吉林省长春汽车经济技术开发区第三中学2024-2025学年高二下学期7月期末考试物理试卷（含解析）

吉林省长春市长春汽车经济技术开发区第三中学2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题
一、单选题
1．2025年3月中国无锡一家科技企业宣布成功研发出全球首款基于碳14的核电池，其设计寿命超过1000年。已知碳14的半衰期为5730年，碳14的衰变方程为，下列说法正确的是（　　）
A．原子核的中子数为14
B．1000个碳14原子核经过5730年后还剩500个
C．改变温度和压强，其半衰期也会变化
D．该衰变为β衰变
2．利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，（　　）
A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
3．关于教材中的插图，下列理解不正确的是（　　）
A．甲图是用微元法探究匀变速直线运动的位移，所有小矩形面积之和近似等于物体的位移大小，分得越多则越接近
B．乙图是伽俐略在做铜球沿斜面运动的实验，其中斜面的作用是“冲淡”重力，方便测时间，随着斜面倾角的增大，伽俐略观察到铜球的运动规律相同，合理外推得到自由落体运动规律
C．丙图桌面上的装置可以放大桌面的微小形变
D．丁图是物体由静止状态被拉动，直到物体匀速运动起来，用力的传感器测得拉力的变化过程，说明物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力
4．2024年11月，江淮前沿技术协同创新中心与启元实验室联合组建的具身智能团队在中关村仿生机器人大赛决赛中夺得冠军。沿同一条直线运动的机器人甲、乙的位置x随时间t变化的图像（均为抛物线）如图所示，已知倾斜虚线的斜率为k，下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙同地但不同时出发
B．甲、乙两次相遇时，甲的速度均大于乙的速度
C．t0~3t0时间内，甲、乙的平均速度均为k
D．t0~3t0时间内，甲、乙均做加速运动
5．如图所示，一个重力为mg的小环套在竖直的半径为R的光滑大圆环上，一劲度系数为，自然长度为的轻质弹簧的一端固定在小环上，另一端固定在大圆环的最高点A，当小环静止时，弹簧与竖直方向之间的夹角为，已知，，则下列选项正确的是（　　）
A． B．弹簧的长度为
C．小环受到大环的支持力为 D．弹簧弹力大小是
6．因前方路段有塌方，一汽车在收到信号后立即开始刹车。刹车过程中汽车途经三点，最终汽车停在点。已知汽车经过AB段所用时间和BC段所用时间相等均为，且，汽车在CD段的平均速度大小为（汽车刹车过程中加速度不变）。则下列说法正确的是（　　）
A．汽车刹车时加速度大小为
B．汽车在A点的速度大小为
C．
D．汽车在AB段的平均速度大小为
7．央视“国家地理”频道播出的一档节目真实地呈现了四个水球可以挡住一颗子弹的过程，其实验示意图如图所示。四个完全相同的装满水的薄皮气球水平固定排列，子弹射入水球中并沿水平线做匀变速直线运动，恰好能穿出第4号水球。球皮对子弹的阻力忽略不计，子弹视为质点。下列说法正确的是（　　）
A．子弹经过每个水球的过程中速度变化量均相同
B．子弹穿出第2号水球时的速度等于穿过四个水球的平均速度
C．子弹穿过每个水球所用时间依次为、、、，则
D．子弹穿过每个水球所用时间依次为、、、，则
二、多选题
8．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是 （　　）
A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性
9．如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为的物体，；图乙所示的轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向成30°角，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为的物体，重力加速度为g，则下列说法正确的是 （　　）
A．图甲中BC对滑轮的作用力大小为
B．图乙中HG杆受到绳的作用力为
C．细绳AC段的拉力与细绳EG段的拉力 之比为
D．细绳AC段的拉力与细绳EG段的拉力之比为
10．某同学在地面上用体重计称得体重为490N。他将体重计移至电梯内称其体重，至时间段内，体重计的示数如图甲所示，电梯运行的图像可能是下图中的哪一个？（取电梯向上运动的方向为正）（　　）
A． B．
C． D．
三、实验题
11．某实验小组在做“探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系”实验。
(1)小王同学按照图安装好实验装置，让刻度尺0刻度线与弹簧上端平齐，弹簧自然伸长时长度为，在弹簧下端挂一个质量m的钩码，静止时弹簧长度为，如图所示，其示数为 cm。当地重力加速度，弹簧的劲度系数可以表示为 。（用题目中的符号表示）。
(2)小王测得的劲度系数比弹簧的标称值小，可能的原因是________。
A．值用的 B．没有考虑弹簧的重力 C．刻度尺没有竖直放置
12．某兴趣小组使用如图（a）所示的实验装置测量当地的重力加速度。小艾同学将打点计时器固定在铁架台上，让重物带动纸带从静止开始自由下落。
(1)所用器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、毫米刻度尺、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需__________。
A．秒表 B．天平及砝码 C．8V交流电源 D．220V交流电源
(2)实验中，下列操作正确的是__________。
A．安装器材时应将打点计时器安装在竖直面内，并使两个限位孔处于同一竖直线上
B．释放纸带前用手捏住纸带上端把纸带拉成竖直，并使重物远离打点计时器
C．为保证打下第一个点时纸带的速度为零，实验中要确保在释放纸带的同时接通电源
(3)小伊同学得到的一条纸带如图（b）所示，、、、、是打点计时器连续打出的五个点。已知电磁打点计时器所用交流电的频率为50Hz，则打下点点时重物的速度大小为 m/s，重物下落的加速度大小为 m/s2.（结果均保留3位有效数字）
四、解答题
13．用三根细线a、b、c将重力均为G的两个小球1和2连接，并悬挂如图所示。两小球处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。求：
(1)细线a、c分别对小球1和2的拉力大小；
(2)细线b对小球2的拉力大小。
14．某跳伞运动员做低空跳伞表演。他离开悬停的飞机后先做自由落体运动，当距离地面104 m时开始打开降落伞，到达地面时速度减为2.0 m/s。如果认为开始打开降落伞直至落地前运动员在做匀减速运动，加速度大小为12 m/s2，g取10 m/s2，求：
（1）运动员打开降落伞时的速度是多少；
（2）运动员离开飞机时距地面的高度为多少；
（3）运动员离开飞机后，经过多长时间才能到达地面。
15．分拣机器人在快递行业的推广大大提高了工作效率。如图甲所示，派件员在分拣处将包裹放在静止机器人的水平托盘上，机器人可将包裹送至指定投递口，停止运动后缓慢翻转托盘，当托盘倾角增大到θ=37°时，包裹恰好开始下滑，如图乙所示。现机器人要把包裹从分拣处运至相距L=45m的投递口处，为了运输安全，包裹需与水平托盘保持相对静止。已知最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度 ，，，求：
(1)包裹与托盘间的动摩擦因数μ；
(2)机器人在运输包裹的过程中允许的最大加速度a的大小；
(3)若机器人运行的最大速度 ，则机器人从分拣处运行至投递口（恰好静止）所需的最短时间t。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C D C C D C BD AC AC
11．(1) 24.75
(2)C
12．(1)C
(2)A
(3) 1.48 9.63
13．(1) ，；(2)
【详解】(1)把小球1和2看成一整体，受力分析如图所示
由平衡条件可得
(2)以球2为研究对象，细线b对小球2的拉力Fb，重力G及Fc的作用，由平衡条件可得
14．（1）50m/s；（2）229m；（3）9s
【详解】（1）根据运动学公式
代入数据可得运动员打开降落伞时的速度为
（2）运动员从飞机上落下到打开降落伞时的距离为
运动员离开飞机时距地面的高度为
（3）运动员从飞机上落下到打开降落伞的时间为
从打开降落伞到落地的时间为
运动员离开飞机后能到达地面的时间为
15．(1)0.75
(2)
(3)
【详解】（1）当托盘倾角增大到θ=37°时，包裹恰好开始下滑，根据平衡条件有
解得
（2）当包裹与水平托盘间的摩擦力达到最大静摩擦力时，加速度最大，根据牛顿第二定律有
解得
（3）当机器人先以最大加速度做匀加速直线运动，加速至最大速度，然后做匀速直线运动，最后以最大加速度做匀减速直线运动至零时，机器人从分拣处运行至投递口所需时间最短。匀加速直线运动阶段有，
利用逆向思维，匀减速直线运动阶段有，
匀速运动的时间
解得