湖南省长沙市长郡中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题
1．（2024高二下·天心期末）2021年3月23日，考古工作者对三星堆遗址新发现的6个“祭祀坑”的73份碳屑样本使用年代检测方法进行分析，初步判定其中4号坑最有可能属于商代晚期。发生的是β衰变，半衰期年。则下列说法正确的是（ ）
A．发生β衰变产生的新核是
B．释放的β射线，就是核外电子
C．10个原子核经过5730年一定有5个发生了衰变
D．随着全球变暖，生物体中的衰变会加快
2．（2024高二下·天心期末）下列关于分子动理论的说法正确的是（ ）
A．物体温度升高，物体内每一个分子的运动速率都变大
B．布朗运动就是分子的无规则运动
C．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙
D．只有气体和液体有扩散现象，固体没有
3．（2024高二下·天心期末）下列关于固体和液体性质的说法正确的是（ ）
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力
C．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
D．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分
4．（2024高二下·天心期末）2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道后离开火箭。如图所示，鹊桥二号进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（ ）
A．离开火箭时速度大于地球的第二宇宙速度
B．在捕获轨道运行的周期大于24小时
C．在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
D．经过A点的加速度比经过B点时大
5．（2024高二下·天心期末）如图所示，用三根轻质细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂，两小球处于静止状态时，细线a与竖直方向的夹角为37°，细线c水平，已知两个小球的质量分别为和，重力加速度为g，取，，下列说法正确的是（ ）
A．细线a的拉力大小为5mg B．细线c的拉力大小为4mg
C．细线b的拉力大小为4mg D．细线b与竖直方向的夹角为53°
6．（2024高二下·天心期末）如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，进站前连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离等于RS间距离，RS段的平均速度是12m/s，ST段的平均速度是6m/s，则公交车经过S点时的瞬时速度为（ ）
A．11m/s B．10m/s C．9m/s D．8m/s
7．（2024高二下·天心期末）自热锅因其便于加热和方便携带，越来越受到户外驴友的欢迎。自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，能在15分钟内迅速加热食品。自热锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸，对于这种现象下列说法正确的是（ ）
A．自热锅爆炸前，锅内气体温度升高
B．自热锅爆炸前，锅内气体内能增加
C．自热锅爆炸时，锅内气体温度升高
D．自热锅爆炸时，锅内气体内能增加
8．（2024高二下·天心期末）如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（ ）
A．从能级跃迁到能级时，电子的动能会变大，原子的电势能会减小
B．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会吸收光子
C．一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线
D．用能量为13.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子发生能级跃迁
9．（2024高二下·天心期末）甲、乙两车（均可视为质点）在平直公路上沿两平行车道同向行驶，两车运动的v-t图像如图所示。已知t=0时甲车在乙车前面30m处，在t=6s时两车恰好相遇。下列说法正确的是（ ）
A．图中t1时刻两车相距最近 B．图中t1等于
C．图中的v2与v1之差等于16m/s D．乙车比甲车的加速度大3m/s2
10．（2024高二下·天心期末）某兴趣小组想要运用所学力学知识进行实践研究，他们找到起重吊车的结构图，画出简化结构如图所示，AB是固定杆不可转动，B端有一光滑定滑轮；轻杆CD可绕C端自由转动，D端系着两条轻绳，一条轻绳跨过B端定滑轮连接质量为m的重物，另一轻绳缠绕在电动机转轴O上，通过电动机的牵引控制CD杆的转动从而控制重物的起落。图中所示位置两杆处于同一竖直面内，OD绳沿竖直方向，，，重力加速度大小为g，则（ ）
A．AB杆受到绳子的作用力大小为，方向不一定沿AB杆
B．CD杆受到绳子的作用力大小为，方向一定沿CD杆
C．当启动电动机使重物从图示位置开始缓慢上升时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐增大
D．当启动电动机使重物从图示位置开始缓慢下降时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐减小
11．（2024高二下·天心期末）某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则，该同学的实验步骤为：
①在竖直木板上铺上白纸，木板上固定两个光滑的定滑轮，两个物块通过轻绳被弹簧测力计拉住而处于静止状态，O为OA、OB、OC三根轻绳的结点，此时弹簧测力计读数如图乙所示，则 N；
②此实验还需记录的有 ；
A.两个物块的重力 B.OA、OB、OC的方向 C.OA、OB、OC的长度
③由记录的物理量选择合适的标度画平行四边形来验证结论是否成立；
④改变弹簧测力计拉力的大小，重复实验，再次验证力的平行四边形定则时， （填“需要”或“不需要”）保证结点O的位置与第一次相同。
12．（2024高二下·天心期末）在探究加速度a与所受合力F的关系时，某实验小组采用图甲所示的实验装置进行实验探究—控制小车质量不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。
（1）该实验必须平衡摩擦力。在平衡摩擦力的这步操作中，该同学 （选填“需要”或“不需要”）通过细绳把砂桶挂在小车上。
（2）在实验中，该同学得到的一条纸带如图乙所示，他在纸带上标记了1，2，3，4，5五个计数点，相邻两计数点之间还有4个点未画出，用毫米刻度尺测量出从起点1到各计数点的距离，在图中已经标出。已知电火花打点计时器的打点周期为0.02s，则该小车运动的加速度大小为 （计算结果保留两位有效数字）。
（3）在数据处理环节，把砂和砂桶的总重力当成小车的合力F，采用图像法处理数据，画出图像如图丙所示，经计算求得图线直线部分的斜率为k，则小车的质量为 ，图线上端弯曲，并不是直线，出现这一问题的可能原因是 。
（4）关于本实验存在的误差，以下说法正确的是（ ）
A．在用刻度尺测量出从起点到各计数点的距离时，存在偶然误差，可以通过多次测量取平均的方式减小偶然误差
B．把砂和砂桶的总重力当成小车受的合力导致实验中存在系统误差，可以将砂和砂桶以及小车看成一个整体研究，在保证整体质量一定的前提下转移砂桶中的砂到小车上，以改变力的大小，可以消除此系统误差
C．实验中用图像法处理数据并不能减小误差，只是能直观的得出a与F的关系
13．（2024高二下·天心期末）如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量后，活塞缓慢上升后再次平衡。
(1)外界空气的温度是多少？
(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
14．（2024高二下·天心期末）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球（可视为质点），给小球一初速度，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳的张力恰好达到最大值而突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。
（2）轻绳能承受的最大拉力多大？
（3）保持手离地面的高度d不变，改变绳长L，让球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时恰好张力达到最大值而断掉，要使球抛出的水平距离最大，则绳长L应是多少？最大水平距离为多少？
15．（2024高二下·天心期末）如图所示，在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板B，在长木板的中点P放有一质量为（可视为质点）的小物块A，开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B，重力加速度。求：
（1）当A刚好相对B开始滑动时，水平拉力的大小；
（2）若水平拉力，A所受到的摩擦力大小；
（3）若水平拉力，要使A刚好不滑离B，则作用多长时间后撤去？并求A最终停在B上的位置。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．发生衰变的反应方程式为故A正确；
B．射线是中子转变为质子和电子而产生的，故B错误；
C．少量原子核的衰变具有随机性，故C错误；
D．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外界条件无关，所以全球变暖，生物体中的衰变的半衰期不会变化，故D错误。
故选A。
【分析】半衰期是统计规律，只对大量的放射性原子核才成立，放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的。
2．【答案】C
【知识点】分子动理论的基本内容；布朗运动；温度和温标
【解析】【解答】A． 温度越高不是每一个分子的运动速率都变大，故A错误；
B．布朗运动液体或气体中的固体颗粒的无规则运动，故B错误；
C．水和酒精混合后总体积小于体积之和，分子间有间隙，故C正确；
D．扩散现象是分子运动形成的，固体、液体、气体都有扩散现象，故D错误。
故选C。
【分析】物体温度越高，物体分子平均动能增大。布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动。
3．【答案】D
【知识点】晶体和非晶体；液体的表面张力；毛细现象；液晶
【解析】【解答】A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点。故A错误；
B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力。故B错误；
C．晶体中的多晶体的物理性质是各向同性。C错误。
D．农民把地面的土壤锄松，就是为了破坏土壤里的毛细管从而保存地下的水分。故D正确。
故选D。
【分析】液晶像液体一样具有流动性，晶体中的单晶体的物理性质是各向异性，而晶体中的多晶体的物理性质是各向同性。
4．【答案】B
【知识点】开普勒定律；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．鹊桥二号离开火大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A错误；
B．由开普勒第三定律
鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，故B正确；
C．经过P点时，需要点火减速，故C错误；
D．根据万有引力提供加速度，可得
经过A点的加速度比经过B点时小，故D错误。
故选B。
【分析】鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度。
5．【答案】A
【知识点】整体法隔离法
【解析】【解答】AB．根据共点力平衡的条件有
解得
，
故A正确，B错误；
CD．如图
联立上面两式，解得
，
故CD错误。
故选A。
【分析】将小球1和2作为一个整体，进行受力分析，根据共点力平衡列式求解，对小球2采用隔离法，进行受力分析。
6．【答案】B
【知识点】平均速度
【解析】【解答】设所用时间分别为t、2t，速度从12m/s减到6m/s所用时间为1.5t，因此在0.5t时间内速度减小2m/s，公交车经过S点时的瞬时速度为
故选B。
【分析】电动公交车做匀减速直线运动，两段距离相等，平均速度是2倍的关系。平均速度等于中间时刻瞬时速度。
7．【答案】A,B
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】AB．锅内气体温度升高，内能增大，故AB正确；
CD．没有来得及热传递，由热力学第一定律可知，锅内气体内能减少，温度下降，故CD错误。
故选AB。
【分析】自热锅爆炸前，发热包遇水发生化学反应而产生大量热能，自热锅爆炸时，锅内气体对外界做功。
8．【答案】A,D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．根据
解得
变大，电势能减小。故A正确；
B．氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子。故B错误；
C．一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，最多发出3条光谱线。故C错误；
D．氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁。故D正确。
故选AD。
【分析】原子从能级跃迁到能级时，其电子轨道半径减小，原子核对电子的引力做正功。氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁。
9．【答案】B,D
【知识点】追及相遇问题；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．t1时刻两车速度相等，两车相距最远，A错误；
C．两车相遇时的位移关系为
得
C错误；
D．根据
得
D正确；
B．根据
得
B正确。
故选BD。
【分析】t1时刻前，甲速度大于乙速度，t1时刻两车速度相等，两车相距最远。v-t图像的面积等于位移。
10．【答案】A,C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．根据平衡条件可得
故A正确；
B．水平方向，根据
解得
故B错误；
CD．绳子拉力大小均不变，为，∠DBm均变小，根据
可知增大，故C正确，D错误。
故选AC。
【分析】杆的弹力不一定沿杆，同一条绳的力大小相等，其合力一定在其角平分线上，CD杆为铰链连接，为“活杆”，杆力沿着杆的方向。
11．【答案】4.0；AB；不需要
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】 ① 最小可得为0.2N，不用估读到最小刻度后一位，弹簧测力计读数为4.0N；
② 根据合力与分力的合成法则，须测量合力和分力的大小和方向，故选AB；
④ 因为每一次都是独立的实验，重复实验，再次验证力的平行四边形定则时，对绳结受力平衡即可，不需要保证结点O的位置与第一次相同。
【分析】①最小刻度为0.2N，读数读到最小刻度即可，
② 根据平行四边形法则可知必须记录每个力的大小与方向
④每一次都是独立的实验，对绳结受力平衡即可，不用保证结点O的位置与第一次相同。
12．【答案】（1）不需要
（2）0.39
（3）；不满足小车质量远大于砂和砂桶的总质量（或“不满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量”等类似答案均可）
（4）A；B
【知识点】探究加速度与力、质量的关系；实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）在平衡摩擦力这步操作中，不需要通过细绳把砂桶挂在小车上，小车拖着纸带做匀速的运动。
（2）根据
得
（3）根据
得
图线上端弯曲，其原因可能是小车质量没有远远大于砂和砂桶的总质量。
（4）A．每个测量数据均存在偶然误差，通过多次测量的方式可以减小，故A正确；
B．可以将砂和砂桶以及小车看成一个整体研究，在保证整体质量一定的前提下转移砂桶中的砂到小车上，以改变力的大小，可以消除系统误差，故B正确；
C．图像法可以减小偶然误差，故C错误。
故选AB。
【分析】（1）在平衡摩擦力这步操作中，不需要通过细绳把砂桶挂在小车上。
（2）相邻的两计数点之间还有4个点未画出，相邻计数点为0.1点，根据逐差法可得该小车运动的加速度大小。
（3）图线上端弯曲，其原因可能是小车质量没有远远大于砂和砂桶的总质量。
（4）通过多次测量的方式可以减小误差，图像法可以减小偶然误差。
13．【答案】解：(1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律有
得外界温度
(2)，所以外界对系统做的功
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）活塞上升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律列式求解；
（2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，根据热力学第一定律求解内能增加量。
14．【答案】（1）设绳断后小球飞行时间为，小球做平抛运动，竖直方向
水平方向
解得
小球落地时在竖直方向的分速度为，则
小球落地速度
所以
（2）小球在最低点，根据牛顿第二定律
，
解得轻绳对小球拉力大小
据牛顿第三定律得，轻绳能承受的最大拉力
（3）小球在最低点，根据牛顿第二定律
绳断后做平抛运动，竖直方向
水平方向
解得
由数学关系得，当时
【知识点】平抛运动；生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）小球做平抛运动，竖直方向自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；
（2）小球在最低点，拉力最大，合力提供向心力，根据向心力的表达式求解拉力；
（3）绳断后做平抛运动，竖直方向自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，结合数学知识求解最大水平距离。
15．【答案】（1）当A与B刚好相对滑动时，A、B之间为滑动摩擦力，对A有
解得
当A、B刚要相对滑动时，设拉力大小为，对A、B有
解得
（2）由于
且
故A、B一起做匀加速运动，对A、B整体有
解得
对A有
解得
（3）由于水平拉力
故A、B相对滑动，对A有
解得
对B有
解得
设拉力作用时最终小物块刚好没有滑离长木板，则时间内小物块速度和位移分别为
，
时间内木板的速度和位移分别为
，
此过程中A相对B向左滑动距离
水平拉力撤去后，设再经时间，A、B刚好共速，因A的受力不变，故A继续加速，加速度仍然为
B做减速运动，且有
解得
则有
此过程中A相对B向左滑动
此时A刚好滑到B最左端，则有
联立解得
，
即作用1s时间后撤去，A刚好不从B的左边滑离。由于A、B间动摩擦因数小，故共速后A相对B向右滑动，A向右减速，加速度大小仍然为
B向右减速，设加速度大小为，则有
解得
此后，A、B分别运动、后停下，有
，
A相对B向右滑动了
即A最终停在B上离B左端1.5m的位置。
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1） 当A与B刚好相对滑动时，A、B之间为滑动摩擦力 ，根据牛顿第二定律求解 水平拉力的大小 ；
（2）A、B一起做匀加速运动，对A、B整体求解加速度，根据牛顿第二定律求解A所受到的摩擦力大小；
（3）有拉力时，A、B相对滑动，水平拉力撤去后，假设A、B刚好共速，全过程相对位移等于木板的一半长度。
1 / 1湖南省长沙市长郡中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题
1．（2024高二下·天心期末）2021年3月23日，考古工作者对三星堆遗址新发现的6个“祭祀坑”的73份碳屑样本使用年代检测方法进行分析，初步判定其中4号坑最有可能属于商代晚期。发生的是β衰变，半衰期年。则下列说法正确的是（ ）
A．发生β衰变产生的新核是
B．释放的β射线，就是核外电子
C．10个原子核经过5730年一定有5个发生了衰变
D．随着全球变暖，生物体中的衰变会加快
【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．发生衰变的反应方程式为故A正确；
B．射线是中子转变为质子和电子而产生的，故B错误；
C．少量原子核的衰变具有随机性，故C错误；
D．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外界条件无关，所以全球变暖，生物体中的衰变的半衰期不会变化，故D错误。
故选A。
【分析】半衰期是统计规律，只对大量的放射性原子核才成立，放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的。
2．（2024高二下·天心期末）下列关于分子动理论的说法正确的是（ ）
A．物体温度升高，物体内每一个分子的运动速率都变大
B．布朗运动就是分子的无规则运动
C．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙
D．只有气体和液体有扩散现象，固体没有
【答案】C
【知识点】分子动理论的基本内容；布朗运动；温度和温标
【解析】【解答】A． 温度越高不是每一个分子的运动速率都变大，故A错误；
B．布朗运动液体或气体中的固体颗粒的无规则运动，故B错误；
C．水和酒精混合后总体积小于体积之和，分子间有间隙，故C正确；
D．扩散现象是分子运动形成的，固体、液体、气体都有扩散现象，故D错误。
故选C。
【分析】物体温度越高，物体分子平均动能增大。布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动。
3．（2024高二下·天心期末）下列关于固体和液体性质的说法正确的是（ ）
A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为斥力
C．非晶体的物理性质具有各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
D．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，从而保存地下的水分
【答案】D
【知识点】晶体和非晶体；液体的表面张力；毛细现象；液晶
【解析】【解答】A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点。故A错误；
B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力。故B错误；
C．晶体中的多晶体的物理性质是各向同性。C错误。
D．农民把地面的土壤锄松，就是为了破坏土壤里的毛细管从而保存地下的水分。故D正确。
故选D。
【分析】液晶像液体一样具有流动性，晶体中的单晶体的物理性质是各向异性，而晶体中的多晶体的物理性质是各向同性。
4．（2024高二下·天心期末）2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道后离开火箭。如图所示，鹊桥二号进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（ ）
A．离开火箭时速度大于地球的第二宇宙速度
B．在捕获轨道运行的周期大于24小时
C．在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道
D．经过A点的加速度比经过B点时大
【答案】B
【知识点】开普勒定律；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．鹊桥二号离开火大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A错误；
B．由开普勒第三定律
鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，故B正确；
C．经过P点时，需要点火减速，故C错误；
D．根据万有引力提供加速度，可得
经过A点的加速度比经过B点时小，故D错误。
故选B。
【分析】鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度。
5．（2024高二下·天心期末）如图所示，用三根轻质细线a、b、c将两个小球1和2连接并悬挂，两小球处于静止状态时，细线a与竖直方向的夹角为37°，细线c水平，已知两个小球的质量分别为和，重力加速度为g，取，，下列说法正确的是（ ）
A．细线a的拉力大小为5mg B．细线c的拉力大小为4mg
C．细线b的拉力大小为4mg D．细线b与竖直方向的夹角为53°
【答案】A
【知识点】整体法隔离法
【解析】【解答】AB．根据共点力平衡的条件有
解得
，
故A正确，B错误；
CD．如图
联立上面两式，解得
，
故CD错误。
故选A。
【分析】将小球1和2作为一个整体，进行受力分析，根据共点力平衡列式求解，对小球2采用隔离法，进行受力分析。
6．（2024高二下·天心期末）如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，进站前连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离等于RS间距离，RS段的平均速度是12m/s，ST段的平均速度是6m/s，则公交车经过S点时的瞬时速度为（ ）
A．11m/s B．10m/s C．9m/s D．8m/s
【答案】B
【知识点】平均速度
【解析】【解答】设所用时间分别为t、2t，速度从12m/s减到6m/s所用时间为1.5t，因此在0.5t时间内速度减小2m/s，公交车经过S点时的瞬时速度为
故选B。
【分析】电动公交车做匀减速直线运动，两段距离相等，平均速度是2倍的关系。平均速度等于中间时刻瞬时速度。
7．（2024高二下·天心期末）自热锅因其便于加热和方便携带，越来越受到户外驴友的欢迎。自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，能在15分钟内迅速加热食品。自热锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸，对于这种现象下列说法正确的是（ ）
A．自热锅爆炸前，锅内气体温度升高
B．自热锅爆炸前，锅内气体内能增加
C．自热锅爆炸时，锅内气体温度升高
D．自热锅爆炸时，锅内气体内能增加
【答案】A,B
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】AB．锅内气体温度升高，内能增大，故AB正确；
CD．没有来得及热传递，由热力学第一定律可知，锅内气体内能减少，温度下降，故CD错误。
故选AB。
【分析】自热锅爆炸前，发热包遇水发生化学反应而产生大量热能，自热锅爆炸时，锅内气体对外界做功。
8．（2024高二下·天心期末）如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（ ）
A．从能级跃迁到能级时，电子的动能会变大，原子的电势能会减小
B．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会吸收光子
C．一个处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线
D．用能量为13.5eV的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子发生能级跃迁
【答案】A,D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．根据
解得
变大，电势能减小。故A正确；
B．氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子。故B错误；
C．一个处于能级的氢原子向基态跃迁时，最多发出3条光谱线。故C错误；
D．氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁。故D正确。
故选AD。
【分析】原子从能级跃迁到能级时，其电子轨道半径减小，原子核对电子的引力做正功。氢原子可以吸收电子的一部分能量发生能级跃迁。
9．（2024高二下·天心期末）甲、乙两车（均可视为质点）在平直公路上沿两平行车道同向行驶，两车运动的v-t图像如图所示。已知t=0时甲车在乙车前面30m处，在t=6s时两车恰好相遇。下列说法正确的是（ ）
A．图中t1时刻两车相距最近 B．图中t1等于
C．图中的v2与v1之差等于16m/s D．乙车比甲车的加速度大3m/s2
【答案】B,D
【知识点】追及相遇问题；运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．t1时刻两车速度相等，两车相距最远，A错误；
C．两车相遇时的位移关系为
得
C错误；
D．根据
得
D正确；
B．根据
得
B正确。
故选BD。
【分析】t1时刻前，甲速度大于乙速度，t1时刻两车速度相等，两车相距最远。v-t图像的面积等于位移。
10．（2024高二下·天心期末）某兴趣小组想要运用所学力学知识进行实践研究，他们找到起重吊车的结构图，画出简化结构如图所示，AB是固定杆不可转动，B端有一光滑定滑轮；轻杆CD可绕C端自由转动，D端系着两条轻绳，一条轻绳跨过B端定滑轮连接质量为m的重物，另一轻绳缠绕在电动机转轴O上，通过电动机的牵引控制CD杆的转动从而控制重物的起落。图中所示位置两杆处于同一竖直面内，OD绳沿竖直方向，，，重力加速度大小为g，则（ ）
A．AB杆受到绳子的作用力大小为，方向不一定沿AB杆
B．CD杆受到绳子的作用力大小为，方向一定沿CD杆
C．当启动电动机使重物从图示位置开始缓慢上升时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐增大
D．当启动电动机使重物从图示位置开始缓慢下降时，AB杆受到绳子的作用力将逐渐减小
【答案】A,C
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．根据平衡条件可得
故A正确；
B．水平方向，根据
解得
故B错误；
CD．绳子拉力大小均不变，为，∠DBm均变小，根据
可知增大，故C正确，D错误。
故选AC。
【分析】杆的弹力不一定沿杆，同一条绳的力大小相等，其合力一定在其角平分线上，CD杆为铰链连接，为“活杆”，杆力沿着杆的方向。
11．（2024高二下·天心期末）某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则，该同学的实验步骤为：
①在竖直木板上铺上白纸，木板上固定两个光滑的定滑轮，两个物块通过轻绳被弹簧测力计拉住而处于静止状态，O为OA、OB、OC三根轻绳的结点，此时弹簧测力计读数如图乙所示，则 N；
②此实验还需记录的有 ；
A.两个物块的重力 B.OA、OB、OC的方向 C.OA、OB、OC的长度
③由记录的物理量选择合适的标度画平行四边形来验证结论是否成立；
④改变弹簧测力计拉力的大小，重复实验，再次验证力的平行四边形定则时， （填“需要”或“不需要”）保证结点O的位置与第一次相同。
【答案】4.0；AB；不需要
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】 ① 最小可得为0.2N，不用估读到最小刻度后一位，弹簧测力计读数为4.0N；
② 根据合力与分力的合成法则，须测量合力和分力的大小和方向，故选AB；
④ 因为每一次都是独立的实验，重复实验，再次验证力的平行四边形定则时，对绳结受力平衡即可，不需要保证结点O的位置与第一次相同。
【分析】①最小刻度为0.2N，读数读到最小刻度即可，
② 根据平行四边形法则可知必须记录每个力的大小与方向
④每一次都是独立的实验，对绳结受力平衡即可，不用保证结点O的位置与第一次相同。
12．（2024高二下·天心期末）在探究加速度a与所受合力F的关系时，某实验小组采用图甲所示的实验装置进行实验探究—控制小车质量不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。
（1）该实验必须平衡摩擦力。在平衡摩擦力的这步操作中，该同学 （选填“需要”或“不需要”）通过细绳把砂桶挂在小车上。
（2）在实验中，该同学得到的一条纸带如图乙所示，他在纸带上标记了1，2，3，4，5五个计数点，相邻两计数点之间还有4个点未画出，用毫米刻度尺测量出从起点1到各计数点的距离，在图中已经标出。已知电火花打点计时器的打点周期为0.02s，则该小车运动的加速度大小为 （计算结果保留两位有效数字）。
（3）在数据处理环节，把砂和砂桶的总重力当成小车的合力F，采用图像法处理数据，画出图像如图丙所示，经计算求得图线直线部分的斜率为k，则小车的质量为 ，图线上端弯曲，并不是直线，出现这一问题的可能原因是 。
（4）关于本实验存在的误差，以下说法正确的是（ ）
A．在用刻度尺测量出从起点到各计数点的距离时，存在偶然误差，可以通过多次测量取平均的方式减小偶然误差
B．把砂和砂桶的总重力当成小车受的合力导致实验中存在系统误差，可以将砂和砂桶以及小车看成一个整体研究，在保证整体质量一定的前提下转移砂桶中的砂到小车上，以改变力的大小，可以消除此系统误差
C．实验中用图像法处理数据并不能减小误差，只是能直观的得出a与F的关系
【答案】（1）不需要
（2）0.39
（3）；不满足小车质量远大于砂和砂桶的总质量（或“不满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量”等类似答案均可）
（4）A；B
【知识点】探究加速度与力、质量的关系；实验验证牛顿第二定律
【解析】【解答】（1）在平衡摩擦力这步操作中，不需要通过细绳把砂桶挂在小车上，小车拖着纸带做匀速的运动。
（2）根据
得
（3）根据
得
图线上端弯曲，其原因可能是小车质量没有远远大于砂和砂桶的总质量。
（4）A．每个测量数据均存在偶然误差，通过多次测量的方式可以减小，故A正确；
B．可以将砂和砂桶以及小车看成一个整体研究，在保证整体质量一定的前提下转移砂桶中的砂到小车上，以改变力的大小，可以消除系统误差，故B正确；
C．图像法可以减小偶然误差，故C错误。
故选AB。
【分析】（1）在平衡摩擦力这步操作中，不需要通过细绳把砂桶挂在小车上。
（2）相邻的两计数点之间还有4个点未画出，相邻计数点为0.1点，根据逐差法可得该小车运动的加速度大小。
（3）图线上端弯曲，其原因可能是小车质量没有远远大于砂和砂桶的总质量。
（4）通过多次测量的方式可以减小误差，图像法可以减小偶然误差。
13．（2024高二下·天心期末）如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量后，活塞缓慢上升后再次平衡。
(1)外界空气的温度是多少？
(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
【答案】解：(1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律有
得外界温度
(2)，所以外界对系统做的功
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）活塞上升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律列式求解；
（2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，根据热力学第一定律求解内能增加量。
14．（2024高二下·天心期末）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球（可视为质点），给小球一初速度，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳的张力恰好达到最大值而突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。
（2）轻绳能承受的最大拉力多大？
（3）保持手离地面的高度d不变，改变绳长L，让球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时恰好张力达到最大值而断掉，要使球抛出的水平距离最大，则绳长L应是多少？最大水平距离为多少？
【答案】（1）设绳断后小球飞行时间为，小球做平抛运动，竖直方向
水平方向
解得
小球落地时在竖直方向的分速度为，则
小球落地速度
所以
（2）小球在最低点，根据牛顿第二定律
，
解得轻绳对小球拉力大小
据牛顿第三定律得，轻绳能承受的最大拉力
（3）小球在最低点，根据牛顿第二定律
绳断后做平抛运动，竖直方向
水平方向
解得
由数学关系得，当时
【知识点】平抛运动；生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）小球做平抛运动，竖直方向自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；
（2）小球在最低点，拉力最大，合力提供向心力，根据向心力的表达式求解拉力；
（3）绳断后做平抛运动，竖直方向自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，结合数学知识求解最大水平距离。
15．（2024高二下·天心期末）如图所示，在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板B，在长木板的中点P放有一质量为（可视为质点）的小物块A，开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B，重力加速度。求：
（1）当A刚好相对B开始滑动时，水平拉力的大小；
（2）若水平拉力，A所受到的摩擦力大小；
（3）若水平拉力，要使A刚好不滑离B，则作用多长时间后撤去？并求A最终停在B上的位置。
【答案】（1）当A与B刚好相对滑动时，A、B之间为滑动摩擦力，对A有
解得
当A、B刚要相对滑动时，设拉力大小为，对A、B有
解得
（2）由于
且
故A、B一起做匀加速运动，对A、B整体有
解得
对A有
解得
（3）由于水平拉力
故A、B相对滑动，对A有
解得
对B有
解得
设拉力作用时最终小物块刚好没有滑离长木板，则时间内小物块速度和位移分别为
，
时间内木板的速度和位移分别为
，
此过程中A相对B向左滑动距离
水平拉力撤去后，设再经时间，A、B刚好共速，因A的受力不变，故A继续加速，加速度仍然为
B做减速运动，且有
解得
则有
此过程中A相对B向左滑动
此时A刚好滑到B最左端，则有
联立解得
，
即作用1s时间后撤去，A刚好不从B的左边滑离。由于A、B间动摩擦因数小，故共速后A相对B向右滑动，A向右减速，加速度大小仍然为
B向右减速，设加速度大小为，则有
解得
此后，A、B分别运动、后停下，有
，
A相对B向右滑动了
即A最终停在B上离B左端1.5m的位置。
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1） 当A与B刚好相对滑动时，A、B之间为滑动摩擦力 ，根据牛顿第二定律求解 水平拉力的大小 ；
（2）A、B一起做匀加速运动，对A、B整体求解加速度，根据牛顿第二定律求解A所受到的摩擦力大小；
（3）有拉力时，A、B相对滑动，水平拉力撤去后，假设A、B刚好共速，全过程相对位移等于木板的一半长度。
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