河南省商开大联考2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-01 类型：期末考试

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一、单选题

1. 伽利略斜面实验的“合理外推”示意图如图所示，伽利略的成功，不仅在于找出了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路，下列说法正确的是（）

A、让小球在倾角较小的斜面上运动，目的是延长物体的运动时间，加快物体的下落速度 B、让小球在斜面上运动来研究自由落体运动，其实质是“放大重力”，减小位移延长时间 C、伽利略对落体的研究思路概括如下：发现问题→提出猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论 D、伽利略把竖直实验的结果推广到斜面情况，是思维方法的一种“升华”，这种方法被称为“放大法”

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2. 下列关于物理学公式的说法正确的是（）

A、 $a = \frac{Δ v}{Δ t}$ ，说明速度对时间的变化量表示加速度 B、由动量定理可得 $F = \frac{Δ (m v)}{Δ t}$ ，说明动量对时间的变化率表示冲量 C、由胡克定律可得 $k = \frac{F}{x}$ ，说明弹簧的劲度系数与弹力成正比、与形变量成反比 D、对匀变速直线运动的公式 $\frac{x}{t} = v_{0} + a \times 0.5 t$ ，说明一段时间t的平均速度等于0.5t时刻的速度

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3. 下列几种运动模型属于缓冲现象的是（）

A、 B、 C、 D、

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4. 下列有关原子物理、原子核物理的说法正确的是（）

A、光电效应说明光具有波粒二象性 B、电子、中子的衍射图样说明德布罗意提出的物质波是一种电磁波 C、原子的发光频率只与原子的内部结构有关，可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹” D、个别 $α$ 粒子射入金箔时几乎被“撞”了回来，这是金箔的电子对 $α$ 粒子作用的结果

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5. 核反应方程遵循质量数守恒和核电荷数守恒，下列核反应方程正确的是（）

A、钋（ $_{84}^{210} P o$ ）的衰变方程为 $_{84}^{210} P o \to_{82}^{206} P b +_{2}^{4} H e$ B、钛44的衰变方程为 $_{22}^{44} T i \to_{21}^{40} S c +_{2}^{4} H e$ C、“人造太阳”的核反应方程式为 $_{1}^{2} H +_{1}^{3} H \to_{2}^{4} H e +_{1}^{1} H$ D、 $α$ 粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程式为 $_{7}^{14} N +_{2}^{4} H e \to_{8}^{16} O +_{1}^{1} H$

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6. 龟兔赛跑的 $s - t$ 图像如图所示，根据图像所提供的信息来分析，下列说法正确的是（）

A、 $0 ∼ t_{1}$ 兔子的加速度大于乌龟的加速度 B、 $t_{2}$ 时刻乌龟与兔子相遇， $t_{龟}$ 时刻乌龟与兔子不相遇 C、 $0 ∼ t_{3}$ 乌龟的平均速度与兔子的平均速度之差为 $\frac{s_{终点}}{t_{龟}} - \frac{s_{0}}{t_{1}}$ D、 $t_{3} ∼ t_{龟}$ 兔子的平均速度与乌龟的平均速度之差为 $\frac{s_{终点} - s_{0}}{t_{兔} - t_{3}} - \frac{s_{0}}{t_{1}}$

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7. 下列关于原子、原子核物理的四幅关系图像的说法正确的是（）

A、由甲图看出，同种颜色光的强弱不同，遏止电压也不同 B、由乙图看出，随着温度的升高，各种波长辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 C、由丙图看出，放射性元素的质量因衰变减小到原来的一半所经历的时间是相等的 D、由丁图看出，核子平均质量随着原子核质量数的增大而先增大后减小

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8. 如图所示，火星探测器在火星表面进行悬停实验，当探测器向下喷出火焰，探测器可悬停在火星表面上空。假设探测器在t时间内向下喷射的气体的质量约为m，喷射气体的速度约为v，此过程认为探测器的总质量保持不变，喷射气体的重力忽略不计，火星重力加速度为 $g_{0}$ ，下列说法正确的是（）

A、探测器悬停在火星表面上空时加速度大小等于 $g_{0}$ B、探测器对喷射气体的作用力大于喷射气体对探测器的作用力 C、一段时间t内，探测器的动量变化量为 $m g_{0} t$ D、探测器的质量为 $\frac{m v}{g_{0} t}$

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二、多选题

9. 如图所示为汽车从发现紧急情况到开始制动到最后停止的运动模型，已知反应时间内的位移为 $s_{1}$ ，匀减速的位移为 $s_{2}$ ，下列说法正确的是（）

A、若反应时间为 $t_{1}$ ，则制动的加速度大小为 $\frac{{s_{2}}^{2}}{2 s_{1} {t_{1}}^{2}}$ B、若制动的时间为 $t_{2}$ ，则匀速行驶的速度为 $\frac{2 s_{2}}{t_{2}}$ C、若制动的加速度大小为a，则从发现紧急情况到停止的总时间为 $\frac{2 s_{1}}{\sqrt{a s_{2}}} + \sqrt{\frac{s_{2}}{2 a}}$ D、若制动的加速度大小为a，则从发现紧急情况到停止的平均速度为 $\frac{(s_{1} + s_{2}) \sqrt{2 a s_{2}}}{s_{1} + 2 s_{2}}$

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10. 如图所示是斜拉桥不对称钢索的简化模型，桥面水平、塔柱竖直，已知AC、AB的拉力大小分别为 $T_{A C}$ 、 $T_{A B}$ ，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、钢索的拉力会对塔柱产生两个效果，一方面竖直向上拉塔柱，另一方面沿水平方向拉塔柱 B、若桥面保持水平稳定，则桥面的重心在桥面的正中心 C、当 $T_{A C}$ 、 $T_{A B}$ 对塔柱的合力沿竖直方向时，则有 $T_{A C} s i n α = T_{A B} s i n β$ D、当桥面保持水平稳定时，桥面的质量为 $\frac{T_{A C} c o s α + T_{A B} c o s β}{g}$

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11. 如图所示，假设烟花上升到最高点距地面的高度为h时，炸裂成三个质量均为m的球状物体（视为质点），其中甲的速度 $v_{0}$ 竖直向上，乙、丙的初速度大小相等且夹角为 $120 °$ ，爆炸生成的热量为 $\frac{1}{2} m {v_{0}}^{2}$ ，重力加速度为g，空气的阻力忽略不计，下列说法正确的（）

A、爆炸刚结束时，乙、丙的合动量为 $2 m v_{0}$ B、三个物体到达地面时的动能均为 $\frac{1}{2} m {v_{0}}^{2} + m g h$ C、在落地的过程中，甲的重力冲量等于乙的重力冲量 D、爆炸过程中释放的总能量为 $2 m {v_{0}}^{2}$

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12. 如图甲所示，质量为m的风筝在牵线和均匀风力的作用下处于平衡状态；如图乙是此模型的截面图，已知风筝平面与水平面的夹角为37°，牵线与风筝平面的夹角为53°，风力与风筝平面垂直，重力加速度为g， $s i n 37 ° = 0.6$ 、 $c o s 37 ° = 0.8$ ，下列说法正确的是（）

A、牵线的拉力与重力的夹角为74° B、牵线的拉力大小为 $\frac{4}{3} m g$ C、风力的大小为1.2mg D、把牵线的拉力分别沿重力的反方向和风力的反方向分解，沿风力的反方向的分力为1.6mg

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三、实验题

13. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置来测量物体的速度和自由落体运动的加速度，轻质细线把直径为d的小球悬挂在铁架台上，球心与P点等高，把光电门与光电计时器固定在铁架台上，其高度与M点等高，用刻度尺测量小球的直径d，对应的示数如图乙所示。剪断细线，小球由静止（开始）下落，通过光电门挡光片的时间测得为 $Δ t$ ，从P到M点时间为t，用刻度尺测出P、M两点的高度差为h，回答下列问题：

(1)、乙图刻度尺所示的小球的直径d=mm。

(2)、为了减小实验误差，P、M两点间的高度差要稍（填“大”或“小”）一些。

(3)、小球到达M点的速度 $v =$ （用d、 $Δ t$ 来表示），自由落体运动的加速度 $g =$ （用t、d、 $Δ t$ 来表示），或 $g =$ （用h、d、 $Δ t$ 来表示）

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14. 用如图所示的装置来验证动量守恒定律，安装实验仪器，满足两个小球碰撞过程中动量守恒的条件，结合装置图，并回答下列问题：

(1)、按图所示安装实验仪器，通过使斜槽末端处于水平，钢球轻放在上面能保持；

(2)、用测量入射小球的质量 $m_{1}$ 、靶球的质量 $m_{2}$ ，两个小球的质量要满足 $m_{1}$ （填“＞”“＝”或“＜”） $m_{2}$ ；

(3)、每次都要控制入射球从的高度自由滑下，用重锤线在白纸上分别标注斜槽的水平端口O和靶球的初位置（支球柱）在白纸上的投影 $O^{'}$ ，用刻度尺测出入射小球两次落地点P、M与O的距离s和s₁ ，靶球落地点N与 $O^{'}$ 的距离s₂；

(4)、若方程式（用 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 、s、s₁、s₂来表示）成立，可验证碰撞中的动量守恒；若方程式（用s、s₁、s₂来表示）成立，说明两小球发生了弹性碰撞。

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四、解答题

15. 如图甲所示，轻质细线跨过固定在天花板上的定滑轮，下端分别悬挂放置在水平地面的A、B物块，A的质量为2m，地面对A的支持力为mg，地面对B的支持力为0；如图乙所示，把定滑轮固定在倾角为37°光滑的斜面上，轻质细线跨过定滑轮，A、B与细线连接叠放在斜面上处于静止状态，且A、B刚好要滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮摩擦， $s i n 37 ° = 0.6$ 、 $c o s 37 ° = 0.8$ ，重力加速度为g，求：

(1)、B的质量；

(2)、A、B之间的动摩擦因数及甲、乙两图细线的拉力大小之差。

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16. 物体甲做匀加速直线运动，发生位移为 $x = 2 m$ 所需的运动时间为 $t_{1}$ ，速度的变化量为 $Δ v_{1} = 2 m / s$ ，紧接着发生相同的位移 $x = 2 m$ 对应的运动时间为 $t_{2}$ ，速度的变化量 $Δ v_{2} = 2 (\sqrt{2} - 1) m / s$ ，已知 $t_{1} - t_{2} = 2 (2 - \sqrt{2}) s$ 。物体乙做匀加速直线运动，位移为 $x_{1} = 2 m$ 对应的速度变化量为 $Δ v = 4 m / s$ ，紧接着位移为 $x_{2} = 6 m$ 对应的速度变化量仍为 $Δ v = 4 m / s$ ，求：

(1)、甲的加速度以及甲在第二段位移 $x = 2 m$ 内的平均速度与在第一段位移 $x = 2 m$ 内的平均速度之差；

(2)、乙的加速度以及乙在位移 $x_{1} = 2 m$ 内的运动时间。

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17. 如图所示，将质量为0.4kg的长木板静止放置在光滑的水平面上，在其左侧竖直面内固定一个半径为 $r = 1.8 m$ 的四分之一光滑圆弧轨道，轨道的最低点切线水平且与长木板等高，让质量为0.2kg的木块从轨道的最高点由静止开始下滑，最终木块刚好不离开木板，已知木块与长木板之间的滑动摩擦力大小为 $f = 0.8 N$ ，重力加速度为g取 $10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、木板的长度；

(2)、木块在木板上的滑行时间；

(3)、木块从静止开始下落到稳定运行，合力对其冲量为多少？

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18. 如图甲所示，内壁光滑、横截面积为S的汽缸（厚度不计）开口向下被悬挂在天花板上，质量为m的活塞（厚度不计）封闭着一定质量的理想气体，整体处于静止状态，气体的温度为T，活塞与缸底的距离为2.5L；如图乙所示，将汽缸开口向上放在倾角为 $θ$ 的粗糙斜面上处于静止状态，当气体的温度升高到2T，稳定时活塞与缸底的距离为2L；如图丙所示，将汽缸开口向下放在倾角为37°的粗糙斜面上处于静止状态，降低气体的温度到一定的值，稳定时活塞与缸底的距离为2L，外界的大气压强为 $\frac{2 m g}{S}$ ，重力加速度为g， $s i n 37 ° = 0.6$ ，以上温度均为热力学温度求：

(1)、乙图斜面的倾角 $θ$ ；

(2)、丙图气体的温度。

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19. 隐身技术中要用到一种负折射率材料，光在通过这种介质时，折射光线与入射光线分布在法线的同一侧，折射角取负值，折射率也取负值，折射率的公式为 $n = \frac{s i n i}{s i n (- r)} = - \frac{s i n i}{s i n r}$ （i、r分别是入射光线、折射光线与法线的夹角）；某种负折射率材料的截面图如图所示，已知 $∠ A = 15 °$ 、 $∠ B = 45 °$ 、边长 $A C = 6 L$ ，某种颜色的细光束从AB边的D点射入此介质，入射角为 $α$ ，折射光线DE正好与BC边平行，光线从E点射出时，折射角为r，已知 $s i n α \cdot s i n r = \frac{9 \sqrt{2}}{25}$ ， D、C两点的连线与BC垂直， $s i n 15 ° = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}$ ，求：

(1)、负折射率材料对此种颜色的光的折射率；

(2)、光线从D点到E点的传播距离。

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