2023-2024学年重庆市巴蜀中学高二（下）期末物理试卷（含答案）

2023-2024学年重庆市巴蜀中学高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共30分。
1.炎炎酷暑，蝉噪虫焦，洒水车通过对路面、绿化带等洒水能够起到一些防尘降温的作用。在沿路洒水的过程中，洒水车的总质量不断减小，则洒水车( )
A. 失去惯性 B. 惯性不变 C. 惯性减小 D. 惯性增大
2.最新的质量单位“千克”用普朗克常量定义。根据能量子的定义和国际单位制中的力学基本单位，的单位可表示为( )
A. B. C. D.
3.静止的原子核俘获电子，可生成一个新原子核并放出中微子，其核反应方程式为。关于该过程，下列说法正确的是( )
A. 核反应前后总质量数不同 B. 核反应前后的总质子数不变
C. 原子核是 D. 中微子的电荷量与电子的电荷量相同
4.市面上有一种“自热火锅”，结构如图所示，其原理是向食材层、加热层中加水，利用加热层中发热包遇水反应释放热量为食材加热。在加热过程中( )
A. 能闻到食材的香味是因为气体分子的布朗运动
B. 食材层内每个气体分子热运动的速率均会增大
C. 食材层内每个气体分子对侧壁碰撞的作用力均会减小
D. 若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，则食材层内气体压强增大
5.如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，经历过程、、、到达状态。对该气体，下列说法正确的是( )
A. 过程中气体压强逐渐减小 B. 过程中气体对外界做正功
C. 过程中气体内能逐渐减小 D. 过程中气体从外界吸收热量
6.图甲是传统民居建筑材料瓦片，完全相同的质量为的瓦片，竖直紧靠叠放静止在水平地面上，如图乙所示，瓦片的受力点均在其底端和顶端，则( )
A. 顶端受到的压力大小等于顶端受到的压力大小
B. 顶端受到的压力大小为
C. 顶端受到的压力大小为
D. 左端对地的压力大小为
7.如下图所示的四种图像中，质点均做直线运动，纵坐标分别为速度、速度的平方、加速度、位移与时间的比值。下列说法正确的是( )
A. 甲图中，物体在这段时间内的位移小于
B. 乙图中，物体的加速度大小为
C. 丙图中，阴影面积表示时间内物体加速度变化量的大小
D. 丁图中，物体的加速度大小为
8.如图所示，粗细均匀、导热性良好的形玻璃管固定在竖直面内，竖直部分长为，上端封闭，管内用水银柱封闭一段长为的理想气体，水平部分右端开口，长为，形玻璃管内的水银柱总长为。已知大气压强为，环境温度为，不计管径对水银柱分布的影响。现将细玻璃管在竖直面内沿逆时针方向缓慢转动，则( )
A. 当水银柱刚好全部进入时，玻璃管转过角度小于
B. 当水银柱刚好全部进入时，玻璃管转过角度等于
C. 若转过时使段中气体温度升高到，则其长度与初始状态相同
D. 若转过时使段中气体温度升高到，则其长度与初始状态相同
9.如图甲所示为教师自制的光电效应演示器。实验小组使用激光笔组中的红、绿两种颜色的激光笔进行实验，已知标记在激光笔组上的红光频率为，绿光频率为。将转换开关置于“正向”时，以两种激光笔照射光电管的阴极，观察到数字微安表均有读数；将转换开关置于“反向”时，以红色激光笔照射光电管的阴极且发现数字微安表有示数，随后移动滑动变阻器滑片，观察到数字伏特表读数为时，数字微安表示数恰好为零；以绿色激光笔照射光电管的阴极且发现数字微安表也有示数，随后移动滑动变阻器滑片，观察到数字伏特表读数为时，数字微安表示数恰好为零。另外，实验小组读出数字伏特表读数为时数字微安表读数为，多组数据作出图像如图乙所示。已知电子电荷量大小为。下列说法正确的是( )
A. 乙图中表示绿光，表示红光
B. 若为的倍，则也为的倍
C. 可测量出该光电管的逸出功
D. 可计算出普朗克常量
10.如图所示，一根光滑轻绳两端固定于直杆上的、两点，轻绳穿过两个质量分别为、的小环，直杆与水平面夹角为，在杆上套有一光滑轻质小环，轻绳穿过轻环并使、在轻环两侧，系统处于静止状态时轻环、小环的连线与直杆的夹角为。则( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共5小题，共20分。
11.关于热学知识，下列说法正确的是( )
A. 电冰箱的工作原理表明，热量可以从低温物体传递到高温物体
B. 雨后荷叶上的露珠呈近似球体的形状，说明液体存在表面张力
C. 金属具有确定的熔点但没有规则的形状，因此金属不属于晶体
D. 在给车胎打气的过程中会越压越吃力，这是由于分子间有斥力
12.如图所示，一质量为可视为质点的物块恰好静止在倾角为、质量为的斜面体上。物块与斜面体的动摩擦因数为且动摩擦因数与最大静摩擦因数相等。现对物块施加一个水平向右的恒力，物块和斜面体仍保持静止，则( )
A.
B. 物块受到的摩擦力一定增大
C. 物块受到的支持力一定增大
D. 物块对斜面体的作用力一定增大
13.玻尔的原子结构模型认为：电子在第轨道上匀速圆周运动的轨道半径其中为基态时电子轨道半径，当电子在第轨道运动时，氢原子的能量为核外电子的动能与“电子原子核”系统电势能的总和。已知系统电势能和电子绕氢原子核做圆周运动的半径存在关系：以无穷远为电势能的零点，电子电量大小为。则( )
A. 电子在能级的动能比在能级的动能小
B. 氢原子在能级的能量比在能级的能量小
C. 电子绕氢原子核在第轨道上做圆周运动时的动能为
D. 电子在第轨道运动时氢原子的能量为
14.如图所示，倾角为、质量的斜面体置于粗糙水平地面上，小物块放在粗糙斜面上，质量，连接的轻绳与斜面平行，轻绳跨过光滑轻质小滑轮与质量为的物块相连。开始时静止在滑轮正下方，现对施加一个拉力使缓慢移动，与连接的轻绳的夹角始终保持，直至轻绳水平。此过程中、始终保持静止状态。取，则( )
A. 开始时，所受摩擦力大小为
B. 水平时，轻绳拉力为
C. 水平时，地面对的支持力为
D. 缓慢移动过程中，轻绳拉力的最大值为
15.如图所示为俯视情境图，、为平直的湖岸，阴影部分为水面，一只青蛙可视为质点蹲坐于点，距离为，一只蚊虫也可视为质点位于点，距离为。某时刻蚊虫在水面上以的初速度、的加速度，沿与夹角斜向左上方开始做匀减速直线运动直到停止，青蛙可在水面上做向右初速度为、加速度为的匀加速直线运动。已知青蛙舌头长，伸出舌头瞬间即可以吃到以舌头为半径范围内的蚊虫，且青蛙可以选择适当时机出发。则从青蛙出发开始计时，青蛙以最短时间吃到蚊虫时，青蛙的位移大小及此时蚊虫的速度大小分别为已知，( )
A. B. C. D.
三、填空题：本大题共1小题，共8分。
16.物理兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。如图甲所示，把两根弹簧“串联”起来组成该装置，弹簧的一端固定在竖直放置的透明有机玻璃管底端，再将单个质量为的钢球直径略小于玻璃管内径逐个从管口放入，每放入一个钢球后待弹簧静止，测出弹簧上端和弹簧上端到玻璃管底端的距离、。在坐标纸上画出、与钢球个数的关系图像，如图乙所示。不计弹簧自重的影响，重力加速度取。
弹簧的原长为_____结论保留三位有效数字，下同
该弹簧系统的劲度系数为_____；
弹簧的劲度系数为_____；
由实验所测数据可得，“串联”弹簧组的劲度系数与两弹簧劲度系数、的关系为_____。
四、实验题：本大题共1小题，共6分。
17.物理兴趣小组利用手机软件测量当地重力加速度。如图甲所示，将小球放置在水平木条上，将手机放在木条与地面之间的中点，先打开手机“数字传感器”软件，然后用钢尺击打木条，使小球开始下落并最终撞击地面，手机接收到钢尺对木条的击打声和小球落地的撞击声，“数字传感器”软件可读出接收到的两次声音脉冲的时间间隔。使用相同的小球，多次测量不同的离地高度及对应的时间间隔。
现有以下材质的小球，实验中应当选用______；
A.乒乓球 橡胶球 小钢球
作出如图乙所示的已图线，可得重力加速度_____结果保留两位有效数字；
在实验中，小蓝同学将手机放在木条与地面间的中点附近测量时间，小红同学将手机放在地面点测量时间，则关于重力加速度，小蓝同学的测量值相比小红同学的测量值会_____选填“偏大”“偏小”“无影响”。
五、计算题：本大题共3小题，共36分。
18.如图所示是测量物体质量的简易“气压秤”。其中，气缸静止平放在实验台上，用厚度不计、面积为的活塞封住部分气体可视为理想气体，活塞连同上面的支撑杆、置物平台总质量为以下简称“活塞系统”，气缸内壁划有质量刻度线，可以读取置物平台上对应物体的质量。开始时，置物平台上未放物体，活塞系统处于静止状态，气体高度为；向置物平台上增加物体后，气体高度减为。已知气缸内气体温度与环境温度始终保持相同且不变，大气压强为，重力加速度取。求：
置物平台上未放置物体时内部气体压强；
置物平台上增加物体的质量。
19.如图所示为工地上提升重物的示意图。质量的物体可视为质点放在倾角的固定粗糙斜面上，轻质光滑定滑轮不计定滑轮大小的影响位于斜面顶端正上方处，用轻绳跨过定滑轮拉物体，使物体沿斜面向上做匀速直线运动。当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角趋近于。已知物体与斜面间的动摩擦因数，重力加速度取，。在物体沿斜面从底端到顶端运动过程中：
求物体出发时受到摩擦力的大小；
求拉力与夹角的关系式式中仅保留、用符号表示，及的最小值；
当时拉力大小记为，当物体从外沿斜面向上运动一段位移后，拉力大小再次等于，求该位移的大小。
20.年月日，由长征五号遥八运载火箭送上预定轨道的“嫦娥六号”成功着陆月球背面南极艾特肯盆地，开启了“挖宝”之旅，为此小巴同学自制水火箭来模拟火箭的运动。可视为质点的水火箭最初静止于地面上，随着上升过程中水的消耗，火箭上升的加速度按如下规律逐渐增加；第秒内加速度为，即，，且每一秒内火箭均做匀加速直线运动。水火箭在第秒末耗尽箭体内的水，然后做竖直上抛运动到达最高点，紧接着火箭自由下落秒后遥控打开降落伞减速，开伞后最初一段距离内火箭速度与开伞后下降的距离之间满足：，其中为特定常数，火箭运动距离后以的速度匀速下降直到落地，降落伞打开前不计空气阻力，，本题可能用到的数学公式：。求：
水火箭第秒末的速度大小；
水火箭上升的离地最大高度；
常数的值、运动距离及水火箭从发射到落回地面所用的时间。
参考答案
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17.
偏小
18.解：未放置物体时：，
得：。
开始时：，
最后：，
由温度不变，有：，
得：。
19.当物体位于斜面底端时，轻绳与斜面的夹角 趋近于。则刚出发时绳子的拉力沿斜面向上，根据垂直斜面方向平衡可知
根据滑动摩擦力公式
对物体受力分析，由平衡条件有
又有
解得
由数学知识可得
当 时，的最小值为
设拉力大小再次等于 ，时绳与斜面的夹角为 ，则有
解得
如图，根据数学知识得到图中各角的度数
根据正弦定理
可得
根据正弦定理
解得该位移的大小

20.依题意，水火箭第秒末的速度大小为
可得
水火箭第秒末的位移大小为
其中
联立，解得
竖直上抛的高度为
竖直上抛的时间为
水火箭上升的离地最大高度
火箭自由下落秒后下降的高度和速度分别为
又
由题意，当速度为时的，解得
火箭运动距离后以的速度匀速下降，则有
其中
，
解得
打开降落伞过程，有
做出图像，如图
由图像可得，图像的面积等于时间，则该段时间为
水火箭匀速下降时间为
水火箭从发射到落回地面所用的时间为

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