重庆市第八中学2024-2025学年高二下学期期末考试 物理试题（含解析）

重庆八中2024—2025学年度（下）期末考试高二年级物理试题
一、选择题：共10题，共43分。
（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.题图中四幅图所涉及的物理知识，描述正确的是（　　）
A.甲图用单摆测重力加速度的实验中，只增大摆球质量，周期变长
B.乙图天然放射现象的三种射线进入磁场，其中射线1是α粒子
C.丙图中曲线②对应状态的氧气分子平均动能更小
D.丁图中微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
2.某同学在比赛中拍摄了篮球从一定高度由静止下落到地面后的反弹过程，忽略空气阻力，得出篮球运动的v-t图像如题图所示，则速度方向相同的点是（　　）
A.a、d B.a、b C.a、c D.c、d
3.生产芯片的光刻机有DUV和EUV两种。DUV光刻机使用的是真空中波长为193nm的深紫外线，EUV光刻机使用的是真空中波长为13.5nm的极紫外线。则（　　）
A.同一种介质中，极紫外线的折射率小于深紫外线的折射率
B.极紫外线光子的能量大于深紫外线光子的能量
C.经过同一单缝衍射，极紫外线在屏上产生的中央亮条纹比深紫外线宽
D.极紫外线可以发生偏振现象，深紫外线不行
4.核子平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数Z的关系如题图所示。图中A、B、C、D、E、F为6种不同的原子核，则（　　）
A.重核A分裂成核B和C，会释放能量
B.铁Fe原子核的核子平均质量最小，原子核最不稳定
C.轻核D和E结合成核F，需要吸收能量
D.轻核D和E结合成核F，核反应前后满足质量数守恒和质量守恒
5.如题图，边长为L的正方形ABCD为某透明介质的截面，一束单色光斜射到AB边的中点O处，入射光线与AB边的夹角为37°，折射光线照射到C点。已知光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，则光从O点传播到C点的时间为（　　）
A. B.
C. D.
6.离地高5h处的小球（视为质点）静止释放的同时，其正下方长为h的管从地面以初速度v0竖直上抛，球能从管穿过且互不影响，如题图所示，当球下落h时刚要进入管。不计空气阻力，则（　　）
A.球穿过管的时间为
B.球穿过管的时间为
C.球落地时的速度为
D.球落地时的速度为
7.如题图，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平固定细杆上的小球a连接，已知小球b的质量是小球a的倍，小球a与细杆间的动摩擦因数为。在水平拉力F作用下小球a从图示竖直虚线位置开始缓慢向右移动（滑动摩擦力等于最大静摩擦力），则拉力F（　　）
A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
（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，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.如题图，设想在地球表面的P、Q两地间开凿一个隧道，在隧道里铺设直管道，将地球视为均质球体，忽略一切阻力，不考虑地球自转。在P点将一物块静止释放，管道内的物块会在PQ间做简谐运动，周期为T。图中O点为PQ的中点，B点和B'点分别为OP和OQ连线的中点。则（　　）
A.物块由P到O的加速度减小
B.物块经过B点和B'点时速度一定相同
C.物块由P到O的运动时间为
D.物块在P、B'两处回复力大小之比为2∶1
9.题图甲为氢原子能级图，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射题图乙所示的光电管阴极K，只有频率为和的光能使其发生光电效应。分别用频率为和的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如题图丙所示。则（　　）
A.这群氢原子向低能级跃迁一共发出3种不同频率的光
B.图乙中，用频率的光照射时，将滑片向左滑动，电流表示数减小
C.图丙中，图线所表示的光的光子能量为12.75eV
D.图乙中，频率为的光照射时，逸出的光电子最大初动能更小
10.某密闭容器内的理想气体从状态开始，经、、三个过程后回到初始状态，其图像如题图所示。则（　　）
A.过程中，气体从外界吸热
B.过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
C.过程中，气体吸收的热量等于
D.气体在一个循环过程中吸收的热量小于
二、非选择题：共5小题，共57分。
11.如题图甲所示，光在介质1和介质2间折射时有。如题图乙所示是一种折射率测量仪的简化结构，半圆形玻砖的直径边水平且固定。操作步骤如下：
①将待测宝石放在玻砖的圆心处，宝石与玻砖的接触面紧密贴合，中间空气不计；
②左下方的圆弧形光源发出同一种光，光均沿半径方向对着玻砖圆心射入，玻砖的左边四分之一圆为亮区；
③在玻砖的右边四分之一圆内会出现亮区及暗区，使得右下方的角度尺上出现明暗分区，读出明暗分界线所在位置的角度值，即可得到待测宝石的折射率。
回答下列问题：
（1）图甲中，大于，则相对于介质1，介质2是__________（选填“光疏介质”或“光密介质”）；
（2）图乙中，玻砖的折射率__________（选填“大于”或“小于”）待测宝石的折射率；
（3）图乙中，已知玻砖的折射率为1.84，测得玻砖右边四分之一圆中明暗分界线与法线的夹角为67.1°，查得，则该待测宝石的折射率为__________（结果保留3位有效数字）。
12.为探究“合力与分力的关系”，小明同学设计了如下两组实验：
第一组：如题图甲，在相距为D的两根竖直杆之间有一根长为L的不可伸长的轻绳，轻绳中间用一光滑挂钩连接一物体C，在绳的两端分别连接两个拉力传感器P和Q，不计拉力传感器的重力。回答下列问题：
（1）保持P的位置不变，将Q缓慢上移，测得Q传感器拉力的大小__________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（2）保持P和Q的位置不变，将右边的竖直杆缓慢向左平移，测得P传感器拉力的大小___________（填“变大”、“不变”或“变小”）。
第二组：依然采用题图甲的实验装置，保持间距D不变，轻绳中间的物体C用打结的方式连接在绳上，保持P和Q的位置不变，且Q高于P。改变物体C的悬挂点到P点的距离，测得两传感器的拉力大小随的变化图像如题图乙中I、II所示，回答下列问题：
（3）物体C的悬挂点的轨迹在同一个_________上（填“圆”、“抛物线”或“椭圆”）；
（4）在题图乙中，图线I表示的是_________处传感器的拉力（填“P”或“Q”）；
（5）根据题图乙，可求得物体C的重力为___________（用图中的读数、绳长L和两杆间距D表示）。
13.宇航员在太空舱中穿的宇航服内的气体可视为理想气体，初始时体积为、温度为、压强为，其中为一个标准大气压。求：
（1）若将宇航服内气体的温度升高到，且气体的压强不变，则宇航服内气体的体积为多少；
（2）若在初始状态打开宇航服的阀门，外界气体缓慢进入宇航服内，直至内、外气体压强相等，均为后不再进气，此时宇航服内气体的体积为，在此过程中，气体的温度保持为不变，则进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为多少。
14.在某均匀介质中，波源位于点的简谐横波在水平面内传播。时刻，所有的波峰、波谷分布如题图甲所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。坐标（0，20）处的质点处于波峰，质点的振动图象如题图乙所示，轴正方向对应甲图中垂直纸面向外。求：
（1）该波的传播速度大小；
（2）坐标（30，40）处的质点第次处于波谷的时刻；
（3）坐标（10，0）处的质点，9.5s末时刻在轴上的坐标。
15.如题图甲所示，将长为10（未知）的木板10等分。第一次：将木板固定在水平地面上，在其左端上表面涂智能涂层（涂层长度为），让一小滑块（视为质点）以水平初速度从左端滑上木板，滑块恰好滑过停下，滑块的加速度-位移关系图如题图乙所示（以向右为正方向，已知）。第二次：去掉涂层，保持木板上表面光滑，在板上表面的9个等分点上固定智能薄膜，解除木板的固定，让滑块以的速度从左端水平滑上木板，滑块每次穿透薄膜时间极短，每次穿透后瞬间滑块和木板都达到水平共速（等于穿透前瞬间两者速度的平均值），木板在粗糙地面上滑动时加速度大小为。求
（1）木板的长度；
（2）滑块从第二层薄膜到第三层薄膜所用的时间；
（3）滑块从木板左端滑到右端的过程中，木板运动的总位移。
重庆八中2024——2025学年度（下）期末考试高二年级物理试题（A卷）参考答案
1、【答案】C
解析：A：根据单摆的周期公式，可知单摆周期与摆球质量无关，A错误；B：β射线是电子，B错误；C：曲线②对应状态的温度更低，所以分子平均动能更小，C正确；D：丙图中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，但是来自各个方向的撞击趋于平衡，所以布朗运动越不明显，故D错误；
2、【答案】A
解析：v-t图像中速度方向相同的点正负是一样的，故a、d的速度方向相同，A正确。
3、【答案】B
解析：A。根据光的波长与频率的关系，可知波长越短，频率越高；极紫外线波长（13.5nm）比深紫外线波长（193nm）短，所以极紫外线频率高。在同一种介质中，频率越高的光折射率越大，所以极紫外线的折射率大于深紫外线的折射率，故A错误；
B.光子能量公式为，因为极紫外线频率更高，所以极紫外线光子的能量大于深紫外线光子的能量，故B正确；
C.极紫外线波长比深紫外线波长短，所以极紫外线的中央亮条纹更窄，故C错误；
D.深紫外线和极紫外线都属于电磁波，电磁波是横波，横波能发生偏振现象，故D错误。
4、【答案】A
解析：重核A分裂成核B和C，裂变前后质量数不变而不是质量不变，且裂变会释放能量。比结合能越大越稳定，Fe的比结合能最大。故选A。
5、【答案】D
解析：根据题意可知，光在O点的入射角为53°，由几何关系可知折射率为。在直角三角形OBC中，，光从点传播到点所用时间为，其中，联立，解得
6、【答案】D
7、【答案】A
解析：在水平拉力F作用下小球a从图示虚线（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动，设细绳与水平方向的夹角为，则竖直方向有，水平方向有，，联立解得，代入数据整理得。由于从开始逐渐减小，则从逐渐减小时，逐渐增大，则拉力F越来越大。当后，竖直方向有，水平方向有，，联立解得，代入数据整理得。由于从开始逐渐减小，则逐渐减小时，逐渐增大，则拉力F还是越来越大，所以A正确；
8、【答案】AD
解析：已知物块在P、Q之间做简谐运动，则P、Q为最大位移处，O为平衡位置；A、平衡位置加速度为0，物块由P到O的加速度减小，故A正确；B、B与B'点关于O点对称，所以物块经过B点和B'点时速度大小相等，方向可能不同，故B错误；C、从P到O，是从最大位移处运动到平衡位置，经过时间为，故C错误；D、由可知，，则，故D正确。
9、【答案】CD
解析：
A.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生种光子，故A错误；
B.图乙中为反向电压，滑片P向左滑动时，电流增大，故B错误；
C.只有频率为和的光能使它发生光电效应，那么这两种光子必定是能级向能级跃迁和能级向能级跃迁产生的，由图丙可知b光的频率较大，则b光为n→4能级向能级跃迁产生的，所以b光的光子能量为12.75eV，故C正确；
D.频率为的光频率更小，最大初动能也更小，故D正确。
10、【答案】AD
解析：将题中的图像转化为图像如图所示。A。在过程中，气体做等容变化，体积不变，压强增大，根据理想气体状态方程可知，温度升高，气体内能增大，由热力学第一定律有，由于气体体积不变，做功为0，可知，气体增加的内能等于从外界吸收的热量，故A正确；
B.在过程中，气体压强不变，根据理想气体状态方程，体积减小，则温度降低，则分子的平均动能减小，即平均撞击力减小，故单位时间与单位面积器壁碰撞的分子数增多，故B错误；
C.在过程中，由，可得，由于图像过程图像的延长线过原点，此过程为等温变化，体积增大，气体对外做功，气体内能不变，故气体吸收的热量等于气体对外界所做的功，根据图像与坐标轴所围面积表示做功大小可知，再此过程中气体对外界所做的功，故C错误；
D.同理在一个循环过程中，内能不变，气体对外做功等于吸收的热量，而对外做的功，故D正确。
11、【答案】（1）光密介质；（2）大于；（3）1.69
解析：（1）根据折射定律，当时，可得，折射率较小的介质为光疏介质，所以相对于介质1，介质2是光密介质。
（2）从弧形光源发出的光沿半径方向射向玻璃砖圆心，在玻璃砖右边四分之一圆内出现亮区和暗区，说明发生了全反射。光从光密介质射向光疏介质时才会发生全反射，这里光是从玻璃砖射向宝石，所以待测宝石的折射率小于玻璃砖的折射率。
（3）恰好发生全反射时，折射角为，题意知玻璃右边四分之一圆中明暗分界线处即为入射光恰好产生全反射的位置，则有，联立解得待测宝石的折射率1.69
12、【答案】（1）不变；（2）变小；（3）椭圆；（4）；（5）
解析：（1）（2）略；
（3）椭圆是到两焦点距离之和等于常数的所有点的集合，题中为绳长是常数，所以点的轨迹是椭圆；
（4）图像中I、II交点即为两绳拉力相等的位置，此时选取结点为研究对象，受力如下图所示
水平方向，当时，，当点继续向右移动如下图所示
增大，减小，水平方向还是有
由上式可知会增大，减小，结合题图，在图像相交后，I线力大于II线力，故I线表示处传感器的力。
（5）图像中I、II交点可以读出此时、处拉力都为，此时、与竖直方向的夹角相等，延长到由几何关系有
，过做水平线与左杆交于点，在中有
点受力平衡有，，整理得
13、【答案】（1）；（2）
解析：（1）气体的压强不变，气体等压变化解得
（2）气体的温度保持为不变，气体等温变化，则解得
进入宇航层内气体的质量与原有质量之比为
14、【答案】（1）；（2）；（3）
解析：（1）由题知图甲中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，则有
图乙为质点的振动图象则，根据波速计算公式有
（2）由图甲可知当波谷第一次传到坐标（30，40）处的质点时，走过的位移为
则需要的时间为，第次处于波谷时
（3）由图乙知，，则
则可写出坐标（10，0）处的质点的振动方程为（cm）
将代入上式可得末质点在轴上的坐标
15.【答案】（1）；（2）；（3）即。
解析：（1）由，根据图的面积可得：……①
所以，……②板长为故板长为……③
（2）小滑块过第一个时匀速，板不动，穿越第一层膜后，块和板速度都为，块匀速，板减速，当块到板的第二层膜时：……④
得，到第二层膜时块的速度为，板的速度……⑤
穿过二层膜时，速度都为，到第三层膜：……⑥
得……⑦，可见两相邻膜之间的时间是相同的为；
（3）第一层膜到第二层膜：板滑动……⑧第二层膜到第三层膜：板滑动……⑨。依次类推：第三层膜到第四层膜：板滑动第四层膜到第五层膜：板滑动
到块穿越第9层膜前的瞬间：块速度，板速度恰好为0，穿越9层后瞬间共速为
然后块匀速，板减速到零位移为，……⑩得
用时间，此过程块走了，…… 所以板停下时，块还在板上滑行，当滑块从板右端滑出时，木板已经保持静止了。
木板运动的总位移：。……
（①④⑤⑥ 各式2分，②③⑦⑧⑨⑩各式1分）