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重庆市第八中学2023-2024学年高二下学期期末物理试卷（原卷版+解析版）
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这是一份重庆市第八中学2023-2024学年高二下学期期末物理试卷（原卷版+解析版），文件包含重庆市第八中学2023-2024学年高二下学期期末物理试卷原卷版docx、重庆市第八中学2023-2024学年高二下学期期末物理试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共25页， 欢迎下载使用。
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，书所受摩擦力的大小为f，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】书处于平衡状态，则所受摩擦力静摩擦力，大小为
故选A。
2. 甲、乙两物体同时从同一位置向同一方向做直线运动，其运动的图像如图所示，则在时间内（ ）
A. 甲做匀加速直线运动B. 乙做匀速直线运动
C. 甲、乙在时刻相遇D. 甲的位移大于乙的位移
【答案】D
【解析】
【详解】AB．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．图的面积代表位移，所以时刻甲的位移大于乙的位移，所以时刻甲在前，甲、乙不能相遇，选项C错误，D正确。
故选D。
3. 某质点做简谐振动，其位移x与时间t关系如图，则该质点（ ）
A. 振动周期为0.4sB. 0.2s时的速率比0.4s时的大
C. 0.1s时的回复力与0.3s时的相等D. 在0～1s内通过路程为20.0cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题图可知周期为，故A错误；
B．在时振幅最大，根据简谐振动规律，此时速率最小，故B错误；
C．时与时位移相同，根据简谐振动规律，此时回复力相等，故C正确；
D．在内质点经历，由题图可知振幅为，得通过路程为，故D错误。
故选C。
4. 航天服是保障航天员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
【答案】B
【解析】
【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. 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2m/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，不计竹筏露出水面的高度，则竹筏长度至少为（ ）
A. 1mB. 2mC. 3mD. 4m
【答案】C
【解析】
【详解】小球下落的时间，根据
可得
这段时间内竹筏前进的距离
若小球可以落入竹筏中，则竹筏至少长3m。
故选C。
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，则（ ）
A. 该材料的折射率为
B. 该材料的临界角为45°
C. 光在该材料中传播速度为c
D. 点光源发出光射到AB面上的最长时间为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．设弧长为的圆弧所对的圆心角为
根据几何知识，全反射的临界角为
根据全反射条件
解得
选项AB错误；
C．由公式
可知，光在材料中传播速度
选项C错误；
D．由题意可知，沿方向到达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面的传播距离为，材料中的传播距离为
在材料中的传播时间为
光在空气中传播的时间为
点光源发出的光射到面上的最长时间为
故D正确。
故选D。
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，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，不论取何值都能将篮球抓起
B. 若与的关系满足，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
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．对篮球受力分析，竖直方向满足
因为静摩擦力
解得
所以想要抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为，根据表达式，越小，越小；
由表达式可得，夹角满足
时，才能将篮球抓起。且时，不能将篮球抓起，故AC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
可得
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。
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，其衰变方程为，半衰期为8天，则（ ）
A. X是来自于原子的核外电子
B. 比的比结合能大
C. 温度升高，的半衰期将变小
D. 经过16天，75%的原子核发生了衰变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为
即衰变方程中的X是电子，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射线，故A错误；
B．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能大，故B正确；
C．半衰期只由原子核自身决定，温度升高，I半衰期不变，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，的原子核发生了衰变，故D正确。
故选BD。
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。随后用频率为的光照射光电管，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。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D. 普朗克常量可表示为
【答案】AD
【解析】
【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，B错误；
CD．根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理，有
联立以上两式，可得出普朗克常量
C错误，D正确。
故选AD。
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，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传播，O点在浅水区和深水区的分界线上，，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范围内，则（ ）
A. 的起振方向向下
B. 该水面波在浅水区和深水区的波长之比为4∶3
C. 该浅水区的水面波波长为
D. 该深水区的水面波波速为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．的起振方向与振源的起振方向相同应向下，选项A正确；
B．波的周期不变，与介质无关
波长与波速成正比，该水面波在浅水区和深水区的波长之比为3∶4，选项B错误；
CD．均在波峰，故
因为水面波正好传到处，故
则
由题意
可取14、15、16，由于
则联立通解
代入
要使为整数可得
代入上述表达式，可得
选项CD正确。
故选ACD。
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，当波正好传到处时处于波峰，故，代入，故D对，C项可以类似的方法代入验证。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 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。
（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______mm；
（3）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，分划板在图中两处位置时，手轮的读数分别为，则单色光的波长______。
【答案】（1）B （2）7.870
（3）
【解析】
【小问1详解】
图甲中，按照实验器材安装顺序，单缝是A，双缝是B；
【小问2详解】
手轮读数
7.5mm+37.0×0.01mm=7.870mm
【小问3详解】
条纹间距为
根据
可得
12. 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、2……7点所示。
（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______m/s（结果保留2位有效数字）
（3）根据图3，测得小车的加速度______（结果保留2位有效数字）。
（4）某同学把这条纸带每隔剪断，得到若干短纸条，测得长度依次为，，。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转化为小车的图像。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）。
【答案】（1）AC （2）0.57
（3）0.42##0.43##0.44
（4） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
必须使用电压合适的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；通过打点计时器可以得到纸带上计数点的时间间隔，所以不需要秒表，本实验不需要用天平测质量。
故选AC。
【小问2详解】
因电源频率为，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
则打下计数点6时小车的速度为
【小问3详解】
根据图3，作出对应的图像如图所示
则小车的加速度为
【小问4详解】
[1]因为剪断的纸带所用的时间都是，即时间相等，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A为0.65s时小车的瞬时速度，其值可表示为
[2] 图线①的斜率表示加速度，根据图中图线①的斜率与图线②的斜率关系可知，小车加速度为
13. 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。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V，外界大气压为，水银的密度为，重力加速度为g，求：
（1）空气柱的压强；
（2）水的温度T。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由液体压强公式
（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
末状态体积
解得
14. 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，木块的水平加速度也为，竖直加速度为，已知，求的大小。
【答案】（1）2mg；（2），；（3）
【解析】
【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
对矩形装置和木块整体，根据平衡条件可知
解得
（2）平衡时，由整体法可知地面的支持力为
由（1），地面提供的摩擦力为
则临界状态
解得
（3）由题意，设木块的水平，竖直加速度分别为，则矩形装置的加速度也为，设绳子拉力为，矩形装置对木块的水平作用力为
对木块竖直方向
对木块水平方向
对装置水平方向
且已知
联立解得
15. 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，球筒速度立刻变为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，滑动摩擦力为。羽毛球离筒的上、下端距离分别为。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，求刚开始运动时羽毛球对筒摩擦力；
（2）若，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a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d1的取值范围（用a，g，t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，，表示）
【答案】（1）2.3mg，方向竖直向上；（2）；（3）①，②
【解析】
【详解】（1）设羽毛球与球筒一起运动，则有
解得
故可以保持相对静止，由牛顿第三定律，可知羽毛球对球筒的摩擦力方向竖直向上，羽毛球对球筒的摩擦力大小
方向竖直向上。
（2）结合上述可知球与球筒将一起以做匀加速运动，当球筒静止后，球以做减速运动
解得
当球速度减为零时，位移为
解得
即t的最小值为。
（3）①由于球与筒之间的最大静摩擦力为，羽毛球速度变为0时仍未离开球筒，显然
第一阶段球相对球筒向上滑动，球的加速度为，则有
解得
则这一阶段球相对球筒向上滑动的距离为
球筒静止后，球相对简向下滑动直到静止，相对位移为
要求
解得
②若，只要足够大，球一定从下端离开，因此取值范围是
若 ，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，且有
解得
且球不能从上端滑出
解得
则必须有
解得
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，书所受摩擦力的大小为f，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】书处于平衡状态，则所受摩擦力静摩擦力，大小为
故选A。
2. 甲、乙两物体同时从同一位置向同一方向做直线运动，其运动的图像如图所示，则在时间内（ ）
A. 甲做匀加速直线运动B. 乙做匀速直线运动
C. 甲、乙在时刻相遇D. 甲的位移大于乙的位移
【答案】D
【解析】
【详解】AB．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．图的面积代表位移，所以时刻甲的位移大于乙的位移，所以时刻甲在前，甲、乙不能相遇，选项C错误，D正确。
故选D。
3. 某质点做简谐振动，其位移x与时间t关系如图，则该质点（ ）
A. 振动周期为0.4sB. 0.2s时的速率比0.4s时的大
C. 0.1s时的回复力与0.3s时的相等D. 在0～1s内通过路程为20.0cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题图可知周期为，故A错误；
B．在时振幅最大，根据简谐振动规律，此时速率最小，故B错误；
C．时与时位移相同，根据简谐振动规律，此时回复力相等，故C正确；
D．在内质点经历，由题图可知振幅为，得通过路程为，故D错误。
故选C。
4. 航天服是保障航天员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
【答案】B
【解析】
【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. 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2m/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，不计竹筏露出水面的高度，则竹筏长度至少为（ ）
A. 1mB. 2mC. 3mD. 4m
【答案】C
【解析】
【详解】小球下落的时间，根据
可得
这段时间内竹筏前进的距离
若小球可以落入竹筏中，则竹筏至少长3m。
故选C。
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，则（ ）
A. 该材料的折射率为
B. 该材料的临界角为45°
C. 光在该材料中传播速度为c
D. 点光源发出光射到AB面上的最长时间为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．设弧长为的圆弧所对的圆心角为
根据几何知识，全反射的临界角为
根据全反射条件
解得
选项AB错误；
C．由公式
可知，光在材料中传播速度
选项C错误；
D．由题意可知，沿方向到达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面的传播距离为，材料中的传播距离为
在材料中的传播时间为
光在空气中传播的时间为
点光源发出的光射到面上的最长时间为
故D正确。
故选D。
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，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，不论取何值都能将篮球抓起
B. 若与的关系满足，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
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．对篮球受力分析，竖直方向满足
因为静摩擦力
解得
所以想要抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为，根据表达式，越小，越小；
由表达式可得，夹角满足
时，才能将篮球抓起。且时，不能将篮球抓起，故AC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
可得
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。
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，其衰变方程为，半衰期为8天，则（ ）
A. X是来自于原子的核外电子
B. 比的比结合能大
C. 温度升高，的半衰期将变小
D. 经过16天，75%的原子核发生了衰变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为
即衰变方程中的X是电子，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射线，故A错误；
B．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能大，故B正确；
C．半衰期只由原子核自身决定，温度升高，I半衰期不变，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，的原子核发生了衰变，故D正确。
故选BD。
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。随后用频率为的光照射光电管，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。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D. 普朗克常量可表示为
【答案】AD
【解析】
【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，B错误；
CD．根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理，有
联立以上两式，可得出普朗克常量
C错误，D正确。
故选AD。
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，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传播，O点在浅水区和深水区的分界线上，，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范围内，则（ ）
A. 的起振方向向下
B. 该水面波在浅水区和深水区的波长之比为4∶3
C. 该浅水区的水面波波长为
D. 该深水区的水面波波速为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．的起振方向与振源的起振方向相同应向下，选项A正确；
B．波的周期不变，与介质无关
波长与波速成正比，该水面波在浅水区和深水区的波长之比为3∶4，选项B错误；
CD．均在波峰，故
因为水面波正好传到处，故
则
由题意
可取14、15、16，由于
则联立通解
代入
要使为整数可得
代入上述表达式，可得
选项CD正确。
故选ACD。
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，当波正好传到处时处于波峰，故，代入，故D对，C项可以类似的方法代入验证。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 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。
（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______mm；
（3）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，分划板在图中两处位置时，手轮的读数分别为，则单色光的波长______。
【答案】（1）B （2）7.870
（3）
【解析】
【小问1详解】
图甲中，按照实验器材安装顺序，单缝是A，双缝是B；
【小问2详解】
手轮读数
7.5mm+37.0×0.01mm=7.870mm
【小问3详解】
条纹间距为
根据
可得
12. 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、2……7点所示。
（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______m/s（结果保留2位有效数字）
（3）根据图3，测得小车的加速度______（结果保留2位有效数字）。
（4）某同学把这条纸带每隔剪断，得到若干短纸条，测得长度依次为，，。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转化为小车的图像。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）。
【答案】（1）AC （2）0.57
（3）0.42##0.43##0.44
（4） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
必须使用电压合适的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；通过打点计时器可以得到纸带上计数点的时间间隔，所以不需要秒表，本实验不需要用天平测质量。
故选AC。
【小问2详解】
因电源频率为，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
则打下计数点6时小车的速度为
【小问3详解】
根据图3，作出对应的图像如图所示
则小车的加速度为
【小问4详解】
[1]因为剪断的纸带所用的时间都是，即时间相等，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A为0.65s时小车的瞬时速度，其值可表示为
[2] 图线①的斜率表示加速度，根据图中图线①的斜率与图线②的斜率关系可知，小车加速度为
13. 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。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V，外界大气压为，水银的密度为，重力加速度为g，求：
（1）空气柱的压强；
（2）水的温度T。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由液体压强公式
（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
末状态体积
解得
14. 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，木块的水平加速度也为，竖直加速度为，已知，求的大小。
【答案】（1）2mg；（2），；（3）
【解析】
【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
对矩形装置和木块整体，根据平衡条件可知
解得
（2）平衡时，由整体法可知地面的支持力为
由（1），地面提供的摩擦力为
则临界状态
解得
（3）由题意，设木块的水平，竖直加速度分别为，则矩形装置的加速度也为，设绳子拉力为，矩形装置对木块的水平作用力为
对木块竖直方向
对木块水平方向
对装置水平方向
且已知
联立解得
15. 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，球筒速度立刻变为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，滑动摩擦力为。羽毛球离筒的上、下端距离分别为。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，求刚开始运动时羽毛球对筒摩擦力；
（2）若，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a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d1的取值范围（用a，g，t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，，表示）
【答案】（1）2.3mg，方向竖直向上；（2）；（3）①，②
【解析】
【详解】（1）设羽毛球与球筒一起运动，则有
解得
故可以保持相对静止，由牛顿第三定律，可知羽毛球对球筒的摩擦力方向竖直向上，羽毛球对球筒的摩擦力大小
方向竖直向上。
（2）结合上述可知球与球筒将一起以做匀加速运动，当球筒静止后，球以做减速运动
解得
当球速度减为零时，位移为
解得
即t的最小值为。
（3）①由于球与筒之间的最大静摩擦力为，羽毛球速度变为0时仍未离开球筒，显然
第一阶段球相对球筒向上滑动，球的加速度为，则有
解得
则这一阶段球相对球筒向上滑动的距离为
球筒静止后，球相对简向下滑动直到静止，相对位移为
要求
解得
②若，只要足够大，球一定从下端离开，因此取值范围是
若 ，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，且有
解得
且球不能从上端滑出
解得
则必须有
解得
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