重庆市巴蜀中学2024-2025学年高二（下）期末物理试卷（含解析）

重庆市巴蜀中学2024-2025学年高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共21分。
1.年月日，西北师范大学联合企业研发出碳核电池“烛龙一号”，该电池适用于医疗植入、深空探测等极端环境，并计划拓展至物联网和深海探测领域。碳的衰变方程为，由于的半衰期长达年，理论上碳核电池拥有长达数千年的超长寿命。下列说法正确的是( )
A. 比平均核子质量大
B. 极寒条件下的半衰期变短
C. 个原子核经历年后剩余个
D. 该衰变产生电子，说明电子是原子核的组成成分
2.年中国核电建设进入全面冲刺阶段。而随着新型商业反应堆先后投运，中国核电技术正由追赶者变为领跑者，推动全球清洁能源新时代加速到来。秦山核电站是我国第一座自己研究、设计和建造的核电站，其核反应堆中的“燃料”是，某一次核反应方程为。下列说法正确的是( )
A. ，
B. 该核反应产生的中子可直接引发核裂变，被称为“慢中子”
C. 在核电站的核反应堆中用镉棒吸收中子控制反应速度
D. 该核反应方程两边可各消掉一个中子，即该核反应本质是衰变
3.我国古代利用驿站的马匹传输军报，唐六典中提到传送紧急军报时驿马能日行八百里，中途在每个驿站换马换人。安禄山在范阳起兵叛乱。当时唐玄宗正在华清宫，两地相隔三千里，天之内唐玄宗就收到这份军报。假设相邻驿站之间路程相等，下列关于该军报从第一个驿站出发到第三个驿站的运动学图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4.年月日凌晨，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将行星探测工程天问二号探测器发射升空。天问二号在发射的初始阶段可认为匀加速直线运动，该过程中通过第一段位移所用时间为，紧接着通过下一段位移所用时间为。下列说法正确的是( )
A. 通过第一段位移的初速度大小为
B. 通过第一段位移的末速度大小为
C. 通过这两段位移中间时刻的速度大小为
D. 匀加速阶段的加速度大小为
5.如图所示为由个光滑铁环组成的铁链，其两端等高地悬挂在竖直的固定桩上，铁环从左到右依次编号为、、、、。在重力作用下铁链自然下垂形成一条曲线，曲线两端点的切线与竖直方向的夹角均为，第个和第个铁环水平穿连，每个铁环的质量均为，重力加速度为。下列关于铁环之间的弹力说法正确的是( )
A. 铁环受到它上方铁环的弹力和它下方铁环的弹力方向相反
B. 每个铁环受到它上方铁环和它下方铁环的弹力大小相差
C. 铁环和铁环之间弹力的最大值为
D. 铁环和铁环之间弹力的最小值为
6.在工地上，经常用如图甲所示的推车搬运水泥，为保证水泥不滑落，推车的支架与底板会设计成钝角，且为，其侧视图如图乙所示。工人现将一袋质量为的水泥横放在推车底板上，水泥袋和支架接触工人用双手缓慢压下把手直至底板与水平面间的夹角为。不计这袋水泥与支架及底板间的摩擦，并把这袋水泥简化为圆柱体，重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 当底板与水平面间的夹角为时，底板对这袋水泥的支持力为
B. 当底板与水平面间的夹角为时，支架对这袋水泥的支持力为
C. 缓慢压下把手的过程中，支架对这袋水泥的支持力一直增大
D. 缓慢压下把手的过程中，底板对这袋水泥的支持力一直增大
7.如图所示，绷紧的水平传送带顺时针匀速运行，初速度大小为的小物块从与传送带右端等高的光滑平台上的处滑上传送带。现保证不变，使传送带每次以不同速率匀速运行，传送带足够长。用表示物块在传送带上运动的时间，用表示物块运动过程中与传送带之间产生的划痕的长度。下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.根据玻尔的原子模型，氢原子基态的能量为，量子数为的能级对应能量为。大量氢原子处于某一激发态，由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为。下列说法正确的是( )
A. 玻尔的原子模型可以解释所有原子的发光规律
B. 这些氢原子最多可以发出种不同频率的光子
C. 这些氢原子可能发出能量为的光子
D. 氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大
9.如图甲是某同学研究光电效应的实验装置，该同学做了如下操作：用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使电流表示数恰好变为，记下此时电压表的示数。用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流，重复中的步骤，记下电压表的示数。已知电子的电荷量大小为。再重复上述步骤，作出如图乙所示的图像。下列说法正确的是( )
A. 若仅增大步骤中光照强度，当电流表示数为零时，电压表示数将增大
B. 普朗克常量可表示为
C. 该金属的截止频率约为
D. 由图乙可知当入射光的频率为时，从光电管极发出的电子动能一定为
10.如图甲所示，轻质动滑轮下方悬挂重物，轻质定滑轮悬挂在一个力传感器的正下方，在轻质定滑轮下方悬挂重物，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物、均处于静止状态，质量为，静止释放后、开始运动。初始两滑轮之间竖直距离足够大，运动过程中各物体不会互相碰撞。假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为。保持物体质量不变，使物体质量从增大，通过计算机描绘得到传感器对定滑轮的拉力随物体质量变化关系曲线如图乙所示，直线是曲线的渐近线的值可用、表示。下列说法正确的是( )
A. 若质量为，静止释放时的加速度大小为
B. 若质量为，静止释放时细线张力大小为
C. 当传感器对定滑轮的拉力趋近于时，的加速度趋近于
D. 的值为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组要测量弹簧的劲度系数，他们利用智能手机中自带的定位传感器设计了如图甲所示的实验，手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向的位移以打开定位传感器时手机的位置为初位置。实验步骤如下：
按图甲安装实验器材，弹簧上端固定在横杆上，下端与手机连接，手机重心和弹簧在同一竖直线上
手托着手机缓慢下移，手离开手机，手机静止时，打开手机中的定位传感器
在手机下方悬挂一个钩码，缓慢释放，记录手机下降的位移
改变钩码个数，重复上述操作，记录相应的位移，数据如表格乙所示。
上述步骤 填序号中有一处有遗漏不完整，请指出并将该部分补充完整 。
在图丙所示的坐标纸中描点作出图像
已知每个钩码的质量为，重力加速度，由图丙可以求得弹簧的劲度系数为 保留三位有效数字。
12.光电计时系统借助光源和光敏管工作，如图甲所示。如图乙，在滑块上安装宽度为的遮光条，滑块在牵引力作用下由静止开始运动并通过光电门，配套的数字计时器记录了遮光条的遮光时间为。
遮光条通过光电门的平均速度 保留两位有效数字。
为减小用光电门和数字计时器测瞬时速度的误差，使平均速度更接近瞬时速度，下列举措正确的是
A.换用宽度更窄的遮光条
B.增大滑块距光电门的位移
C.让滑块以更大的速度通过光电门
考虑到光电门的光源射出的光有一定的粗细，当遮光条遮住光源发出的光时，才认为光被遮住，则第问中的测量值比真实值 选填“偏大”或“偏小”。
某同学设计了如图丙所示的挡光片，换用该挡光片重复上述实验，滑块运动方向及遮光片的长度参量如图所示。若数字计时器显示两次开始遮光的时间间隔为，则滑块通过光电门的瞬时速度 。用、、表示
四、计算题：本大题共4小题，共50分。
13.西安高新区作为中国西北地区的科技创新中心，正在积极推动无人驾驶汽车技术的研发和应用。无人驾驶汽车可以通过车载传感器、摄像头、雷达、等获取汽车的状态和所处的环境，并且实现车辆的自主安全驾驶。、两辆无人驾驶汽车在同一车道上同向行驶。车在前，车在后，速度均为，距离，时刻车遇紧急情况后，、两车的加速度随时间变化关系如图甲、乙所示。取原运动方向为正方向。
时，、两车间的距离
若车能追上车，则从开始经过多长时间车能追上车若不能追上车，求两车何时相距最近。
14.一定质量的理想气体，用面积活塞密封在足够高容器中，质量的物体放在活塞上，保持静止。初始气体温度，大气压强为。第一次实验将活塞锁定，该气体吸收的热量后温度升高第二次实验解锁活塞，气体吸收的热量后温度也能升高。大气压强始终保持不变，不计活塞质量和厚度，气缸内壁光滑，。求：
第二次解锁活塞，温度升高过程中气体对外界做的功
初始状态下，气体的体积是多少
15.如图甲所示，固定在匀强磁场中的正方形金属框边长为，其中边是电阻为的均匀电阻丝，其余三边是电阻可忽略的铜导线，匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、材料均与边相同，横截面积是边一半的电阻丝架在线框上，在一外力作用下以恒定速度从边滑向边。在滑动过程中与导线框的接触良好，金属框与电阻丝之间摩擦不计。求：
当电阻丝滑过的距离时，电阻丝两端的电势差
通过电阻丝的电流随电阻丝位移变化的函数表达式
若，，，，通过电阻丝的电流随电阻丝位移变化的图像如图乙所示，根据图像乙估算电阻丝从边滑向边的过程中，整个电路产生的焦耳热，结果保留位有效数字。
16.如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定着与斜面垂直的挡板，一质量为的木板静止在斜面上，底端与挡板接触，一个可视为质点的质量为的物块从木板顶端以的初速度沿木板表面下滑。物块每次与挡板的碰撞均为弹性碰撞，木板每次与挡板碰撞后瞬间速度减为零。物块始终未从木板上端滑出。己知物块与木板间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，斜面与木板间摩擦不计，，，。求：
木板的最小长度
木板跟挡板第次将要碰撞时的速度大小
物块与挡板第一次碰撞后到最终稳定状态，物块相
对木板运动的总路程。
答案和解析
1.【答案】
【解析】衰变反应为放能反应，该过程中比结合能增大，故比平均核子质量大，选项正确半衰期只和核内部自身因素决定，与所处的化学状态、外部条件无关，选项错误放射性元素的半衰期描述的对象是大量原子核，不是个别原子核，只有大量原子核才满足统计规律，选项错误衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子，选项错误。
2.【答案】
【解析】由质量数守恒和电荷数守恒得，，选项错误该核反应产生的中子速率太快，会和铀“擦肩而过”，铀核不能“捉”住它，无法发生核裂变，选项错误如果中子数太多，反应速度太快，利用镉棒吸收中子，控制反应速度，选项正确该反应需要用中子轰击铀，形成处于激发态的铀，从而分裂成几部分，铀虽会衰变，但其半衰期为年，核反应堆主要利用的是铀的裂变，选项错误。
3.【答案】
【解析】每个驿站换马，则军报在相邻两个驿站中运动时，速率可能先增大后保持不变，再减小，故 A选项正确，其他选项错误。
4.【答案】
【解析】天问二号在第一段位移内平均速度为，而天问二号在该过程匀加速直线运动，故第一段时间内初速度小于，、选项错误通过这两段位移中间时刻的速度为，选项错误匀加速阶段的加速度为，选项正确。
5.【答案】
【解析】铁环受到上方铁环弹力及下方铁环弹力外，还受重力，三力互成角度，、选项错误，对第个铁环分析，可知、铁环之间弹力为，仅对铁环分析，可知铁环对铁环的弹力大小为，同理可知、铁环间弹力最小，选项正确、铁环，、铁环间弹力最大且为，选项错误。
6.【答案】
【解析】当底板与水平面夹角为时，底板、支架对水泥作用力大小相等，，可知底板、支架对水泥作用力大小均为，即、选项错误当缓慢压下把手时，由图可知支架对水泥的支持力增大，底板对水泥的支持力减小，选项正确，选项错误。
7.【答案】
【解析】若，由图甲可知滑块从滑上传送带到滑离传送带用时，恒定与无关。划痕长度为，与成正比，且图像延长线应过原点若，由图乙可知滑块从滑上传送到到滑离传送带用时，划痕长度为，是关于的二次函数，且不过原点，故B选项正确。划痕关于的正确图像如图丙所示。
8.【答案】
【解析】玻尔原子模型只能解释氢原子发光规律，选项错误由题可知频率最大的光子能量为，解得，大量处于第四能级的氢原子往低能级跃迁时最多放出种不同频率的光子，选项正确由可知，若发出光子能量为，、不能同时取整数，选项错误氢原子放出光子后，向低能级跃迁。若氢原子处于第能级，根据玻尔理论，电子的轨道半径，对电子，电子动能，可知当氢原子放出光子后，向低能级跃迁时，电子动能应增大，选项正确。
9.【答案】
【解析】若仅增大步骤中光照强度，入射光频率没变化，遏制电压不变化，电压表示数不变，选项错误，，可知，选项正确。由乙图可知，当时的频率为截止频率，选项正确。由乙图可知当入射光的频率为时，从光电管极发出的电子最大初动能为，选项错误。
10.【答案】
【解析】若质量为，由甲图可知下降时，上升，即，对，对，解得，，选项正确，选项错误当传感器对定滑轮的拉力趋近于时，即远大于，趋近于，趋近于，选项错误对，对，解得，分析可知当增大时，也随之增大，当无限大时，，对轻质定滑轮分析，，选项正确。
11.【答案】 应当手机和钩码静止时记录手机下降的位移
如图所示
均对

【解析】略
12.【答案】
偏大

【解析】由得平均速度为
由速度定义式可知，要使平均速度更接近瞬时速度，应使或趋近于，即应用宽度更窄的遮光条以减小误差
题目要求遮光条遮住光源发出的光时，才认为光被遮住，即从题图可知从开始遮光，到遮光结束，即，的测量值比真实值大
由图可知滑块通过光电门的瞬时速度
13.【答案】解：根据图像可知，前时，车匀减速直线运动且时车速度为零，前内车位移为
前内，车匀速直线运动，前内车位移大小为
此时，、两车的距离为
根据以上分析画出、两车对应的图像如图所示
可知在时，两车速度相等
若此时车没有追上车，则车不能追上车，且此时两车相距最近图中影响部分面积为内两车的位移差，则有
可知车能追上车
解得：

14.【答案】解：两次变化气体的温度都升高了，即内能的改变相同，等容变化过程，，
由热力学第一定律得
故松开活塞后气体的内能增加量也为
第二次解锁活塞，气体经历等压变化过程，由热力学第一定律得
得
即气体对外做的功为。
解锁活塞后的加热过程，气体经历等压变化，可得
其中，，
解得
对气体，有
解得
解得
15.【答案】解：因为电源，内阻为
电动势
当电阻丝滑过的距离时，外电阻
电阻丝两端的电势差
外电路为和两部分电阻的并联，当滑过的距离时，
外电阻
由闭合电路欧姆定律得
干路电流为
电阻丝从边滑向边的过程中，安培力
由图像可知安培力先减小后增大，在的微小过程中，克服安培力做功
故全过程克服安培力做的总功
则对应图线与轴所包围的“面积”
该面积约为
克服安培力做功
如果拿积分算，则对应图线与轴所包围的“面积”，该面积为
克服安培力做功
即回路产生电能并全部转化为回路中的焦耳热为也对

16.【答案】解：物块与挡板碰后减速上滑时，
对物块有
对木板有
设木板的最小长度为，对物块有：
对木板有：
根据题意则有：
．
代入数据，联立解得：
即长直木杆的最小长度为．
物块和木板共速后一起沿斜面向上以匀减至，再匀加速直线运动直到木板跟挡板第一次碰撞前，则有
解得木板跟挡板第一次碰撞瞬间前的速度大小为：
木板跟挡板第一次碰撞后，物块先沿木板匀速下滑，物块跟挡板碰撞后物块沿木板上滑时，物块做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，第二次共速后又一起沿斜面以做匀变速直线运动，直到木板跟挡板第二次碰撞，则有
所以可得木板跟挡板第次碰撞时的速度大小表达式为：
物块沿木板第一次下滑的最小路程为，物块跟挡板第一次碰撞后物块沿木板第一次上滑的路程为：
木板跟挡板第一次碰撞后，物块沿木板在木板上做匀速下滑到路程为，物块跟水平面第二次碰撞后物块沿木板第二次上滑的路程为：
木板跟挡板第二次碰撞后，物块先沿木板在木板上做匀速下滑的路程为，以此类推，物块跟挡板第次碰撞后物块沿木板第次上滑的路程为：
物块在木板上运动的总路程为：
当，

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