精品解析：北京市北京师范大学第二附属中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题

北京师大二附中2022-2023学年度高二年级第二学期 物理期末考试试题 本卷满分为100分，考试时间为90分钟。 一、单选题：本题共12小题，每题3分，共36分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 以下核反应方程属于衰变的是（　　） A. B. C. D. 2. 有关光现象，下列说法正确的是（　　） A. 干涉现象说明光是横波 B. 偏振现象说明光具有粒子性 C. 发生折射现象时，光的波长发生变化 D. 雨后出现的彩虹是光的干涉现象 3. 一质点沿x轴运动，加速度与速度方向相同，在加速度数值逐渐减小至零过程中，关于质点的运动，下列判断正确的是（　　） A. 速度始终减小 B. 速度先增大后减小 C. 速度始终增大 D. 速度先减小后增大 4. 一物体静止在光滑的水平桌面上，现对其施加一水平力，使它沿水平桌面做直线运动，该物体的v-t图象如图所示．根据图象，下列说法中正确的是（　　） A. 0~6s时间内物体所受水平力的方向始终没有改变 B. 2s~3s时间内物体做减速运动 C. 1s末物体距离出发点最远 D. 1.5s末和2.5s末两个时刻物体的加速度相同 5. 小明同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，分别使用两根不同的轻质弹簧和做实验，得到了弹力与弹簧长度关系的图像，如图所示。由图可知：（　　） A. 弹簧的原长比弹簧的原长长 B. 弹簧的原长比弹簧的原长短 C. 弹簧的劲度系数比弹簧的劲度系数小 D. 无法比较弹簧与弹簧的劲度系数大小 6. 甲、乙两辆汽车在平直路面上同向运动，经过同一路标时开始计时，两车在时间内的速度v随时间t的变化图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在时刻，甲车刚好追上乙车 B. 在时刻，甲车刚好追上乙车 C. 时间内，甲车所受的合力越来越大 D. 时间内，乙车所受的合力越来越小 7. 如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处，已知探测器质量为，四条腿与竖直方向的夹角均为，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的。则它的每条腿对月球表面压力的大小为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，质量为m的手机放置在支架斜面上，斜面与水平面的夹角为θ，手机与接触面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。手机始终保持静止状态。下列说法正确的是（ ） A. 手机对支架的压力大小为mg，方向垂直于斜面向下 B. 手机受到的摩擦力大小为μmgcosθ，方向沿斜面向上 C. 若θ增大，则支架对手机的摩擦力随之减小 D. 若θ增大，则支架对手机的作用力保持不变 9. 为了测量蹦床运动员从蹦床上跃起的高度，探究小组设计了如下的方法：他们在蹦床的弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录运动员在运动过程中对弹性网的压力，来推测运动员跃起的高度，右图为某段时间内蹦床运动员的压力时间图象，运动员在空中仅在竖直方向上运动，且可视为质点，则可估算出运动员在这段时间内跃起的最大高度为（g取10m/s2）（　　） A. 1.5m B. 1. 8m C. 5.0m D. 7.2m 10. 筷子是中华饮食文化的标志之一。如图所示，用筷子夹质量为m的小球处于静止，筷子均在竖直平面内，且筷子与竖直方向的夹角均为。忽略小球与筷子之间的摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 筷子对小球的合力大于重力 B. 筷子的弹力大小均为 C. 保持左侧筷子固定不动，右侧筷子缓慢变为竖直，左、右筷子的弹力均逐渐变大 D. 保持左侧筷子固定不动，右侧筷子缓慢变为竖直，左、右筷子的弹力均逐渐变小 11. 利用水滴下落可以粗略测量重力加速度的大小。调节家中水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调整盘子的高度，使一滴水刚碰到盘子时，恰好有另一滴水刚开始下落，而空中还有一滴水正在下落。测出此时出水口到盘子的高度为，从第1滴水开始下落到第滴水刚落至盘中所用时间为。下列说法正确的是（　　） A. 每滴水下落时间为 B. 相邻两滴水开始下落的时间间隔为 C. 第1滴水刚落至盘中时，第2滴水距盘子的距离为 D. 此地重力加速度的大小为 12. 2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（　　） A. 核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能 B. 可以用磁场来约束等离子体 C. 尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体 D. 提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力 二、多选题：本题共3小题，共12分。在每小题列出的四个选项中，至少有一项是符合题意的。每小题全选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选得0分。 13. 如图所示，在粗糙水平地面上放一质量为斜面，质量为的木块沿斜面匀速下滑，此过程中斜面保持静止，则（　　） A. 地面对斜面有水平向右的摩擦力 B. 地面对斜面没有摩擦力 C. 地面对斜面的支持力等于 D. 地面对斜面的支持力大于 14. 氢原子能级示意图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子能量减少 B. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子向外辐射光子 C. 大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子 D. 处于基态的氢原子电离时将向外辐射的能量 15. 雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。若将雨滴看作半径为的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力，其中是雨滴的速度，是比例系数。如图所示的示意图画出了两个半径不同的雨滴在空气中无初速下落的图线，根据题中信息判断下列说法正确的是（　　） A. 在时刻，两个雨滴的加速度相同 B. ①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径大 C. ①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径小 D. 当两个雨滴速度大小相同时，①对应的雨滴加速度比②的小 三、实验题：本题共2小题，共18分。 16. 物理实验一般都涉及实验原理、实验操作和数据分析等。 （1）某同学在做杨氏双缝干涉实验时，分别用波长λ1和λ2的单色光，经同一干涉装置得到如图甲和乙所示的干涉条纹，可知λ1_____λ2（选填“>”“=”或“<”）。 （2）利用如图所示的装置探究两个互成角度的力的合成规律。为减小实验误差，下列措施可行的有（　　） A. 实验中测力计应与木板平行，读数时视线要正对测力计刻度 B. 用两个测力计拉细绳套时，两测力计的示数适当大些 C. 用两个测力计拉细绳套时，细绳间的夹角越大越好 （3）实验课上同学们利用打点计时器等器材，研究小车做匀变速直线运动的规律。其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带，如下图所示。图中O、A、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点，在纸带上选定的相邻两个计数点之间还有四个点没有画出。 由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车运动的速度大小是_____m/s，小车运动的加速度大小是_____m/s2。（计算结果均保留两位有效数字） 17. 在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学选择一根粗细均匀、阻值约为5Ω的电阻丝进行了测量。 （1）在测量了电阻丝的长度之后，该同学用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图1所示为_____mm。 （2）现有电源（电动势E为3.0V，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材： A.电流表（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω） B电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ） C.滑动变阻器（阻值范围0~20Ω） D.滑动变阻器（阻值范围0~1750Ω） 为提高测量的准确度和调节方便，滑动变阻器应选_____（选填器材前的字母）。然后补充完成图2中电压表的接线。 （3）关于上述实验，下列说法正确的是（　　） A. 用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小系统误差 B. 用电压-电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 C. 只考虑电表内阻引起的误差，电压表分流会导致电阻测量值偏小 D. 只考虑电表内阻引起的误差，电流表分压会导致电阻测量值偏大 （4）电导率是电阻率的倒数，它是检验纯净水是否合格的一项重要指标。该同学为了测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样注满绝缘性能良好的横截面直径为几厘米的薄塑料圆柱形容器，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，如图3所示。 他测出水样的电阻Rx后，为了测出样品的电导率，请写出该同学还需要测量的物理量，以及使用的测量工具和测量方法。 四、解答题：本题共4小题，共34分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和步骤。只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，结果中必须写出数值和单位。 18. 如图所示，重力为的木块，恰好能沿倾角的斜面匀速下滑。 （1）求木块与斜面间的摩擦因数； （2）要将木块沿斜面匀速向上推，求所加水平推力； （3）若将斜面倾角增加至，再将木块轻放在斜面上。请判断木块的运动情况并说明理由。 19. 一般人的刹车反应时间为，但饮酒会引起反应时间延长，增加交通安全隐患。因此，《中华人民共和国道路交通安全法》明确规定：严禁酒后开车！在某次试验中，一名志愿者少量饮酒后驾车以的速度在试验场的水平路面上匀速行驶。从发现紧急情况到汽车停下来，行驶距离为。减速过程中汽车位移，此过程可以视为匀变速直线运动。求： （1）减速过程中汽车的加速度大小和所用时间； （2）饮酒志愿者的反应时间延长了多少； （3）若饮酒志愿者在满足（2）的条件下，发现正前方有一辆正以的速度行驶的自行车，为了避免发生碰撞，则司机发现自行车时两车的间距应满足什么条件。 20. 如图所示，密封在真空中的两块等大、正对的金属板竖直平行放置，间距为，将金属板与电源相连，两板间的电压大小恒为。可看作平行板电容器。用一束单色平行光照射金属板恰好发生光电效应。已知金属板的逸出功为，普朗克常量为。 已知单色平行光均匀照射到整个金属板上，照射到金属板上的功率为，能引起光电效应的概率为（概率指被金属板吸收并使电子逸出的光子占总光子数的比例），光电子从金属板逸出（不计初速度），经过两板间电场加速后打到金属板上形成稳定的光电流电子的电量为（忽略光电子之间的相互作用）。求： （1）该单色光的频率； （2）电子到达金属板时的动能； （3）稳定时的光电流大小。 21. 动量守恒定律的适用范围非常广泛，不仅适用于低速、宏观的问题，也适用于近代物理研究的高速（接近光速）、微观（小到分子、原子的尺度）领域。 （1）静止的铀核（）放出1个动能为的未知粒子后，衰变为1个钍核（）。 a．请写出上述衰变过程的核反应方程； b．求反冲的钍核的动能。（可忽略质子和中子质量的差异，不考虑相对论效应） （2）核反应堆里的中子速度不能太快，否则不易被铀核“捕获”，因此，在反应堆内要放“慢化剂”，让中子与慢化剂中的原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。若认为碰撞前慢化剂中的原子核都是静止的，且将中子与原子核的碰撞看作弹性正碰，慢化剂应该选用碳核（碳核的质量是中子的12倍）还是氘核（氘核的质量是中子的2倍）？请计算分析并说明理由。 （3）光子不仅具有能量，而且具有动量。科学家在实验中观察到，一个电子和一个正电子以相同的动能对心碰撞发生湮灭，转化为光子。有人认为这个过程可能只生成一个光子，也有人认为这个过程至少生成两个光子。你赞同哪个观点？请分析说明理由。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京师大二附中2022-2023学年度高二年级第二学期 物理期末考试试题 本卷满分为100分，考试时间为90分钟。 一、单选题：本题共12小题，每题3分，共36分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 以下核反应方程属于衰变的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．属于衰变，故A正确； B．属于β衰变，故B错误； C．属于核聚变，故C错误； D．属于人工核反应，故D错误。 故选A。 2. 有关光的现象，下列说法正确的是（　　） A. 干涉现象说明光是横波 B 偏振现象说明光具有粒子性 C. 发生折射现象时，光的波长发生变化 D. 雨后出现的彩虹是光的干涉现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．干涉是波的共性，横波和纵波均可发生，无法说明光是横波，故A错误； B．偏振现象说明光是横波，与粒子性无关，故B错误； C．发生折射现象时，光的频率不变，但波速和波长会随介质变化，故C正确； D．彩虹是光的折射和色散现象，而非干涉，故D错误。 故选C。 3. 一质点沿x轴运动，加速度与速度方向相同，在加速度数值逐渐减小至零的过程中，关于质点的运动，下列判断正确的是（　　） A. 速度始终减小 B. 速度先增大后减小 C. 速度始终增大 D. 速度先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】由于质点的加速度方向与速度方向相同，虽然加速度数值逐渐减小，质点的速度依然增大，故C正确，ABD错误。 故选C。 4. 一物体静止在光滑的水平桌面上，现对其施加一水平力，使它沿水平桌面做直线运动，该物体的v-t图象如图所示．根据图象，下列说法中正确的是（　　） A. 0~6s时间内物体所受水平力的方向始终没有改变 B. 2s~3s时间内物体做减速运动 C. 1s末物体距离出发点最远 D. 1.5s末和2.5s末两个时刻物体的加速度相同 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．由图像可知，0~1s内物体加速，F沿正方向；1~2s内物体向正方向减速，F为负方向；2~3s内物体沿负方向加速，F为负方向；3~4s内物体沿负方向减速，F沿正方向，AB错误； C．由图象与坐标轴所围面积表示位移可知，2s、6s末物体距离出发点最远，C错误； D．因为直线的斜率等于物体的加速度，故在1.5s末和2.5s末两个时刻物体的加速度相同， D正确。 故选D。 5. 小明同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，分别使用两根不同的轻质弹簧和做实验，得到了弹力与弹簧长度关系的图像，如图所示。由图可知：（　　） A. 弹簧的原长比弹簧的原长长 B. 弹簧的原长比弹簧的原长短 C. 弹簧的劲度系数比弹簧的劲度系数小 D. 无法比较弹簧与弹簧的劲度系数大小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．图像与l轴的交点横坐标表示弹簧原长，由图可知，弹簧b与l轴交点的横坐标更大，即弹簧b的原长更长，所以弹簧a的原长比弹簧b的原长短，A错误，B正确； CD．图像的斜率表示劲度系数k，弹簧a的图像斜率更大，说明弹簧a的劲度系数比弹簧b的劲度系数大，C错误，D错误。 故选B。 6. 甲、乙两辆汽车在平直路面上同向运动，经过同一路标时开始计时，两车在时间内的速度v随时间t的变化图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在时刻，甲车刚好追上乙车 B. 时刻，甲车刚好追上乙车 C. 时间内，甲车所受的合力越来越大 D. 时间内，乙车所受的合力越来越小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图可知，两车同时同地出发，时刻，两车速度相同，此时乙的位移比甲的位移大，时刻，甲的总位移大于乙的总位移，AB错误； CD．由图可知，时间内，甲的加速度不变，故甲车所受的合力不变，乙的加速度逐渐减小，故乙车所受的合力越来越小，C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处，已知探测器质量为，四条腿与竖直方向的夹角均为，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的。则它的每条腿对月球表面压力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对探测器，受力分析，由平衡可知 可得 由牛顿第三定律可知每条腿对月球表面压力的大小为，故选B。 8. 如图所示，质量为m的手机放置在支架斜面上，斜面与水平面的夹角为θ，手机与接触面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。手机始终保持静止状态。下列说法正确的是（ ） A. 手机对支架的压力大小为mg，方向垂直于斜面向下 B. 手机受到的摩擦力大小为μmgcosθ，方向沿斜面向上 C. 若θ增大，则支架对手机的摩擦力随之减小 D. 若θ增大，则支架对手机的作用力保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．受力分析可得手机对支架的压力大小为mgcosθ，方向垂直于斜面向下，A错误； BC．手机受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于mgsinθ，方向沿斜面向上，且若θ增大，则支架对手机的摩擦力随之增大，BC错误； C．手机平衡状态所受合力为0，故支架对手机的作用力与θ无关，始终与手机的重力等大反向，即θ增大，支架对手机的作用力保持不变，D正确。 故选D。 9. 为了测量蹦床运动员从蹦床上跃起的高度，探究小组设计了如下的方法：他们在蹦床的弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录运动员在运动过程中对弹性网的压力，来推测运动员跃起的高度，右图为某段时间内蹦床运动员的压力时间图象，运动员在空中仅在竖直方向上运动，且可视为质点，则可估算出运动员在这段时间内跃起的最大高度为（g取10m/s2）（　　） A. 1.5m B. 1. 8m C. 5.0m D. 7.2m 【答案】C 【解析】 【详解】当蹦床的压力为0时，即运动员在空中，当再次出现压力时，说明运动员再次落回蹦床，观察图像，从离开蹦床到落回蹦床，运动员在空中运动时间最长为为 此时上升的高度最高．根据上升下降的对称性，下降的最长时间为，最大高度 故C正确，ABD错误。 故选C。 10. 筷子是中华饮食文化的标志之一。如图所示，用筷子夹质量为m的小球处于静止，筷子均在竖直平面内，且筷子与竖直方向的夹角均为。忽略小球与筷子之间的摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 筷子对小球的合力大于重力 B. 筷子的弹力大小均为 C. 保持左侧筷子固定不动，右侧筷子缓慢变为竖直，左、右筷子的弹力均逐渐变大 D. 保持左侧筷子固定不动，右侧筷子缓慢变为竖直，左、右筷子的弹力均逐渐变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．用筷子夹着小球在竖直平面内处于静止状态，则根据平衡条件可知，筷子对小球的合力的大小等于小球的重力，方向与重力的方向相反，故A错误； B．由几何关系可知，筷子对小球的弹力大小为 故B错误； CD．在右边筷子转到竖直方向的过程中，左边筷子对小球弹力的方向始终垂直于筷子，而小球自身的重力是一个恒力，由此可以做出在动态平衡过程中力的矢量三角形如下图所示 当两根筷子与竖直方向夹角都为时，三力构成的矢量三角为等腰三角形，在右边的筷子转到竖直方向时，三个力的矢量构成一个直角三角形，易得，在右边筷子转到竖直的过程中，两筷子对小球的弹力都在增大，故C正确，D错误。 故选C。 11. 利用水滴下落可以粗略测量重力加速度的大小。调节家中水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调整盘子的高度，使一滴水刚碰到盘子时，恰好有另一滴水刚开始下落，而空中还有一滴水正在下落。测出此时出水口到盘子的高度为，从第1滴水开始下落到第滴水刚落至盘中所用时间为。下列说法正确的是（　　） A. 每滴水下落时间为 B. 相邻两滴水开始下落的时间间隔为 C. 第1滴水刚落至盘中时，第2滴水距盘子的距离为 D. 此地重力加速度的大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设每滴水下落时间为，由自由落体公式 解得，故A错误； B．相邻的两滴水时间间隔相同，则相邻两滴水开始下落的时间间隔为，故B错误； C．第1滴水到盘中时，第2滴水已下落时间，下落距离为 故距盘子距离为，故C错误； D．总时间 结合 联立解得，故D正确。 故选D。 12. 2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（　　） A. 核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能 B. 可以用磁场来约束等离子体 C. 尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体 D. 提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力 【答案】A 【解析】 【详解】A．核聚变释放的能量源于来自于原子核的质量亏损，A错误； B．带电粒子运动时，在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散，故可以用磁场来约束等离子体，B正确； C．等离子体是各种粒子的混合体，整体是电中性的，但有大量的自由粒子，故它是电的良导体，C正确； D．提高托卡马克实验装置运行温度，增大了等离子体的内能，使它们具有足够的动能来克服库仑斥力，有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力，D正确。 本题选择错误的，故选A。 二、多选题：本题共3小题，共12分。在每小题列出的四个选项中，至少有一项是符合题意的。每小题全选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选得0分。 13. 如图所示，在粗糙水平地面上放一质量为的斜面，质量为的木块沿斜面匀速下滑，此过程中斜面保持静止，则（　　） A. 地面对斜面有水平向右的摩擦力 B. 地面对斜面没有摩擦力 C. 地面对斜面的支持力等于 D. 地面对斜面的支持力大于 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．对M、m整体，在水平方向，由平衡条件可知地面对斜面无摩擦力，故A错误，B正确； CD．对M、m整体，在竖直方向，由平衡条件可知地面对斜面的支持力大小等于整体重力，故C正确，D错误。 故选BC。 14. 氢原子能级示意图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子的能量减少 B. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子向外辐射光子 C. 大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子 D. 处于基态的氢原子电离时将向外辐射的能量 【答案】AC 【解析】 【详解】A．氢原子从能级跃迁到能级时，该氢原子要向外辐射光子，释放能量，故该氢原子的能量减小，故A正确； B．氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子需要吸收光子，从而实现从低能级跃迁到高能级，故B错误； C．大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程中最多可辐射出种不同频率的光子，故C正确； D．处于基态的氢原子电离时至少需要吸收13.6eV的能量，故D错误。 故选AC。 15. 雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。若将雨滴看作半径为的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力，其中是雨滴的速度，是比例系数。如图所示的示意图画出了两个半径不同的雨滴在空气中无初速下落的图线，根据题中信息判断下列说法正确的是（　　） A. 在时刻，两个雨滴的加速度相同 B. ①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径大 C. ①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径小 D. 当两个雨滴速度大小相同时，①对应的雨滴加速度比②的小 【答案】AB 【解析】 【详解】A．在时刻，对两个雨滴，根据牛顿第二定律，都有 得，故A正确； BC．由图可知，两个雨滴最后都做匀速直线运动，则有 解得 因①对应的雨滴做匀速直线运动的速度大，则其半径也大，故B正确，C错误； D．图中斜率代表加速度，由图可知，当速度大小相同时，①对应的雨滴加速度比②的大，故D错误。 故选 AB。 三、实验题：本题共2小题，共18分。 16. 物理实验一般都涉及实验原理、实验操作和数据分析等。 （1）某同学在做杨氏双缝干涉实验时，分别用波长λ1和λ2的单色光，经同一干涉装置得到如图甲和乙所示的干涉条纹，可知λ1_____λ2（选填“>”“=”或“<”）。 （2）利用如图所示的装置探究两个互成角度的力的合成规律。为减小实验误差，下列措施可行的有（　　） A. 实验中测力计应与木板平行，读数时视线要正对测力计刻度 B. 用两个测力计拉细绳套时，两测力计的示数适当大些 C. 用两个测力计拉细绳套时，细绳间的夹角越大越好 （3）实验课上同学们利用打点计时器等器材，研究小车做匀变速直线运动的规律。其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了一条点迹清晰的纸带，如下图所示。图中O、A、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点，在纸带上选定的相邻两个计数点之间还有四个点没有画出。 由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车运动的速度大小是_____m/s，小车运动的加速度大小是_____m/s2。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）> （2）AB （3） ①. 0.96 ②. 2.4 【解析】 【小问1详解】 根据条纹间距公式 可得 【小问2详解】 A．实验中测力计应与木板平行，读数时视线要正对测力计刻度，故A正确； B．用两个测力计拉细绳套时，两测力计的示数适当大些，但不能超出量程，故B正确； C．用两个测力计拉细绳套时，细绳间的夹角不是越大越好，60°~120°为宜，故C错误。 故选AB。 【小问3详解】 [1]由于相邻两计数点间还有四个点没有画出，所以相邻两计数点间的时间间隔为 则打点计时器打下C点时小车运动的速度大小为 [2]小车运动的加速度大小为 17. 在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学选择一根粗细均匀、阻值约为5Ω的电阻丝进行了测量。 （1）在测量了电阻丝的长度之后，该同学用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图1所示为_____mm。 （2）现有电源（电动势E为3.0V，内阻不计）、开关和导线若干，以及下列器材： A电流表（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω） B.电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ） C.滑动变阻器（阻值范围0~20Ω） D.滑动变阻器（阻值范围0~1750Ω） 为提高测量的准确度和调节方便，滑动变阻器应选_____（选填器材前的字母）。然后补充完成图2中电压表的接线。 （3）关于上述实验，下列说法正确的是（　　） A. 用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小系统误差 B. 用电压-电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 C. 只考虑电表内阻引起的误差，电压表分流会导致电阻测量值偏小 D. 只考虑电表内阻引起的误差，电流表分压会导致电阻测量值偏大 （4）电导率是电阻率的倒数，它是检验纯净水是否合格的一项重要指标。该同学为了测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样注满绝缘性能良好的横截面直径为几厘米的薄塑料圆柱形容器，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，如图3所示。 他测出水样的电阻Rx后，为了测出样品的电导率，请写出该同学还需要测量的物理量，以及使用的测量工具和测量方法。 【答案】（1）0.670 （2）C （3）BC （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以所测电阻丝的直径为 【小问2详解】 为提高测量的准确度和调节方便，滑动变阻器应选与待测电阻丝阻值相差不大的。 故选C。 【小问3详解】 A．用螺旋测微器多次测量金属丝直径并取平均值可以减小偶然误差，故A错误； B．用电压-电流图像处理实验数据求金属丝电阻可以减小偶然误差，故B正确； C．上述实验中，只考虑电表内阻引起的误差，由于电流表外接，所以电压表分流会导致电流测量值偏大，则电阻测量值偏小，故C正确； D．由于电流表外接，所以只考虑电表内阻引起的误差，电压表测量值等于真实值，则电流表分压不会导致电阻测量值偏大，故D错误。 故选BC。 【小问4详解】 根据电阻定律，， 联立可得 所以需要测量的量除电阻Rx外，还需要测量L和d，可以用游标卡尺外测量爪和内测量爪分别测量水样的长度L和圆柱形容器的内径d。 四、解答题：本题共4小题，共34分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和步骤。只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，结果中必须写出数值和单位。 18. 如图所示，重力为的木块，恰好能沿倾角的斜面匀速下滑。 （1）求木块与斜面间的摩擦因数； （2）要将木块沿斜面匀速向上推，求所加水平推力； （3）若将斜面倾角增加至，再将木块轻放在斜面上。请判断木块的运动情况并说明理由。 【答案】（1） （2） （3）沿斜面加速下滑 【解析】 【小问1详解】 对木块分析可知 解得 【小问2详解】 要将木块沿斜面匀速向上推，则沿斜面方向 垂直斜面方向 其中 解得 【小问3详解】 若将斜面倾角增加至，再将木块轻放在斜面上。则 木块将沿斜面加速下滑。 19. 一般人的刹车反应时间为，但饮酒会引起反应时间延长，增加交通安全隐患。因此，《中华人民共和国道路交通安全法》明确规定：严禁酒后开车！在某次试验中，一名志愿者少量饮酒后驾车以的速度在试验场的水平路面上匀速行驶。从发现紧急情况到汽车停下来，行驶距离为。减速过程中汽车位移，此过程可以视为匀变速直线运动。求： （1）减速过程中汽车的加速度大小和所用时间； （2）饮酒志愿者的反应时间延长了多少； （3）若饮酒志愿者在满足（2）的条件下，发现正前方有一辆正以的速度行驶的自行车，为了避免发生碰撞，则司机发现自行车时两车的间距应满足什么条件。 【答案】（1）加速度大小为，时间为 （2）反应时间延长了 （3）两车间距 【解析】 【小问1详解】 由分析可知减速过程中汽车的初速度为 末速度为0，位移为，根据匀变速直线运动速度与位移公式有 解得 即减速过程中汽车的加速度大小。 由 解得减速过程中所用时间为 【小问2详解】 已知从发现紧急情况到汽车停下来，行驶距离为，减速过程中汽车位移为，所以反应时间内的位移为 因为汽车在反应时间内做匀速直线运动，速度为，所以饮酒志愿者的反应时间为 故饮酒志愿者的反应时间延长的值为 【小问3详解】 由分析可知当汽车与自行车速度相等时，若不相撞，则之后也不会相撞。设汽车速度从减速到所用时间为，则有 代入数据解得 此过程汽车的位移为 自行车匀速的位移为 所以汽车和自行车的最小位移为 即为了避免发生碰撞，司机发现自行车时两车的间距应满足。 20. 如图所示，密封在真空中的两块等大、正对的金属板竖直平行放置，间距为，将金属板与电源相连，两板间的电压大小恒为。可看作平行板电容器。用一束单色平行光照射金属板恰好发生光电效应。已知金属板的逸出功为，普朗克常量为。 已知单色平行光均匀照射到整个金属板上，照射到金属板上的功率为，能引起光电效应的概率为（概率指被金属板吸收并使电子逸出的光子占总光子数的比例），光电子从金属板逸出（不计初速度），经过两板间电场加速后打到金属板上形成稳定的光电流电子的电量为（忽略光电子之间的相互作用）。求： （1）该单色光的频率； （2）电子到达金属板时的动能； （3）稳定时的光电流大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属板逸出功为，用一束单色平行光照射金属板恰好发生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程，可知该单色光的频率满足，解得 【小问2详解】 电子逸出后，在电场力作用做加速运动，根据动能定理，即电子到达金属板时的动能 小问3详解】 设时间内入射的光子数目为，根据能量守恒可得 根据电流定义式可得 联立解得 21. 动量守恒定律的适用范围非常广泛，不仅适用于低速、宏观的问题，也适用于近代物理研究的高速（接近光速）、微观（小到分子、原子的尺度）领域。 （1）静止的铀核（）放出1个动能为的未知粒子后，衰变为1个钍核（）。 a．请写出上述衰变过程的核反应方程； b．求反冲的钍核的动能。（可忽略质子和中子质量的差异，不考虑相对论效应） （2）核反应堆里的中子速度不能太快，否则不易被铀核“捕获”，因此，在反应堆内要放“慢化剂”，让中子与慢化剂中的原子核碰撞，以便把中子的速度降下来。若认为碰撞前慢化剂中的原子核都是静止的，且将中子与原子核的碰撞看作弹性正碰，慢化剂应该选用碳核（碳核的质量是中子的12倍）还是氘核（氘核的质量是中子的2倍）？请计算分析并说明理由。 （3）光子不仅具有能量，而且具有动量。科学家在实验中观察到，一个电子和一个正电子以相同的动能对心碰撞发生湮灭，转化为光子。有人认为这个过程可能只生成一个光子，也有人认为这个过程至少生成两个光子。你赞同哪个观点？请分析说明理由。 【答案】（1） a． b． （2） 应选用氘核作为慢化剂，理由见解析。 （3） 赞成至少生成两个光子的观点，理由见解析。 【解析】 【小问1详解】 a．根据衰变前后质量数守恒，可知未知粒子质量数 根据衰变前后电荷数守恒，可知未知粒子电荷数 可知未知粒子为氦核，则核反应方程 b．设、质量分别为，衰变后速度大小分别为，则动量守恒有 根据题意有 因为 联立解得 【小问2详解】 设中子质量为m，碰前速度为，碰后速度为，原子核质量为M，碰后速度为，规定方向为正方向，中子与原子核发生弹性正碰，则 解得 可见，原子核质量M越接近m，碰后中子速度越小，因此，慢化剂应该选用质量较小的氘核； 【小问3详解】 我赞成“这个过程至少生成两个光子”的观点，正负电子对撞过程遵循动量守恒定律．对撞前正负电子组成的系统总动量为0，若只生成一个光子，则对撞后动量不可能为0，只有生成两个及两个以上的光子时系统总动量才有可能为0，因此“这个过程至少生成两个光子”的观点正确。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $