内容正文:
大连市第八中学2025—2026学年度下学期期末考试
高二年级物理试卷
考试时间:75分钟 试题满分:100分
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合要求,每小题4分;第8~10题有多项符合要求,每小题6分,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 气溶胶颗粒做的是布朗运动。用追踪软件可以记录某一颗粒每隔相同时间所在的位置,依次得到、、、、、、、、、点,把这些点连起来形成如图所示的折线图。下列说法正确的是( )
A. 该折线图是颗粒的运动轨迹
B. 该折线图反映了颗粒的无规则热运动
C. 颗粒由点运动到点的平均速度一定小于由点运动到点的平均速度
D. 颗粒由点运动到点的平均速率一定小于由点运动到点的平均速率
2. 飞机升力的计算涉及多个关键因素,主要包括气体密度、飞行速度、机翼的面积以及升力系数。某双翼客机飞行中所受升力的计算公式为,其中升力系数无单位。则( )
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
3. 某时刻静止在匀强电场中的粒子发生衰变,核反应的两个产物初速度方向均与电场方向垂直,经过一段时间后形成的轨迹如图所示。该核反应方程可能是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示是在粗糙水平桌面上做直线运动的某质点的位移一时间图像(是抛物线),为图线上的一点。为过点的切线,与轴交于点。已知时质点的速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 质点的加速度大小为
B. 质点经过点时的速度大小为
C. 时间内,质点的位移大小为
D. 时间内,质点的位移大小为
5. 如图所示,一端开口的导热良好玻璃管,内有一段长为的液柱封闭一定质量的理想气体。当开口向下时,气柱长为,当开口向上时,气柱长为。若环境温度始终不变,液体密度为,重力加速度为,则该地的大气压强为( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,两个相通的相同容器P、Q间装有阀门K。P中充满压强为、温度为的理想气体,Q为真空,整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则( )
A. 气体对外做功 B. 气体的熵减小
C. 平衡后气体温度为 D. 平衡后气体压强为
7. 在研究光电效应时,用不同波长的光照射某金属,产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁,产生的光子中有两种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子基态能量为,第能级的能量为,真空中光速为,则( )
A. 普朗克常量为 B. 时,光电子的最大初动能为
C. D.
8. 下列说法正确的是( )
A. 根据玻尔氢原子模型,激发态氢原子向基态跃迁时,核外电子动能减小
B. 原子核的核子平均质量越大,比结合能就越小
C. 目前核电站利用的是可控核裂变
D. 原子核发生β衰变时放出的电子来自原子核的核外电子
9. 如图甲、乙所示,细绳拴着一个质量为的小球,小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑,平衡时细绳与竖直方向的夹角均为,轻杆和轻弹簧均水平。已知重力加速度为,,。下列结论正确的是( )
A. 甲、乙两种情境中,小球静止时,细绳的拉力大小均为
B. 甲图所示的情境中,小球静止时,轻杆上的力的大小为
C. 甲图所示的情境中,细绳烧断瞬间小球的加速度大小为
D. 乙图所示的情境中,细绳烧断瞬间小球的加速度大小为
10. 一半径为的半圆环轨道固定在竖直面,一长度也为的轻杆两端固定着两个质量相同的小球A、B(可视为质点)。B球与导轨间光滑,A球与导轨间动、静摩擦因数相同,均为。初始时A球在圆心正下方,且两球恰好静止。现用一始终沿杆方向的力推B,使两小球缓慢移动,直至B运动到圆心正下方。下列说法正确的是( )
A. 摩擦因数 B. 滑动摩擦力先增大后减小
C. 轻杆上弹力大小不变 D. 推力逐渐增大
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 如图,单色光从单缝射出,一部分光直接照在光屏上,一部分通过平面镜反射到光屏。从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的,由此形成了两个相干光源。光源到平面镜和到光屏的距离分别为和,,镜面与光屏垂直。
(1)若测得第2条亮纹中央到第7条亮纹中央的间距为,则该单色光的波长__________(用、、表示);
(2)以下哪些操作能够减小光屏上相邻两条亮纹之间的距离__________;
A. 将单缝稍向下移动一些 B. 将平面镜稍向下移动一些
C. 将光屏稍向左移动一些 D. 将光源发出的光由绿色改为红色
(3)将平面镜稍向右平移的过程中,可以观察到__________。
A. 某一条纹向下移动 B. 任意条纹均不移动
C. 出现条纹的区域下移 D. 出现条纹的区域不变
12. 某同学利用图甲所示的装置测量小车质量和重力加速度。①安装实验装置,测量两光电门之间的距离和遮光片的宽度。②在细线下端悬挂个质量为的钩码,适当调节长木板的倾角,直到向下轻推小车后遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等。③取下1个钩码,使小车从靠近滑轮处由静止释放,记录遮挡光电门A和B的时间和。④继续取下钩码,重复步骤③,记录取下钩码的总数和遮光时间。
(1)计算小车通过A、B过程中加速度为__________(用字母、、、表示)。
(2)该组同学利用测得的数据,绘制图像如图乙所示,则重力加速度为__________,小车质量__________(用字母、、、表示)。
(3)本实验的误差可能来源于下列哪些情况?__________。
A. 与小车端相连的细线和轨道不平行 B. 轨道不光滑
C. 两光电门间的距离过近 D. 钩码的质量未能远小于小车的质量
13. 某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,最大加速度为,所需的起飞速度为,已知航母跑道长,求:
(1)若航空母舰停在海面上,弹射系统使舰载飞机具有初速度,要保证飞机能安全起飞,至少多大?
(2)在没有弹射装置的情况下,若航空母舰以匀速前进,要保证飞机能安全起飞,至少多大?
14. 一透明材料制成的光学元件截面如下图所示,其中正方形边长为,左右两侧均为半径为的半圆。现有一位于中点的光源,发出平行于该截面的单色光,该光在材料中的折射率为。已知光在真空中的光速为,不考虑反射后射出的光线,求:
(1)从边出射的光在材料中传播的时间范围;
(2)光从边出射的位置均在边上点(图中未画出)上方,求点到边的距离。
15. 如图所示,足够长的固定光滑斜面上有长为的木板,最上端有可视为质点的物块。距离下端处固定一弹性挡板,每次与挡板相碰后均以原速率弹回,且碰撞时间极短。已知、的质量均为,斜面倾角,、之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度。某时刻将、同时由静止释放,求:
(1)木板下端第1次与相碰前的速度大小;
(2)木板下端第2次与相碰前的速度大小;
(3)、间第5次相对滑动过程中,物块从木板滑落,求板长的范围。
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大连市第八中学2025—2026学年度下学期期末考试
高二年级物理试卷
考试时间:75分钟 试题满分:100分
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合要求,每小题4分;第8~10题有多项符合要求,每小题6分,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 气溶胶颗粒做的是布朗运动。用追踪软件可以记录某一颗粒每隔相同时间所在的位置,依次得到、、、、、、、、、点,把这些点连起来形成如图所示的折线图。下列说法正确的是( )
A. 该折线图是颗粒的运动轨迹
B. 该折线图反映了颗粒的无规则热运动
C. 颗粒由点运动到点的平均速度一定小于由点运动到点的平均速度
D. 颗粒由点运动到点的平均速率一定小于由点运动到点的平均速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.该折线是每隔相同时间记录的颗粒位置的连线,不是颗粒的实际运动轨迹,相邻两个位置之间颗粒的运动是杂乱无章的,并非沿直线运动,故A错误;
B.热运动是分子的无规则运动,布朗运动是悬浮气溶胶颗粒的无规则运动,它反映的是周围气体分子的无规则热运动,不是颗粒本身的热运动,故B错误;
C.平均速度等于位移除以时间,两段运动的时间间隔相同,由图可得,A到B的位移大小小于C到D的位移大小,因此A到B的平均速度一定小于C到D的平均速度,故C正确;
D.平均速率等于总路程除以时间,我们仅知道颗粒初末位置,不知道两段时间内颗粒实际运动的总路程,无法比较平均速率,故D错误。
故选C。
2. 飞机升力的计算涉及多个关键因素,主要包括气体密度、飞行速度、机翼的面积以及升力系数。某双翼客机飞行中所受升力的计算公式为,其中升力系数无单位。则( )
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
【答案】B
【解析】
【详解】物理公式等号两侧量纲必须一致,先明确各物理量的量纲:力的量纲
密度量纲
面积量纲
速度量纲
升力系数无量纲。
质量量纲指数
时间量纲指数
得
长度量纲指数
代入、
解得
故选B。
3. 某时刻静止在匀强电场中的粒子发生衰变,核反应的两个产物初速度方向均与电场方向垂直,经过一段时间后形成的轨迹如图所示。该核反应方程可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】图中电场方向向左,上方粒子的轨迹向右弯曲,说明该粒子带负电;下方粒子的轨迹向左弯曲,说明该粒子带正电。核反应的两个产物应分别带负电和正电。
A.粒子和钍核均带正电,在电场中均应向左偏转,与图示不符,故A错误;
B.反应式中电荷数不守恒,,故B错误;
C.反应式为
质量数守恒,电荷数也守恒。电子带负电,向右偏转;氮核带正电,向左偏转,与图示相符,故C正确;
D.反应前后的质量数不守恒,,故D错误。
故选C。
4. 如图所示是在粗糙水平桌面上做直线运动的某质点的位移一时间图像(是抛物线),为图线上的一点。为过点的切线,与轴交于点。已知时质点的速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 质点的加速度大小为
B. 质点经过点时的速度大小为
C. 时间内,质点的位移大小为
D. 时间内,质点的位移大小为
【答案】A
【解析】
【详解】A.取向右为正方向,质点初速度为,根据牛顿第二定律有
滑动摩擦力大小不变,故质点做匀减速直线运动。点处切线的斜率表示该时刻的速度,有
根据匀变速直线运动规律有
代入数据得
解得
加速度大小为,故A正确;
B.由切线斜率可知,质点经过点时的速度大小为,不是,故B错误;
C.内质点的位移为
代入数据得
故C错误;
D.质点减速至静止时有
解得
此时质点的位移为
质点静止后不再运动,因此内的位移大小为,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,一端开口的导热良好玻璃管,内有一段长为的液柱封闭一定质量的理想气体。当开口向下时,气柱长为,当开口向上时,气柱长为。若环境温度始终不变,液体密度为,重力加速度为,则该地的大气压强为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设玻璃管横截面积为。开口向下时,液柱下端与大气相通,液柱上方气体的压强为
开口向上时,液柱上端与大气相通,液柱下方气体的压强为
环境温度不变,气体发生等温变化,因此有
代入压强关系得
解得
故选C。
6. 如图所示,两个相通的相同容器P、Q间装有阀门K。P中充满压强为、温度为的理想气体,Q为真空,整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则( )
A. 气体对外做功 B. 气体的熵减小
C. 平衡后气体温度为 D. 平衡后气体压强为
【答案】D
【解析】
【详解】A.气体向真空自由膨胀,对外不做功,A错误;
B.该过程是不可逆自发过程,熵增大,B错误;
C.系统绝热且气体不做功,由热力学第一定律可知内能不变,理想气体内能仅与温度有关,故温度仍为,C错误;
D.气体物质的量不变,温度不变,体积变为原来2倍,由玻意耳定律
可得平衡后压强为,D正确。
故选D。
7. 在研究光电效应时,用不同波长的光照射某金属,产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁,产生的光子中有两种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子基态能量为,第能级的能量为,真空中光速为,则( )
A. 普朗克常量为 B. 时,光电子的最大初动能为
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意,由爱因斯坦光电效应方程有
又由
可知
结合图像可知
当时,,则有,故A错误;
B.当时,代入
解得,故B错误;
CD.氢原子基态能量为,则能级氢原子能量为,能级氢原子能量为。由题可知能级向基态跃迁产生的光子能够引发光电效应,能级向基态跃迁产生的光子能够引发光电效应,能级向能级跃迁产生的光子不能引发光电效应,则有,,故C正确,D错误。
故选C。
8. 下列说法正确的是( )
A. 根据玻尔氢原子模型,激发态氢原子向基态跃迁时,核外电子动能减小
B. 原子核的核子平均质量越大,比结合能就越小
C. 目前核电站利用的是可控核裂变
D. 原子核发生β衰变时放出的电子来自原子核的核外电子
【答案】BC
【解析】
【详解】A.激发态氢原子向基态跃迁时,核外电子轨道半径减小;由库仑力提供向心力得
可得电子动能
减小则动能增大,故A错误;
B.比结合能越大的原子核,核子结合得越牢固,核子平均质量越小;因此核子平均质量越大,比结合能越小,故B正确;
C.目前商用核电站均利用可控重核裂变释放核能,可控核聚变技术尚未成熟到发电商用阶段,故C正确;
D.β衰变放出的电子,是原子核内中子衰变为质子时产生的,并非来自核外电子,故D错误。
故选BC。
9. 如图甲、乙所示,细绳拴着一个质量为的小球,小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑,平衡时细绳与竖直方向的夹角均为,轻杆和轻弹簧均水平。已知重力加速度为,,。下列结论正确的是( )
A. 甲、乙两种情境中,小球静止时,细绳的拉力大小均为
B. 甲图所示的情境中,小球静止时,轻杆上的力的大小为
C. 甲图所示的情境中,细绳烧断瞬间小球的加速度大小为
D. 乙图所示的情境中,细绳烧断瞬间小球的加速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.甲、乙两种情境中,小球静止时,轻杆对小球与轻弹簧对小球的作用力都是水平向右,如图所示
由平衡条件得细绳的拉力大小都为,故A正确;
B.甲图所示的情境中,小球静止时,轻杆上的力的大小,故B错误;
C.甲图所示情境中,细绳烧断瞬间,小球即将做圆周运动,所以小球的加速度大小为,故C错误;
D.乙图所示情境中,细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加速度大小为,故D正确。
故选AD。
10. 一半径为的半圆环轨道固定在竖直面,一长度也为的轻杆两端固定着两个质量相同的小球A、B(可视为质点)。B球与导轨间光滑,A球与导轨间动、静摩擦因数相同,均为。初始时A球在圆心正下方,且两球恰好静止。现用一始终沿杆方向的力推B,使两小球缓慢移动,直至B运动到圆心正下方。下列说法正确的是( )
A. 摩擦因数 B. 滑动摩擦力先增大后减小
C. 轻杆上弹力大小不变 D. 推力逐渐增大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A由题意,因此恒为等边三角形,即
设OA与竖直向下方向夹角为θ,移动过程中θ从增大到
A.初始状态,A在圆心正下方,恰好静止,设杆的弹力为,导轨对B的弹力为,对B:根据受力平衡有,
得杆的弹力
对A受力分析:水平方向摩擦力
竖直方向支持力
恰好静止时
解得,故A正确;
B.根据上述分析:对任意θ,推导得A受到的支持力
,则先增大后减小,因此先增大后减小,摩擦力先增大后减小,故B正确;
C.对B垂直OB方向受力平衡,得杆的弹力
θ增大时,减小,因此T逐渐减小,故C错误;
D.沿杆AB方向受力平衡,推导得
从增大到,逐渐增大,因此F逐渐增大,故D正确。
故选ABD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 如图,单色光从单缝射出,一部分光直接照在光屏上,一部分通过平面镜反射到光屏。从平面镜反射的光相当于在平面镜中的虚像发出的,由此形成了两个相干光源。光源到平面镜和到光屏的距离分别为和,,镜面与光屏垂直。
(1)若测得第2条亮纹中央到第7条亮纹中央的间距为,则该单色光的波长__________(用、、表示);
(2)以下哪些操作能够减小光屏上相邻两条亮纹之间的距离__________;
A. 将单缝稍向下移动一些 B. 将平面镜稍向下移动一些
C. 将光屏稍向左移动一些 D. 将光源发出的光由绿色改为红色
(3)将平面镜稍向右平移的过程中,可以观察到__________。
A. 某一条纹向下移动 B. 任意条纹均不移动
C. 出现条纹的区域下移 D. 出现条纹的区域不变
【答案】(1) (2)BC (3)BC
【解析】
【小问1详解】
S发出的光经平面镜反射后,相当于从S关于平面镜的对称点发出的,如图所示
两个光源是相干光源,两个光源的距离为2a,利用双缝干涉条纹间距公式可知,相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离为
可得
【小问2详解】
根据分析
A.将单缝稍向下移动一些,相当于减小,则光屏上相邻两条亮纹之间的距离增大,故A错误;
B.将平面镜稍向下移动一些,相当于增大,则光屏上相邻两条亮纹之间的距离减小,故B正确;
C.将光屏稍向左移动一些,相当于减小,则光屏上相邻两条亮纹之间的距离减小,故C正确;
D.将光源发出的光由绿色改为红色,则光的波长增大,则光屏上相邻两条亮纹之间的距离增大,故D错误。
故选BC。
【小问3详解】
若将平面镜向右移动,则、均不变,光屏上条纹间距不变,则任意条纹均不移动,根据几何关系可知反射光和直射光的重叠区域下移,则出现条纹的区域下移。
故选BC。
12. 某同学利用图甲所示的装置测量小车质量和重力加速度。①安装实验装置,测量两光电门之间的距离和遮光片的宽度。②在细线下端悬挂个质量为的钩码,适当调节长木板的倾角,直到向下轻推小车后遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等。③取下1个钩码,使小车从靠近滑轮处由静止释放,记录遮挡光电门A和B的时间和。④继续取下钩码,重复步骤③,记录取下钩码的总数和遮光时间。
(1)计算小车通过A、B过程中加速度为__________(用字母、、、表示)。
(2)该组同学利用测得的数据,绘制图像如图乙所示,则重力加速度为__________,小车质量__________(用字母、、、表示)。
(3)本实验的误差可能来源于下列哪些情况?__________。
A. 与小车端相连的细线和轨道不平行 B. 轨道不光滑
C. 两光电门间的距离过近 D. 钩码的质量未能远小于小车的质量
【答案】(1)
(2) ①. ②. (3)AC
【解析】
【小问1详解】
在遮光片随滑块从光电门A运动到光电门B的过程中,由于遮光片宽带很小,所以可以用经过光电门的平均速度代替滑块经过光电门A、B的瞬时速度,即,
小车从光电门A到光电门B过程,根据运动学公式求得加速度为
联立可得
【小问2详解】
[1][2]步骤②中小车匀速运动,说明系统合力为零,设长木板的倾角为,则有
取下n个钩码后,对系统,根据牛顿第二定律
整理可得
结合图像可得
可得
图线与横轴交点为,此时,代入可得
【小问3详解】
A.与小车端相连的细线和轨道不平行,使得小车系上细线和砝码盘时,小车受到合力发生变化,A正确;
B.步骤②已经平衡了摩擦力(所有阻力),轨道不光滑不会带来额外误差,B错误;
C.两光电门间的距离过近,将会增大长度测量的相对误差,C正确;
D.本推导对总质量直接计算,不需要钩码质量远小于小车,D错误。
故选AC。
13. 某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,最大加速度为,所需的起飞速度为,已知航母跑道长,求:
(1)若航空母舰停在海面上,弹射系统使舰载飞机具有初速度,要保证飞机能安全起飞,至少多大?
(2)在没有弹射装置的情况下,若航空母舰以匀速前进,要保证飞机能安全起飞,至少多大?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由
可得
【小问2详解】
以航母为参考系,由
可得
14. 一透明材料制成的光学元件截面如下图所示,其中正方形边长为,左右两侧均为半径为的半圆。现有一位于中点的光源,发出平行于该截面的单色光,该光在材料中的折射率为。已知光在真空中的光速为,不考虑反射后射出的光线,求:
(1)从边出射的光在材料中传播的时间范围;
(2)光从边出射的位置均在边上点(图中未画出)上方,求点到边的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光路图如图所示
光在介质中的传播速度
由上图易知,从边出射的光中:点出射用时最短
其中
则
点出射用时最长
其中
则
故从边出射的光在材料中传播的时间范围为
【小问2详解】
光在点发生全反射,由
可得
由正弦定理可知
其中,
则
根据几何关系
则
故
15. 如图所示,足够长的固定光滑斜面上有长为的木板,最上端有可视为质点的物块。距离下端处固定一弹性挡板,每次与挡板相碰后均以原速率弹回,且碰撞时间极短。已知、的质量均为,斜面倾角,、之间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度。某时刻将、同时由静止释放,求:
(1)木板下端第1次与相碰前的速度大小;
(2)木板下端第2次与相碰前的速度大小;
(3)、间第5次相对滑动过程中,物块从木板滑落,求板长的范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
释放后,木板与物块沿斜面方向的重力分力均产生加速度,两者保持相对静止。木板下端运动时,由
解得
【小问2详解】
取沿斜面向下为正方向,记共同运动时的加速度为
滑动摩擦力产生的加速度大小为==
设木板在第次与挡板碰撞前的速度大小为,碰撞后木板的速度为,物块的速度仍为。相对滑动时,两者的加速度分别为
由关系式
相对速度由减为零所需时间为=
此时
由关系式
在内,木板下端沿斜面向上的净位移为=
随后两物体以共同速度沿斜面向下运动,直至木板再次碰撞挡板,故=
取,得=
【小问3详解】
第次相对滑动中,物块相对木板沿斜面向下的位移为==
前4次相对滑动的累计位移为=
前5次相对滑动的累计位移为=
第5次相对滑动开始前物块尚未滑落,且在该次相对滑动结束前或结束时到达木板下端,因此必须满足,即
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