精品解析：重庆市巴蜀中学2023-2024学年高二下学期期末物理试卷（本部）

高2025届高二（下）期末考试 物理试卷 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名。准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。 2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。 3．考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时90分钟。 一、选择题（本题共15小题，其中1-10为单项选择，每题3分，11-15为多项选择，每题4分，全部选对得4分，漏选得2分，错选或未选得0分，共50分） 1. 炎炎酷暑，蝉噪虫焦，洒水车通过对路面、绿化带等洒水能够起到一些防尘降温的作用。在沿路洒水的过程中，洒水车的总质量不断减小，则洒水车（　　） A. 失去惯性 B. 惯性不变 C. 惯性减小 D. 惯性增大 2. 最新的质量单位“千克”用普朗克常量h定义。根据能量子的定义和国际单位制中的力学基本单位，h的单位可表示为（　　） A. B. C. D. 3. 静止的原子核俘获电子e，可生成一个新原子核X并放出中微子，其核反应方程式为。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 核反应前后总质量数不同 B. 核反应前后的总质子数不变 C. 原子核X是 D. 中微子的电荷量与电子的电荷量相同 4. 市面上有一种“自热火锅”，结构如图所示，其原理是向食材层、加热层中加水，利用加热层中发热包遇水反应释放热量为食材加热。在加热过程中（　　） A. 能闻到食材的香味是因为气体分子的布朗运动 B. 食材层内每个气体分子热运动的速率均会增大 C. 食材层内每个气体分子对侧壁碰撞的作用力均会减小 D. 若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，则食材层内气体压强增大 5. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对该气体，下列说法正确的是（　　） A. 过程①中气体压强逐渐减小 B. 过程②中气体对外界做正功 C. 过程③中气体内能逐渐减小 D. 过程④中气体从外界吸收热量 6. 图甲是传统民居建筑材料瓦片，完全相同的质量为m的瓦片，竖直紧靠叠放静止在水平地面上，如图乙所示，瓦片的受力点均在其底端和顶端，则（　　） A. 2顶端受到的压力大小等于4顶端受到的压力大小 B. 4顶端受到的压力大小为mg C. 6顶端受到的压力大小为1.5mg D. 5左端对地的压力大小为1.25mg 7. 如下图所示的四种图像中，质点均做直线运动，纵坐标分别为速度、速度的平方、加速度、位移与时间的比值。下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，物体在0~5s这段时间内的位移小于30m B. 乙图中，物体的加速度大小为 C. 丙图中，阴影面积表示4~6s时间内物体加速度变化量的大小 D. 丁图中，物体的加速度大小为 8. 如图所示，粗细均匀、导热性良好的L形玻璃管固定在竖直面内，竖直部分AB长为50cm，上端封闭，管内用水银柱封闭一段长为25cm的理想气体，水平部分BC右端开口，长为25cm，L形玻璃管内的水银柱总长为30cm。已知大气压强为75cmHg，环境温度为300K，不计管径对水银柱分布的影响。现将细玻璃管在竖直面内沿逆时针方向缓慢转动180°，则（　　） A. 当水银柱刚好全部进入AB时，玻璃管转过角度小于30° B. 当水银柱刚好全部进入AB时，玻璃管转过角度等于30° C. 若转过180°时使AB段中气体温度升高到540K，则其长度与初始状态相同 D. 若转过180°时使AB段中气体温度升高到600K，则其长度与初始状态相同 9. 如图甲所示为教师自制的光电效应演示器。实验小组使用激光笔组中的红、绿两种颜色的激光笔进行实验，已知标记在激光笔组上的红光频率为ν1，绿光频率为ν2。将转换开关置于“正向”时，以两种激光笔照射光电管的阴极K，观察到数字微安表均有读数；将转换开关置于“反向”时，以红色激光笔照射光电管的阴极K且发现数字微安表有示数，随后移动滑动变阻器滑片，观察到数字伏特表读数为Uc1时，数字微安表示数恰好为零；以绿色激光笔照射光电管的阴极K且发现数字微安表也有示数，随后移动滑动变阻器滑片，观察到数字伏特表读数为Uc2时，数字微安表示数恰好为零。另外，实验小组读出数字伏特表读数为U时数字微安表读数为I，多组数据作出I-U图像如图乙所示。已知电子电荷量大小为e。下列说法正确的是（　　） A. 乙图中①表示绿光，②表示红光 B. 若ν2为ν1的N倍，则Uc2也为Uc1的N倍 C. 可测量出该光电管的逸出功 D. 可计算出普朗克常量 10. 如图所示，一根光滑轻绳两端固定于直杆上的A、B两点，轻绳穿过两个质量分别为、的小环，直杆与水平面夹角为，在杆上套有一光滑轻质小环，轻绳穿过轻环并使、在轻环两侧，系统处于静止状态时轻环、小环的连线与直杆的夹角为。则（　　） A. B. C. D. 11. 关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A. 电冰箱的工作原理表明，热量可以从低温物体传递到高温物体 B. 雨后荷叶上的露珠呈近似球体的形状，说明液体存在表面张力 C. 金属具有确定的熔点但没有规则的形状，因此金属不属于晶体 D. 在给车胎打气的过程中会越压越吃力，这是由于分子间有斥力 12. 如图所示，一质量为m（可视为质点）的物块恰好静止在倾角为、质量为M的斜面体上。物块与斜面体的动摩擦因数为（且动摩擦因数与最大静摩擦因数相等）。现对物块施加一个水平向右的恒力F，物块和斜面体仍保持静止，则（　　） A. B. 物块受到的摩擦力一定增大 C. 物块受到的支持力一定增大 D. 物块对斜面体的作用力一定增大 13. 玻尔的原子结构模型认为：电子在第n轨道上匀速圆周运动的轨道半径（其中为基态时电子轨道半径），当电子在第n轨道运动时，氢原子的能量为核外电子的动能与“电子—原子核”系统电势能的总和。已知系统电势能和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系（以无穷远为电势能的零点），电子电量大小为e。则（　　） A. 电子在4能级的动能比在3能级的动能小 B. 氢原子在4能级的能量比在3能级的能量小 C. 电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动时的动能为 D. 电子在第n轨道运动时氢原子的能量为 14. 如图所示，倾角为30°、质量的斜面体C置于粗糙水平地面上，小物块B放在粗糙斜面上，质量，连接B的轻绳与斜面平行，轻绳跨过光滑轻质小滑轮O与质量为的物块A相连。开始时A静止在滑轮正下方，现对A施加一个拉力F使A缓慢移动，F与连接A的轻绳OA的夹角始终保持120°，直至轻绳OA水平。此过程中B、C始终保持静止状态。g取，则（　　） A. 开始时，B所受摩擦力大小为5N B. OA水平时，轻绳拉力为 C. OA水平时，地面对C的支持力为 D. A缓慢移动过程中，轻绳拉力的最大值为 15. 如图所示为俯视情境图，AB、BC为平直的湖岸，阴影部分为水面，一只青蛙（可视为质点）蹲坐于P点，PB距离为45.6 cm。一只蚊虫（也可视为质点）位于Q点，QB距离为103.2 cm。某时刻蚊虫在水面上以1.1 m/s的初速度、1 m/s2的加速度沿与BC夹角θ = 53°斜向左上方开始做匀减速直线运动直到停止，青蛙可在水面上做向右初速度为0、加速度为2 m/s2的匀加速直线运动。已知青蛙舌头长4 cm；伸出舌头瞬间即可以吃到以舌头为半径范围内的蚊虫，且青蛙可以选择适当时机出发。则从青蛙出发开始计时，青蛙以最短时间吃到蚊虫时，青蛙的位移大小及此时蚊虫的速度大小分别为（已知sin53° = 0.8，cos53° = 0.6）（　　） A. 0.64 m B. 0.59 m C. 0.3 m/s D. 0.1 m/s 二、实验题（13分，共2小题，请把答案写在答题卡中指定的答题处） 16. 物理兴趣小组利用手机软件测量当地重力加速度。如图甲所示，将小球放置在水平木条上，将手机放在木条与地面之间的中点，先打开手机“数字传感器”软件，然后用钢尺击打木条，使小球开始下落并最终撞击地面，手机接收到钢尺对木条的击打声和小球落地的撞击声，“数字传感器”软件可读出接收到的两次声音脉冲的时间间隔t。使用相同的小球，多次测量不同的离地高度h及对应的时间间隔t。 （1）现有以下材质的小球，实验中应当选用______； A. 乒乓球 B. 橡胶球 C. 小钢球 （2）作出如图乙所示的已图线，可得重力加速度______（结果保留两位有效数字）； （3）在实验中，小蓝同学将手机放在木条与地面间的中点附近测量时间，小红同学将手机放在地面A点测量时间，则关于重力加速度g，小蓝同学的测量值相比小红同学的测量值会______（选填“偏大”“偏小”“无影响”）。 17. 物理兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。如图甲所示，把两根弹簧“串联”起来组成该装置，弹簧2的一端固定在竖直放置的透明有机玻璃管底端，再将单个质量为100g的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口放入，每放入一个钢球后待弹簧静止，测出弹簧1上端和弹簧2上端到玻璃管底端的距离、。在坐标纸上画出、与钢球个数n的关系图像，如图乙所示。不计弹簧自重的影响，重力加速度g取。 （1）弹簧1的原长为______m（结论保留三位有效数字，下同） （2）该弹簧系统的劲度系数为______N/m； （3）弹簧1的劲度系数为______N/m； （4）由实验所测数据可得，“串联”弹簧组的劲度系数与两弹簧劲度系数、的关系为______。 三、计算题（本题共3小题，37分。按照要求写出解答过程中必要的文字说明。方程和计算步骤，仅写出答案不得分） 18. 如图所示是测量物体质量的简易“气压秤”。其中，汽缸静止平放在实验台上，用厚度不计、面积为S的活塞封住部分气体（可视为理想气体），活塞连同上面的支撑杆、置物平台总质量为M（以下简称“活塞系统”），汽缸内壁划有质量刻度线，可以读取置物平台上对应物体的质量。开始时，置物平台上未放物体，活塞系统处于静止状态，气体高度为1.5h；向置物平台上增加物体后，气体高度减为h。已知汽缸内气体温度与环境温度始终保持相同且不变，大气压强为p0，重力加速度取g。求： （1）置物平台上未放置物体时内部气体压强p1； （2）置物平台上增加物体的质量m。 19. 如图所示为工地上提升重物的示意图。质量的物体（可视为质点）放在倾角的固定粗糙斜面上，轻质光滑定滑轮（不计定滑轮大小的影响）位于斜面顶端正上方处，用轻绳跨过定滑轮拉物体，使物体沿斜面向上做匀速直线运动。当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角趋近于0°。已知物体与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取，。在物体沿斜面从底端到顶端运动过程中： （1）求物体出发时受到摩擦力的大小； （2）求拉力F与夹角的关系式（式中仅保留F、用符号表示），及F的最小值； （3）当时拉力大小记为，当物体从外沿斜面向上运动一段位移后，拉力大小再次等于，求该位移的大小。 20. 2024年6月2日，由长征五号遥八运载火箭送上预定轨道的“嫦娥六号”成功着陆月球背面南极——艾特肯盆地，开启了“挖宝”之旅，为此小巴同学自制水火箭来模拟火箭的运动。可视为质点的水火箭最初静止于地面上，随着上升过程中水的消耗，火箭上升的加速度按如下规律逐渐增加；第n秒内加速度为，即，，…且每一秒内火箭均做匀加速直线运动。水火箭在第6秒末耗尽箭体内的水，然后做竖直上抛运动到达最高点，紧接着火箭自由下落2秒后遥控打开降落伞减速，开伞后最初一段距离内火箭速度v与开伞后下降的距离x之间满足：，其中C为特定常数，火箭运动距离d后以4m/s的速度匀速下降直到落地，降落伞打开前不计空气阻力，，本题可能用到的数学公式：。求： （1）水火箭第6秒末的速度大小； （2）水火箭上升的离地最大高度； （3）常数C的值、运动距离d及水火箭从发射到落回地面所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高2025届高二（下）期末考试 物理试卷 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名。准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。 2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。 3．考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时90分钟。 一、选择题（本题共15小题，其中1-10为单项选择，每题3分，11-15为多项选择，每题4分，全部选对得4分，漏选得2分，错选或未选得0分，共50分） 1. 炎炎酷暑，蝉噪虫焦，洒水车通过对路面、绿化带等洒水能够起到一些防尘降温的作用。在沿路洒水的过程中，洒水车的总质量不断减小，则洒水车（　　） A. 失去惯性 B. 惯性不变 C. 惯性减小 D. 惯性增大 【答案】C 【解析】 【详解】根据牛顿第一定律可知，质量是惯性的唯一量度。在沿路洒水的过程中，洒水车的总质量不断减小，则洒水车惯性减小。 故选C。 2. 最新的质量单位“千克”用普朗克常量h定义。根据能量子的定义和国际单位制中的力学基本单位，h的单位可表示为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据动能表达式 可知能量的单位用国际单位制中的基本单位可表示为；根据 而频率的单位为 所以普朗克常量h的单位用国际单位制中的基本单位可表示为。 故选A。 3. 静止的原子核俘获电子e，可生成一个新原子核X并放出中微子，其核反应方程式为。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 核反应前后总质量数不同 B. 核反应前后的总质子数不变 C. 原子核X是 D. 中微子的电荷量与电子的电荷量相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．核反应前后质量数守恒，所以核反应前后总质量数不变。故A错误； BC．根据核反应质量数守恒、电荷数守恒，可知原子核X的质量数为7，电荷数为3，即原子核X是。由核反应方程可知核反应前后的总质子数减少了1。故B错误；C正确； D．由核反应方程可知，中微子的电荷量为0与电子的电荷量不相同。故D错误。 故选C。 4. 市面上有一种“自热火锅”，结构如图所示，其原理是向食材层、加热层中加水，利用加热层中发热包遇水反应释放热量为食材加热。在加热过程中（　　） A. 能闻到食材的香味是因为气体分子的布朗运动 B. 食材层内每个气体分子热运动的速率均会增大 C. 食材层内每个气体分子对侧壁碰撞的作用力均会减小 D. 若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，则食材层内气体压强增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．能闻到食材的香味是因为气体分子的扩散。故A错误； BC．在加热过程中，食材层内气体温度升高，气体分子热运动的平均速率会增大。根据动量定理 可知气体分子对侧壁碰撞的平均作用力均会增加。故BC错误； D．若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，根据 可知当体积不变，温度升高时，食材层内气体压强增大。故D正确。 故选D。 5. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。对该气体，下列说法正确的是（　　） A. 过程①中气体压强逐渐减小 B. 过程②中气体对外界做正功 C. 过程③中气体内能逐渐减小 D. 过程④中气体从外界吸收热量 【答案】B 【解析】 【详解】A．过程①中气体做等容变化，根据 过程①中，气体温度逐渐升高，压强逐渐增大，故A错误； B．过程②中气体体积逐渐增大，对外界做正功，故B正确； C．过程③中气体温度不变，内能不变，故C错误； D．过程④中气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度逐渐降低，气体内能减小，根据热力学第一定律，可知过程④中气体从外界放出热量，故D错误。 故选B。 6. 图甲是传统民居建筑材料瓦片，完全相同的质量为m的瓦片，竖直紧靠叠放静止在水平地面上，如图乙所示，瓦片的受力点均在其底端和顶端，则（　　） A. 2顶端受到的压力大小等于4顶端受到的压力大小 B. 4顶端受到的压力大小为mg C. 6顶端受到的压力大小为1.5mg D. 5左端对地的压力大小为1.25mg 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．对瓦片1受力分析，如图 可知瓦片2对瓦片1的支持力为，根据牛顿第三定律可知瓦片2顶端受到的压力大小为。对瓦片2受力分析，如图 可知瓦片4对瓦片2的支持力为 根据牛顿第三定律可知，瓦片4顶端受到的压力大小为 由对称性可知，瓦片6顶端受到的压力大小也为 很明显，2顶端受到的压力大小不等于4顶端受到的压力大小。故ABC错误； D．对瓦片5受力分析，如图 地面对瓦片5左端的支持力大小为 根据牛顿第三定律可知，瓦片5左端对地的压力大小为1.25mg。故D正确。 故选D。 7. 如下图所示的四种图像中，质点均做直线运动，纵坐标分别为速度、速度的平方、加速度、位移与时间的比值。下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，物体在0~5s这段时间内的位移小于30m B. 乙图中，物体的加速度大小为 C. 丙图中，阴影面积表示4~6s时间内物体加速度变化量的大小 D. 丁图中，物体的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中，物体做加速度减小的加速直线运动，做出初速度为零，5s末速度为12m/s的匀加速直线运动图线，如图 可知在0~5s这段时间内匀加速直线运动的位移为 由图可知物体在0~5s这段时间内的位移 故A错误； B．根据 可得 结合乙图图像，可得 解得物体的加速度大小为 故B错误； C．根据 可得 可知丙图中，阴影面积表示4~6s时间内物体速度变化量的大小。故C错误； D．根据 可得 结合丁图图像可得 解得 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，粗细均匀、导热性良好的L形玻璃管固定在竖直面内，竖直部分AB长为50cm，上端封闭，管内用水银柱封闭一段长为25cm的理想气体，水平部分BC右端开口，长为25cm，L形玻璃管内的水银柱总长为30cm。已知大气压强为75cmHg，环境温度为300K，不计管径对水银柱分布的影响。现将细玻璃管在竖直面内沿逆时针方向缓慢转动180°，则（　　） A. 当水银柱刚好全部进入AB时，玻璃管转过角度小于30° B. 当水银柱刚好全部进入AB时，玻璃管转过角度等于30° C. 若转过180°时使AB段中气体温度升高到540K，则其长度与初始状态相同 D. 若转过180°时使AB段中气体温度升高到600K，则其长度与初始状态相同 【答案】D 【解析】 【详解】AB．初始时，有 设玻璃管转过角度θ，水银柱刚好全部进入AB，则 根据玻意耳定律可得 联立解得 所以 故AB错误； CD．若转过180°时，长度与初始状态相同，则 根据查理定律可得 代入数据解得 故C错误，D正确。 故选D。 9. 如图甲所示为教师自制的光电效应演示器。实验小组使用激光笔组中的红、绿两种颜色的激光笔进行实验，已知标记在激光笔组上的红光频率为ν1，绿光频率为ν2。将转换开关置于“正向”时，以两种激光笔照射光电管的阴极K，观察到数字微安表均有读数；将转换开关置于“反向”时，以红色激光笔照射光电管的阴极K且发现数字微安表有示数，随后移动滑动变阻器滑片，观察到数字伏特表读数为Uc1时，数字微安表示数恰好为零；以绿色激光笔照射光电管的阴极K且发现数字微安表也有示数，随后移动滑动变阻器滑片，观察到数字伏特表读数为Uc2时，数字微安表示数恰好为零。另外，实验小组读出数字伏特表读数为U时数字微安表读数为I，多组数据作出I-U图像如图乙所示。已知电子电荷量大小为e。下列说法正确的是（　　） A. 乙图中①表示绿光，②表示红光 B. 若ν2为ν1的N倍，则Uc2也为Uc1的N倍 C. 可测量出该光电管的逸出功 D. 可计算出普朗克常量 【答案】D 【解析】 【详解】A．绿光的频率大于红光的频率，绿光光子的能量大于红光光子的能量，根据光电效应方程可得 由图可知，①的遏止电压较小，则①的频率较小，所以①为红光，②为绿光，故A错误； B．由以上分析可知，若ν2为ν1的N倍，则Uc2不等于Uc1的N倍，故B错误； CD．根据光电效应方程有 联立可得 ， 故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图所示，一根光滑轻绳两端固定于直杆上的A、B两点，轻绳穿过两个质量分别为、的小环，直杆与水平面夹角为，在杆上套有一光滑轻质小环，轻绳穿过轻环并使、在轻环两侧，系统处于静止状态时轻环、小环的连线与直杆的夹角为。则（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由于杆上的小环为轻环，重力不计，故该轻环受两边细线的拉力的合力与杆垂直，且细绳拉力大小相等，该环与m2之间的细绳与竖直方向的夹角为，环与m1之间的细绳与竖直方向的夹角为，A点与m1之间的细绳与竖直方向的夹角也为，m2与B点之间的细绳与竖直方向的夹角为，根据平衡条件，对m1，有 对m2，有 联立可得 故选A。 11. 关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A. 电冰箱的工作原理表明，热量可以从低温物体传递到高温物体 B. 雨后荷叶上的露珠呈近似球体的形状，说明液体存在表面张力 C. 金属具有确定的熔点但没有规则的形状，因此金属不属于晶体 D. 在给车胎打气的过程中会越压越吃力，这是由于分子间有斥力 【答案】AB 【解析】 【详解】A．热量可以从低温物体向高温物体传递，但要引起其他变化，符合电冰箱的工作原理，故A正确； B．荷叶上小水珠呈球形是水的表面张力，使水珠表面有收缩趋势，B正确； C．金属属于多晶体，没有规则的形状，具有确定的熔点。C错误； D．给车胎打气越压越吃力，是由于打气过程中气体压强增大的结果，并不是由于分子间存在斥力，D错误。 故选AB。 12. 如图所示，一质量为m（可视为质点）的物块恰好静止在倾角为、质量为M的斜面体上。物块与斜面体的动摩擦因数为（且动摩擦因数与最大静摩擦因数相等）。现对物块施加一个水平向右的恒力F，物块和斜面体仍保持静止，则（　　） A. B. 物块受到的摩擦力一定增大 C. 物块受到的支持力一定增大 D. 物块对斜面体的作用力一定增大 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．物块恰好静止在斜面体上，根据平衡条件可得 可得 故A正确； B．物块恰好静止在斜面体上，可知此时物块受到的摩擦力为最大静摩擦力，方向沿斜面向上，大小等于，现对物块施加一个水平向右的恒力F，物块和斜面体仍保持静止，由于F有沿斜面向上的分量，所以物块受到的摩擦力可能减小，可能反向增大，也可能反向大小不变，故B错误； C．未对物块施加恒力F，物块受到的支持力 对物块施加恒力F，物块受到的支持力 可知物块受到的支持力一定增大，故C正确； D．未对物块施加恒力F，斜面体对物块的作用力 对物块施加恒力F，斜面体对物块的作用力 根据牛顿第三定律可知物块对斜面体的作用力一定增大，故D正确。 故选ACD。 13. 玻尔的原子结构模型认为：电子在第n轨道上匀速圆周运动的轨道半径（其中为基态时电子轨道半径），当电子在第n轨道运动时，氢原子的能量为核外电子的动能与“电子—原子核”系统电势能的总和。已知系统电势能和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系（以无穷远为电势能的零点），电子电量大小为e。则（　　） A. 电子在4能级的动能比在3能级的动能小 B. 氢原子在4能级的能量比在3能级的能量小 C. 电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动时的动能为 D. 电子在第n轨道运动时氢原子的能量为 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．电子绕氢原子核在第n轨道上做圆周运动时，库仑力提供向心力，可得 又 联立，可得 可知电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动时的动能为 电子在4能级的动能和在3能级的动能分别为 ， 可知 故A正确；C错误； CD．电子在第n轨道运动时氢原子的能量为 可得氢原子在4能级的能量和在3能级的能量分别为 ， 可得 故B错误；D正确。 故选AD。 14. 如图所示，倾角为30°、质量的斜面体C置于粗糙水平地面上，小物块B放在粗糙斜面上，质量，连接B的轻绳与斜面平行，轻绳跨过光滑轻质小滑轮O与质量为的物块A相连。开始时A静止在滑轮正下方，现对A施加一个拉力F使A缓慢移动，F与连接A的轻绳OA的夹角始终保持120°，直至轻绳OA水平。此过程中B、C始终保持静止状态。g取，则（　　） A. 开始时，B所受摩擦力大小为5N B. OA水平时，轻绳拉力为 C. OA水平时，地面对C的支持力为 D. A缓慢移动过程中，轻绳拉力的最大值为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．开始时，对B受力分析知，受重力、拉力、支持力、摩擦力合力为零，拉力为 B所受摩擦力大小为 联立解得 故A正确； B．OA水平时，物块A的受力示意图如图 有 解得 故B错误； C．OA水平时，以BC作为整体，其受力示意图如图 有 解得 故C正确； D． 物块A在重力、拉力F和细绳张力FT作用下始终处于平衡状态，所以三个力的合力等于零，根据三角形法则，这三个力通过平行移动可以构成一个闭合的矢量三角形，如图所示 在，其中MN对应重力，NP对应拉力F，PM对应细绳张力FT，拉力F与细绳张力FT之间的夹角保持不变，即保持不变，满足此关系的几何图形是的外接圆，P为动点，当P移动到P1点时经过圆直径，这时PM对应细绳张力FT最大，有 故D错误。 故选AC。 15. 如图所示为俯视情境图，AB、BC为平直的湖岸，阴影部分为水面，一只青蛙（可视为质点）蹲坐于P点，PB距离为45.6 cm。一只蚊虫（也可视为质点）位于Q点，QB距离为103.2 cm。某时刻蚊虫在水面上以1.1 m/s的初速度、1 m/s2的加速度沿与BC夹角θ = 53°斜向左上方开始做匀减速直线运动直到停止，青蛙可在水面上做向右初速度为0、加速度为2 m/s2的匀加速直线运动。已知青蛙舌头长4 cm；伸出舌头瞬间即可以吃到以舌头为半径范围内的蚊虫，且青蛙可以选择适当时机出发。则从青蛙出发开始计时，青蛙以最短时间吃到蚊虫时，青蛙的位移大小及此时蚊虫的速度大小分别为（已知sin53° = 0.8，cos53° = 0.6）（　　） A. 0.64 m B. 0.59 m C. 0.3 m/s D. 0.1 m/s 【答案】AD 【解析】 【详解】青蛙运动到M点时捕捉到蚊虫用时间最短，此时捕捉点在D点且MD = 4 cm。则MO = 5 cm，如图所示 由几何关系可知 ON = 45.6 cm，NQ = 34.2 cm，PO = 69 cm，PM = 64 cm，OQ = 57 cm，QD = 60 cm 根据匀变速直线 可得 蚊虫速度减小到零的时间 蚊虫运动到静止时的位移 说明蚊虫可以在D点被青蛙扑捉，设此时蚊虫的速度为v，则有 解得 故选AD。 二、实验题（13分，共2小题，请把答案写在答题卡中指定的答题处） 16. 物理兴趣小组利用手机软件测量当地重力加速度。如图甲所示，将小球放置在水平木条上，将手机放在木条与地面之间的中点，先打开手机“数字传感器”软件，然后用钢尺击打木条，使小球开始下落并最终撞击地面，手机接收到钢尺对木条的击打声和小球落地的撞击声，“数字传感器”软件可读出接收到的两次声音脉冲的时间间隔t。使用相同的小球，多次测量不同的离地高度h及对应的时间间隔t。 （1）现有以下材质的小球，实验中应当选用______； A. 乒乓球 B. 橡胶球 C. 小钢球 （2）作出如图乙所示的已图线，可得重力加速度______（结果保留两位有效数字）； （3）在实验中，小蓝同学将手机放在木条与地面间的中点附近测量时间，小红同学将手机放在地面A点测量时间，则关于重力加速度g，小蓝同学的测量值相比小红同学的测量值会______（选填“偏大”“偏小”“无影响”）。 【答案】（1）C （2）9.7 （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 为了减小空气阻力等误差影响，应该选用材质密度较大的小钢球。 故选C。 【小问2详解】 根据 可得 结合图像，可知 【小问3详解】 小红同学将手机放在地面A点测量时间，则第一次声音滞后时间较长，导致测量的时间间隔变短，小蓝的手机接收两次声音滞后的时间几乎相等，时间间隔测量更接近真实值。所以小蓝同学的时间测量值比小红同学的时间测量值较大，根据 可知小蓝同学的重力加速度g的测量值偏小。 17. 物理兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。如图甲所示，把两根弹簧“串联”起来组成该装置，弹簧2的一端固定在竖直放置的透明有机玻璃管底端，再将单个质量为100g的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口放入，每放入一个钢球后待弹簧静止，测出弹簧1上端和弹簧2上端到玻璃管底端的距离、。在坐标纸上画出、与钢球个数n的关系图像，如图乙所示。不计弹簧自重的影响，重力加速度g取。 （1）弹簧1的原长为______m（结论保留三位有效数字，下同） （2）该弹簧系统的劲度系数为______N/m； （3）弹簧1的劲度系数为______N/m； （4）由实验所测数据可得，“串联”弹簧组的劲度系数与两弹簧劲度系数、的关系为______。 【答案】（1）0.200 （2）16.7 （3）50.0 （4） 【解析】 【小问1详解】 由图像可知，未放钢球时，两弹簧的总长度为L1=50cm，弹簧2的长度L2=30cm。则弹簧1的原长为 L1-L2=20cm=0.200m 【小问2详解】 该弹簧系统的形变量为 劲度系数为 【小问3详解】 弹簧2的形变量为 30cm-10cm=20cm 劲度系数为 弹簧1的形变量为 劲度系数为 【小问4详解】 由实验所测数据可得，“串联”弹簧组的劲度系数与两弹簧劲度系数、的关系为 三、计算题（本题共3小题，37分。按照要求写出解答过程中必要的文字说明。方程和计算步骤，仅写出答案不得分） 18. 如图所示是测量物体质量的简易“气压秤”。其中，汽缸静止平放在实验台上，用厚度不计、面积为S的活塞封住部分气体（可视为理想气体），活塞连同上面的支撑杆、置物平台总质量为M（以下简称“活塞系统”），汽缸内壁划有质量刻度线，可以读取置物平台上对应物体的质量。开始时，置物平台上未放物体，活塞系统处于静止状态，气体高度为1.5h；向置物平台上增加物体后，气体高度减为h。已知汽缸内气体温度与环境温度始终保持相同且不变，大气压强为p0，重力加速度取g。求： （1）置物平台上未放置物体时内部气体压强p1； （2）置物平台上增加物体的质量m。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）初态时，对汽缸系统进行受力分析有 解得 （2）当往活塞系统放置物体后，再次对活塞系统受力分析有 由于气体温度不变，根据玻意耳定律有 联立解得 19. 如图所示为工地上提升重物的示意图。质量的物体（可视为质点）放在倾角的固定粗糙斜面上，轻质光滑定滑轮（不计定滑轮大小的影响）位于斜面顶端正上方处，用轻绳跨过定滑轮拉物体，使物体沿斜面向上做匀速直线运动。当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角趋近于0°。已知物体与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取，。在物体沿斜面从底端到顶端运动过程中： （1）求物体出发时受到摩擦力的大小； （2）求拉力F与夹角的关系式（式中仅保留F、用符号表示），及F的最小值； （3）当时拉力大小记为，当物体从外沿斜面向上运动一段位移后，拉力大小再次等于，求该位移的大小。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角趋近于0°。则刚出发时绳子的拉力沿斜面向上，根据垂直斜面方向平衡可知 根据滑动摩擦力公式 （2）对物体受力分析，由平衡条件有 又有 解得 由数学知识可得 当时，F的最小值为 （3）设拉力大小再次等于，时绳与斜面的夹角为，则有 解得 如图，根据数学知识得到图中各角的度数 根据正弦定理 可得 根据正弦定理 解得该位移的大小 20. 2024年6月2日，由长征五号遥八运载火箭送上预定轨道的“嫦娥六号”成功着陆月球背面南极——艾特肯盆地，开启了“挖宝”之旅，为此小巴同学自制水火箭来模拟火箭的运动。可视为质点的水火箭最初静止于地面上，随着上升过程中水的消耗，火箭上升的加速度按如下规律逐渐增加；第n秒内加速度为，即，，…且每一秒内火箭均做匀加速直线运动。水火箭在第6秒末耗尽箭体内的水，然后做竖直上抛运动到达最高点，紧接着火箭自由下落2秒后遥控打开降落伞减速，开伞后最初一段距离内火箭速度v与开伞后下降的距离x之间满足：，其中C为特定常数，火箭运动距离d后以4m/s的速度匀速下降直到落地，降落伞打开前不计空气阻力，，本题可能用到的数学公式：。求： （1）水火箭第6秒末的速度大小； （2）水火箭上升的离地最大高度； （3）常数C的值、运动距离d及水火箭从发射到落回地面所用的时间。 【答案】（1）；（2）；（3）1；40； 【解析】 【详解】（1）依题意，水火箭第6秒末的速度大小为，，，，， 可得 （2）水火箭第6秒末的位移大小为 其中，，，，， 联立，解得 竖直上抛的高度为 竖直上抛的时间为 水火箭上升的离地最大高度 （3）火箭自由下落2秒后下降的高度和速度分别为， 又由题意，当速度为20m/s时的x=0，解得 火箭运动距离d后以4m/s的速度匀速下降，则有 其中， 解得 打开降落伞过程，有 做出图像，如图 由图像可得，图像的面积等于时间，则该段时间为 水火箭匀速下降时间为 水火箭从发射到落回地面所用的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $