重庆市第八中学2023-2024学年高二下学期期末物理试卷

重庆八中2023一2024学年度(下)期末考试高二年级 物理试题 命题:陈逸凡林智立审核:但校宇打印:罗柳军 校对:罗柳军 注意事项: 1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号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。在试题卷上作答无效。 3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。 一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的。 1.如图所示,质量为m的书放在表面粗糙的斜面上处于静止状态,斜面与水平面的夹角 为 ,重力加速度为g,书所受支持力的大小为N,书所受摩擦 书 力的大小为∫,则 A.f=mg sin a B.N=mg sin a C.N=mgtana D.N=f tan a g 2.甲、乙两物体同时从同一位置向同一方向做直线运动,其运动的-1图象如图所示, 则在0~1时间内 V A.甲做匀加速直线运动 B.乙做匀速直线运动 C.甲、乙在11时刻相遇 D.甲的位移大于乙的位移 3.某质点做简谐振动,其位移x与时间t关系如图, xcm 则该质点 5.0 A.振动周期为0.4s B.0.2s时的速率比0.4s时的大 020. 0.81.0s C.01s时的回复力与0.3s时的相等 -5.0 D.在0-1s内通过路程为20.0cm 4.航天服是保障航天员的生命活动和正常工作的个人密闭装备,其内密封有一定质量的 理想气体。某次对航天服进行性能测试过程中,航天服内气 P 体压强随体积的变化情况如图所示,气体经历了A B C 两个过程,其中A B为等温过程,A、B、C状态的体积比 为3:2:1。分析航天服内气体,可知 A,B C过程中,气体内能增大 B.B C过程中,单位时间内、单位面积上气体分子对航天服 碰撞的次数增大 C.A B过程中外界对气体做的功大于B C过程中外界对气体做的功 D.B C过程中,由于气体温度降低,所有气体分子的速度都减小 重庆八中2023一2024学年度(下)期末考试高二年级物理试题 第1页共6页 5.小明站在桥上把手伸出桥外,将小球从距离水面3.75m高处以5m/s竖直向上抛出,竹 筏前端在小球抛出瞬间正好位于它的正下方。该竹筏以2/s的速度匀速前进,若小 球可以落入竹筏中,重力加速度g取10/s2,不计竹筏露出水面的高度,则竹筏长度 至少为 A.Im B.2m C.3m D.4m 6,如图所示ABC部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,AC为一半径为R的 4圆弧,D为圆弧面圆心,ABCD构成正方形,在D处有一点光源。若只考虑首次从 圆弧AC直接射向AB、BC的光线,从点光源射入圆弧AC的光中,有一部分不能从 AB、BC面直接射出,已知这部分光照射圆弧AC的弧长为x, B 则 A.该材料的折射为25 3 R B.该材料的临界角为45 C.光在该材料中传播速度为c D.点光源发出的光射到AB面上的最长时间为1=25-)R 7.如图所示为机械手抓取篮球的照片。为便于研究,将机械手简化为三根“手指”,且不 考虑篮球的明显形变。抓取点平均分布在同一水平面内,抓取点与球心的连线与该水 平面夹角为 ,“手指”与篮球的动摩擦因数为4,篮球的重力大小为G,最大静摩擦 力等于滑动摩擦力。则 A.只要“手指”对篮球的压力足够大,a不论取何值都能将篮球抓起 B.若 与a的关系满足H<tana,则不能将篮球抓起 C.若能抓起篮球,:越小,则每根“手指”对篮球压力的最小值越大 D.若要抓起篮球竖直向上做加速运动,则每根“手指”对篮球压力的最 小值比匀速运动时小 二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中, 有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。 8.2023年8月24日,日本政府启动福岛核污染水排海作业。在核污染水中含有大量放 射性元素1,其衰变方程为I Xe+X,1半衰期为8天,则 A,X是来自于1原子的核外电子 B.划Xe比I的比结合能大 C.温度升高,1的半衰期将变小 D.经过16天,75%的1原子核发生了衰变 重庆八中2023一2024学年度(下)期未考试高二年级物理试题 第2页共6页 9.光电效应的实验装置如图所示,滑片P置于滑动变阻器的中间,此时电压表示数为零。 某同学先用频率为的光照射光电管,微安表中有示数。再调节滑动变阻器,使微安 表示数恰好变为0,此时电压表的示数为U,。随后用频率为2(W,>)的光照射光电 管,调节滑动变阻器,使微安表示数恰好变为0,此时电压表的示数U,(U,>U,>0)。 已知电子的电荷量为e。则 A.第一次光照时,滑片P向a端滑动 B.第一次光照时,滑片P向b端滑动 C.普朗克常量可表示为h=e心,+U) +v2 D.普朗克常量可表示为h=心,-U) V,- 10.如图所示,某一宽阔水域由浅水区和深水区组成。浅水区水面S处有一波源由平衡 位置开始沿竖直方向做简谐振动,起振方向向下,频率户2Hz,其向四周传播的水 面波可近似看作简谐横波。波源产生的其中一列水面波沿直线SOS传播,O点在浅 水区和深水区的分界线上,SO=9m,OS'=7m,水面波在浅水区和深水区的传播 速度之比为3:4。某时刻,该水面波正好传到S处,且此时O、S均在波峰位置。 已知该深水区的水面波波长在2m~二m范围内,则 5 2 A,S的起振方向向下 5 B.该水面波在浅水区和深水区的波长之比为4:3 浅水区 深水区 C.该浅水区的水面波波长为亏m 8 D.该深水区的水面波波速为。ms 7777777n7m7777777 三、非选择题:本题共5小题,共57分。 11.(6分)物理兴趣小组的同学们用双缝干涉测量光的波长,实验装置如图甲所示。 光源 凸透镜 B拨杆 遮光简 目镜 45 40 LLE 剥量头 35 30 甲 丙 (1)图甲中,双缝是 (填“A"或“B”): (2)当分划板的中心刻线对准某亮条纹中心时,手轮示数如图乙所示,其读数为m: (3)若双缝的间距为,屏与双缝间的距离为1,分划板在图中两处位置时,手轮的读数 分别为x1、x2(为<x2),则单色光的波长1= 重庆八中2023一2024学年度(下)期末考试高二年级物理试题 第3页共6页 12.(10分)某同学用图1所示的实验装置研究小车沿斜面向下运动的规律。安装好器 材后,接通电源,释放小车,打出一条纸带。舍去开始密集的点迹,从便于测量的 点开始,每隔四个点取一个计数点,如图2中0、1、27点所示。 打点计时器 单位:cm 0 2 3 小车 接电源 21.05 26.55 7777777777777777777 32.45 图1 图2 (1)实验中,除打点计时器、小车、长木板、铁架台、导线及开关外,在下面的器材中, 还必须使用的有 A.电压合适的50Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平 (2)某同学计算出打下1、2、3、4、5这五个计数点时小车的速度,并在图3上画出坐 标点。请帮助他计算打下计数点6时小车的速度v= m/s(结果保留2位有效数字) /(ms) 0.70 4以(ms) 0.60 A 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0 0.1 0.20.3 0.4 0.50.60.77s 00.10.20.30.40.50.60.7s 图3 图4 (3)根据图3,测得小车的加速度a= m/s2(结果保留2位有效数字)。 (4)某同学把这条纸带每隔T=01s剪断,得到若干短纸条,测得长度依次为L,L2,L 再把这些纸条并排贴在一张纸上。如图4所示,使这些纸条的下端对齐,作为时间轴, 并以纸带的宽度代表T的时间间隔。这些短纸条上端的中心点近似在一条直线上,该同 学把它们连接起来作出图线①。若将图线①转化为小车的1图象。则图4中A为0.65s 时小车的瞬时速度,其值可表示为」 (用题中的字母表示)。该同学发现每段短纸 条上的第2个点,也近似在同一条直线上,如图线②所示。若测得图线②的斜率为k,则 小车加速度=」 (用k表示)。 重庆八中2023一2024学年度(下)期末考试高二年级物理试题 第4页共6页 13.(10分)如图所示,在导热性良好的容器上插入一根两端开口足够长的玻璃管,玻璃 管与容器连接处用蜡密封不漏气。玻璃管内部横截面积S,管内一长h的静止水银 柱封闭着一定量的空气,其中玻璃管部分空气柱长为!,此时外界环境的温度T。现 把容器浸没在水中,水银柱静止时,水的温度与气体相同,玻璃管中水银下方的空 气柱长度变为(,已知容器的容积为”,外界大气压为P。,水银的密度为P,重力 加速度为g,求: (1)空气柱的压强: (2)水的温度T。 14.(13分)如图所示,一个侧壁光滑的质量为M的矩形装置放置在水平地面上,有一 个固定在矩形装置上的滑轮和一个固定在竖直墙壁上的滑轮,滑轮质量均不计。一 质量为m的木块通过轻质细线绕过两个滑轮系在矩形装置上,木块与矩形装置侧壁 接触,细线有两部分处于水平状态、有一部分处于竖直状态,重力加速度为g,装置 不翻转。 (1)若地面光滑,对矩形装置施加一水平向左的力F使系统静止,求F的大小: (2)若矩形装置与地面的动摩擦因数为“,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,系统处于静 止状态,求地面对系统的支持力的大小和4的最小值: (3)若地面光滑,整个系统从静止开始运动,矩形装置与木块始终接触,设运动过程中 矩形装置的加速度为a,木块的水平加速度也为a,竖直加速度为a,,已知2ax=ay, 求a的大小。 重庆八中2023一2024学年度(下)期末考试高二年级物理试题 第5页共6页 15.(18分)如图所示,两端开口的竖直球筒中静置着一个羽毛球(视为质点),初始时 用手握住球筒,在空中静止。某时刻开始用手带动球筒竖直向下做匀加速运动(加速 度记作a),持续时间t后忽然停止,球简速度立刻变为0并保持静止。已知羽毛球 质量为m,球与筒之间的最大静摩擦力为∫。=24mg,滑动摩擦力为∫=2mg。羽毛 球离筒的上、下端距离分别为d,、d(d,>d,)。重力加速度为g,空气阻力不计,球 筒离地足够高,全过程筒身始终竖直。 (1)若 =3.3g,求刚开始运动时羽毛球对筒的摩擦力: (2)若a=2.5g,要使羽毛球离开球筒,求t的最小值 (3)若羽毛球速度变为0时仍未离开球筒,则球筒继续向下做加速度为 的匀加速运动, 持续时间t后再忽然停止...,重复上述过程直到羽毛球离开球筒 ①若从初始状态到球从上端离开球筒,球筒一共加速3次,求d,的取值范围(用a,8,1表 示): ②若球筒只加速一次,只要t取适当值,球总能从下端离开,求a的取值范围。(用g,4,d, 表示) d 羽毛球答案第 1 页，共 6 页 重庆八中 2023——2024 学年度（下）期末考试高二年级 物 理 试 题 答 案 1、【答案】A 【详解】书处于平衡状态，则所受摩擦力为静摩擦力，大小为 sinf mg = ， cosN mg = ，选项 A 正确。故选 A。 2、【答案】D 【详解】AB.v-t图的斜率代表加速度，甲的斜率一直减小，所以加速度一直减小，甲做 变加速直线运动,乙做匀加速直线运动，AB 错误 CD.v-t图的面积代表位移，所以 t0时刻甲的位移大于乙的位移，所以 1t 时刻甲在前， 甲、乙不能相遇.D 正确 3、【答案】C 【详解】A．由位移 x与时间 t的关系图可知周期为 0.8sT = ，故 A 错误； B．在 0.2s 时振幅最大，根据简谐振动规律此时速率最小，故 B 错误； C．0.1s 时与 0.3s 时位移相同，根据简谐振动规律此时回复力相等，故 C 正确； D．在 0~1s 内质点经历 5 4 T ，由位移 x与时间 t的关系图可知振幅为 A 5cm= ，得通过 路程为 5A 20cms = = 故 C 错误。故选 C。 4、【答案】B 【详解】A．B→C过程中，温度降低，则内能减小，选项 A 错误； B．B→C过程中，气体体积减小，气体数密度增加，气体压强不变，温度降低，分子平 均动能减小，可知单位时间内、单位面积上气体分子对航天服碰撞的次数增大，选项 B 正确； C．根据W p V=  图像与坐标轴围成的面积等于外界对气体做功的数值，可知 A→B过 程中外界对气体做的功小于 B→C过程中外界对气体做的功，选项 C 错误。 D.B→C过程中，温度降低，则分子平均动能减小，但并不是所有气体分子的动能都减小， D 错误，故选 B。 5、【答案】C 【详解】小球下落的时间，根据 21 2 h vt gt= − + 可得 1.5st = 这段时间内竹筏前进的距离 3mL vt= = 若小球可以落入竹筏中，则竹筏至少长 3m，C 正确。故选 C。 6、【答案】D 答案第 2 页，共 6 页 【详解】AB、设弧长为 6 R 的圆弧所对的圆心角为 6 30 6 R R    = = =  根据几何知识，全反射的临界角为 30C = 根据全反射条件 1 sin C n = 解得 2n = ,AB 错误； C、由公式 c v n = 可知，光在材料中传播速度 2 c c v n = = ，C 错误； D、由题意可知，沿 DB方向到达 AB面上的光在材料中的传播距离最大，时间最长，做 出如图所示光路图，有几何关系可知光从光源到 AC面的传播距离为 R，材料中的传播 距离为 1( )2s R= − 在材料中的传播时间为 1 ( 2 1) 2( 2 1) 2 s R R t cv c − − = = = 光在空气中传播的时间为 1 R t c = 点光源发出的光射到 AB面上的最长时间为 1 2 (2 2 1)R t t t c − = + = ，D 正确。故 D 正确 7、【答案】B 【详解】ABC．对篮球受力分析，竖直方向满足 N3 cos =3 sinf F G  + 因为静摩擦力 Nf F 解得 N 3 cos sin G F     −（ ） 所以想要抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小 值为 3 cos sin G   −（ ） ，根据表达式， 越小， NF 越小，C 错误由 NF 表达式可得，夹角  满足 N tan 3 cos G F     + 时，才能将篮球抓起。且 μ<tan 时，不能将篮球抓起，故 A 错误，B 正确；D．若抓起篮球竖直向上做匀加速运动，且恰好达到最大静摩擦时， 满足 N N3 cos 3 sin =F F G ma  − − 可得 N 3 cos s n = i F G ma    + −（ ） 则每根“手指”对篮球压力的 最小值比匀速运动时大，故 D 错误。故选 B。 8、【答案】BD 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为 131 131 0 53 54 1I Xe e−→ + 即衰变方程中的 X 是电子， 131 53I衰变时，原子核内中子转化为质子和电子，大量电子从 原子核释放出来形成 β射线，故 A 错误； 答案第 3 页，共 6 页 B. 比结合能越大越稳定，由于 131 53 I 衰变成为了 131 54Xe，故 131 54Xe比 131 53 I 稳定，即 131 54Xe比 131 53 I 的比结合能大，故 B 正确；； C．温度升高， 131 53I半衰期不变，C 错误 D．由于半衰期为 8 天，可知经过 16 天，即经过两个半衰期，75%的 131 53I原子核发生了 衰变，故 D 正确。故选 BD。 9、【答案】AD 【详解】AB、开始时电流表的示数大于 0，阴极 K 到阳极 A 之间有光电流。当逸出光电 子受到电场的阻碍时，电流表示数才可能为 0。因此，根据电路图，只有当阴极 K 的电势 大于阳极 A 的电势，即滑片 P 向 a 端滑动，才能实现电流表示数恰好为 0。A 正确 CD 、 根 据 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 和 动 能 定 理 ， 有 1 0 1kE hv W eU= − = 和 2 2 0 2kE hv W eU= − = 。联立以上两式，可得出普朗克常量 2 1 2 1 ( )e U U h   − − = 。D 正确。 10、【答案】ACD 【详解】 'S 的起振方向与振源的起振方向相同应向下，A 正确；波的周期不变，与介质 无关， vT= ，波长与波速成正比，3：4，B 错误；O、S 均在波峰，故 119 N= （N1=1，2，3，……），因为水面波正好传到 'S 处，故 222 4 3 7  += N （N2=0，1， 2，……），则 2 2 7 3 4 N  = + ，由题意 2 2 7 1 35 2 4 N   + ， 2N 可取 14、15、16， 由于 21 : =3：4，则联立通解 9127 21 += NN ，代入 2 14 15 16N = 、、 ，要使 1N 为整数可 得 2 115, 27N N= = 代入上述表达式，可得 3 1 1 = m， 9 4 2 = m， 3 2 1 =v m/s， 9 8 2 =v m/s， CD 对。判断 CD 项的方法二：选项代入法，比如假设 D 对，则深水区波长可以为 4 9 m，当波正好传到 'S 处时 O处于波峰，故 22 4 3 7  += N ，代入 2 4 9  = ，N=15，故 D 对，C 项可以类似的方法代入验证。 11.（6 分，每空 2 分）（1）B （2）7.870 （3） 2 1 ( ) 4 d x x l − 12.（10 分，每空 2 分）（1）AC（2）0.57 （3）0.42/0.43/0.44 （4） 7L T a=2.5k 【详解】（1）必须使用电压合适的 50Hz 交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测 量计数点之间的距离，故选 AC。 答案第 4 页，共 6 页 （2）因电源频率为 50Hz，每隔四个点取一个计数点，故相邻两计时点之间的时间间隔 为 0.1s，则打下计数点 6 时小车的速度为 ( ) 232.45 21.05 10 m 0.57m / s 2 0.1s v −−  = =  （3）小车的加速度为 2 20.61 0.31 m / s 0.43m / s 0.7 v a t  − = =   故测量结果范围为 0.42m/s2~0.44m/s2。 （4）因为剪断的纸带所用的时间都是 T=0.1s，即时间 T相等，所以纸带的长度之比等 于此段纸带的平均速度之比，而此段纸带的平均速度等于这段纸带中间时刻的瞬时速 度，即纸带的高度之比等于中间时刻瞬时速度之比。则图 4 中纵坐标位置标出的速度值 为 7 L v T = 图线的斜率表示加速度，可知小车加速度 a 与斜率 k的关系式为 2.5a k= 。 13.【详解】（1）由液体压强公式： 0p p gh= + （4 分） （2）以封闭气体为研究对象，由盖吕萨克定律可得 初始状态体积 1 1V V Sl= + （1 分） 末状态体积 2 2V V Sl= + （1 分） 1 2 1 V V T T = （3 分） 解得 2 1 1 V Sl T T V Sl + = + （1 分） 14．（1）2mg （2） ( )M m g+ 2m M m+ （3） 2 5 mg M m+ 答案第 5 页，共 6 页 【详解】（1）对木块受力分析，根据平衡条件可知绳子拉力大小为T mg= （1 分） 对矩形装置和木块整体，根据平衡条件可知 2F T= （1 分） 解得 2F mg= （1 分） （2）平衡时，由整体法可知地面的支持力为 ( )N M m g= + （1 分） 由（1），地面提供的摩擦力为 2f mg= （1 分） 则临界状态 ( ) 2Mg mg mg + = （1 分） 解得 2m M m  = + （2 分） （3）由题意，设木块的水平，竖直加速度分别为 ,x ya a ，则矩形装置的加速度也为 xa ，设绳子拉力为T ，矩形装置对木块的水平作用力为 N 对木块竖直方向 ymg T ma− = （1 分） 对木块水平方向 = xN ma （1 分） 对装置水平方向 2 xT N Ma− = （1 分） 且已知 2 =x ya a 联立解得 2 5 x mg a M m = + （2 分） 15.（1）设羽毛球与球筒一起运动，则 f mg ma+ = （2 分） 解得 02.3f mg f=  ，故可以保持相对静止 由牛顿第三定律 ： 方向竖直向上 （1 分） 羽毛球对球筒的摩擦力大小 2.3f mg= （1 分） （2）由上可知球与球筒一起以 2.5a g= 匀加速； 当球筒静止后，球以 1a 做减速运动： 1 1f mg ma− = 解得 1a g= （1 分） 答案第 6 页，共 6 页 当球速度减为零时，位移为 2 2 1 ( ) 2 at x d a =  （2 分） 解得 2 22 5 d t g  （1 分） （3）①显然 3.4a g ： 第一阶段球相对球筒向上滑动，球的加速度为 2a 1 2f mg ma+ = 解得 2 3a g= （1 分） 则这一阶段球相对球筒向上滑动的距离为 2 2 1 1 1 3 2 2 x at gt= − （1 分） 球筒静止后，球相对筒向下滑动直到静止，相对位移为 2 2 2 1 (3 ) 9 2 2 gt x gt a = = （1 分） 要求 1 2 1 1 22 3 2x x d x x−   − （1 分） 解得 2 2 1 15 3 27 ( ) ( ) 2 2 2 a g t d a g t−   − （1 分） ②若 3.4a g ，只要 t 足够大，球一定从下端离开，因此取值范围是 3.4a g （1 分） 若 3.4a g ，此时在一个“周期”内，球相对球筒向下滑的位移大于向上滑动的位置， 且 2 1 2x x d−  ，解得 22 12 d t g a  − （1 分） 且球不能从上端滑出 2 1 1 ( 3 ) 2 a g t d−  ，解得 1 2 3 d t a g  − （1 分） 则必须有 2 1 2 2 12 3 d d g a a g  − − （1 分） 解得 1 2 1 2 12 3d d a g d d +  + （1 分）