精品解析：上海市向明中学2023-2024学年高二下学期期中考试（等级）物理试卷

2023学年第二学期向明中学期中考 高二年级物理（等级）试卷 一、单项选择题。本大题有10小题，每小题给出的四个答案中只有一个是正确的，每小题2分。 1. 用α粒子（）轰击铍核（），生成碳核（）并放出一个粒子，该粒子是（　　） A. 光子 B. 电子 C. 中子 D. 质子 【答案】C 【解析】 【详解】核反应方程 根据电荷数守恒、质量数守恒知，该粒子的电荷数为0，质量数为1，为中子，故C正确，ABD错误。 故选C。 2. 下列四个方程中，表示重核裂变的是（　　） A. NaMg＋e B. N＋HeO＋H C. U＋n＋＋3n D. H＋HHe＋n 【答案】C 【解析】 【详解】A．NaMg＋e是衰变，故A错误； B．N＋HeO＋H是原子核的人工转变，故B错误； C．U＋n＋＋3n是重核裂变，故C正确； D．H＋HHe＋n是轻核聚变，故D错误。 故选C。 3. 对α粒子散射实验，下列描述正确的是（　　） A. 绝大多数α粒子穿过金箔时都会明显改变运动方向 B. 少数α粒子穿过金箔时会被反向弹回 C. 散射角度大的α粒子受原子核的作用力也大 D. 散射角度小的α粒子不受原子核的作用力 【答案】C 【解析】 【详解】AB．粒子散射实验的现象是：绝大多数粒子几乎不发生偏转；少数粒子发生了较大的角度偏转；极少数粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），故AB错误； CD．散射角度大的α粒子受原子核的作用力也大，散射角度小的α粒子受原子核的作用力较小，故C正确，D错误。 故选C。 4. 在环绕地球运转的空间站内，适宜航天员进行体育锻炼的器材是（　　） A. 哑铃 B. 弹簧拉力器 C. 单杠 D. 跑步机 【答案】B 【解析】 【详解】A．用哑铃锻炼身体主要就是利用哑铃的重力，在轨道舱中哑铃处于完全失重状态，它对人的胳膊没有压力的作用，A错误； B．弹簧拉力器锻炼的是人肌肉的伸缩和舒张力，与重力无关，B正确； C．利用单杠锻炼身体需克服自身的重力上升，然后在重力作用下下降，在轨道舱中，航天员处于完全失重状态，与重力有关的现象消失，C错误； D．在轨道舱中人处于完全失重状态，就算人站在跑步机上，但是脚对跑步机没有压力，根据压力与摩擦力成正比，那么这时脚与跑步机之间没有摩擦力，没有摩擦力跑步机不能正常工作，D错误。 故选B。 5. 如右图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个砝码，木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点分别增加两个和三个同样的砝码，则木棒（　　） A. 绕O点顺时针方向转动 B. 绕O点逆时针方向转动 C. 平衡可能被破坏，转动方向不定 D. 仍能保持平衡状态 【答案】A 【解析】 【详解】设木棒AO段重力，重心离O点，木棒BO段重力，重心离O点，AO长度，由力矩平衡条件可得 在木棒的A、C点分别增加两个和三个同样的砝码，有 可知木棒绕O点顺时针方向转动。 故选A。 6. 如图所示是一个单边斜拉桥模型，均匀桥板所受重力为2G，可绕通过O点的水平固定轴转动。7根与桥面均成30°角的平行钢索拉住桥板，其中正中间的一根钢索系于桥板的重心位置，其余钢索等距离分布在它的两侧。若每根钢索所受拉力大小相等且等于F，则（　　） A. F＝G B. F＝G C. F＝G D. F＝G 【答案】D 【解析】 【详解】钢绳拉力和重力的合力沿着杆指向O点，否则杆会绕O点转动；根据牛顿第三定律，O点对杆的支持力水平向左；对杆受力分析，受重力、拉力和支持力，根据平衡条件，有 解得 故选D。 7. 运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦及空气阻力不计，已知重力加速度为g。则（ ） A. 运动员的加速度为gsinθ B. 球拍对球的作用力 C. 运动员对球拍的作用力为Mgcosθ D. 若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上运动 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．对网球受力分析，作出受力分析图，如图 根据牛顿第二定律得 Nsinθ = ma，Ncosθ = mg 解得 a = gtanθ， 以球拍和球整体为研究对象，如图 运动员对球拍的作用力为 Fcosθ = (M＋m)g 故AC错误、故B正确； D．当a > gtanθ时，网球将向上运动，但由于gsinθ与gtanθ的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动，故D错误。 故选B。 8. 质量为4kg的物体在水平力作用下沿粗糙水平面作匀速运动，若水平力增加4N，则物体的加速度的增量（　　） A. 一定为lm/s2 B. 因水平力未知，故无法确定 C. 因摩擦力未知，故无法确定 D. 一定小于lm/s2 【答案】A 【解析】 【详解】物体在水平力作用下沿粗糙水平面作匀速运动，加速度为0，若水平力增加4N，即为合力，则 由于之前加速度为0，则加速度增量为lm/s2。 故选A。 9. 甲、乙两物体静止在光滑水平面上,现对乙施加一变力 F,力 F 与时间 t 的关系如图所示,在运动过 程中,甲、乙两物体始终相对静止,则( ) A. 在 t0时刻，甲、乙间静摩擦力最小 B. 在 t0时刻，甲、乙两物体速度最小 C. 在 2t0时刻，甲、乙两物体速度最大 D. 在 2t0时刻，甲、乙两物体位移最小 【答案】A 【解析】 【分析】以整体为研究对象，分析加速度如何变化，再以甲为研究对象，根据牛顿第二定律分析所受的摩擦力如何变化，分析两物体的运动情况，判断甲速度最大的时刻、确定位移最大的时刻； 【详解】A、以整体为研究对象，由图看出，t0时刻，F=0，加速度为零，则以甲为研究对象可知，甲与乙间的静摩擦力最小为零，故A正确； B、根据牛顿第二定律知，两物体先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，则t0时刻速度方向不变，而且速度最大，故B错误； C、根据牛顿第二定律可知，两物体先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，结合运动学规律可知物体一直向正方向运动，可知在2t0时刻，速度最小为零，而位移最大，故CD错误． 【点睛】本题关键根据牛顿第二定律分析物体的运动情况，采用整体法和隔离法结合，同时结合运动学公式来研究AB间的静摩擦力以及速度和位移关系． 10. 把一钢球系在一根弹性绳的一端，绳的另一端固定在天花板上，先把钢球托起如图所示，然后放手．若弹性绳的伸长始终在弹性限度内，关于钢球的加速度a、速度v随时间t变化的图象，下列说法正确的是（ ） A. 图b表示a—t图象，图c表示v—t图象 B. 图b表示a—t图象，图a表示v—t图象 C. 图d表示a—t图象，图c表示v—t图象 D. 图d表示a—t图象，图a表示v—t图象 【答案】B 【解析】 【详解】释放之后根据受力小球先做自由落体运动，弹性绳被拉直后做加速度减小的加速运动，直到弹力等于重力时，速度最大，加速度为零；之后弹力大于重力做加速度增大的减速运动速度为零时加速度方向向上，上下过程对称，所以到原长时速度不为零做竖直上抛运动，加速度向下．所以B对． 二、多项选择题。  本大题有4小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的，选对的得4分；选对但不全，得2分；有选错或不答的，得0分。 11. 下列论述中正确的是（　　） A. 天然放射性现象表明了原子核内部是有复杂的结构的 B. α粒子散射实验的结果表明了原子核内部是有复杂的结构的 C. 汤姆生发现电子表明原子内部是有复杂的结构的 D. α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．天然放射性现象表明了原子核内部是有复杂的结构的，故A正确； BD．α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础，故B错误，D正确； C．汤姆生发现电子说明原子还可以再分，表明原子内部是有复杂的结构的，故C正确。 故选ACD。 12. 如图所示，物体G用两根绳子悬挂，开始时绳OA水平，现将两绳同时沿顺时针方向转过90，且保持两绳间的夹角不变（＞90），物体保持静止状态，在旋转过程中，设绳OA的拉力为T1，绳OB的拉力为T2，则（　　） A. T1先减小后增大 B. T1先增大后减小 C. T2逐渐减小 D. T2逐渐增大 【答案】BC 【解析】 【详解】以结点O为研究对象，受力分析，受到重力G、绳OA的拉力，绳OB的拉力，根据平衡条件可知，拉力和拉力的合力与重力G大小相等、方向相反，如图所示 作出三个不同位置力的合成图，由图看出，先增大后减小，逐渐减小。 故选BC。 13. 如图，将两根吸管串接起来，再取一根牙签置于吸管中，前方挂一张薄纸，用同样的力对吸管吹气，牙签加速射出，击中薄纸。若牙签开始是放在吸管的出口处，则牙签吹在纸上即被阻挡落地；若牙签开始时放在近嘴处，则牙签将穿入薄纸中，有时甚至射穿薄纸。下列说法正确的是（　　） A. 两种情况下牙签的加速度不同 B. 两种情况下牙签的加速度相同 C. 牙签开始放在吸管的出口处，末速度更大 D. 牙签开始时放在近嘴处，末速度更大 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．牙签在两种情况受到的合力相同，所以加速度相同，故A错误，故B正确； CD．牙签开始时的初速度一定，但是放在近嘴处，加速的距离长，所以气体对其做功大，根据动能定理，气体做的功越多，则牙签获得的动能越大，所以末速度也越大，故D正确，C错误； 故选BD。 14. 自高为h的塔顶自由落下一物体a，与此同时物体b从塔底以初速度v0竖直向上抛，且a、b两物体在同一直线上运动，下列说法中正确的（重力加速度为g）（　　） A. 若则两物体在b上升过程中相遇 B. 若则两物体在地面相遇 C. 若则两物体在b下降途中相遇 D. 若 则两物体不可能在空中相遇 【答案】ACD 【解析】 【详解】若b球正好运动到最高点时相遇，且 b速度减为零所用的时间 则 由 ha+hb=h 联立解得 当ab两球恰好在落地时相遇，则有 此时a的位移 解得 A．若 则两物体在b上升途中相遇，故A正确； B．若 则b球正好运动到最高点时相遇，故B错误； C．若 则两物体在b下降途中相遇，故C正确； D．若 则两物体不可能在空中相遇，故D正确。 故选ACD。 三、填空题。本大题有6小题，每小题4分。 15. 牛顿第一定律表明，力是物体___发生变化的原因；该定律引出的一个重要概念是___． 【答案】 ①. 运动状态 ②. 惯性 【解析】 【详解】[1][2]牛顿第一定律内容即一切物体在不受力的作用时总保持静止或匀速直线运动状态，即不受力时运动状态不变，所以力是物体运动状态发生变化的原因，据此引出的概念即物体保持原来运动状态不变的性质，惯性． 16. 原子核的______发生变化时放出的能量，叫做核能；重核受到其他粒子（如中子）轰击时分裂成两块或两块以上________质量的核的过程称为裂变。 【答案】 ①. 结构 ②. 中等 【解析】 【详解】[1]原子核的结构发生变化时放出的能量，叫做核能。 [2]重核受到其他粒子（如中子）轰击时分裂成两块或两块以上中等质量的核的过程称为裂变。 17. 放射性元素衰变为，此衰变过程的核反应方程是_____________；用此衰变过程中发出的射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是________________________． 【答案】 ①. ②. 【解析】 【分析】质量数守恒和电荷数守恒，配平守恒方程．关键在于氖的电荷数没有告诉，需要化学知识． 【详解】[1]根据质量数和电荷数守恒，放射性元素衰变为，核反应方程为： [2]粒子（即）轰击，根据质量数和电荷数守恒，得： 【点睛】核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒。 18. 某同学在公路边等车上学，他发现路边停着的一辆小车在漏油，估计大约每2秒钟滴下一个滴油，这些油在路面上形成了一小片油迹。不久这辆小车启动开走了，在路面上留下了一系列油点。他走过去观察了一下，发现从那小片油迹开始，向前2m有一个油点，再向前4m有一个油点，再向前6m又有一个油点。这位同学由此估算出这辆小车启动时的加速度约为______m/s2。如果这辆小车匀加速到6m/s后保持匀速运动，那么它启动半分钟后大约开出_________m远。 【答案】 ①. 0.5 ②. 144 【解析】 【详解】[1]与纸带问题类似，则有 [2]从开始匀加速到速度达6m/s，所需时间为t1 = 12s，则余下t2 = 18s的时间拖拉机做匀速直线运动，则半分钟内的位移约为 19. 科技馆中有一个展品（展品周围环境较暗），该展品有一个不断均匀滴水的龙头（刚滴出的水滴速度为零），在平行频闪光源的照射下，可以观察到一种奇特的现象：只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔，在适当的情况下，看到的水滴好象都静止在各自固定的位置不动，如图中A、B、C、D所示。该展品的最大高度为2m，重力加速度g＝10m/s2。要想出现图中的这一现象，滴水时间间隔应为T＝_____s，若将目前的光源闪光频率f略微调大一些，则将观察到的奇特现象为_________。 【答案】 ①. 0.2 ②. 水滴在逐渐上升 【解析】 【详解】[1]由匀变速直线运动的推论可得 解得 则光源的闪光频率为 [2]若将目前的光源闪光频率f略微调大一些，可知闪光的周期变小，则将观察到的奇特现象为水滴在逐渐上升。 20. 我国北方常遭遇严重的沙尘暴天气。所谓沙尘暴可简化为如下情景：快速向上刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中(不动)，这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡，其作用力大小可近似表达为f= ，其中ρ为空气密度，S为沙尘颗粒的横截面积，v为风速。如果沙粒的密度ρ沙为3103kg/m3，沙粒半径r为2.510-4m，地面的空气密度ρ0为1.25kg/m3，那么要形成沙尘暴现象，地面的风速至少为_______m/s。假设空气密度ρ随地面高度h的变化关系如图所示，那么当地面风速为8m/s时，当地沙尘暴的最大高度为________m。(沙粒可近似看成球体，且体积，g取10m/s2 ） 【答案】 ①. 4 ②. 6250 【解析】 【详解】[1]沙尘颗粒的重力为 其与空气作用力为 这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡， 则有 解得 [2]对沙尘颗粒进行受力分析，风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡，即 由题图可得空气密度与随地面高度的变化关系为 两式联立并带入，可得 四、实验题。 21. 理想实验有时更能深刻地反映自然规律，如图所示，伽利略设计了一个理想实验： ①如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度 ②继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动 ③减小右边斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度 ④在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面 （1）请将上述关于理想实验的描述按正确的逻辑顺序排列：_____（只要填写序号） （2）上述关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是：（ ） A．①是事实，②、③和④是推论 B．②是事实，①、③和④是推论 C．③是事实，①、②和④是推论 D．④是事实，①、②和③是推论 【答案】 ①. ④①③② ②. D 【解析】 【详解】（1）[1]伽利略设计了一个理想实验的步骤是：先在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；接着减小右边斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动。正确的逻辑顺序排列④①③②； （2）[2]关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论．则④是事实，①、②和③是推论，①中不可能没有摩擦；③有摩擦是不可能达到原来高度的；②即使水平也不可能匀速运动。 22. “研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。 （1）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）实验中可减小误差的措施有（　　） A. 两个分力F1、F2的大小要尽量大些 B. 在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C. 实验中，可以先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点 D. 实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角应取90°不变，这样可以便于算出合力的大小 【答案】（1） （2）B （3）B 【解析】 【小问1详解】 实验中是用平行四边形定则得出的合力（理论值），是通过用一根细绳拉动橡皮筋的合力（实验值），根据实验要求，一定沿AO方向的是。 【小问2详解】 本实验一个力与两个力实验效果相同得到了合力，采用的科学方法是等效替代法。 故选B。 【小问3详解】 A．为了减小测量的误差，两个分力的大小要适当大一些，夹角适当大一些，不是尽量大，故A错误； B．为减小实验误差，在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，故B正确； C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，根据平行四边形定则可知，只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，不能把橡皮条的结点拉到O点，故C错误； D．把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角不宜过大或过小，并没有规定不变，故D错误。 故选B。 23. 某学生想了解所居住高楼内电梯运行的大致规律，他设计一个利用称体重的磅秤来进行测量和研究的方案： ①把磅秤平放在电梯的地板上，他站在磅秤上，请两位同学协助他观察磅秤示数的变化情况，并记录电梯运行时不同时刻磅秤的示数。 ②将两位同学随机记录的7个数据列表。由于不知记录时刻的先后，故表格数据按从小到大的次序排列，并相应标明t1、t2……t7。（记录时电梯作平稳运动） ③对实验数据进行分析研究，了解电梯的运行情况，并粗略测定电梯的加速度。 观察次数 时刻 磅秤读数（N） 1 t1 449 2 t2 450 3 t3 450 4 t4 549 5 t5 550 6 t6 551 7 t7 551 思考回答下列问题： （1）如果电梯在运行过程中经历过匀加速、匀速和匀减速三个过程，而两位同学记录的数据不知处于哪一运动阶段，则此电梯加速度的可能值为（ ） A. 1.0m/s2 B. 1.82m/s2 C. 2.22m/s2 D. 2.50m/s2 （2）由于每部电梯运行时加速度都是设定好的，如果要知道该高楼电梯的加速度，还需要测定的物理量是_______________。 【答案】（1）ABC （2）学生的质量 【解析】 【小问1详解】 在不考虑误差的情况下表格中数据可分为450N和550N，设加速度为a，超重时视重为mg＋ma，失重时视重为mg－ma，讨论如下 可能一：数据为超重和失重的视重，有 mg＋ma = 550，mg－ma = 450 解得 a = 1.0m/s2，m = 50kg 可能二：数据为超重和匀速的视重，有 mg＋ma = 550，mg = 450 解得 a = 2.22m/s2，m = 45kg 可能三：数据为匀速和失重的视重，有 mg = 550，mg－ma = 450 解得 a = 1.82m/s2，m = 55kg 故选ABC。 【小问2详解】 失重时，对该学生受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有 mg－N = ma 解得 故需要测量学生的质量。 五、计算题。本大题有3小题。 24. 跳伞员常常采用“加速自由降落”（即AFF）的方法跳伞．如果一个质量为50kg的运动员在3658m的高度从飞机上跳出，自由降落40s时，竖直向下的速度达到50m/s，然后再打开降落伞（开伞时间不计），假设这一运动是匀加速直线运动．求： （1）运动员平均空气阻力为多大？ （2）在开伞时，他离地面的高度是多少？ 【答案】（1）437.5N（2）2658m 【解析】 【详解】(1)根据加速度的定义式 平均阻力为f，由牛顿第二定律mg-f=ma 所以f=(50×10-50×1.25)=437.5N  (2)自由降落的位移为h，由匀变速直线运动的规律 开伞时的高度为H，则H=H0-h=3658-1000=2658m 【点睛】本题综合考查了牛顿第二定律、自由落体公式的联合应用． 25. 如图所示，一块磁铁放在固定铁板ABC上的A处，其中AB和BC的长度均为1m，BC与水平面间的夹角为37°，磁铁与铁板间的磁力为磁铁重力的0.1倍，磁铁与铁板间的动摩擦因数为0.2。现给磁铁一个水平向右、大小为3m/s的初速度，不计磁铁经过B处转向时的机械能损失。求：（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，重力加速度g取10m/s2） （1）磁铁第一次到达B处的速度大小； （2）磁铁沿BC向上运动的加速度大小； （3）请通过计算判断磁铁最终能否再次回到A点。 【答案】（1）2.14m/s；（2）7.8m/s2；（3）不能，再次返回AB滑行的最大距离小于1m 【解析】 【详解】（1）磁铁在AB上运动时，有 －μ(mg＋F引) = ma1 得 a1 = －2.2m/s2 根据运动学公式有 vB2－v02 = 2a1s1 可解得 vB ≈ 2.14m/s （2）磁铁在BC上运动时，有 mgsin37°＋μ(mgcos37°＋F引) = ma2 可解得 a2 = 7.8m/s2 （3）设磁铁沿BC能向上滑行的最大距离为s2 磁铁沿BC向下滑行时的加速度 a3 = gsin37°－μ(gcos37°＋0.1g) = 4.2m/s2 再次回到B点的速度 vB′2 = 2a3s2 = 2 × 4.2 × 0.29m2/s2 = 2.44m2/s2 沿AB面能滑行的最大距离 所以不能回到A点。 26. 如图所示是一个半径为R的轮子，它绕固定转动轴O顺时针方向转动，两侧各有一个长为L的竖直杆MP和NQ，它们都固定在天花板上M、N处（如图所示）。两轻杆上距轴为a处各固定一宽度为b的摩擦块（上下厚度不计）。摩擦块与轮子间动摩擦因数都是μ（），不计杆与摩擦块的重力。为使轮子刹停，在两杆下端P、Q之间用轻绳悬挂一重物。刚好使三根细绳之间夹角都相等。 （1）有同学认为：“由于该装置高度对称，所以两边摩擦力的大小是相等的”。你认为这位同学的看法是否正确？为什么（请简要说明你的理由）？ （2）设AP和AQ上的拉力的大小都是F，则左、右两侧摩擦力之比是多少？ （3）为使轮子在规定的时间内能停下，规定制动力矩的大小为M。求此时在下方悬挂物体的重力G是多大？ 【答案】（1）该同学看法不正确，轮子左、右端与b的摩擦力方向不同，受力并不对称；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）该同学看法不正确，轮子左、右端与b的摩擦力方向不同，受力并不对称。 （2）对左侧的杆进行受力分析如图 摩擦力与拉力产生逆时针方向的力矩，支持力N1产生顺时针方向的力矩，根据力矩平衡得 代入数据解得 同理对右侧的杆进行受力分析，摩擦力与拉力产生顺时针方向的力矩，支持力N1产生逆时针方向的力矩，根据力矩平衡得 代入数据得 可知 （3）由题图可知，轮子制动的过程中，受到的两侧的摩擦力的方向都与轮子边缘的质点运动的方向相反，所以轮子制动的力矩的方向与轮子转动的方向相反，制动的力矩大小 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023学年第二学期向明中学期中考 高二年级物理（等级）试卷 一、单项选择题。本大题有10小题，每小题给出的四个答案中只有一个是正确的，每小题2分。 1. 用α粒子（）轰击铍核（），生成碳核（）并放出一个粒子，该粒子是（　　） A. 光子 B. 电子 C. 中子 D. 质子 2. 下列四个方程中，表示重核裂变的是（　　） A. NaMg＋e B. N＋HeO＋H C. U＋n＋＋3n D. H＋HHe＋n 3. 对α粒子散射实验，下列描述正确的是（　　） A. 绝大多数α粒子穿过金箔时都会明显改变运动方向 B. 少数α粒子穿过金箔时会被反向弹回 C. 散射角度大的α粒子受原子核的作用力也大 D. 散射角度小的α粒子不受原子核的作用力 4. 在环绕地球运转的空间站内，适宜航天员进行体育锻炼的器材是（　　） A. 哑铃 B. 弹簧拉力器 C. 单杠 D. 跑步机 5. 如右图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个砝码，木棒处于平衡状态。如在木棒的A、C点分别增加两个和三个同样的砝码，则木棒（　　） A. 绕O点顺时针方向转动 B. 绕O点逆时针方向转动 C. 平衡可能被破坏，转动方向不定 D. 仍能保持平衡状态 6. 如图所示是一个单边斜拉桥模型，均匀桥板所受重力为2G，可绕通过O点的水平固定轴转动。7根与桥面均成30°角的平行钢索拉住桥板，其中正中间的一根钢索系于桥板的重心位置，其余钢索等距离分布在它的两侧。若每根钢索所受拉力大小相等且等于F，则（　　） A. F＝G B. F＝G C. F＝G D. F＝G 7. 运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦及空气阻力不计，已知重力加速度为g。则（ ） A. 运动员的加速度为gsinθ B. 球拍对球的作用力 C. 运动员对球拍的作用力为Mgcosθ D. 若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上运动 8. 质量为4kg的物体在水平力作用下沿粗糙水平面作匀速运动，若水平力增加4N，则物体的加速度的增量（　　） A. 一定为lm/s2 B. 因水平力未知，故无法确定 C. 因摩擦力未知，故无法确定 D. 一定小于lm/s2 9. 甲、乙两物体静止在光滑水平面上,现对乙施加一变力 F,力 F 与时间 t 的关系如图所示,在运动过 程中,甲、乙两物体始终相对静止,则( ) A. 在 t0时刻，甲、乙间静摩擦力最小 B. 在 t0时刻，甲、乙两物体速度最小 C. 在 2t0时刻，甲、乙两物体速度最大 D. 在 2t0时刻，甲、乙两物体位移最小 10. 把一钢球系在一根弹性绳的一端，绳的另一端固定在天花板上，先把钢球托起如图所示，然后放手．若弹性绳的伸长始终在弹性限度内，关于钢球的加速度a、速度v随时间t变化的图象，下列说法正确的是（ ） A. 图b表示a—t图象，图c表示v—t图象 B. 图b表示a—t图象，图a表示v—t图象 C. 图d表示a—t图象，图c表示v—t图象 D. 图d表示a—t图象，图a表示v—t图象 二、多项选择题。  本大题有4小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的，选对的得4分；选对但不全，得2分；有选错或不答的，得0分。 11. 下列论述中正确的是（　　） A. 天然放射性现象表明了原子核内部是有复杂的结构的 B. α粒子散射实验的结果表明了原子核内部是有复杂的结构的 C. 汤姆生发现电子表明原子内部是有复杂的结构的 D. α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础 12. 如图所示，物体G用两根绳子悬挂，开始时绳OA水平，现将两绳同时沿顺时针方向转过90，且保持两绳间的夹角不变（＞90），物体保持静止状态，在旋转过程中，设绳OA的拉力为T1，绳OB的拉力为T2，则（　　） A. T1先减小后增大 B. T1先增大后减小 C. T2逐渐减小 D. T2逐渐增大 13. 如图，将两根吸管串接起来，再取一根牙签置于吸管中，前方挂一张薄纸，用同样的力对吸管吹气，牙签加速射出，击中薄纸。若牙签开始是放在吸管的出口处，则牙签吹在纸上即被阻挡落地；若牙签开始时放在近嘴处，则牙签将穿入薄纸中，有时甚至射穿薄纸。下列说法正确的是（　　） A. 两种情况下牙签的加速度不同 B. 两种情况下牙签的加速度相同 C. 牙签开始放在吸管的出口处，末速度更大 D. 牙签开始时放在近嘴处，末速度更大 14. 自高为h的塔顶自由落下一物体a，与此同时物体b从塔底以初速度v0竖直向上抛，且a、b两物体在同一直线上运动，下列说法中正确的（重力加速度为g）（　　） A. 若则两物体在b上升过程中相遇 B. 若则两物体在地面相遇 C. 若则两物体在b下降途中相遇 D. 若 则两物体不可能在空中相遇 三、填空题。本大题有6小题，每小题4分。 15. 牛顿第一定律表明，力是物体___发生变化的原因；该定律引出的一个重要概念是___． 16. 原子核的______发生变化时放出的能量，叫做核能；重核受到其他粒子（如中子）轰击时分裂成两块或两块以上________质量的核的过程称为裂变。 17. 放射性元素衰变为，此衰变过程的核反应方程是_____________；用此衰变过程中发出的射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是________________________． 18. 某同学在公路边等车上学，他发现路边停着的一辆小车在漏油，估计大约每2秒钟滴下一个滴油，这些油在路面上形成了一小片油迹。不久这辆小车启动开走了，在路面上留下了一系列油点。他走过去观察了一下，发现从那小片油迹开始，向前2m有一个油点，再向前4m有一个油点，再向前6m又有一个油点。这位同学由此估算出这辆小车启动时的加速度约为______m/s2。如果这辆小车匀加速到6m/s后保持匀速运动，那么它启动半分钟后大约开出_________m远。 19. 科技馆中有一个展品（展品周围环境较暗），该展品有一个不断均匀滴水的龙头（刚滴出的水滴速度为零），在平行频闪光源的照射下，可以观察到一种奇特的现象：只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔，在适当的情况下，看到的水滴好象都静止在各自固定的位置不动，如图中A、B、C、D所示。该展品的最大高度为2m，重力加速度g＝10m/s2。要想出现图中的这一现象，滴水时间间隔应为T＝_____s，若将目前的光源闪光频率f略微调大一些，则将观察到的奇特现象为_________。 20. 我国北方常遭遇严重的沙尘暴天气。所谓沙尘暴可简化为如下情景：快速向上刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中(不动)，这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡，其作用力大小可近似表达为f= ，其中ρ为空气密度，S为沙尘颗粒的横截面积，v为风速。如果沙粒的密度ρ沙为3103kg/m3，沙粒半径r为2.510-4m，地面的空气密度ρ0为1.25kg/m3，那么要形成沙尘暴现象，地面的风速至少为_______m/s。假设空气密度ρ随地面高度h的变化关系如图所示，那么当地面风速为8m/s时，当地沙尘暴的最大高度为________m。(沙粒可近似看成球体，且体积，g取10m/s2 ） 四、实验题。 21. 理想实验有时更能深刻地反映自然规律，如图所示，伽利略设计了一个理想实验： ①如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度 ②继续减小右边斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做匀速直线运动 ③减小右边斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度 ④在两个对接的斜面上，让静止的小球沿左边的斜面滚下，小球将滚上右边的斜面 （1）请将上述关于理想实验的描述按正确的逻辑顺序排列：_____（只要填写序号） （2）上述关于理想实验的描述中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是：（ ） A．①是事实，②、③和④是推论 B．②是事实，①、③和④是推论 C．③是事实，①、②和④是推论 D．④是事实，①、②和③是推论 22. “研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。 （1）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）实验中可减小误差的措施有（　　） A. 两个分力F1、F2的大小要尽量大些 B. 在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度 C. 实验中，可以先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点 D. 实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角应取90°不变，这样可以便于算出合力的大小 23. 某学生想了解所居住高楼内电梯运行的大致规律，他设计一个利用称体重的磅秤来进行测量和研究的方案： ①把磅秤平放在电梯的地板上，他站在磅秤上，请两位同学协助他观察磅秤示数的变化情况，并记录电梯运行时不同时刻磅秤的示数。 ②将两位同学随机记录的7个数据列表。由于不知记录时刻的先后，故表格数据按从小到大的次序排列，并相应标明t1、t2……t7。（记录时电梯作平稳运动） ③对实验数据进行分析研究，了解电梯的运行情况，并粗略测定电梯的加速度。 观察次数 时刻 磅秤读数（N） 1 t1 449 2 t2 450 3 t3 450 4 t4 549 5 t5 550 6 t6 551 7 t7 551 思考回答下列问题： （1）如果电梯在运行过程中经历过匀加速、匀速和匀减速三个过程，而两位同学记录的数据不知处于哪一运动阶段，则此电梯加速度的可能值为（ ） A. 1.0m/s2 B. 1.82m/s2 C. 2.22m/s2 D. 2.50m/s2 （2）由于每部电梯运行时加速度都是设定好的，如果要知道该高楼电梯的加速度，还需要测定的物理量是_______________。 五、计算题。本大题有3小题。 24. 跳伞员常常采用“加速自由降落”（即AFF）的方法跳伞．如果一个质量为50kg的运动员在3658m的高度从飞机上跳出，自由降落40s时，竖直向下的速度达到50m/s，然后再打开降落伞（开伞时间不计），假设这一运动是匀加速直线运动．求： （1）运动员平均空气阻力为多大？ （2）在开伞时，他离地面的高度是多少？ 25. 如图所示，一块磁铁放在固定铁板ABC上的A处，其中AB和BC的长度均为1m，BC与水平面间的夹角为37°，磁铁与铁板间的磁力为磁铁重力的0.1倍，磁铁与铁板间的动摩擦因数为0.2。现给磁铁一个水平向右、大小为3m/s的初速度，不计磁铁经过B处转向时的机械能损失。求：（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，重力加速度g取10m/s2） （1）磁铁第一次到达B处的速度大小； （2）磁铁沿BC向上运动的加速度大小； （3）请通过计算判断磁铁最终能否再次回到A点。 26. 如图所示是一个半径为R的轮子，它绕固定转动轴O顺时针方向转动，两侧各有一个长为L的竖直杆MP和NQ，它们都固定在天花板上M、N处（如图所示）。两轻杆上距轴为a处各固定一宽度为b的摩擦块（上下厚度不计）。摩擦块与轮子间动摩擦因数都是μ（），不计杆与摩擦块的重力。为使轮子刹停，在两杆下端P、Q之间用轻绳悬挂一重物。刚好使三根细绳之间夹角都相等。 （1）有同学认为：“由于该装置高度对称，所以两边摩擦力的大小是相等的”。你认为这位同学的看法是否正确？为什么（请简要说明你的理由）？ （2）设AP和AQ上的拉力的大小都是F，则左、右两侧摩擦力之比是多少？ （3）为使轮子在规定的时间内能停下，规定制动力矩的大小为M。求此时在下方悬挂物体的重力G是多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $