安徽省合肥市百强校BZ2024-2025学年高二（下）期末物理试卷（含解析）

安徽省合肥市百强校BZ2024-2025学年高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，下列关于描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )
A. B.
C. D.
2.下列说法正确的是( )
A. 结合能越大的原子核越稳定
B. 玻尔的跃迁假设是根据粒子散射实验分析得出的
C. 光电效应揭示了光具有粒子性，康普顿效应揭示了光具有波动性
D. 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
3.为了研究空气动力学问题，如图所示，某人将质量为的小球从距地面高处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，上管口距地面的高度为。小球在水平方向上受恒定风力作用，在竖直方向上阻力不计，且小球恰能无碰撞地通过细管，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 小球在管外运动的时间为 B. 小球的初速度大小为
C. 风力的大小为 D. 小球落地时的速度大小为
4.如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是( )
A. 处于基态的氢原子可以通过与能量为的电子碰撞的方式跃迁
B. 氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小
C. 大量处于激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出种不同频率的光
D. 用氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射金属铂逸出功为时不能发生光电效应
5.在我们的生活中，装饰材料、周围的岩石、食盐、香烟等物品中都不同程度地含有放射性元素。其中香烟中含有钋，其衰变方程为：，半衰期为天，则下列说法正确的是( )
A. 该衰变中释放出的射线的穿透能力强于射线的穿透能力
B. 个都核经过天后一定还剩下个核没有发生衰变
C. 质量为的钋核经过天，剩余钋核的质量为
D. 采用提高温度的方法，可以改变钋的半衰期
6.如图所示，货车上一圆柱形货物被放在形物体中，以防止前后滚动。固定在货车上的物体由一斜面插上竖直挡板构成。若竖直挡板与之间的弹力为，斜面与之间的弹力为，货车向右运动过程中，和始终保持相对静止，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 若货车的运动状态由匀速变为加速，则增大，减小
B. 若货车的运动状态由匀速变为加速，则增大，不变
C. 若货车的运动状态由匀速变为减速，则减小，增大
D. 若货车的运动状态由匀速变为减速，则不变，不变
7.用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为的光照射到光电管上时发生了光电效应，毫安表的示数不为零移动变阻器的触头，发现当电压表的示数大于或等于时，毫安表示数为，则下列说法正确的是( )
A. 光电管阴极的逸出功为
B. 光电子的最大初动能为
C. 相同频率下，入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大
D. 实验中用光子能量为的光照射到光电管阴极上也能发生光电效应
8.如图所示，光滑的半圆环沿竖直方向固定，点为半圆环的最高点，点为半圆环上与半圆环的圆心等高的点，直径沿竖直方向，光滑的定滑轮固定在处，另一小圆环穿过半圆环用质量不计的轻绳拴接并跨过定滑轮。开始小圆环处在半圆环的最低点点，第一次缓慢拉动轻绳，使小圆环缓慢地运动到点，第二次以的恒定速率拉动轻绳，使小圆环运动到点。滑轮大小可以忽略，则下列说法正确的是( )
A. 第一次轻绳的拉力逐渐减小
B. 第一次半圆环受到的压力逐渐减小
C. 小圆环第一次在点与第二次在点时，轻绳的拉力相等
D. 小圆环第一次在点与第二次在点时，半圆环受到的压力相等
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块，另一端与斜面上的物块相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动，直至悬挂的细绳与竖直方向成。已知始终保持静止，则在此过程中( )
A. 水平拉力的大小可能保持不变
B. 所受细绳的拉力大小一定一直增加
C. 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D. 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
10.两款儿童玩具电动车与计算机相连，在平直道路上进行竞速比赛，时两车从同一位置同时同向运动，通过计算机得到两车的图像如图所示为位移，为时间，下列说法正确的是( )
A. 车的速度变化比车慢 B. 开始运动后车在前，后来车在前
C. 两车相遇前相距最远距离为 D. 两车在运动过程中可能相遇两次
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.图是朱老师在实验室中“研究平抛运动的特点”的实验装置。
以下实验过程的一些做法，其中合理的有
A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B.每次小球释放的初始位置都应该相同
C.为描出小球的运动轨迹可以将描绘的点用折线连接起来
实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点为坐标原点，测量它们的水平坐标和竖直坐标，图中图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是
图是朱老师根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，为平抛起点，在轨迹上任取三点、、，测得、两点竖直坐标为、为，测得、两点水平距离为，则平抛小球的初速度为 ，若点的竖直坐标为，则小球在点的速度为 结果均保留两位有效数字，取。
12.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲同学设计了如图所示的实验装置，其中为小车的质量，为沙和沙桶的总质量，为动滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
利用如图所示的实验装置进行实验时，以下一定要进行的操作是 。
A.用天平测出沙和沙桶的总质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D.为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
甲同学在实验中得到一条如图所示的纸带两计数点间还有四个点没有画出，已知打点计时器采用的是频率为的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为 结果保留位有效数字。
甲同学以力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图线是一条直线，如图所示，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量 。
A. ． ． ．
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.合肥八中某物理兴趣小组自制了一个如图所示的水火箭。在发射过程中，将参数理想化处理如下：水火箭由静止从地面以的加速度竖直向上运动了，然后失去动力做竖直上抛运动，不计空气阻力，重力加速度取。在水火箭上升过程中，求：
水火箭的最大速度
水火箭上升运动的时间
水火箭离地的最大高度。
14.游乐园中的“空中飞椅”可简化成如图所示的模型图，其中为处于水平面内的转盘，可绕轴转动，圆盘半径，绳长。假设座椅随圆盘做匀速圆周运动时，绳与竖直方向的夹角，座椅和人的总质量，已知取，求：
绳子的拉力大小
座椅做圆周运动的线速度大小
座椅转一圈的时间。
15.如图所示，物块和木板置于水平地面上，固定光滑圆弧形轨道，末端与的上表面所在平面相切，竖直挡板固定在地面上。作用在上的水平外力，使与以相同速度向右做匀速直线运动。当的左端经过轨道末端时，从弧形轨道某处无初速度下滑的滑块恰好到达最低点，并以水平速度滑上的上表面，同时撤掉外力，此时右端与板的距离为。已知，，，，与地面间无摩擦，与地面间动摩擦因数，与间动摩擦因数，足够长，使得不会从上滑下，取重力加速度大小。
求滑到圆弧轨道末端时对轨道的压力大小
若，求与碰撞时，到圆弧轨道末端的距离
与碰撞前，若与能达到共速，且、未发生碰撞，求的范围。
答案和解析
1.【答案】
【解析】黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射强度越大，故AC错误黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射即温度越高，辐射的电磁波的波长越短，故 B错误， D正确．
2.【答案】
【解析】解：、比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，与结合能的大小无关，故A错误；
B、卢瑟福根据粒子散射实验提出来原子的核式结构理论；波尔的跃迁假设是根据对氢原子光谱的分析得出的，故B错误；
C、光电效应揭示了光的粒子性，光的衍射和干涉揭示了其波动性，故C错误；
D、衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的。故D正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】A.小球在竖直方向上做自由落体运动，故从抛出点到上管口的运动过程中，有，A错误；
B.小球在水平方向上做匀减速运动，因恰能无碰撞地通过细管，故小球到管口时水平速度刚好减为零，设小球的初速度为，有，联立以上两式解得，故 B错误；
C.设风力大小为，小球在水平方向上的加速度大小为，根据牛顿第二定律有，由匀变速直线运动规律可得，联立可得，故 C正确；
D.小球到达上管口时，水平速度减为零，进入管中后其不再受风力作用，只有竖直方向的速度，从抛出到落地全程，小球在竖直方向上做自由落体运动，所以有，则小球落地时的速度大小为， D错误。
4.【答案】
【解析】A.因为第能级与基态的能级差为，所以在碰撞过程中处于基态的氢原子可以吸收能量为电子的部分能量发生跃迁，故A正确；
B.氢原子由基态跃迁到激发态后电场力做负功，核外电子动能减小，原子的电势能增大，故B错误；
C.大量处于激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出种不同频率的光，故C错误
D.氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光子能量为所以能够发生光电效应，故D错误。故选A。
5.【答案】
【解析】A.射线的穿透能力弱于射线的穿透能力，故A错误
B.半衰期是对大量原子核而言的统计规律，对少量原子核来讲是没有意义的，故B错误
C.质量为的核经过天，两个半衰期，经过一个半衰期质量变为原来的一半，所以经过两个半衰期质量变为原来的，故C正确
D.衰变快慢只与原子核本身有关，与阳光、温度、电磁场等环境因素均无关，故 D错误。
6.【答案】
【解析】货车向右加速，以为研究对象，在竖直方向有水平方向
和保持相对静止，所以不变，则变大，故B正确，A错误
若货车减速，加速度水平向左，以为研究对象，在竖直方向有
水平方向有和保持相对静止，所以不变，则减小，故CD错误。
7.【答案】
【解析】该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于时，电流表示数为，知道光电子的最大初动能为，根据光电效应方程，可得。故AB错误
C.根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故C错误
D.改用能量为的光子照射，大于逸出功，可以发生光电效应，故 D正确。
8.【答案】
【解析】小圆环沿半圆环缓慢上移过程中，受重力、拉力、弹力三个力处于平衡状态，受力分析如图所示
由图可知与相似，则有
式中为半圆环的半径，在小圆环缓慢上移的过程中，半径不变，的长度逐渐减小，故轻绳的拉力逐渐减小，小圆环所受的支持力的大小不变，由牛顿第三定律得半圆环所受的压力的大小不变， A正确， B错误
第一次小圆环缓慢上升到点时，第二次小圆环运动的过程中，绳以恒定的速率拉小圆环，对小圆环进行速度的分解，小圆环的速度，绳与切线方向的夹角为，则有
当小圆环上升时，减小，增大，小圆环的速度减小，则当小圆环运动到点时，在水平方向上有在竖直方向上有，其中为切向加速度。解得，。再结合牛顿第三定律可知，CD错误。
9.【答案】
【解析】对进行受力分析如图所示
因为的重力与水平拉力的合力和细绳的拉力是一对平衡力，从图中可以看出水平拉力的大小逐渐增大，细绳的拉力也一直增大，故A错误，B正确
的质量与的质量的大小关系不确定，设斜面倾角为，
若，则所受斜面的摩擦力大小会一直增大
若，则所受斜面的摩擦力大小可能先减小后反向增大，故C错误，D正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】根据匀变速运动的位移公式 ，整理得 ，在 图像中是直线，由此可得 ，； ， ，因为车的加速度大，车的速度变化快，车初速度大，但加速度小，故开始运动后车在前，后来车在前，故A正确，B错误；
C.当两车速度相同时，两车相距最远，由 得 ，两车相距最远距离为，故C正确；
D.两车相遇有 即 ，，只有一解，相遇一次，故D错误。
11.【答案】

【解析】斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，A正确
B.为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，B正确
C.小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线， C错误。故选AB。
平抛运动的水平位移与竖直位移分别满足的关系是，联立可得
可知图象是直线时，说明小球运动轨迹是抛物线。故选A。
由竖直方向的分运动可知，即，
水平初速度为。点的竖直分速度为。由运动合成可知
12.【答案】
【解析】探究质量一定时加速度与力的关系，由牛顿第二定律可得，可得，本题绳中拉力可以由力传感器测出，不需要用沙和沙桶的总重力代表绳的拉力，因此，不需要用天平测出沙和沙桶的质量，也就不需要使沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，、D错误。用力传感器测量绳子的拉力，则力传感器示数的倍等于小车受到的合外力大小，需要平衡摩擦力， B正确。释放小车之前应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，该实验还需要记录力传感器的示数， C正确。
由逐差法计算加速度，，其中，代入数据解得。
对小车与滑轮组成的系统，由牛顿第二定律得，图线的斜率为，则，故小车的质量，故选项C正确。
13.【答案】解：由题意得，火箭上升时速度最大，根据速度位移关系有
可得最大速度
火箭加速上升，根据速度时间关系有
代入数据可得
失去动力做竖直上抛运动有
代入数据解得
所以水火箭上升运动的时间为
水火箭做竖直上抛运动，根据速度位移公式有
代入数据解得
即火箭先加速上抛，再减速上抛到最高点，则水火箭上抛的最大高度即离地的最大高度为
14.【答案】解：座椅受力如图所示
由平衡条件可得：
在竖直方向上
绳子拉力为
由牛顿第二定律得
线速度为
转盘的角速度与座椅的角速度相等
角速度
座椅转一圈的时间，即周期或。
15.【答案】解：对
得
由牛顿第三定律得，对轨道的压力大小为
滑块刚滑上时，对受力分析
由牛顿第二定律得
对受力分析，由牛顿第二定律得
代入数据解得
设经过时间，和共速，则有
代入数据解得共同速度
的位移为
由于，即与碰撞时，滑块与木板没有共速，对木板，由位移时间公式得
，代入数据解得或舍去
滑块的位移为
代入数据解得
若恰好共速撞上，由知
若共速后，撞上之前与发生碰撞
和共速后，一起做匀减速直线运动，对整体受力分析，由牛顿第二定律得：
，代入数据解得
设再经过时间，与发生碰撞，则有
其中的位移为
在时间内的位移为
代入数据联立解得或舍去
，此时的共同速度为
为保证与碰撞前，与能达到共速，且、未发生碰撞，则
代入数据解得
第12页，共13页