辽中区二高中2021-2022学年高二下学期期末摸底考试
物理试题
一、选择题(本题包括10小题。1-7小题每题4分，只有一项符合题目要求；8-10小题每题6分，每小题有两个或两个以上符合题目要求，少选得3分，错选不得分。共46分)
1．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能EP随分子间距离r变化关系的EP，F-r图像是( )。
A B C D
2．用波长分别为λ1、λ2的两种单色光分别照射a、b两种金属，发现用波长为λ1的光照射a、b都能发生光电效应；用波长为λ2的光照射a能发生光电效应，照射b不发生光电效应。设a、b两种金属的逸出功分别为Wa、Wb，则下列结论正确的是( )。
A．λ1＞λ2，Wa＞Wb； B．λ1＞λ2，Wa＜Wb；
C．λ1＜λ2，Wa＞Wb； D．λ1＜λ2，Wa＜Wb。
3．是的同位素，被广泛应用于生物示踪技术。1 mg的随时间衰变的关系如图所示，4 mg的衰变后还剩0.25 mg经过的天数为( )。
A．14天； B．28天； C．56天； D．112天。
4．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型，如图所示，虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子运动的径迹，α粒子从A到B再到C的过程中，下列说法正确的是( )。
A．动能先增大，后减小；
B．电势能先减小，后增大；
C．电场力先做负功，后做正功，总功为0；
D．加速度先减小，后变大。
5．重力、弹力和摩擦力是常见的几种力。关于重力、弹力和摩擦力的下列说法中正确的是( )。
A．任何有规则形状的物体，其几何中心必与其重心重合；
B．有弹力时，可能同时存在摩擦力；有摩擦力时，一定同时存在弹力；
C．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反；
D．静摩擦力一定比滑动摩擦力大。
6．如图所示，重物G用OA和OB两段等长的绳子悬挂在半圆弧的架子上，B点固定不动，A端由顶点C沿圆弧向D移动，在此过程中，绳子OA上的张力将( )。
A．逐渐变小；
B．逐渐变大；
C．先减小后增大；
D．先增大后减小。
7．如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力FT和斜面的支持力FN分别为(重力加速度为g)( )。
A．FT＝m(gsin θ＋acos θ)，FN＝m(gcos θ－asin θ)；
B．FT＝m(gcos θ＋asin θ)，FN＝m(gsin θ－acos θ)；
C．FT＝m(acos θ＋gsin θ)，FN＝m(gcos θ－asin θ)；
D．FT＝m(asin θ＋gcos θ)，FN＝m(gsin θ－acos θ)。
8．(多选)如图所示，为一物体做直线运动时的图像，但纵坐标表示的物理量未标出。已知物体在前2 s时间内向东运动，则以下判断正确的是( )。
A．若纵坐标表示速度，则物体在4 s内的位移为零；
B．若纵坐标表示速度，则物体在4 s内的加速度大小不变，方向始终向东；
C．若纵坐标表示位移，则物体在4 s内的运动方向始终向东；
D．若纵坐标表示位移，则物体在4 s内的位移为零。
9．(多选)如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止。已知A和B的质量分别为mA、mB，绳与水平方向的夹角为θ，则( )。
A．物体B受到的摩擦力可能为0；
B．物体B受到的摩擦力为mAgcos θ；
C．物体B对地面的压力可能为0；
D．物体B对地面的压力为mBg－mAgsin θ。
10．(多选)一静止的铝原子核俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法正确的是( )。
A．核反应方程为；
B．核反应过程中系统动量守恒；
C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和；
D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致。
二、填空题（11小题8分，12小题6分）
11．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
甲 乙
(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是_________。
(2)本实验采用的科学方法是_________。
A．理想实验法； B．等效替代法；
C．控制变量法； D．建立物理模型法。
(3)实验时，主要的步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上。
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套。
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数。
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F。
E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示。
F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是________和________；
②遗漏的内容分别是__________________和______________________。
12．图甲为“探究加速度与物体所受合外力、物体质量的关系”的实验装置示意图，砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。
(1)如图乙所示为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上O、A、B、C、D、E为六个相邻的计数点(两相邻计数点间还有4个点迹没有画出)，通过测量和计算可知，x1、x2、x3、x4、x5分别为4.50 cm、5.28 cm、6.07 cm、6.85 cm、7.63 cm。则打点计时器打下相邻计数点的时间间隔为________s，根据上述数据，可知小车拖动纸带运动的加速度的测量值为________m/s2(保留2位有效数字)。
(2)实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，在探究外力不变的情况下加速度与质量之间的关系时，用到了小车的加速度a与小车和砝码总质量的倒数关系的图象。以下关于该实验的说法中正确的是( )。
A．需要用天平测量小车和砝码的总质量M；
B．实验需要保证的条件是小车和砝码的总质量远大于砂和砂桶的总质量；
C．实验前需要将固定打点计时器一侧的木板垫高一些，其目的是为了增大小车下滑的加速度；
D．实验时如果没有将固定打点计时器一侧的木板垫高一些，将会导致a-图像不是一条直线。
三、计算题（13小题12分，14小题12分，15小题16分）
13．如图所示，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。（重力加速度大小为g）
14．物体A做匀速运动，速度0＝4 m/s，3 s后，物体B从同一位置与A同方向做匀加速直线运动，0＝0，a＝2 m/s2，求：
(1)B出发后，经过多长时间追上A？
(2)B追上A时，离出发点多远？
(3)追上A之前，A、B之间的最大距离是多少？
15. 如图所示，一长为L的木板静止放在光滑水平面上，木板的左端放置一个可视为质点的物块，木板与物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。某一时刻用外力F水平向右拉物块。(重力加速度为g)求：
(1)欲使物块从木板右端滑出，外力F的取值范围；
(2)当F＝4μmg时，物块在木板上滑动的过程中外力F做的功；
(3)当外力F取何值时，物块从木板右端离开时的速度最小。辽中区二高中2021-2022学年高二下学期期末摸底考试
物理试题
参考答案
一、选择题
1．B。
解析：在平衡位置r0，分子间作用力为0，分子势能最小。故选B。
2．D。
解析：波长为λ1的光子能使两种金属发生光电效应，波长为λ2的光子只能使一种金属发生光电效应，说明λ1＜λ2；波长为λ2的光子不能使b金属发生光电效应，由于hvc＝W0，，说明b金属的逸出功比波长为λ2的光子能量大，所以Wa＜Wb。故选D。
3．C。
解析：由图知半衰期是14天，从4 mg变为0.25 mg需要4个半衰期，因此经历时间为56天。故选C。
4．C。
解析：α粒子受原子核施加的库仑斥力作用，由A到B，库仑力做负功，电势能增大，动能减小，由B到C过程中，库仑力做正功，电势能减小，动能增大，故A、B错误，C正确。在B位置，库仑力最大，加速度最大，故D错误。故选C。
5．B。
解析：物体的重心除了与几何形状有关，还与质量分布有关，所以A错；物体间有弹力存在，还需有相对相对运动运动或运动趋势才能有摩擦力，有摩擦力物体间必然有相互挤压，所以B正确；摩擦力与相对运动趋势或相反，注意是相对接触面的，不一定与相对地面的运动方向相反，比如汽车上的物体随汽车加速时，摩擦力的方向就是与运动方向同向的，所以C错；静摩擦力可在0到最大静摩擦力之间变化，所以D错误。
6．C。
解析：两根绳的合力等于物体的重力，大小和方向都不变，OB绳拉力方向不变。根据平行四边形定则，如右图可知，OA绳上拉力大小先减小后增大，故C正确。
7．A。
解析：小球的受力如图，根据牛顿第二定律，沿斜面方向有，FT－mgsin θ＝macos θ；垂直于斜面方向上有，mgcos θ－FN＝masin θ。解得：FT＝m(gsin θ＋acos θ)，FN＝m(gcos θ－asin θ)，故A正确。
8．AC。
解析：物体在前2 s内向东运动，速度为负，说明向西为正方向。若纵坐标为速度，－t图像与坐标轴包围的面积表示位移，下方面积代表向东的位移，上方向西，因此4 s内的总位移为零，A正确；-t图像的斜率表示加速度，斜率始终为正，说明物体的加速度4 s内一直向西，B错误；若横坐标为位移，x-t图像的斜率表示速度，斜率始终为正，代表物体一直向东运动，C正确；物体一直向西运动，则在4 s内的位移不为零，D错误。
9．BD。
解析：A静止，绳上拉力等于GA；B静止，在水平方向上，B受的摩擦力等于绳向右的分力，即mAgcos θ，故A错误，B正确；B的摩擦力不为零，因此对地面的压力不可能为零，故C错误；在竖直方向上，B对地面的压力为mBg－mAgsin θ，故D正确。
10．ABD。
解析：根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程，故A正确。核反应过程中核力远远大于外力，故系统动量守恒，故B正确。铝原子核俘获质子，相当于完全非弹性碰撞，动能转化为核能，根据质能方程E＝mc2，可判断C错误。由动量守恒可知，m＝28m′，解得′×107 m/s＝3.6×105 m/s，故数量级约为105 m/s，故D正确。故选ABD。
填空题
11．(1)F′。（2分）
(2)B．等效替代法。（2分）
(3)①C（1分）；E（1分）。②在C中未记下两条细绳的方向（1分）；E中未说明应把橡皮条的节点拉到C中所述同一位置O。（1分）
解析：(1)F′是只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其沿AO方向伸长至位置O后，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按力的图示法作出的。根据它的测量和作图过程可知，F′一定沿AO方向。
本实验是一个弹簧测力计使橡皮条形变的大小和方向，与两个弹簧测力计使橡皮条形变的大小和方向相同，即一个力的作用效果，代替了两个力的作用效果，所以是等效替代法。
12．(1)0.12（2分）；0.78(或0.79)。（2分）
(2)AB。（2分）
解析：(1)两相邻计数点间还有4个点迹没有画出，因此两个计数点的时间间隔为5个打点计时器周期，即0.1 s；利用匀变速运动的推论，等时间间隔的位移差，代入数据可得加速度为0.78(或0.79)m/s2。
(2)小车和砝码的总质量M需要用天平测量，A正确，需要小车和砝码的总质量远大于砂和砂桶的总质量，这样小车运动的加速度较小，才可认为绳的拉力等于砂和砂桶的重力，B正确；将木板垫高是为了平衡摩擦力，C错误；如果没有将木板垫高，即未平衡摩擦力，小车受到绳子和摩擦力的合力使其产生加速度，图像将会不过原点，斜率不变，因此D错误。所以正确答案为AB。
三、解答题
13．T0；(p0S＋mg)h。
解析：开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，
根据力的平衡条件有p1S＝p0S＋mg，
根据查理定律＝，
得T1＝T0，
此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积V1和V2分别为：
V1＝SH，
V2＝S(H＋h)，
根据盖－吕萨克定律：＝，
联立上述各式得T2＝T0，
从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸向上运动过程中存在气体对外做的功，有
W＝(p0S＋mg)h。
14．(1)6 s；(2)36 m；(3)16 m。
解析：(1)B追上A时，二者位移相等，即，得tB＝6 s；
(2)将tB代入可得，B追上A时，离出发点xB＝36 m；
(3)A、B距离最远时，应有vA＝vB，最远时B运动的时间，最大距离为。
15．答案 (1)F>2μmg (2)6μmgL (3)3μmg
解析 (1)若物块与木板刚好要发生相对滑动，则有
F＝ma＋μmg
对木板有：μmg＝ma
得F＝2μmg，所以外力F的取值范围为F>2μmg。
(2)当F＝4μmg时，对物块有：F－μmg＝ma1，a1＝3μg
物块做匀加速直线运动，有x1＝a1t2
对木板有：μmg＝ma，a＝μg
木板做匀加速直线运动，有x2＝at2
物块滑出木板时有x1－x2＝L
联立解得t＝，x1＝L
外力F做的功为W＝Fx1＝6μmgL。
(3)设当物块加速度为a2时，从木板右端离开时的速度最小，则由a2t－at＝L得t1＝
有v＝a2t1＝a2＝
当＝即a2＝2a＝2μg时，速度最小
由F－μmg＝ma2
得F＝3μmg。
