重庆市第八中学2022-2023学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析）

重庆八中2022-2023学年度（下）期末考试高二年级

物理试题

一、选择题：共43分。

（一）单项选择题：共7题，每题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. 建筑塔吊如图所示向右上方匀速提升物体，忽略空气阻力，则物体所受拉力（    ）

A. 竖直向上 B. 斜向右上，且不与速度同方向

C. 斜向右上，且与速度同方向 D. 大于物体重力

【答案】A

【解析】

【详解】ABC．因为物体匀速运动，所以物体处于平衡状态，物体所受拉力与重力等大反向，重力竖直向下，则拉力竖直向上，故A正确，BC错误；

D．根据平衡条件，物体所受拉力与重力大小相等，故D错误。

故选A。

2. 如图所示为一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波形图，该波的周期为T＝1s，此时两个质点P、Q到各自平衡位置的距离相等。下列说法正确的是（    ）

A. 此时刻两质点的速度相同

B. 此时刻两质点的加速度方向均沿y轴负方向

C. 两质点将同时回到平衡位置

D. 该波的波速为2cm/s

【答案】B

【解析】

【详解】A．此时刻两质点的速度大小相同，但是方向相反，选项A错误；   

B．加速度方向指向平衡位置，则此时刻两质点的加速度方向均沿y轴负方向，选项B正确；

C．因此时P点向上振动，Q点向下振动，则Q点先回到平衡位置，选项C错误；

D．该波的波速为

选项D错误。

故选B。

3. 如图所示，用水平恒力推小车使之与货物一起做匀加速直线运动，小车质量为M，货物的质量为m，它们的共同加速度为a。货物与小车间的动摩擦因数为μ，小车与地面间的摩擦力不计。在运动过程中（    ）

A. 水平恒力的大小为(M＋m)a B. 小车对货物的摩擦力大小一定为μmg

C. 小车对货物的作用力大小为ma D. 小车受到的合力为0

【答案】A

【解析】

【详解】A．对小车合货物的整体，由牛顿第二定律可得水平恒力的大小为

F=(M＋m)a

选项A正确；

B．小车与货物间的摩擦力为静摩擦力，即小车对货物的摩擦力大小不一定为μmg，选项B错误；

C．对货物分析可知，小车对货物的摩擦力大小为

f=ma

车对货物的作用力大小

选项C错误；

D．小车做加速运动，则受到的合力不为0，选项D错误。

故选A。

4. 高空跳伞是一项极限运动。某运动员高空跳伞的v-t图像如图所示，可将运动员的运动视作竖直方向的直线运动。已知运动员受空气阻力的作用，其开伞前匀速运动阶段的的稳定速度为，并于时刻打开降落伞。下列说法正确的是（    ）

A. 在时间内，运动员的平均速度为

B. 开伞前的加速运动过程中，加速度逐渐增大

C. 开伞后的减速运动过程中，运动员处于失重状态

D. 开伞后瞬间，运动员和降落伞整体所受空气阻力最大

【答案】D

【解析】

【详解】A．内，若运动员做匀加速直线运动，平均速度为

根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移，知内运动员的位移大于匀加速直线运动的位移，则的平均速度大于,故A错误；

B．根据v-t图像的斜率大小等于加速度，内图像的斜率减小，知末运动员做加速度逐渐减小的加速运动，故B错误；

C．开伞后的减速运动过程中，加速度向上，运动员处于超重状态，故C错误；

D．开伞后运动员向下做减速直线运动，加速度方向竖直向上，加速度的大小在逐渐减小，根据牛顿第二定律有

可知开伞后瞬间，运动员和降落伞整体所受空气阻力最大，故D正确。

故选D。

5. 已知中子的质量为1.0087u，质子的质量为1.0073u，氦核（）的质量是4.0026u，1u的质量对应的核能为931.5MeV。则氦核的比结合能约为（    ）

A. 3.4MeV B. 6.8MeV C. 13.5MeV D. 27MeV

【答案】B

【解析】

【详解】核子结合成原子核的过程中，质量亏损为

所以比结合能为

故选B。

6. 一只弹簧测力计，由于更换了弹簧，以致原先标示的刻度值不能准确反映真实情况。经测试，此弹簧测力计不挂重物时示数为2N；挂45N的重物时，示数为92N（弹簧仍在弹性限度内）。那么当弹簧测力计示数为20N时，所挂物体的实际重力是（　　）

A. 9N B. 10N C. 40N D. 42N

【答案】A

【解析】

【详解】设该弹簧秤上1N长度的刻度对应的实际弹力为xN，弹簧的自由端未悬挂重物时，指针正对刻度2N，当挂上重物时，弹簧的弹力为92N，指针正对刻度92N，弹簧秤上读数变化

所以得

当弹簧测力计示数为20N时弹簧秤上读数变化

此时

所以

故选A。

7. 水银气压计在超失重情况下不能显示准确的气压。若某次火箭发射中携带了一只水银气压计。发射的火箭舱密封，起飞前舱内温度，水银气压计显示舱内气体压强为1个大气压。当火箭以加速度a＝g竖直向上起飞时，舱内水银气压计示数稳定在，已知水银气压计的示数与液柱高度成正比，如图所示。可视为起飞时重力加速度恒为g，则起飞时舱内气体的温度是（    ）

A. 250K B. 300K C. 360K D. 400K

【答案】C

【解析】

【详解】设当火箭以加速度a＝g的加速度竖直向上起飞时，仓内气体压强为，对气压计内的水银柱，根据牛顿第二定律有

解得

设此时水银气压计内液柱高度为h，有

又

解得

所以

以仓内气体为研究对象，有

，

，

根据理想气体状态方程，气体等容变化有

解得

故选C。

（二）多项选择题：共3题，每题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分。

8. 如图所示的两种明暗相间条纹，分别是a、b两种单色光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样。下列说法正确的是（    ）

A. a的波长小于b的波长

B. 保持其它条件不变，适当减小双缝间距，条纹间距将变大

C. 保持其它条件不变，增大双缝到光屏的距离，条纹间距将变小

D. 若用a照射某金属表面能使其发射电子，则用b照射也一定可以

【答案】BD

【解析】

【详解】AD．根据相邻条纹间距公式

由于

可知a的波长大于b的波长，则a的频率小于b的频率，a的光子能量小于b的光子能量，若用a照射某金属表面能使其发射电子，则用b照射也一定可以，故A错误，D正确；

BC．根据相邻条纹间距公式

保持其它条件不变，适当减小双缝间距，条纹间距将变大；保持其它条件不变，增大双缝到光屏的距离，条纹间距将变大，故B正确，C错误。

故选BD。

9. 如图所示为高中物理必修一课本封面上的沙漏照片。若近似认为砂粒随时间均匀漏下且砂粒下落的初速度为0，不计砂粒间下落时的相互影响，不计空气阻力。已知出口下方0～1cm范围内有20颗砂粒，重力加速度g取。对于还在下落过程中的砂粒，下列说法正确的是（    ）

A. 一颗砂粒下落过程的第2个0.1s内的位移大小为5cm

B. 一颗砂粒下落0.1s时的速度与下落0.2s时的速度之比为1：2

C. 一颗砂粒下落1cm处的速度与下落2cm处的速度之比为1：2

D. 出口下方1～4cm范围的砂粒数约为20颗

【答案】BD

【解析】

【详解】A．一颗砂粒下落0.1s的位移为

下落0.2s的位移为

下落过程第2个0.1s内的位移大小为

故A错误；

B．一颗砂粒下落0.1s的速度为

下落0.2s的速度为

一颗砂粒下落0.1s时的速度与下落0.2s时的速度之比为

故B正确；

C．根据

可得下落1cm处的速度与下落2cm处的速度之比为

故C错误；

D．砂粒从开始下落到下落1cm处所用时间为

砂粒从开始下落到下落4cm处所用时间为

砂粒从下落1cm处到下落4cm处所用时间为

因此出口下方0～1cm范围内的所有砂粒经过后均下落到出口下方1～4cm范围内，故D正确。

故选BD。

10. 如图甲所示，倾角为θ的光滑斜面上有两个小球A、B从不同位置于不同时刻静止释放。两小球可视为质点，它们在同一直线上运动，且球A始终在球B上方，两球未发生碰撞。以某小球释放的时刻作为计时起点，测得它们之间的距离随时间的图像如图乙所示，d与t呈线性关系，图线斜率为k，纵截距为，已知重力加速度g。则（　　）

A. 球B一定比球A先释放

B. 两小球释放的时间差为

C. 两小球释放位置的距离为

D. 当一个小球的速度是另一个小球速度两倍时，它们之间的距离可能为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由题意，若先释放A小球，后释放B小球，由于两小球均做加速度为的匀加速直线运动，同一时刻A的速度一定大于B的速度，则两小球之间的距离将越来越小，两球将发生相撞，所以，一定是先释放B球，再释放A球，故A正确；

BC．设开始计时时刻两小球相距为，先放B球运动后再释放A球，则在时间t内，B下滑的距离为

A下滑的距离为

则下滑过程中二者之间的距离为

则有

联立求得两小球释放的时间差为

两小球释放位置的距离为

故BC错误；

D．当时，即

求得

代入求得

若满足，则有

故D正确。

故选AD。

二、非选择题：共57分。

11. 同学们利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。他们首先在竖直放置的木板上铺上白纸，并用图钉固定。然后在木板上等高的A、C两处固定两个光滑的小滑轮。将三根轻绳在O点打结，并挂上适当数量的相同钩码，使系统达到平衡。

（1）实验中，必须要记录的数据有________；

A．结点O的位置和OA、OB、OC绳的方向

B．OA、OB、OC绳的长度

C．每组钩码的个数

D．每个钩码的质量

（2）同学们用各绳上钩码的个数来衡量该绳中拉力的大小，完成了本实验，并作图验证力的平行四边形定则，下图中的虚线y为铅垂线方向，则________（填“甲”或“乙”）是合理的。

（3）某次实验中，系统平衡时，a处有3个钩码，c处有5个钩码，则b处的钩码个数可能是________。

A．3个    B．6个    C．8个

【答案】    ①. AC##CA    ②. 乙    ③. AB##BA

【解析】

【详解】（1）[1]AC．要验证力的平行四边形定则，需要记录力的大小和方向，力的大小用钩码的个数表示，力的方向用细绳的方向表示，因此要记录结点O的位置和OA、OB、OC绳的方向，以及每组钩码的个数，AC正确；

BD．OA、OB、OC绳的长度不用记录；因钩码相同，所以每个钩码的质量不用记录，BD错误。

故选AC

（2）[2]由题意可知，FB一定是竖直向下方向，FA、FC的合力是由实验得到的，存在一定的误差，因此乙是合理的。

（3）[3]由互成角度的两个力的合力范围是

可知系统平衡时，a处有3个钩码，c处有5个钩码，则b处的钩码个数可能是3个或6个，AB正确，C错误。

故选AB。

12. 小明利用单摆的特性来测量物体的加速度。他选用滑块、钩码、纸带、带滑轮的木板以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图甲所示装置。

小明的实验过程如下：

①先让单摆保持静止，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，漏斗可以漏出很细的有色液体，在纸带上留下的部分痕迹如图乙中直线所示；

②再把装置复原，让单摆垂直于纸带运动方向做小幅摆动，然后释放滑块，漏斗在同一纸带上留下的部分痕迹如图乙中曲线所示。A、B、C、D、E是直线痕迹与曲线痕迹的5个连续交点。

（1）单摆的作用相当于________；

A.刻度尺    B.天平    C.打点计时器

（2）图乙中纸带________（填“左”或“右”）端与滑块连接；

（3）测得单摆摆长l＝0.25m，近似认为重力加速度，则单摆周期为________s，纸带上AB两点对应的时间间隔为________s；（均保留两位有效数字）

（4）继续测量得知图乙中AB＝8.41cm，BC＝16.90cm、CD＝25.42cm、DE＝33.91cm，则滑块的加速度a＝________（保留两位有效数字）。

【答案】    ①. C    ②. 左    ③. 1.0    ④. 0.50    ⑤. 0.34

【解析】

【详解】（1）[1]单摆的作用相当于打点计时器，记录时间。

故选C。

（2）[2]滑块速度越来越大，图乙中纸带左端与滑块连接。

（3）[3][4]单摆周期为

纸带上AB两点对应时间间隔为

（4）[5]根据逐差法，滑块的加速度

13. 如图所示，水平地面上固定一圆柱形导热汽缸，横截面积S的轻质活塞封闭一定质量的理想气体。活塞与汽缸壁的摩擦不计，开始时活塞距汽缸底的距离，此时气体的热力学温度。随着环境温度缓慢降低，某时刻活塞下降到距离汽缸底处。已知环境大气压维持不变。求：

（1）求此时缸内气体温度；

（2）已知该过程气体内能减小了E，求缸内气体对外放出的热量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）在环境温度缓慢降低的过程中，被封闭气体做等压变化，初态

末态

根据

联立解得

（2）温度缓慢降低的过程中，气体做等压变化，外界对气体做功

根据热力学第一定律，有

解得

则此过程中缸内气体对外放出的热量为。

14. 如图所示，一半径为3r的透明均质半球置于空气中，某圆柱形单色平行光束垂直于半球底面入射，光束横截面圆心与半球底面圆心重合。若要整束光都不发生全反射，光束横截面的半径最大为2r。

（1）求该光束在半球中折射率；

（2）保持光束半径2r不变，将光束换成在半球中折射率为原光束k（k＞0）倍的另一光束，其他条件不变，求此时半球有光束射出的球冠底面面积。（不考虑反射光的折射）

【答案】（1）；（2）见解析

【解析】

【详解】（1）不发生全反射的最大半径为2r，如下图

则

解得

（2）若，由可知

此时有光束射出的球冠底面半径为

此时半球有光束射出的球冠底面面积为

若，则可知

而入射光保持光束半径2r不变，因此光束可全部射出球冠，此时光束射出的球冠底面面积为

15. 如图所示，质量均为m滑块A、B放置在水平面上，右侧固定有一弹性挡板P。AB之间的距离为，BP之间距离为L。水平面上涂有一种特殊的润滑涂层，滑块向右运动时，不受地面阻力；滑块向左运动时，受到阻力为自身重力λ倍（λ未知）。为测量该润滑涂层的性能，某时刻开始对滑块A施加水平向右的恒力F＝mg的作用，此后恒力一直作用。已知A、B碰后速度交换（即碰后瞬间A速度变为0，B速度变为A的碰前速度），B和挡板碰后速度大小不变，方向相反。通过计时装置可测量出A、B从第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔，记为T。重力加速度为g。

（1）B先和挡板发生碰撞还是A、B先发生第二次碰撞？试通过计算说明；

（2）若λ可能值为大于0的一切数值，求T的取值范围；

（3）实际测得，求λ。

【答案】（1）B先和挡板发生碰撞；（2）；（3）4

【解析】

【详解】（1）对滑块A，由牛顿第二定律可得

解得     

由速度位移关系公式，可得滑块A运动到B的速度

A、B碰后速度交换，则有

A、B第一次碰后，A向右做初速度等于零的匀加速运动，B做匀速运动，滑块A运动到挡板P所用时间

滑块B运动到挡板P所用时间

则有

可知B先和挡板发生碰撞，后返回与滑块A碰撞。

（2）由题意可知，A、B从第一次碰撞到第二次碰撞经T时间，对A则有

B返回时做匀减速运动，加速度则有

对B返回，在时间内运动的位移，则有

又有

联立解得

则有T的取值范围

（3）实际测得，则有

解得

（不符合题意，舍去）

因此则有