2021-2022学年河北省秦皇岛市高二（下）期末物理试卷（附答案详解）

2021~2022学年河北省秦皇岛市第一中学高二（下）期末物理试

卷

1.关于分子热运动，下列说法中正确的是（）

A.扩散现象说明了物质分子做无规则运动

B.扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动

C.布朗运动是指液体或气体分子所做的永不停息的无规则热运动

D.相同温度的氧气和氢气，氧气分子和氢气分子的平均速率相同

2.2021年8月3日，东京奥运会体操女子平衡木单项决赛结束，

中国选手管晨辰、唐茜靖包揽金、银牌。比赛中，体操运动员站

在水平的平衡木上处于静态平衡状态，如图所示。则下列说法正

确的是（）

A.平衡木对人的支持力大小等于人对平衡木的压力大小

B.平衡木对人的支持力和人对平衡木的压力是一对平衡力

C.平衡木对人有摩擦力

D.人受到支持力是因为脚底发生了形变

3.德国物理学家P・勒纳德、英国物理学家八八汤姆孙等相继进行了实验研究，发现照射到金

属表面的光能使金属中的电子从表面溢出，这个现象称为光电效应。现在用两种单色光。和

。照射同一种金属，光电流与电压的关系如图乙所示,/s为饱和光电流，4为遏止电压的大小。

下列说法正确的是（）

A.截止频率与入射光的频率有关

B.“光的频率小于b光的频率

C.若仅增加“光的光强，饱和光电流将增大

D.若仅增加a光的光强，则遏止电压Uq将增加

4.如图所示，竖直墙壁。处用光滑较链较接一轻质杆的一端，杆的另一端

固定小球（可以看成质点），轻绳的一端悬于尸点，另一端与小球相连。已知

轻质杆长度为R,轻绳的长度为L且R<L<2R。A、B是墙上两点，且

OA=OB=R。现将轻绳的上端点尸沿墙壁缓慢下移至A点，此过程中轻绳

对小球的拉力生及轻质杆对小球的支持力F2的大小变化情况为（）

A.&和尸2均增大

B.0保持不变，七先增大后减小

C.&和尸2均减小

D.0先减小后增大，尸2保持不变

5.高铁站台上，5位旅客在各自车厢候车线处候车，若动车每节车厢长为/,动车进站时做

匀减速直线运动。站在2号候车线处的旅客发现1号车厢经过他所用的时间为3动车停下时

该旅客刚好在2号车厢门口（2号车厢最前端），如图所示，则（）

yyyyy

斗皿中工斗”必4^54321

A.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动，经历的时间为，

B.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动，平均速度为:

C.1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为多

D.动车的加速度大小为5

6.如图甲所示，倾角为a的斜面固定在水平地面上，斜面上一木块受到与斜面底边平行的力

尸的作用，当力尸逐渐增大时，木块所受的摩擦力/和力厂的大小关系如图乙所示。若木块

的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，图中方、片、&均为已知量，重力加速度为g,下列说法正

确的是（）

A.木块的质量可表示为」L

gcosa

B.木块与斜面间的动摩擦因数可表示为《tana

J2

C.F小于0时木块所受的摩擦力与斜面底边垂直且沿斜面向上

D.F大于尸后1木块做曲线运动

7.一物块在粗糙水平面上以一定的初速度沿直线匀减速滑行，第16内的位移为8处第3s

内的位移为0.5m,则物块运动过程中的加速度大小为（）

A.3.75m/s2B.4m/s2C.7.5m/s2D.8m/s2

8.如图所示，质量为2M的物块4静置于水平台面上，质量为/〃〃〃/

M的半球体C静置于水平地面上，质量为的光滑小球B（可视A

I

为质点）放在半球体C上，P点为三根轻绳PA,PB、P0的结点。

系统在图示位置处于静止状态，P点位于半球体球心的正上方,

尸。竖直，PA水平，P8刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角

0=30。。已知物块A与台面间的动摩擦因数为出重力加速度

大小为g，贝女）

A.绳OP的拉力大小为［mgB.C受到的摩擦力大小为苧mg

C.A受到的摩擦力大小为［mgD.地面对C的支持力大小为（M+m）g

9.如图所示，在桌面上方有三个金属小球。、b、c,它们离桌

面的高度九1：h2：府=3:2:1,若按先后顺序由静止依次释放

三个小球，。、仄c刚好同时到达桌面，若不计小球受到的空

气阻力，贝女）

A.三者到达桌面时速度之比为遮：V2：1

B.三者运动的时间之比为3:2:1

C"与“开始下落的时间差小于c与匕开始下落的时间差

D.6与。开始下落的时间差大于c与6开始下落的时间差

10.2021年12月20日，我国宣布：全球首座球床模块式高温气冷堆核电站一一山东荣成石岛

湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术

的国家之一。目前核电站获取核能的基本核反应方程：/5u+仙一转，Ba+X+3仙，其中能

照“Ba不稳定，衰变的半衰期为T,下列说法正确的是（）

A.反应产物X的中子数为50

B.0.5kg的婢Ba原子核，经过3T剩下开始时的g

C.反应产物X的比结合能比取5u的比结合能大

D.上述核反应也称热核反应，由于质量亏损而释放出能量

11.甲、乙两名运动员同时从泳池的两端出发在泳池里训练，甲、乙的速度-时间图像分别如

图（a）、（b）所示，不计转向的时间，两人的运动可视为质点的直线运动。贝11（）

A.

C.两人经过2min共相遇了4次D.甲乙在t=100s时各自回到自己出发点

12.如图所示，截面为梯形的平台放在粗糙水平地面上，左边斜面倾角%=37。，右边斜面

光滑，倾角4=53。，滑块a和滑块b通过轻绳和轻弹簧跨过两个等高的轻质滑轮相连，静

止时滑块。恰好不上滑，连接两滑块的轻绳均与相应的斜面平行。已知滑块a的质量为0.3kg,

滑块〃的质量为0.5kg,平台的质量为4.2kg,轻弹簧的劲度系数为2N/cm,取重力加速度g=

10m/s2,sin37°=0.6,cos370=0.8,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正

确的是（）

A.轻弹簧的伸长量为2cm

B.滑块a与斜面间的动摩擦因数为居

C.剪断轻弹簧瞬间，水平地面对平台的支持力小于50N

D.剪断轻弹簧瞬间，水平地面对平台的摩擦力为零

13.甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计4挂于固

定点C,下端用细线挂一重物。，弹簧测力计人的一端用细线系于。点，手持另一端向左拉，

使结点。静止在某位置。分别读出弹簧测力计。和6的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记

录。点的位置和拉线的方向。

⑴图1中弹簧测力计。的示数为N。

(2)下列不必要的实验要求是(请填写选项前对应的字母)。

4弹簧测力计应在使用前校零

B.拉线方向应与木板平面平行

C改变拉力，进行多次实验，每次都要使0点静止在同一位置

(3)乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到。点，两弹簧测力计读数分别为Fi和F2,用一个弹

簧测力计拉橡皮筋到0点时读数为尸，通过作图法验证平行四边形定则时，图2中符合实际

情况的是。

图1

ABCD

图2

14.在研究小车做匀变速直线运动的实验中，使用了图1所示的装置:

接电源

(1)在该实验中，下列做法正确的是

A.先使小车运动，再接通电源

B.该实验需要平衡摩擦力

C.打点计时器可以使用6V的直流学生电源

D将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处

(2)己知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,如图2所示是“测定匀变速直线运动的加速

度”的实验中电磁打点计时器打出的纸带，图中0、I、2、3、4、5、6是按时间先后顺序标

出的计数点,用刻度尺测得：%!=2.70cm,x2—3.20cm,x3=3.68cm,x4=4.18cm,x5=

4.69cm,x6=5.17cm„那么：(计算结果保留三位有效数字)

0123456

去.去•去.去

X]X2%3%4%5工6

图2

①在计时器打出点2时，小车的速度大小为%=m/s；

②小车的加速度大小为a=m/s2o

(3)若打点计时器实际工作频率偏大，则根据表达式和题中数据计算出外的结果比实际值

(填“相等”“偏大”或“偏小”)。

(4)若打点计时器额定电压为220H而实际使用的电源电压为225匕贝女2)中得出的速度与物

体速度的真实值相比将会(填“偏大”“偏小”或“没有影响”)。

15.据统计，开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍，开车时打电话发生事故的概

率是安全驾驶的2.8倍。一辆汽车在平直公路上以某一速度行驶时，司机低头看手机3s,相当

于盲开60m,该车遇见紧急情况，紧急刹车的距离(从开始刹车到停下时汽车所行驶的距离)至

少是20〃?。根据以上提供的信息

(1)求汽车行驶的速度大小和刹车的最大加速度大小；

(2)若该车以108km"的速度在高速公路上行驶时，前方150/〃处道路塌方，该车司机低头看

手机3s后才发现危险，已知司机的反应时间为0.6s,刹车的加速度与(1)问中大小相等。试通

过计算说明汽车是否会发生交通事故。

16.如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，活塞横截面积为S,质量

为⑶活塞与汽缸之间无摩擦。汽缸内密封有一定质量的理想气体，气体温度为T,气柱高

度为h,汽缸内距缸底|九处有固定的卡环(卡环大小忽略不计)。已知大气压为po,重力加速

度为g。现缓慢降温使得活塞恰好与卡环接触。

(1)求此时缸内气体温度；

(2)若该降温过程气体放出热量为Q,求缸内气体内能变化量4U；

(3)若活塞恰好与卡环接触后，汽缸开始出现缓慢漏气现象，直到不再漏气为止，此过程温度

保持不变，求汽缸内漏出气体与剩余气体质量之比为多少？

17.如图甲所示，一块长度为L=2zn、质量为M=0.4kg的长木板静止放置在粗糙水平地面

上.另有一质量为m=0.5kg的小铅块(可看做质点)，以火的水平初速度向右冲上木板.已知

铅块与木板间的动摩擦因数为%=0.3,木板与地面间的动摩擦因数为刈=0.1，重力加速度

取g-10m/s2.

(1)铅块刚冲上木板时，求铅块与木板的加速度由、a2；

(2)当铅块以北=4；m/s冲上木板，计算铅块从木板右端脱离时，铅块与木板的速度大小也、

。2；

(3)若将六个相同的长木板并排放在地面上，如图乙所示，铅块以满足诏=(y)2+48m2/s2

的初速度冲上木板，其它条件不变.确定铅块最终停在哪一块木块上并求出其停在该木块上

的位置离该木块最左端的距离d(计算结果用分数表示).

VO

好

.,z,■..

图甲

VO

图乙

答案和解析

1.【答案】A

【解析】A.扩散现象说明了物质分子做无规则运动，选项4正确；

反布朗运动用肉眼是观察不到的，则扫地时，在阳光照射下看到尘埃飞舞，这不是尘埃在做布朗

运动，选项B错误；

C.布朗运动是指悬浮在气体或液体中的固体颗粒的无规则运动，它间接反映了液体或气体分子做

永不停息的无规则热运动，选项C错误；

。.相同温度的氧气和氢气，分子平均动能相同，但是因氧气的分子质量较大，则氧气分子的平均

速率小于氢气分子的平均速率，选项。错误。

故选A。

2.【答案】A

【解析】4B.由牛顿第三定律可知平衡木对人的支持力和人对平衡木的压力是一对相互作用力，平

衡木对人的支持力大小等于人对平衡木的压力大小，故A正确，8错误；

C.体操运动员站在水平的平衡木上处于静态平衡状态，平衡木对人没有摩擦力，故C错误；

D人受到支持力是因为平衡木发生了形变所产生的弹力，故。错误。

故选Ao

3.【答案】C

【解析】A.截止频率是光照射金属时产生光电效应的最低频率，由金属材料本身决定，与入射光

的频率无关，A错误；

BD,由图乙可知，。光的遏止电压大于匕光的遏止电压，由

22

hv—Wo=1mv0,1mv0—ellc

得

〃h%

U=­v-------

cee

可知，a光的频率大于b光的频率；遏止电压与入射光的强弱无关，仅增加。光的光强，其遏止电

压不变，8力错误；

C.频率相等时•，入射光的强弱决定了电流的强弱，若仅增加“光的光强，单位时间从金属表面溢

出的光电子数量变多，饱和光电流将增大，C正确。

故选C。

4.【答案】A

【解析】小球受重力、细线的拉力和支持力，由于平衡，三个力可以构成矢量三角形，如图所示:

根据平衡条件，该力的矢量三角形与几何三角形POC相似，则有

G

_FX_F2

PO=T=~R

解得

&=磊G

R

尸2=的。

当尸点下移时，P0减小,L、R不变，故Fi增大，尸2增大。

故选A。

5.【答案】C

【解析】A采用逆向思维，可认为动车反向做初速为0的匀加速直线运动，由题意可知动车第1

节车厢最前端从经过2号旅客的位移为/,时间为f,有

1

I=2at2

动车第1节车厢最前端从经过5号旅客的位移为4/,时间为t$，有

1,

4,=2at5

解得

上=2t

选项A错误；

B.动车第1节车厢最前端从经过5号旅客到停下总位移为4/,用时2t,则平均速度为

_4/21

V=-^―=——

2tt

选项B错误；

C.设1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为为,则有

,笠5+0

41=-i2—x2t

解得

41

V5=T

选项C正确；

D.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动过程，有

0=v5-ax2t

解得

V521

a=2i=^

选项。错误：

故选Co

6.【答案】D

【解析】4将木块所受重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面方向，分析斜面所在平面内的木块受

力情况，根据平衡条件得

/*=,尸2+(mgsina)2

当F=0时，由题图乙可知

f==mgsina

所以可求出木块的质量

fl

rn=--------

gsina

故A错误；

8.当木块要运动时，静摩擦力达到最大，有

f=fz=/imgcosa

求出木块与斜面间的动摩擦因数

fz

〃=mgcosa

又

fl

m=——：——

gsma

联立以上两式得

〃=-^-tana

J1

故8错误；

C.F小于Fi时，摩擦力小于最大静摩擦力，则木块保持静止状态，故摩擦力方向与F和重力的下

滑分力mgsina的合力方向相反，故不与斜面底边垂直，故C错误；

DF大于尻后木块将运动，所受摩擦力大小和重力不变，但力F一直增大，所以木块所受合力方

向不断变化，故木块做曲线运动，故。正确。

故选D。

7.【答案】B

【解析】因为物体做匀减速直线运动，设初速度为几,加速度为小假设第3s末之前物体未停下

来，所以第1S内位移为

11

2

=8m=vot+-at=v04--a

又因前3s内位移为

199

x3=v03t+«(3t)=3v0+

前2s内位移为

1

x2=vQ2t+]Q(2C)2=2v0+2a

所以第3s内位移为

5

Ax=0.5m=x3-x2=%+2Q

联立解得

2

v0=9.875m/s,a——3.75m/s

第3s末物体速度为

V3=v04-a-3t=-1.375m/s<0

说明物体在第3s前已经停止，根据平均速度推论知，0.5s末的速度为8m/s,则从0.5s末开始到停

止的时间为方则2s后运动的时间为

v8

--1.5=--1.5

CLCL

采用逆向思维得2s后到停止的位移为

18

—a(---1.5)29=0.5m

2a

解得

a—4m/s2

ACO错误，3正确。

故选Bo

8.【答案】B

【解析】A.对小球8受力分析如图，PB受到的拉力大小

F=mgcosQ

对P点受力分析可知，OP受到的拉力大小

3

T=Fcosd=4771g

A错误；

C.对■物体A受力分析可知，物体A所受摩擦力大小等于PA绳子的拉力

V3

_f=Fsind=-^-tng

C错误；

反对整体受力分析可知，半球C受到的摩擦力大小等于A所受摩擦力

V3

fc=f=~^rng

B正确；

D对整体受力分析可知，地面对半球C的支持力大小为

1

(M+m)g-T=Mg+-ring

4

。错误。

故选B。

9.【答案】AC

【解析】A小球下落过程中满足

v2—2gh

即

V=J2gh

因此三者到达桌面时速度之比为8：V2：1,故A正确;

又因为九1：h2：九3=3:2:1,

区小球下落过程中满足

1

h=29t

即

2h

<3

又因为九1：八2：九3=3:2:1,因此三者运动时间之比为旧：V2：1,故8错误;

CDb与“开始下落的时间差

Atr=(V3—V2)

c与6开始下落的时间差

l2h

%=(&-1)厅3

故

Aty<At2

故C正确，。错误。

故选AC。

10.【答案】BC

【解析】A.根据核反应方程中质量数、电荷数守恒可写出该核反应方程为

925U+on-*564Ba+骂X+3jn

可知X原子核中含有的中子数为53,故A错误；

8.根据半衰期公式

m就=zn&)7

可知，经过37

续1,1

m(引=8

所以一定质量的续Ba原子核剩下的质量占开始时喝，故B正确;

C.核反应中生成物比反应物稳定，比结合能大，故C正确；

。.该核反应为重核裂变反应，故。错误。

故选BC。

11.【答案】AB

【解析】4由题意可知，甲运动20s后到达泳池另一端开始转向，故游泳池长/=v甲h=25m,A

正确；

BCD.在同一坐标中画出甲、乙的位移一时间图像，如图所示

图线的交点表示相遇，可知，在lmin内共相遇了3次，在2min内共相遇了5次，甲乙在t=100s时

在泳池的一端（乙的出发点）相遇，8正确，8错误。

故选ABo

12.【答案】ABC

【解析】A.右边斜面光滑，对于人物体，有

kx=mbgsin53°

可解得轻弹簧的伸长量为

x=2cm

故A正确；

B.由于滑块a恰好不上滑，有

magsin370+/xmagcos37°=kx

解得

11

故B正确；

C剪断轻弹簧瞬间，由于〃>tan”,滑块。和静止。右侧斜面光滑，滑块人有竖直向下的加速度

分量，因此水平地面对平台的支持力小于50N,故C正确；

。.剪断轻弹簧瞬间，滑块6有水平向右的加速度分量，可知平台对滑块6的作用力有水平向右的

分力，由牛顿第三定律知滑块人对平台的作用力有水平向左的分力，可知水平地面对平台的摩擦

力不为零，故。错误。

故选ABC。

13.【答案】(1)5.80；(2)C；(3)C

【解析】(1)由图1可知，弹簧测力计。的示数为5.80N。

(2)4为了测量准确，弹簧测力计应在使用前校零，A正确，不符合题意；

B.为减小实验误差，拉线方向应与木板平面平行，B正确，不符合题意；

C当结点。的位置确定时，弹簧测力计a的示数也确定，由于重物的重力确定，两测力计的拉力

大小与方向均一定，因此弹簧测力计匕的大小与方向也一定，所以不需要每次都要使。点静止在

同一位置，C错误，符合题意。

故选Co

(3)实验测量的合力应与橡皮筋在同一直线上，即F'与橡皮筋在同一直线上，由平行四边形定则作

出的合力是理论值，与实际值有一定的偏差，即由平行四边形定则作出的合力是凡因此图C符

合实际情况，4BO错误，C正确。

故选Co

14.【答案】(1)D；(2)①0.860；②3.10；(3)偏小;(4)没有影响

【解析】(1)4。.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处，先接通电源再使小车运动，A错误，。

正确；

8.只要小车在长木板上做匀加速直线运动即可，不需要平衡摩擦力，8错误；

C.打点计时器使用交流电源，C错误。

故选。。

(2)①由题意可知，打点时间间隔为T=0.02s,利用中间时刻瞬时速度等于整段的平均速度，可

得在计时器打出点2时，小车的速度大小为

x+x3.20+3.68

v=23x0.01m/s=0.860m/s

24T4x0.02

②由逐差法可得，小车的加速度大小为

_(工4+%5+%6)—(%1+%2+%3)

"9X(2T)2

代入数据解得

a«3.10m/s2

(3)若打点计时器实际工作频率偏大，则代入计算的时间间隔T偏大，根据表达式和题中数据计算

出外的结果比实际值偏小。

(4)速度的计算结果与电压的大小无关，故(2)中得出的速度与物体速度的真实值相比将会没有影

响。

15.【答案】解：(1)根据题意知，低头看3s手机相当于盲开60皿，由此可以知道，汽车运动的速

度大小为

x60

v=—=—m/s=20m/s

设汽车刹车的最大加速度大小为小把刹车过程看成反方向的初速度为零的匀加速直线运动，由

v2=2ax得

22

v207

a=2^=25^20=10m/s

(2)在高速公路上汽车的速度为

v'=108km/h=30m/s

司机看手机时，汽车发生的位移为

X】=v't'=30x3m=90m

反应时间内发生的位移为

x2=v'At=30x0.6m=18m

刹车后汽车发生的位移为

v12302

X3=2^=23nom=45m

所以汽车前进的距离为

x=+%2+%3=153m>150m

所以会发生交通事故。

【解析】略

16.【答案】解：(1)缓慢降温使得活塞恰好与卡环接触，此过程缸内气体经历等压变化，根据盖-

吕萨克定律有

hS_lhS

解得

(2)该过程缸内气体的压强为

外界对气体做功为

W=pS(八一1h)=^h(p0S+mg)

根据热力学第一定律可得

1

AU=W-Q=-h^p0S+mg)-Q

(3)当不再漏气时，缸内气体的压强降至大气压强po,假设漏气前缸内气体等温膨胀至压强为po时

体积为%，根据玻意耳定律有

2

p-^hS=p0V0

解得

%*—

汽缸内漏出气体与剩余气体质量之比为

2

m漏