辽宁省实验中学2024-2025学年高二下学期期末物理试卷（含答案）

2024-2025学年辽宁省实验中学高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.人工核反应中的X是（　　）
A. 中子 B. 质子 C. 电子 D. α粒子
2.下列哪个现象可以说明光是横波（　　）
A. 水中气泡因全反射显得明亮
B. 肥皂膜因干涉呈现彩色条纹
C. 利用光的偏振呈现立体影像
D. 单色光因单缝衍射产生条纹
3.一物体由静止开始，在粗糙的水平面内沿直线运动，其加速度a随时间t变化的a-t图像如图所示。若选物体开始运动的方向为正方向，那么，下列说法中正确的是（　　）
A. 在2s时物体的速度方向发生改变
B. 在2s时物体的速度是3m/s
C. 在2～3s的时间内，物体速度的变化量为-2m/s
D. 在0～4s的时间内，物体的位移为零
4.如图所示，可视为质点的A、B两物体质量均为m=1kg,A在外力作用下，以vA=4m/s的速度向右匀速运动，物体B仅在摩擦力作用下向右匀减速运动，A、B与地面的动摩擦因数相同均为μ=0.2。某时刻A、B相距x=7m,B的速度vB=10m/s,则A追上B还需要的时间是（　　）
A. 10s B. 9s C. 8s D. 7s
5.一定质量的理想气体由状态a经①过程到状态b,由状态b经②过程到状态c,由状态c又经③过程回到状态a,①过程气体不与外界发生热传递，③过程温度保持不变。整个过程压强p与体积V的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A. ①过程外界对气体做负功，气体向外界放热
B. ②过程外界对气体不做功，气体从外界吸热
C. ③过程气体温度不变，气体既不吸热也不放热
D. 整个过程初末状态气体体积相等，外界不对气体做功
6.如图所示，物体P、Q用轻绳连接后跨过光滑轻质定滑轮，物体P放在长木板上，物体Q悬挂在定滑轮的另一侧。长木板与水平地面的夹角为θ，仅当30°≤θ≤60°的过程中，物体P才能相对长木板静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　）
A. 物体P、Q的质量相等
B. θ从30°增大到60°的过程中，轻绳对滑轮的作用力保持不变
C. 当θ=45°时，P受到的摩擦力为零
D. 物体P与长木板之间的动摩擦因数为（2-）
7.如图所示，倾角为30°足够长的固定光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧一端与挡板连接，另一端与物块A接触但不连接，A上方放置另一物块B，B与物块C用跨过光滑轻质定滑轮的细线连接。开始时用手托住C，使细线处于伸直但不拉紧的状态，此时A、B静止在斜面上。某时刻突然释放C，一段时间后A、B分离，此时C未触地。已知A、B、C的质量均为m,弹簧劲度系数为k,弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A. 刚释放C时，A、B间的弹力大小为mg
B. A、B分离时，B的加速度大小为
C. A的速度最大时它沿斜面上升的距离为
D. A、B分离时弹簧刚好恢复原长
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.一简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示，该简谐波沿x负方向传播，周期2s,质点P的横坐标x=8m,则（　　）
A. 该简谐波的波长为15m B. 该简谐波的波速为10m/s
C. 该简谐波的振幅为0.5m D. t=0时，P向y轴负方向运动
9.下列关于教材中的四幅图片，说法正确的是（　　）
A. 图甲：氡的半衰期为3.8天，则经过11.4天，氡的质量减少八分之七
B. 图乙：质量数越大，原子核的结合能越大，但比结合能不一定越大
C. 图丙：加在光电管两端的电压越大，光电流也越大
D. 图丁：α粒子散射实验，其中有部分α粒子发生大角度偏转，是因为与原子中的电子碰撞造成的
10.如图，倾角θ=37°的倾斜传送带以速率v沿顺时针方向运行，现将小滑块a轻放在传送带顶端，已知a与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，a的质量为m,重力加速度大小为g,传送带的长度L0=，取sin37°=0.6，cos37°=0.8。则（　　）
A. a到达传送带底端时的速度大小为v
B. a到达传送带底端时的速度大小为2v
C. a在传送带上运动的时间为
D. 传送带上的划痕长度为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。
（1）该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是______。
A.放大法
B.控制变量法
C.补偿法
（2）某次实验得到一条纸带，部分计数点如图乙所示（每相邻两个计数点间还有4个点未画出），测得s1=6.20cm,s2=6.70cm,s3=7.21cm,s4=7.73cm。已知打点计时器所接交流电源频率为50Hz,则小车的加速度a= ______m/s2（要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）。
（3）下列说法正确的是______。
A.改变小车总质量，需要重新补偿阻力
B.将打点计时器接到输出电压为8V的交流电源上
C.调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行
D.小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车
（4）改用如图丙所示的气垫导轨进行实验。气垫导轨放在水平桌面上并调至水平，滑块在槽码的牵引下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的遮光时间分别为Δt1、Δt2，测得两个光电门间距为x,遮光条宽度为d,则滑块加速度a= ______（用题中所给物理量符号表示）。
12.某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、游标卡尺、摄像装置等。
（1）用游标卡尺测量摆球直径d。当测量爪并拢时，游标尺的零刻度线和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为______mm。
（2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度l=990.1mm时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期T=2.00s,由此算得重力加速度g为______m/s2（保留3位有效数字）。
（3）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是______。（填选项前的字母）
A.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为
C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，ABC为等腰直角三棱镜，直角边AB长为L，D为AB的中点，当入射光线平行于CB射向AC边的E点时，折射光线刚好射向D点，当入射光线垂直AC边射向E点时，刚好在AB边发生全反射，真空中的光速为c,求：
（1）三棱镜对此光的折射率；
（2）光从E点传播到D点所用的时间。
14.如图所示，一个竖立着的劲度系数为k的轻质弹簧，支撑着倒立汽缸的活塞使汽缸悬空静止，活塞与汽缸之间封闭有理想气体，气体高度为h。不计活塞的质量和汽缸壁的厚度，汽缸的质量为m,活塞和汽缸壁导热性能良好。重力加速度为g,环境温度为T0，大气压强为p0，活塞面积为S，活塞与汽缸间的摩擦不计。现在汽缸顶部缓慢加细沙，汽缸顶部细沙的质量为m时，求：（整个过程活塞未脱离汽缸、汽缸也未触地，弹簧始终未超过弹性限度）
（1）汽缸内气体的高度；
（2）为使汽缸恢复到原来的位置，应使周围环境的温度变为多少？
15.如图所示，在足够高的光滑水平桌面上静置一长木板A，轻绳绕过光滑的轻质滑轮，一端固定在O点，另一端与A的右端相连，物体B挂在轻质动滑轮下端。将物体B由静止释放，经过1s时，可视为质点的物块C以4m/s的水平向左的速度从木板A的右端滑上来，经过一段时间后，C刚好不能从木板A的左端滑出，木板A距离滑轮足够远。已知A、B的质量均为2kg,C的质量为2.5kg,A、C间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g=10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）物块C没有滑上木板A之前，A和B的加速度大小；
（2）当物块C到达木板A的左端时，A的速度大小；
（3）木板A的长度。
参考答案
1.A
2.C
3.B
4.C
5.B
6.D
7.A
8.BD
9.AB
10.BC
11.（1）B；（2）0.51；（3）CD；（4）[-]。
12.（1）10.6；（2）9.81；（3）C。
13.（1）入射光线垂直AC边射向E点时，刚好在AB边发生全反射，可知折射光在AB边发生全反射的临界角为45°
则三棱镜对光的折射率n=
（2）画出光路如图所示
当光以平行于CB方向入射时，入射角i=45°
设折射角为r,根据n=
解得r=30°
根据几何关系∠AED=60°
根据正弦定理有
解得DE=
光在三棱镜中传播速度为v=
则光从F点传播到E点所用时间为t==
答：（1）三棱镜对光的折射率为；
（2）光从E点传播到D点所用的时间是。
本题考查了几何光学，熟练掌握折射定律是解决此类问题的关键。
14.（1）初始时，对气缸，由平衡条件可得：p1S=mg+p0S
当细沙质量为m时，有：p2S=mg+mg+p0S
对气体，由玻意耳定律可得：p1Sh=p2Sh′
联立以上各式可得：；
（2）初始状态时，由平衡条件可得：kx1=mg
当细沙质量为m时，有：kx2=2mg
由几何关系可得气缸恢复到原来位置时，气缸内气体的高度为：h″=x2-x1+h
由盖—吕萨克定律可得：
联立以上各式解得：。
答：（1）汽缸内气体的高度为：；
（2）为使汽缸恢复到原来的位置，应使周围环境的温度变为。
15.（1）C滑上A前，对A、B分别由牛顿第二定律得mBg-2T1=mBaB，T1=mAaA
由题意可知aA=2aB
解得aA=4m/s2，aB=2m/s2
（2）由v=at可得，t1=1s时vA=4m/s
设C滑上A后，A的加速度为a1，B的加速度为a2，a1=2a2
分别对A、B由牛顿第二定律得mBg-2T2=mBa2，T2-μmCg=mA （2a2）
解得a2=0
即C滑上A后，A、B均做匀速运动，所以C到达A左端时，A的速度大小为vA=4m/s
（3）C滑上A后，C做匀变速运动，设C滑上A后的加速度为a3，则有：μmCg=mCa3
设经过时间t,C与A共速，根据题意此时C刚好运动至A的左端，以向右为正方向：vA=-vC+a3t,xA=vAt,xC=-vCt+a3t2
所以木板A的长度为L=xA-xC
解得L=8m
答：（1）物块C没有滑上木板A之前，A和B的加速度大小分别为4m/s2、2m/s2；
（2）当物块C到达木板A的左端时，A的速度大小为4m/s；
（3）木板A的长度为8m。
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