重庆市西南大学附属中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题(含答案)

这是一份重庆市西南大学附属中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、大熊猫擅长爬树，一大熊猫（视为质点）沿一笔直树干爬行，其图象如图所示，以沿树干向上为正方向，下列说法正确的是( )
A.大熊猫先向上爬，然后保持静止，最后再向下爬
B.大熊猫先加速向上爬，然后匀速向上爬，最后再减速向上爬
C.0～20s，大熊猫的平均速度大小为0.25m/s
D.0～40s，大熊猫的平均速度大小为0
2、关于下列四幅图的说法正确的是( )
A.如图甲，重物P在垂直于竖直墙面的F作用下静止，如果增大F，那么P受到的摩擦力也增大
B.如图乙，A、B、C、D将圆形轨道四等分，则质点沿圆轨道从A到B的位移与从C到D的位移相同
C.如图丙，质点受三个共点力，只改变各力的大小，方向保持不变，它们的合力不可能为零
D.如图丁，劲度系数为100N/m的轻弹簧悬挂一个物体，静止时弹簧长度为15cm，弹簧弹力为15N
3、如图所示，轻绳a的一端固定于竖直墙壁，另一端拴连一个光滑圆环。轻绳b穿过圆环，一端拴连一个物体，用力拉住另一端C将物体吊起，使其处于静止状态。不计圆环受到的重力，现将C端沿竖直方向上移一小段距离，待系统重新静止时( )
A.绳a与竖直方向的夹角不变B.绳b的倾斜段与绳a的夹角变小
C.绳a中的张力变大D.绳b中的张力变小
4、2023年4月12日21时，我国全超导托卡马克核聚变装置（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。在该装置内发生的核反应方程是。若的质量是的质量是，的质量是，X的质量是，Y的质量是，光速是c，下列说法正确的是( )
A.粒子Y是电子
B.可以用镉棒来控制该反应的速度
C.一次上述聚变反应所释放的能量为
D.产物的结合能大于反应物的结合能
5、某同学回看神舟十六号发射升空的视频时，想利用自己所学的物理知识测量火箭升空初期的加速度大小。如图，他利用秒表和刻度尺测量出了不同时刻火箭尾端对应的位置，数据如下表所示。已知真实火箭全长约58m，测得视频中火箭全长为6.00cm，根据数据可求得火箭的加速度大小约为( )
A.B.C.D.
6、如图所示，水平面上固定一个斜面体，斜面体的上表面ABCD是一个正方形，面ABCD与水平面间的夹角为。某物体放置在斜面上，现对该物体施加一个平行于斜面的恒力F，使它在斜面上从A到C做匀速直线运动。已知物体的质量为，力，重力加速度，不计空气阻力，则该物体与斜面间的动摩擦因数μ等于( )
A.B.C.D.
7、两种放射性元素的半衰期分别为和，在时刻这两种元素的原子核总数为N（N很大），在时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在时刻，尚未衰变的原子核总数为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8、利用光电管可以研究光电效应（如图a），小明用三种不同的光分别照射同一光电管的阴极K，测定光电流I与光电管两端电压U的关系，得到了三条不同的曲线甲、乙、丙（如图b），下面分析正确的是( )
A.甲光比丙光的光照强度更大B.甲光比丙光的波长短
C.甲光比乙光的频率低D.甲光产生的光电子的最大初动能比乙光的小
9、如图甲所示，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸里。设法让气缸中的气体经历的变化，气体的压强与摄氏温度的关系如图乙中实线所示。图中O为坐标原点，A在p轴上，，，轴，BA的延长线经过，CD的延长线经过O。关于气体各个阶段的情况，下列说法正确的是( )
A.和气体都做等容变化B.从C到D，气体的分子数密度逐渐减小
C.从B到C，气体从外界吸收热量D.从A到D全过程，外界对气体做正功
10、如图甲所示，一艘帆船正在沿着“之”字路线从A到B做无动力逆风行驶，这是帆船比赛中常见的场景。帆船“顶风逆行”的表现看似匪夷所思，其中的物理原理并不复杂。图乙为某帆船在静水中沿直线逆风行驶的示意图，MN为帆面（视为平面），风以一定角度吹向帆面时，会对帆面造成一个垂直于帆面的作用力F。F可以分解为两个力，其中沿着船体的分力使船前进，垂直于船体的分力与水施于龙骨（图丙）的横向阻力相平衡。已知风速一定时，风向与MN的夹角α（α为锐角）越大，风对帆的作用力越大。若帆船行驶过程中风速大小不变，下列说法正确的是( )
A.保持MN与船体的夹角β不变，当风向与MN的夹角α变大（未超过90°）时，龙骨受到的横向阻力变大
B.若船头朝向和风向均不变，调整帆面使MN与船体的夹角β略变小时，船一定会行驶得更快
C.若其他条件不变，风向突然变为图乙所示风向的反方向，船一定会行驶得更快
D.在风向不变的情况下，要使船沿“之”字路线行驶，需要每隔一段时间就调整船体以及帆面的方向
三、实验题
11、某同学用如图甲所示的装置来“验证力的平行四边形定则”。图中A、B是两个力学传感器，它们可以在竖直平面内的圆弧上自由移动。AO、BO是两段不可伸长的轻质细绳，在O的下方悬挂一质量为m的重物时，结点O恰好位于圆弧的圆心上。已知O为“死结”。
（1）若增加重物质量，则结点O的位置（填“上升”或“下降”或“不变”）；
（2）在某次实验中，A、B传感器的读数分别是、，然后用一只力学传感器测量物体重力，其读数为F，最后作出、的合力。若操作正确，则作出的图可能是图中的________（选“乙”或“丙”）；
（3）若保证AO、BO夹角θ（θ未知）不变，在图甲所示位置将AO、BO沿顺时针方向旋转至AO到竖直位置的过程中，AO、BO上的力、大小变化情况可能是_______。
A.变大、变小B.先变大后变小、变小
C.变大、变大D.变小、变大
12、某学习小组利用如图甲所示的装置测量重力加速度。钢球一开始被通电的电磁铁衔住，电磁铁断电即释放钢球。小球下落途中会经过一光电门，光电门发射端与接收端在同一高度，且钢球经过光电门时，发射端发出的光能对准钢球的球心（如图乙）。钢球从光电门中经过时，光电门可以记录它的遮光时间t，光电门的安装位置可以上下调整，从而改变释放时钢球球心到光电门发射端的竖直高度差h，测得实验时所用钢球的直径为d（d很小）。完成下面的问题：
（1）要完成本实验，除了图甲中已经画出的器材外，还需要______。
A.秒表B.刻度尺C.游标卡尺D.天平
（2）钢球球心经过光电门时的速度大小为______（用所测物理量的符号表示）。
（3）多次改变h，该学习小组得到了多组h和t的实验数据，并画出了图象，如图丙，算得图象的斜率为k。利用图象的斜率k和小球的直径d可算得重力加速度________（用字母k和d表示）。
（4）若某同学在安装器材时小球的释放点稍向左边偏移了一些，导致小球经过光电门时，虽然小球也能遮光，但光线无法对准球心。大家都没注意到这个问题，用这样的装置完成了实验，这会导致重力加速度的测量值_________（填“偏小”“偏大”或“不变”）。
四、计算题
13、某可显示温度的水杯容积为500mL，倒入200mL热水后，拧紧杯盖，此时显示温度为87°C，压强与外界相同。已知，外界大气压强为，温度为27°C。杯中气体可视为理想气体，不计水蒸气产生的压强，取。
（1）求杯内温度降到27°C时，杯内气体的压强；
（2）杯内温度降到27°C时稍拧松杯盖，外界空气进入杯中，直至稳定。求此过程中外界进入水杯中的空气体积。
14、重庆的夏日十分炎热，为了提高空调的制冷效果，门窗都需紧闭。教学楼有些门因为老化故障无法紧闭，细心的小明给门下缝隙处塞紧了一个小木楔，侧面如图所示。已知木楔质量为m，其上表面可视作光滑，下表面与水平地面间的动摩擦因数为μ，木楔上表面与水平地面间夹角为θ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计木楔的形变。
（1）若有人轻推门时，门推动木楔在地板上缓慢匀速移动，求门下端对木楔上表面的压力大小；
（2）小明研究发现，存在临界角，若木楔倾角，不管用多大力推门，木楔都能将门卡住而不再运动，求这一临界角的正切值。
15、如图甲所示，面积很大的两块平行金属板A、B竖直放置。虚线MN表示与金属板A、B平行且等距的一个平面，此面到A、B的距离都是L，此面上会源源不断地产生某种微粒。这些微粒产生后，从静止开始运动，若微粒一旦碰到金属板A、B，就会被吸附在板上不再运动。以第一个微粒释放时为计时零点，由于控制装置的存在，微粒在不同时刻的加速度变化规律如图乙所示，变化周期为T，以垂直于板向右为正方向，且L、T和a之间满足。已知在时间内平面MN上随时间均匀产生了共3200个微粒，且每个微粒从平面MN上不同的地方产生，轨迹不会相互干扰，微粒产生后，平面MN不会再对微粒的运动产生任何影响。求：
（1）第一个微粒到达A板所用的时间（结果用T表示）；
（2）时产生的微粒到达A板时的速度大小；
（3）产生的微粒，有多少个能到达A板。
参考答案
1、答案：B
解析：AB.大熊猫先加速向上爬，然后匀速上爬，最后再减速向上爬，故A错误，B正确；
C.图象与坐标轴围成的面积代表位移，则0～20s，大熊猫的位移为
平均速度为
故C错误；
D.同理可解得0～40s，大熊猫的位移为
平均速度为
故D错误；
故选B。
2、答案：C
解析：A.如图甲，重物P在垂直于竖直墙面的F作用下静止，竖直方向重力与摩擦力二力平衡，如果增大F，P受到的摩擦力不变，故A错误；
B.位移是矢量，质点沿圆轨道从A到B的位移与从C到D的位移不相同，故B错误；
C.无论改变哪个力的大小，根据平行四边形定则可知都不能使得它们的合力为零，故C正确；
D.由于弹簧的形变量未知，无法计算弹簧弹力，故D错误；
故选C。
3、答案：B
解析：AD.轻绳b穿过圆环，一端拴连一个物体，可知轻绳b的拉力与物体重力相等，根据力的合成法则可知轻绳b与连接物体绳子拉力的合力F方向与a绳共线，用力拉住另一端C将物体吊起，可知绳a与竖直方向的夹角变大，故AD错误；
B.轻绳b与F的夹角变大，则绳b的倾斜段与绳a的夹角变小，故B正确；
C.根据力的合成法则可知，两分力的夹角变大，合力变小，故绳a中的张力变小，故C错误；
故选B。
4、答案：D
解析：A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知粒子Y是中子，故A错误；
B.镉棒可以吸收铀核裂变中产生的中子，可控制核裂变的反应速度，故B错误；
C.一次上述聚变反应所释放的能量为，故C 错误；
D.核聚变的产物更稳定，结合能更大，故产物的结合能大于反应物的结合能，故D正确；
故选D。
5、答案：A
解析：根据题干比例和表格数据可知，内火箭的位移为
内火箭的位移为
设时刻火箭的初速度为，根据运动学公式有
联立解得
故选A。
6、答案：D
解析：物体在斜面上从A到C做匀速直线运动，故物体在面ABCD上受力平衡，如图
物体受到重力沿着斜面向下的分力、恒力F和摩擦力作用，故
又由于
得物体与斜面间的动摩擦因数
故选D。
7、答案：B
解析：设两种放射性元素的原子核数分别为，对应的半衰期分别为和，则
经过后，尚未衰变的原子核总数为，则有
解得
，
设经过后，尚未衰变的原子核总数为
联立解得
故选B。
8、答案：ACD
解析：根据光电效应方程和得
A.由图知甲光和丙光的遏止电压相同，则频率相同，在频率一定的情况下，光照强度越强，饱和光电流越大，因为甲光的饱和光电流较大，故甲光比丙光的光照强度更大，故A正确；
B.由图可知甲光和丙光的遏止电压相同，则甲光和丙光的频率相同，又由可得甲光和丙光的波长也相同，故B错误；
C.由图可知甲光照射时的遏止电压比乙光小，所以甲光的频率低，故C正确；
D.由图知乙光的遏止电压大于甲光的遏止电压，则乙光的频率大于甲光的频率，由光电效应方程可知，甲光产生的光电子的最大初动能比乙光的小，故D正确；
故选ACD。
9、答案：BC
解析：A.据理想气体状态方程可得
延长线过绝对零度，为等容线，气体做等容变化，对比发现C与绝对零度的连线和D点与绝对零度的连线，发现斜率减小，故体积V变大，气体体积变大，A错误；
B.结合A解析可知，从C到D，气体体积变大，分子数密度逐渐减小，B正确；
C.从B到C，气体等温降压，可知内能不变，体积增大对外做功，故气体必须从外界吸收热量，C正确；
D.从A到B体积不变气体没有做功，从B到C气体对外做功，从C到D气体对外做功，从D到A等压降温，体积减小外界对气体做功，如图所示为改画的图线，图线和横轴所围的面积表示气体做的功，可知气体对外做功大于外界对气体做的功，故整个过程气体对外做正功，D错误。
故选BC。
10、答案：AD
解析：A.当风向与MN的夹角α变大（未超过90°）时，风对帆的作用力F变大，龙骨受到的横向阻力可表示为
可知变大，A正确；
B.船前进的动力可表示为
若船头朝向和风向均不变，调整帆面使MN与船体的夹角β略变小时，则变小，船不会行驶得更快，B错误；
C.若其他条件不变，风向突然变为图乙所示风向的反方向，帆面受到的作用力与原来的F方向相反，沿着船体的分力与船行驶的方向相反，故船不会行驶得更快，C错误；
D.在风向不变的情况下，要使船沿“之”字路线行驶，需要每隔一段时间就调整船体以及帆面的方向，以使沿着船体的分力始终与船的运动方向相同，如图所示，D正确。
故选AD。
11、答案：（1）不变（2）乙（3）AB
解析：（1）根据题意可知，两个力学传感器可以在圆弧上自由滑动，圆弧给传感器的支持力一定与圆弧的切面垂直，由平衡条件可知，AO、BO一定沿半径方向，则O点一定处在圆弧的圆心上，故增加重物质量，则结点O的位置不变。
（2）根据题意可知，F为用一只力学传感器测量物体重力的读数，则一定与重力在一条直线上，作出的图可能是图中的乙。
（3）根据题意，设AO与竖直方向的夹角为α，则BO与竖直方向的夹角为，如图所示
由平衡条件可得
解得
若θ的取值范围为
可知
则AO到竖直的过程中，α减小，增大，则有变大，减小；若θ的取值范围为
可知
则AO到竖直的过程中，α减小，增大，则有先变大后变小，减小。
故选AB。
12、答案：（1）BC（2）（3）（4）偏大
解析：（1）要完成本实验，除了图甲中已经画出的器材外，还需要用刻度尺测量h，用游标卡尺测量d，不需要用秒表测时间，也不需要用天平测质量。
故选BC。
（2）由于小球直径很小，挡光时间很小，可认为钢球球心经过光电门时的速度大小等于挡光过程的平均速度，则有
（3）根据自由落体运动规律有
可得
可知图象的斜率为
解得重力加速度为
（4）若某同学在安装器材时小球的释放点稍向左边偏移了一些，导致小球经过光电门时，虽然小球也能遮光，但光线无法对准球心，则实际挡光宽度小于小球直径d，根据
可知重力加速度的测量值偏大。
13、答案：（1）（2）
解析：（1）杯内气体做等容变化，有
其中
，，
解得
（2）设打开杯盖后进入杯内的气体在大气压强下的体积为，以杯内原有气体为研究对象，则
其中
代入数据解得
14、答案：（1）（2）μ
解析：（1）对木楔受力分析，如图所示
若门推动木楔在地板上缓慢匀速移动，竖直方向
水平方向
又有滑动摩擦力
联立解得
（2）不管用多大力推门，塞在门下缝隙处的木楔都能将门卡住而不再运动，即
由于力F很大，木楔质量较小，可得
故临界角的正切值为
15、答案：（1）（2）速度大小为零（3）个。
解析：（1）因为微粒开始做匀加速直线运动，根据公式可得
解得
（2）因为，所以时产生的微粒，先做匀加速再做匀减速，内加速运动的位移为
即
此时粒子的速度为
当粒子减速为零，需要的时间为
减速阶段粒子运动的位移为
由此可得
则时产生的微粒到达A板时的速度大小为零。
（3）设在时刻产生的粒子恰好能到达A板，有
个
速度时间图象如下
时刻t
0s
2.5s
3.7s
火箭尾端位置x
0cm
5.00cm
11.00cm