光不变，向右移动滑片P，电流表示数一定变大
D．光电子最大初动能与入射光的频率成正比
5．（3分）如图所示为LC电路产生电磁振荡的一个循环过程。从图中状态（a）开始，经过一个周期又回到初始态（e），则对于方框中三个状态在该周期中出现的先后顺序正确的是（　　）
A．①②③ B．③②① C．③①② D．②①③
6．（3分）如图所示，两轻弹簧a、b悬挂同一小球使其处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成θ＝30°角，b弹簧水平，已知a、b的劲度系数和原长均相等，则下列说法正确的是（　　）
A．a、b两弹簧的伸长量之比为：1
B．a、b两弹簧对小球的作用力方向竖直向下
C．若保持θ不变，将b的右端缓慢上移，则b的伸长量先减小后增大
D．若保持θ不变，将b的右端缓慢上移，则a的伸长量可能不变
7．（3分）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数为10A
B．t＝0.02s时，R两端的电压为零
C．线圈转动的角速度为100πrad/s
D．t＝0.02s时，穿过线圈的磁通量最大
8．（3分）如图甲所示，倾角为α的斜面固定在水平地面上，斜面上一木块受到与斜面底边平行的力F的作用，当力F逐渐增大时，木块所受的摩擦力f和力F的大小关系如图乙所示。若木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，图中f1、f2、F1均为已知量，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．木块的质量可表示为
B．木块与斜面间的动摩擦因数可表示为tanα
C．F小于F1时木块所受的摩擦力与斜面底边垂直且沿斜面向上
D．F大于F1后木块做直线运动
二．多选题（共4小题，满分16分，每小题4分）
9．（4分）一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其﹣t的图象如图所示，则（　　）
A．质点做匀加速直线运动，加速度为1.0m/s2
B．质点在1s末速度为3m/s
C．质点在第1s内的平均速度2m/s
D．质点做匀速直线运动，速度为1.0m/s
10．（4分）一定质量的理想气体从状态a经半圆弧abc，再从状态c回到原状态，已知b是半圆弧的最低点，直线ac平行于T轴，其p﹣T图象如图。下列说法正确的是（　　）
A．在过程ab中气体一定吸热
B．在过程bc中气体可能吸热
C．在过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放出的热量
D．在a、b、c三个状态中，状态c气体内能最大
E．在a、b、c三个状态中，状态b分子的平均动能最小
11．（4分）如图是某环境温度监测电路，理想变压器的原、副线圈匝数比为5：1，原线圈接u＝220sin100πt（V）交变电流，副线圈接温度监测电路，热敏电阻Rt阻值随温度升高而降低，当电流超过某值时，会触发报警器R0。下列说法正确的有（　　）
A．副线圈交变电流频率为10Hz
B．R0报警时，说明环境温度升高
C．环境温度升高时，变压器输入功率增大
D．当t＝s时，交流电压表的读数为22V
12．（4分）小球A从距地面高为H处自由释放，同时小球B从地面以初速度v0竖直向上抛出，A、B两球在空中相遇。不计空气阻力，已知重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　）
A．若A、B相遇时速率相等，则v0＝
B．经t＝时间，A、B相遇
C．若≤v0＜，则A与B相遇在B下降途中
D．若≤v0＜，则A与B相遇在B上升途中
三．实验题（共6小题，满分60分）
13．（6分）贾同学用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时所遵循的规律。实验装置如图甲所示，用活塞和注射器外筒封闭一定量的气体，其压强可由左侧的压强传感器测得。
（1）有关该实验的说法，正确的是 　 　（多选）。
A.实验时注射器必须水平放置
B.需用控制变量法研究气体的变化规律
C.注射器内部的横截面积的具体数据必须测出
D.注射器旁的刻度尺的刻度只要均匀即可，无须标注单位
（2）进行实验操作时，推拉活塞不能过快，其原因是 　 　。
A.防止封闭气体的质量发生改变
B.防止封闭气体的温度发生改变
（3）贾同学首先在实验室Ⅰ进行了实验，下表为记录的实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，记录错误的是 　 　（填错误数据对应的实验序号）。
实验序号 1 2 3 4 5
封闭气柱的长度L/cm 12.00 11.00 10.00 9.00 8.00
封闭气柱的压强p/（×105Pa） 1.00 1.09 1.20 1.33 1.90
（iv）贾同学利用同一装置对同一封闭气体在另一温度稍高的实验室Ⅱ进行了实验，根据实验室Ⅰ、Ⅱ记录的数据用正确的方法作出的图像如图乙所示，根据实验室Ⅱ记录的数据作出的图像应为 　 　（填“①”或“②”）。
14．（8分）疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究，就地取材设计了如下实验，同时测量当地重力加速度的大小、物块与木板间的动摩擦因数。实验步骤如下：
（i）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。
（ii）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端由静止释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
（iii）该同学选取部分实验数据，画出了vD2＝1m/s图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6m/s2。
（iv）再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。
回答以下问题：
（1）当木板的倾角为37°时，所绘图像如图乙所示。已读出图线上距离较大的两点对应的坐标：B→C→D→E→D、WG＝mgH，利用A、B两点数据得到测量参考点到木板顶端的距离为 　 　m。（结果保留2位有效数字）
（2）进一步分析得到当地的重力加速度大小为 　 　m/s2；小物块与木板间的动摩擦因数为 　 　。（结果保留2位有效数字，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80）
15．（8分）某一静止的放射性原子核X发生α衰变，若该衰变过程释放的核能都转为α粒子和新核Y的动能，且衰变过程中的质量亏损为△m．已知光在真空中的传播速度为c，涉及动量问题时，亏损的质量可不计。
（1）写出该α衰变的核反应方程；
（2）若放射性原子核X的半衰期为4天，求经过8天4gX剩下的质量；
（3）求α粒子衰变后的动能。
16．（10分）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1：n2＝3：1，原线圈电路中接有量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干“6V、6W”的相同灯泡，不计灯丝电阻随温度变化。输入端交变电压u的图象如图乙所示。求：
（1）求图甲中电压表的读数；
（2）要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；
（3）为满足第（2）问要求，求可变电阻R应调到的电阻值；
（4）当R＝1Ω时，接入多少个灯泡使所有灯泡的总功率最大？最大为多少？
17．（13分）如图所示，一竖直放置的汽缸内上下两活塞（质量均可忽略不计）A、B之间封闭一定质量的理想气体，汽缸顶部竖直连接有横截面积为汽缸横截面积的足够长圆筒，圆筒上端与大气相通，活塞A上方的汽缸和圆筒内均装有水银，活塞B固定。当汽缸内气柱长l0＝13cm时，水银柱的高度分别为H＝8cm和h＝5cm。两活塞与筒壁间的摩擦不计，外界大气压始终为p0＝75cmHg，环境的热力学温度T0＝330K。求：
（1）解除活塞B的固定，并用力缓慢推活塞B，若汽缸内气体温度不变，当水银刚好完全进入圆筒时，汽缸内气柱的长度l；
（2）若保持活塞B不动而给气体加热，当水银刚好完全进入圆筒时，汽缸内气体的热力学温度T。
18．（15分）如图所示，A、B两物体相距s＝7m时，A在水平拉力和摩擦力作用下，正以vA＝4m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时正以vB＝10m/s的速度向右匀减速运动，加速度a＝﹣2m/s2，试求：
（1）A追上B之前它们相距最远时的距离；
（2）A追上B所经历时间。
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题，满分24分，每小题3分）
1．（3分）在下面关于概念的表述中，选出正确的一项（　　）
A．我们用物体运动的路程与所用时间之比来定义速度
B．﹣3m/s2表示该物体的速度每秒内一定减少了3m/s
C．速度是描述物体位置变化快慢的物理量
D．速度变化量和路程都是标量
【解答】解：A、我们用物体运动的位移与所用时间之比来定义速度，故A错误；
B、初速度的方向不确定，不能确定物体做加速运动还是减速运动；若初速度为负值，则该物体的速度每秒内一定增加了3m/s；若初速度为正值，则该物体的速度每秒内一定减小了3m/s，故B错误；
C、速度是用来描述物体位置变化快慢的物理量，故C正确；
D、速度变化量是方向的，是矢量，路程是标量，故D错误。
故选：C。
2．（3分）下列说法中正确的是（　　）
A．压缩气体需要力表明气体分子间存在斥力
B．某物体温度高，组成该物体的分子速率一定大
C．已知水蒸气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以计算出一个水分子的体积
D．一定质量的理想气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
【解答】解：A、压缩气体需要力是因为气体压强的作用，因为气体分子间距离较大，超过了分子直径的10倍，分子力较弱，一般忽略不计，故A错误；
B、温度是分子平均动能的标志，某物体的温度高，则该物体分子的平均动能大，但是动能还与分子的质量有关，如果组成这个物体的分子质量大，则该物体分子的平均速率就比较小，故B错误；
C、因为气体的分子间距离较大，所以不能计算出气体分子的体积大小，所以水蒸气的摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值等于一个水蒸气分子的活动空间所占据的体积，并不是一个水分子的体积，故C错误；
D、气体的压强是由于气体分子对器壁频繁持续的碰撞产生的，一定质量的理想气体体积不变时，温度越高，根据理想气体状态方程可知，气体压强越大。所以单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多，故D正确。
故选：D。
3．（3分）如图， 缸倒挂在天花板上， 光滑的活塞密封一定量 体。活塞下悬挂一个沙漏，保持温度不变，当沙 缓缓漏出时（　　）
A． 体的压强变大，体积变大
B． 体的压强变大，体积变小
C． 体的压强变小，体积变大
D． 体的压强变小，体积变小
【解答】解：设活塞和沙漏的重力为G，活塞横截面积为S，外界大气压强为p0；
则封闭气体压强：p＝p0﹣，
沙桶缓缓漏沙时，G减小，封闭气体压强变大，由于气体的温度不变，根据玻意耳定律可得：pV＝C
由于气体压强增大，则气体体积变小，故B正确、ACD错误。
故选：B。
4．（3分）如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图象如图丙。下列说法正确的是（　　）
A．阴极K的逸出功为6.75eV
B．氢原子跃迁时共发出4种频率的光
C．保持入射光不变，向右移动滑片P，电流表示数一定变大
D．光电子最大初动能与入射光的频率成正比
【解答】解：A、大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出频率最高的光子是对应着从n＝4到n＝1的跃迁，频率最高光子的能量为hvm＝E4﹣E1＝﹣0.85eV﹣（﹣13.6eV）＝12.75eV，由图可知辐射光电子的最大初动能为6eV，根Ekm＝hv﹣W可知，金属的逸出功W＝12.75eV﹣6eV＝6.75eV，故A正确；
B、从n＝4到低能级的跃迁中能辐射出6种不同频率的光子，其中光子能量大于6.75eV的跃迁有：
n＝2到n＝1的跃迁，辐射光子的能量为﹣3.4eV﹣（﹣13.6eV）＝10.2eV；
n＝3到n＝1的跃迁，辐射光子的能量为﹣1.51eV﹣（﹣13.6eV）＝12.09eV；
n＝4到n＝1的跃迁，辐射光子的能量为﹣0.85eV﹣（﹣13.6eV）＝12.75eV；
其余跃迁光子能量小于6.75eV：
n＝4到n＝2的跃迁，辐射光子的能量﹣0.85eV﹣（﹣3.4eV）＝2.55eV；
所以各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有3种频率的光能产生光电流，故B错误；
C、保持入射光不变，向右移动滑片P，则光电管两端电压增大，由于不明确两端电压是否为正向电压，故电流表示数不一定增大，故C错误；
D、根据爱因斯坦光电效应方程可知，Ekm＝hv﹣W，光电子最大初动能随入射光的频率的增大而增大，但不成正比，故D错误。
故选：A。
5．（3分）如图所示为LC电路产生电磁振荡的一个循环过程。从图中状态（a）开始，经过一个周期又回到初始态（e），则对于方框中三个状态在该周期中出现的先后顺序正确的是（　　）
A．①②③ B．③②① C．③①② D．②①③
【解答】解：开始时，电流是从电容器的正极流向电容器的负极，根据安培定则线圈中磁场的方向向上，所以a图后的第一个图是③；放电结束后电容器反向充电，上极板带负电，当电容器充电完毕时，电流为零，为①图；接着电容器反向放电，电流方向与之前相反，根据安培定则线圈中磁场的方向向下，为②图；最后电容器充电回到初状态e。在电磁振荡中，电磁振荡过程如下图所示，故ABD错误，C正确。
故选：C。
6．（3分）如图所示，两轻弹簧a、b悬挂同一小球使其处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成θ＝30°角，b弹簧水平，已知a、b的劲度系数和原长均相等，则下列说法正确的是（　　）
A．a、b两弹簧的伸长量之比为：1
B．a、b两弹簧对小球的作用力方向竖直向下
C．若保持θ不变，将b的右端缓慢上移，则b的伸长量先减小后增大
D．若保持θ不变，将b的右端缓慢上移，则a的伸长量可能不变
【解答】解：对小球受力分析，受到重力和两个弹簧的弹力，如图所示，
根据平衡条件，有：＝sin30°＝，根据胡克定律，有：F1＝k1x1，F2＝k2x2，a、b两弹簧的伸长量之比为1：2，故A错误；
B、由于小球受力平衡，两弹簧弹力的合力与重力等大反向，两弹簧的作用力即两弹簧弹力的合力，方向竖直向上，故B错误；
CD、保持a弹簧与竖直方向的夹角不变，将b弹簧的右端缓慢上移，即小球仍处于平衡状态，作出三力所在的三角形如图所示：
由力的矢量三角形可知，b弹簧的弹力先减小后增大，a弹簧的弹力一直减小，故此过程中，b弹簧的伸长量先减小后增大，a弹簧的伸长量一直减小，故C正确，D错误。
故选：C。
7．（3分）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数为10A
B．t＝0.02s时，R两端的电压为零
C．线圈转动的角速度为100πrad/s
D．t＝0.02s时，穿过线圈的磁通量最大
【解答】解：A、由题图乙可知交流电电流的最大值是，周期T＝0.02s，由于电流表的示数为有效值，故示数I＝，故A错误；
B、电压表测量的是交流电的有效值，故任意时刻电压表的示数为U＝IR，故B错误
C、线圈转动的角速度为ω＝，故C正确；
D、0.02s时线圈中的感应电流最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，磁通量为0，故D错误；
故选：C。
8．（3分）如图甲所示，倾角为α的斜面固定在水平地面上，斜面上一木块受到与斜面底边平行的力F的作用，当力F逐渐增大时，木块所受的摩擦力f和力F的大小关系如图乙所示。若木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，图中f1、f2、F1均为已知量，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．木块的质量可表示为
B．木块与斜面间的动摩擦因数可表示为tanα
C．F小于F1时木块所受的摩擦力与斜面底边垂直且沿斜面向上
D．F大于F1后木块做直线运动
【解答】解：A、将木块所受重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面方向的两个分力，木块在斜面平面内的受力有：沿斜面向下的下滑分力mgsinα、水平方向的力F和斜面给木块的静摩擦力，根据平衡条件得：f＝，当F＝0时，由题图乙可知：f1＝mgsinα，所以木块的质量：m＝，故A错误；
B、当木块刚要运动时，静摩擦力达到最大静摩擦力，有：f2＝μmgcosα，则：μ＝，又：m＝，所以：μ＝，故B正确；
C、F小于F1时，摩擦力小于最大静摩擦力，则木块保持静止状态，静摩擦力方向与F和重力的下滑分力mgsinα的合力方向相反，不与斜面底边垂直，故C错误；
D、F大于F1后木块将运动，所受滑动摩擦力方向与木块运动方向相反，不会改变速度方向；重力下滑分力mgsinα大小不变，但力F一直增大，所以F与重力下滑分力mgsinα的合力方向不断变化，造成其方向与速度方向不在一条直线上，木块做曲线运动，故D错误。
故选：B。
二．多选题（共4小题，满分16分，每小题4分）
9．（4分）一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其﹣t的图象如图所示，则（　　）
A．质点做匀加速直线运动，加速度为1.0m/s2
B．质点在1s末速度为3m/s
C．质点在第1s内的平均速度2m/s
D．质点做匀速直线运动，速度为1.0m/s
【解答】解：AD、由图得＝（1+t）m/s，根据匀变速运动的位移公式x＝v0t+at2，得＝v0+at，对比可得＝1m/s2，则质点的加速度为a＝2m/s2，初速度为v0＝1m/s，则知质点的加速度不变，质点做匀加速直线运动，加速度为2m/s2，故AD错误：
B、质点做匀加速直线运动，在1s末速度为 v＝v0+at＝（1+2×1）m/s＝3m/s，故B正确；
C、质点在第1s内的平均速度为＝＝m/s＝2m/s，故C正确。
故选：BC。
10．（4分）一定质量的理想气体从状态a经半圆弧abc，再从状态c回到原状态，已知b是半圆弧的最低点，直线ac平行于T轴，其p﹣T图象如图。下列说法正确的是（　　）
A．在过程ab中气体一定吸热
B．在过程bc中气体可能吸热
C．在过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放出的热量
D．在a、b、c三个状态中，状态c气体内能最大
E．在a、b、c三个状态中，状态b分子的平均动能最小
【解答】解：A、在ab过程中气体压强p减小温度T升高，由理想气体状态方程＝C可知，气体体积V增大，气体对外做功，W＜0，气体温度升高内能增大，△U＞0，由热力学第一定律△U＝W+Q可知，Q＝△U﹣W＞0，气体从外界吸收热量，故A正确；
B、在bc过程中，气体压强p增大，温度T升高，气体内能增大，△U＞0，由图示图象p﹣T图象可知，图线上点与坐标原点连线的斜率增大，气体体积V减小，外界对气体做功，W＞0，气体有可能吸热也有可能放热，故B正确；
C、在过程ca中，压强p不变，温度T降低，气体内能减小，△U＜0，由理想气体状态方程＝C可知，气体体积V减小，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律△U＝W+Q可知，Q＝△U﹣W＜0，气体向外界放出热量，故C错误；
D、一定量的理想气内能由温度决定，温度越高气体内能越大，由图示图象可知，状态c的温度最高，状态c的内能最大，故D正确；
E、由图示图象可知，a、b、c三个状态中，状态a的温度最低，分子平均动能最小，故E错误。
故选：ABD。
11．（4分）如图是某环境温度监测电路，理想变压器的原、副线圈匝数比为5：1，原线圈接u＝220sin100πt（V）交变电流，副线圈接温度监测电路，热敏电阻Rt阻值随温度升高而降低，当电流超过某值时，会触发报警器R0。下列说法正确的有（　　）
A．副线圈交变电流频率为10Hz
B．R0报警时，说明环境温度升高
C．环境温度升高时，变压器输入功率增大
D．当t＝s时，交流电压表的读数为22V
【解答】解：A、原线圈接u＝220sin100πt（V）交变电流，则有：ω＝2πf＝100π，解得交变电流频率为f＝50Hz，变压器变压不改变频率，则副线圈交变电流频率为50Hz，故A错误；
B、R0报警时，说明副线圈所在的电路电流增大、则总电阻减小，由于热敏电阻Rt阻值随温度升高而降低，所以R0报警时，说明环境温度升高，故B正确；
C、环境温度升高时，副线圈所在电路的总电阻减小、总电流增大，由于原线圈电压不变且匝数比不变，则副线圈两端电压不变，变压器输出功率增大，根据理想变压器输入功率取决于输出功率且相等，所以变压器输入功率增大，故C正确；
D、原线圈电压有效值为：U1＝＝V＝220V，电压表的读数为副线圈两端的电压有效值，根据变压器的电压之比等于匝数之比可得：＝，解得：＝V＝44V，故D错误。
故选：BC。
12．（4分）小球A从距地面高为H处自由释放，同时小球B从地面以初速度v0竖直向上抛出，A、B两球在空中相遇。不计空气阻力，已知重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　）
A．若A、B相遇时速率相等，则v0＝
B．经t＝时间，A、B相遇
C．若≤v0＜，则A与B相遇在B下降途中
D．若≤v0＜，则A与B相遇在B上升途中
【解答】解：
A、A球和B球相对运动，若相遇时速率相等，则可将整个运动等效看做单个物体的自由落体运动的两段运动
则：
解得：，故A错误；
B、由于A球做自由落体运动，B球向上做加速度为g的匀减速直线运动。则：
①
②
由①+②可得：H＝v0t1，则，故B正确；
CD、若B球正好运动到最高点时相遇，则B速度减为零所用的时间为：③
A、B的运动恰好对称、位移大小相等，恰好在中间位置相遇，则：④
由③④联立可得：速度临界值
当时，B球处于下降状态时相遇
当时，B球处于上升状态时相遇
若 A、B两球落地瞬间相遇，则：，解得：
即两球能在空中相遇的初速度最小值，则C正确，D错误。
故选：BC。
三．实验题（共6小题，满分60分）
13．（6分）贾同学用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时所遵循的规律。实验装置如图甲所示，用活塞和注射器外筒封闭一定量的气体，其压强可由左侧的压强传感器测得。
（1）有关该实验的说法，正确的是 　BD　（多选）。
A.实验时注射器必须水平放置
B.需用控制变量法研究气体的变化规律
C.注射器内部的横截面积的具体数据必须测出
D.注射器旁的刻度尺的刻度只要均匀即可，无须标注单位
（2）进行实验操作时，推拉活塞不能过快，其原因是 　B　。
A.防止封闭气体的质量发生改变
B.防止封闭气体的温度发生改变
（3）贾同学首先在实验室Ⅰ进行了实验，下表为记录的实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，记录错误的是 　5　（填错误数据对应的实验序号）。
实验序号 1 2 3 4 5
封闭气柱的长度L/cm 12.00 11.00 10.00 9.00 8.00
封闭气柱的压强p/（×105Pa） 1.00 1.09 1.20 1.33 1.90
（iv）贾同学利用同一装置对同一封闭气体在另一温度稍高的实验室Ⅱ进行了实验，根据实验室Ⅰ、Ⅱ记录的数据用正确的方法作出的图像如图乙所示，根据实验室Ⅱ记录的数据作出的图像应为 　①　（填“①”或“②”）。
【解答】解：（1）A.实验时注射器不必保持水平放置，气体压强由传感器直接读出，故A错误；
B.气体状态参量有p、V、T，故需用控制变量法研究气体的变化规律，故B正确；
C.注射器内部的横截面积固定不变，体积与气柱长度成正比，故具体数据不必测出，故C错误；
D.注射器旁的刻度尺的刻度只要均匀即可确定体积变化，故无须标注单位，故D正确。
故选BD.
（2）进行实验操作时，不能推拉活塞过快，其原因是防止封闭气体的温度发生改变，B正确。
故选B.
（3）由理想气体状态方程可得
发生等温变化时，气体压强与体积成正比，第5组数据气柱压强偏差较大，故记录错误的是5.
（iv）由理想气体状态方程可得
p＝CT＝，实验室Ⅱ温度较高，p﹣图线斜率较大，故根据实验室Ⅱ记录的数据作出的图像应为①.
故答案为：（1）BD；（2）B；（3）5；（iv）①
14．（8分）疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究，就地取材设计了如下实验，同时测量当地重力加速度的大小、物块与木板间的动摩擦因数。实验步骤如下：
（i）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。
（ii）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端由静止释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。
（iii）该同学选取部分实验数据，画出了vD2＝1m/s图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6m/s2。
（iv）再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。
回答以下问题：
（1）当木板的倾角为37°时，所绘图像如图乙所示。已读出图线上距离较大的两点对应的坐标：B→C→D→E→D、WG＝mgH，利用A、B两点数据得到测量参考点到木板顶端的距离为 　0.017　m。（结果保留2位有效数字）
（2）进一步分析得到当地的重力加速度大小为 　9.3　m/s2；小物块与木板间的动摩擦因数为 　0.33　。（结果保留2位有效数字，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80）
【解答】解：（1）设物块过测量参考点时速度的大小为v0，根据位移﹣时间关系可得
L＝v0t+
则
＝2v0+at
当t＝0时速度即为参考点的速度，根据图可得截距为0.65m/s，则
v0＝0.325m/s
图象的斜率表示加速度，则有
k＝a＝×10﹣2m/s2＝3.125m/s2
由速度﹣位移公式得
s＝＝m＝0.017m
（2）木板的倾角为53°，小物块加速度大小为a0＝5.6m/s2，对小物块根据牛顿第二定律可得
mgsin53°﹣μmgcos53°＝ma0
当倾角为37°时，有
mgsin37°﹣μmgcos37°＝ma
联立解得
g＝9.3m/s2
μ≈0.33
故答案为：（1）0.017；（2）9.3，0.33
15．（8分）某一静止的放射性原子核X发生α衰变，若该衰变过程释放的核能都转为α粒子和新核Y的动能，且衰变过程中的质量亏损为△m．已知光在真空中的传播速度为c，涉及动量问题时，亏损的质量可不计。
（1）写出该α衰变的核反应方程；
（2）若放射性原子核X的半衰期为4天，求经过8天4gX剩下的质量；
（3）求α粒子衰变后的动能。
【解答】解：（1）α粒子的质量数为4，电荷数为2，是氦核，根据核反应过程中的质量数守恒与电荷数守恒可得：→
（2）经过8天，即经过2个半衰期，则剩余的质量：m＝g
（3）衰变过程中动量守恒，因此根据动量守恒定律有：0＝MYvY﹣MHevHe…①
根据能量守恒有：…②
解以上方程可得：。
放出的α粒子的初动能：。
答：（1）该α衰变的核反应方程是→；
（2）若放射性原子核X的半衰期为4天，经过8天4gX剩下的质量是1g；
（3）α粒子衰变后的动能为。
16．（10分）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1：n2＝3：1，原线圈电路中接有量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干“6V、6W”的相同灯泡，不计灯丝电阻随温度变化。输入端交变电压u的图象如图乙所示。求：
（1）求图甲中电压表的读数；
（2）要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；
（3）为满足第（2）问要求，求可变电阻R应调到的电阻值；
（4）当R＝1Ω时，接入多少个灯泡使所有灯泡的总功率最大？最大为多少？
【解答】解：（1）根据图象可得原线圈电压的最大值U1m＝27V
其有效值为U1＝V＝27V
根据n1：n2＝U1：U2
代入数据后可得：U2＝9V
所以图甲中电压表的读数为9V；
（2）设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2
为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值为3A
根据U1I1＝U2I2
代入数据后可得：I2＝9A
正常发光时每个灯泡中电流为I灯＝＝1A
所以允许接入的灯泡个数为n＝＝9盏；
（3）可变电阻两端电压为UR＝U2﹣U灯＝3V
可变电阻阻值为R变＝＝；
（4）每个灯泡的电阻RL＝＝6Ω
将R看成等效电源内阻r＝R＝1Ω，当所有灯泡的总电阻等于r时，所有灯泡的总功率最大，
设此时灯泡为N盏，即＝r
解得：N＝6盏
最大功率为Pmax＝＝W＝20.25W。
答：（1）图甲中电压表的读数9V；
（2）电路中最多允许接入的灯泡个数9；
（3）为满足第（2）问要求，可变电阻R应调到的电阻值为；
（4）当所有灯泡的总功率最大时接入的灯泡为6个，最大功率为20.25W。
17．（13分）如图所示，一竖直放置的汽缸内上下两活塞（质量均可忽略不计）A、B之间封闭一定质量的理想气体，汽缸顶部竖直连接有横截面积为汽缸横截面积的足够长圆筒，圆筒上端与大气相通，活塞A上方的汽缸和圆筒内均装有水银，活塞B固定。当汽缸内气柱长l0＝13cm时，水银柱的高度分别为H＝8cm和h＝5cm。两活塞与筒壁间的摩擦不计，外界大气压始终为p0＝75cmHg，环境的热力学温度T0＝330K。求：
（1）解除活塞B的固定，并用力缓慢推活塞B，若汽缸内气体温度不变，当水银刚好完全进入圆筒时，汽缸内气柱的长度l；
（2）若保持活塞B不动而给气体加热，当水银刚好完全进入圆筒时，汽缸内气体的热力学温度T。
【解答】解：汽缸顶部竖直连接有横截面积为汽缸横截面积的圆筒，
当水银刚好完全进入圆筒时，圆筒内水银柱的高度：h′＝h+3H＝5cm+3×8cm＝29cm
汽缸内封闭气体初状态的压强：p1＝p0+p（H+h）＝（75+8+5）cmHg＝88cmHg
气体末状态的压强：p2＝p0+ph′＝（75+29）cmHg＝104cmHg，设汽缸的横截面积为S，
（1）气体温度不变，由玻意耳定律得：p1l0S＝p2lS
代入数解得：l＝11cm
（2）气体初状态的温度T1＝T0＝330K，体积V1＝l0S＝13S，气体末状态压强p3＝p2＝104cmHg，
气体末状态的体积V3＝（l0+H）S＝（13+8）S＝21S，由理想气体状态方程得：
代入数据解得：T＝630K
答：（1）汽缸内气柱的长度l是11cm；
（2）汽缸内气体的热力学温度T是630K。
18．（15分）如图所示，A、B两物体相距s＝7m时，A在水平拉力和摩擦力作用下，正以vA＝4m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时正以vB＝10m/s的速度向右匀减速运动，加速度a＝﹣2m/s2，试求：
（1）A追上B之前它们相距最远时的距离；
（2）A追上B所经历时间。
【解答】解：（1）当两物体速度相等时，它们相距最远，设经过时间t1两物体共速，则有vA＝vB+at1
代入数据解得t1＝3s
物体B的位移为xB＝vBt1+at12＝10×3m+×（﹣2）×32m＝21m
物体A的位移为xA＝vAt1＝4×3m＝12m
则两物体相距最远时的距离为Δx＝xB﹣xA+s＝21m﹣12m+7m＝16m
（2）设物体B停止运动需要的时间为t，则有t＝＝s＝5s
在这段时间内，物体B的位移为xB′＝t＝m＝25m
物体A的位移为xA′＝vAt＝4×5m＝20m
这时A、B之间的距离为Δx′＝xB′﹣xA′+s＝25m﹣20m+7m＝12m
则物体A追上物体B还需的时间为t′＝＝s＝3s
故物体A追上物体B所经历的时间为t总＝t+t′＝5s+3s＝8s
答：（1）A追上B之前两者之间的最大距离为16m；
（2）A追上B所用的时间为8s．