重庆市第八名校2023-2024学年高二下学期期末物理试卷

试卷更新日期：2024-07-11 类型：期末考试

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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 $α$ ，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、 $f = m g \sin α$ B、 $N = m g \sin α$ C、 $N = m g \tan α$ D、 $N = f \tan α$

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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 $v - t$ 图像如图所示，则在 $0 ～ t_{1}$ 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 $t_{1}$ 时刻相遇 D、甲的位移大于乙的位移

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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0.4s B、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

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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

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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 $10 {m/s}^{2}$ ，不计竹筏露出水面的高度，则竹筏长度至少为（　　）

A、1m B、2m C、3m D、4m

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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 $\frac{1}{4}$ 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 $\frac{π R}{6}$ ，则（　　）

A、该材料的折射率为 $\frac{2 \sqrt{3}}{3}$ 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 $t = \frac{(2 \sqrt{2} - 1) R}{c}$

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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 $α$ ， “手指”与篮球的动摩擦因数为 $μ$ ，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， $α$ 不论取何值都能将篮球抓起 B、若 $μ$ 与 $α$ 的关系满足 $μ < \tan α$ ，则不能将篮球抓起 C、若能抓起篮球， $α$ 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

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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 $_{53}^{131} I$ ，其衰变方程为 $_{53}^{131} I \to_{54}^{131} Xe + X$ ， $_{53}^{131} I$ 半衰期为8天，则（　　）

A、X是来自于 $_{53}^{131} I$ 原子的核外电子 B、 $_{54}^{131} Xe$ 比 $_{53}^{131} I$ 的比结合能大 C、温度升高， $_{53}^{131} I$ 的半衰期将变小 D、经过16天，75%的 $_{53}^{131} I$ 原子核发生了衰变

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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 $ν_{1}$ 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 $U_{1}$ 。随后用频率为 $ν_{2} (ν_{2} > ν_{1})$ 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 $U_{2} (U_{2} > U_{1} > 0)$ 。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 $h = \frac{e (U_{2} + U_{1})}{ν_{2} + ν_{1}}$ D、普朗克常量可表示为 $h = \frac{e (U_{2} - U_{1})}{ν_{2} - ν_{1}}$

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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 $f = 2 Hz$ ，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 $S O S^{'}$ 传播，O点在浅水区和深水区的分界线上， $\bar{S O} = 9 m, \bar{O S^{'}} = 7 m$ ，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 $\frac{2}{5} m \sim \frac{1}{2} m$ 范围内，则（　　）

A、 $S^{'}$ 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 $\frac{1}{3} m$ D、该深水区的水面波波速为 $\frac{8}{9} m / s$

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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 $x_{1} 、 x_{2} (x_{1} < x_{2})$ ，则单色光的波长 $λ =$ 。

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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 $v =$ 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 $a =$ ${m/s}^{2}$ （结果保留2位有效数字）。

(4)、某同学把这条纸带每隔 $T = 0.1 s$ 剪断，得到若干短纸条，测得长度依次为 $L_{1}$ ， $L_{2}$ ， $\dots$ $L_{7}$ 。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 $v - t$ 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 $a =$ （用k表示）。

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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 $l_{1}$ ，此时外界环境的温度 $T_{1}$ 。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 $l_{2}$ ，已知容器的容积为V，外界大气压为 $p_{0}$ ，水银的密度为 $ρ$ ，重力加速度为g，求：
（1）空气柱的压强；
（2）水的温度T。

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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 $μ$ ，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 $μ$ 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 $a_{x}$ ，木块的水平加速度也为 $a_{x}$ ，竖直加速度为 $a_{y}$ ，已知 $2 a_{x} = a_{y}$ ，求 $a_{x}$ 的大小。

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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 $f_{0} = 2.4 m g$ ，滑动摩擦力为 $f_{1} = 2 m g$ 。羽毛球离筒的上、下端距离分别为 $d_{1} 、 d_{2} (d_{1} > d_{2})$ 。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 $a = 3.3 g$ ，求刚开始运动时羽毛球对筒的摩擦力；
（2）若 $a = 2.5 g$ ，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， $d_{1}$ ， $d_{2}$ 表示）

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