重庆市第一中学校2023-2024学年高二下期半期物理试题.docx

重庆市第一中学校2023-2024学年高二下期半期物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．在核反应方程，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则（    ）
A．， B．， C．， D．，
2．某科技小组用如图所示的电路研究“光电效应”现象，现用频率为v的红光照射光电管，有光电子从K极逸出。下列说法正确的是（　　）

A．使用蓝光照射比红光照射需要克服的逸出功更大
B．仅增大入射光的强度，从K极逃逸出的电子的最大初动能可能增大
C．当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，电流表示数可能先增大后保持不变
D．将电源正负极反接后当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，电流表示数不变
3．“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　）

A．   B．  
C．   D．  
4．LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图甲所示，规定回路中顺时针方向的电流为正，电流i随时间t变化的规律如图乙所示，则（    ）

A．时刻，电容器中电场能最大
B．在时间内，电容器正在充电
C．时刻，电容器中电场最强且方向向上
D．在时间内，振荡电路中磁场能正在向电场能转化
5．两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，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．
6．如图所示，一根遵从胡克定律的弹性绳，一端固定在天花板上的点，另一端与静止在水平地面上的滑块相连接。水平地面的动摩擦因数恒定。为紧挨绳的一光滑小钉。等于弹性绳的自然长度。当绳处于竖直位置时，滑块对地面有压力作用。现在水平力作用于物块，使之向右做直线运动，在运动过程中，作用于物块的摩擦力（　　）

A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．保持不变 D．条件不足无法判断
7．某汽车正在水平路面上匀速行驶，前方出现紧急情况需刹车。从刹车开始计时，汽车在第1s内的位移为8.0m，在第3s内的位移为0.5m，则下列说法正确的是（　　）
A．汽车在0.6s末速度为8.0m/s B．汽车在2.5s末速度为0.5m/s
C．汽车在第2s内的位移为4m D．汽车的加速度大小为3.75m/s2
8．如图所示，一玻璃管长L=100cm，内有一段水银柱h=20cm，封闭着长a=50cm的空气柱，此时温度t1=27℃，大气压恒为p0=76cmHg，对气体加热使水银柱缓慢上升直到水银柱全部缓慢溢出的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．当气体温度升高超过475K时，水银柱开始溢出
B．在水银柱没有全部溢出前，气体温度最高不会超过484K
C．当气体温度升高到470K时，水银柱全部溢出
D．为了保持水银柱溢出，必须要持续对气体加热

二、多选题
9．原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（　　）

A．He核的结合能约为14MeV
B．He核比Li核更稳定
C．两个H核结合成He核时释放能量
D．U核中核子的平均结合能比Kr核中的大
10．氢原子能级如图，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，以下判断正确的是（　　）

A．氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长大于656nm
B．用波长为325nm的光照射可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级
C．大量处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
D．用波长为633nm的光照射不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级
11．甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其图像如图所示。已知两车在时并排行驶，则（　　）

A．在时，甲车在乙车后
B．在时，甲车在乙车前7.5 m
C．两车另一次并排行驶的时刻是
D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m
12．如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压36Ⅴ的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3，已知=4，R的最大阻值为100。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数变小，电流表示数变大
B．电源的输出功率变小
C．当R=4时，电压表示数为108V
D．当R=36时，R获得的功率最大

三、实验题
13．某实验小组利用图（a）的实验装置探究力的合成规律，整个装置在同一竖直面内，OA为橡皮条，OB和OC为伸长可忽略的细绳。与OB相连的弹簧测力计甲的示数为，与OC相连的弹簧测力计乙的示数为。

（1）某次实验中弹簧测力计甲的示数如图（a）所示，则的大小为 N。
（2）下列说法中正确的是
A．实验中需测量橡皮条OA的长度
B．为减小测量误差，细绳OB和OC间的夹角应越大越好
C．在测量同一组数据、和合力F的过程中，结点O的位置可以是不同的
D．只用一只弹簧测力计也可以完成实验
（3）改变定滑轮的位置，下列数据不能完成实验的是
A．，    B．，
C．    D．，，
14．用图（甲）所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度。

(1)实验的主要步骤：
①安装实验装置；
②测量挡光片的宽度d；
③用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；
④滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）；
⑤读出挡光片通过光电门所用的时向t，由此可知滑块的加速度表达式为：a= ；（用上面测量的物理量字母表示）
⑥改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值。其中某一次测量x值如图乙所示，其读数为 cm。
(2)根据实验测得的数据，以x为坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，求得该图线的斜率k= 。（保留3位有效数字）
已知挡光片的宽度d=6.50mm，由此进一步求得滑块的加速度a= 。（保留3位有效数字）

四、解答题
15．机械臂广泛应用于机械装配。若某工件（视为质点）被机械臂抓取后，在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为θ，提升高度为h，如图所示。求：
（l）提升高度为h时，工件的速度大小；
（2）在此过程中，工件运动的时间。

16．某物理兴趣小组设计了一款火警报警装置，原理图简化如下：质量M=2kg的汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量m=0.1kg、横截面积S=10cm2的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内。开始时活塞距汽缸底部的高度h=30cm，缸内温度t1=27℃；当环境温度上升，活塞缓慢下移时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声。不计活塞与汽缸之间的摩擦，活塞厚度可忽略，大气压强p0=1.0×105Pa，求：
（1）细线的拉力及缸内气体的压强；
（2）蜂鸣器刚报警时的环境温度t2；
（3）若气体内能增加了15J，该过程中气体吸收的热量Q为多大？

17．如图所示，离地面足够高处有一竖直空管，管长为l=0.1m，M、N为空管的上、下两端面。空管以恒定的初速度向下做匀速直线运动，同时在距空管N端面正下方d=0.1m处有一小球开始做自由落体运动，取g=10m/s2.求：
（1）若经过0.1s，小球在空管内部，求空管的速度应满足什么条件；
（2）若小球运动中未穿过M端而，为使小球在空管内部运动的时间最长，求空管的速度的大小，并求出这个最长时间。

18．如图所示，纸面内有一直角坐标系xOy，a、b为坐标轴上的两点，其坐标分别为（0，3l）、（4l，0），直线MN过b点且可根据需要绕b点在纸面内转动。MN右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从a点平行x轴射入第一象限，若MN绕b点转到合适位置，就能保证粒子经过磁场偏转后恰好能够到达b点。设MN与x轴负方向的夹角为θ（未知），0°<θ<180°，不计粒子重力。
（1）若粒子的初速度，求粒子从a运动到b的时间；
（2）在保证粒子能够到达b点的前提下，粒子速度取不同的值时，粒子在磁场中的轨迹圆的圆心位置就不同，求所有这些圆心所在曲线的方程；
（3）若θ=45°，在粒子第一次进入磁场后立即在直线MN左侧空间加上沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为E（E为已知，图中未画出），要使粒子仍能过b点，粒子的初速度v应满足什么条件？

试卷第9页，共9页

参考答案：
1．D
【详解】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知
A=1+17-14=4
Z=1+8-7=2
故选D。
2．C
【详解】A．逸出功由金属材料变身决定，金属一定，逸出功一定，可知，使用蓝光照射与红光照射需要克服的逸出功相等，故A错误；
B．根据光电效应方程有

可知，光电子的最大初动能由入射光的频率与逸出功共同决定，仅增大入射光的强度，从K极逃逸出的电子的最大初动能不变，故B错误；
C．图中电压为加速电压，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，加速电压逐渐增大。电流逐渐增大，当达到饱和电流后，电流保持不变，即电流表示数可能先增大后保持不变，故C正确；
D．将电源正负极反接后，所加电压为减速电压，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，电流先减小，当电压达到遏止电压后，电流为0，即电流表示数先减小后不变，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】根据

可得

从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c态的体积大于b态体积。
故选B。

4．B
【详解】A．时刻，振荡电路的电流最大，由可知，此时磁场能最大，则电容器中电场能最小，故A错误；
B．在时间内，电流逐渐减小，即磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，表示电容器正在充电，故B正确；
C．时刻和时刻相同，电流为零，即磁场能最小，电场能最大，电容器即将放电且电流沿正向，则上级板带正电，故电场最强且方向向下，故C错误；
D．在时间内，振荡电路中电流逐渐增大，则磁场能逐渐增大，即电场能正在向磁场能转化，故D错误。
故选B。
5．C
【详解】根据题意设半衰期为t0的元素原子核数为x，另一种元素原子核数为y，依题意有

经历2t0后有

联立可得
，
在时，原子核数为x的元素经历了4个半衰期，原子核数为y的元素经历了2个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为

故选C。
6．C
【详解】设开始时的长度为，则开始时刻对地面的压力

设某一时刻绳子与水平直方向的夹角为，则绳子的弹力为

其向上分力

故物体对地面的压力为

保持不变；因

故摩擦力也保持不变，C正确，ABD错误。
故选C。
7．C
【详解】假设第3s内汽车速度没有减到零，则有

解得

第1s内位移为8.0m，即

解得

由于

说明假设不成立，由此可知第3s内汽车已经停止运动，故

根据速度时间关系

联立以上三式解得
，，
故汽车0.6s的速度为

汽车2.5s末的速度为

汽车第2s内的位移为

故选C。
8．B
【详解】AB．设玻璃管的横截面积为S，由盖•吕萨克定律得

故

即在水银柱没有全部溢出前，气体温度最高不会超过484K，当气体温度升高超过480K时，水银柱开始溢出，故A错误，B正确；
CD．假定管中还有x厘米高水银柱时，管内气压为（p0+x）cmHg，体积为（L-x）S，则

得

显然，x=12cm时，温度最高T=484K；所以当对气体加热使水银柱升到与管口平齐时，气体温度为480K，空气柱温度至少484k时，可使管中水银全部溢出，不需要持续对气体加热，故CD错误。
故选B。
9．BC
【详解】A．的比结合能约为7MeV，则它的结合能约为，故A错误；
B．比结合能越大，说明原子核中核子结合越牢固，由图可知核比核更稳定，故B正确；
C．两个比结合能小的核结合成比结合能大的核时会释放能量，故C正确；
D．由图可知的比结合能（即平均结合能）比的小，故D错误。
故选BC。
10．CD
【详解】A．从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm；而当从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，波长小于656nm，故A错误；
B．当从n=2跃迁到n=1的能级，释放的能量

则释放光的波长是
λ=122nm
则用波长为122nm的光照射，才可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级，故B错误；
C．根据数学组合

可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C正确；
D．氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为ΔE′，与从n=3跃迁到n=2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级，故D正确。
故选CD。
考点：波尔理论

11．BD
【详解】B．由题中图像得

两车在时并排行驶，此时

所以时甲车在前，距乙车的距离为

故B正确。
AC．时

此时

所以另一次并排行驶的时刻为

故A、C错误；
D．两次并排行驶的位置沿公路方向相距

故D正确。
故选BD。
12．AD
【详解】AB．由理想变压器的特点可知

又
I1：I2=3：1
可知

滑动变阻器R的滑片P向下滑动，R减小，所以I1变大，由

可得I2变大，电流表示数变大，由
P=U0I1
知电源的输出功率变大，原线两端电压

因为I1变大，所以U1减小，由

可得U2减小，电压表示数减小，故A正确，B错误；
C．原线圈与副线圈两端电压之比为

电流之比

联立可得

即R=4Ω时，I2=2.7A，电压表示数为
U2=I2R=10.8V
故C错；
D．R获得的功率

当时，R获得的功率最大，此时有
R=9R0=36Ω
故D正确。
故选AD。
13． （3.82~3.85）均可 D B
【详解】（1）[1]由图（b）可知弹簧秤的最小分度为0.1N，则读出的大小为（3.82~3.85）N；
（2）[2]AC．实验中不需测量橡皮条OA的长度，只需要在测量同一组数据、和合力F的过程中，结点O的位置相同即可，故AC错误；
B．为减小测量误差，细绳OB和OC间的夹角适当即可，并不是越大越好，故B错误；
D．如果只用一只弹簧测力计，可以先将一个细绳套用手拉住，另一个细绳套用弹簧测力计拉住，使橡皮条OA结点O拉到某个位置，记下两个拉力的方向，读出弹簧测力计的读数；然后把弹簧测力计换到另一边，再次把橡皮条OA拉到同一结点O，两次实验中保证细绳套OB和OC方向不变，即两次分力方向相同，此时记录弹簧测力计读数，即另一个分力大小，从而完成实验，故D正确。
故选D。
（3）[3]根据合力与分力的关系

可知，选项ACD中数据均满足该条件，而选项B中数据不满足该条件，故不能完成实验的是B，故选B。
14．(1) 60.50
(2) 0.507

【详解】（1）⑤[1]滑块通过光电门时的速度

根据

可得

⑥[2]测量x值为x=70.50cm-10.00cm=60.50cm
（2）[1]该图线的斜率

[2]根据

可得

即

解得

15．（1）；（2）
【详解】（1）根据匀变速直线运动位移与速度关系有

解得

（2）根据速度公式有

解得

16．（1）21N，0.99×105Pa；（2）360K或；（3）20.94J
【详解】（1）对汽缸活塞整体
F=（M+m）g=21N
对活塞
p0S=p1S+mg
解得
p1=0.99×105Pa
（2）等压变化过程，，则

解得
T2=360K
则

（3）气体等压膨胀对外做功
W=－p1SΔh=－5.94J
根据热力学第一定律ΔU=W+Q，又

解得
Q=20.94J
17．（1）；（2），
【详解】（1）当球与N点等高时

解得
若经过0.1s，小球在空管内部，空管的速度应大于等于。
（2）当小球运动到M处恰好与管共速，小球在空管内部运动的时间最长，则

解得

小球与N点等高时，则

解得

或

即时，小球刚进入空管N端，时，小球恰好离开空管N端，则小球在空管内部运动的最长时间为

18．（1）或；（2）；（3）见解析
【详解】（1）设此时粒子做匀速圆周运动的半径为r1，根据牛顿第二定律有

解得

粒子做匀速圆周运动的周期为

如图所示，根据几何关系可知，当θ=60°时，粒子从a到进入磁场的过程中的位移为

经历的时间为

粒子在磁场中转过的圆心角为120°，则粒子在磁场中运动的时间为

所以粒子从a运动到b的时间为

当θ=120°时，粒子从a到进入磁场的过程中的位移为

经历的时间为

粒子在磁场中转过的圆心角为240°，则粒子在磁场中运动的时间为

所以粒子从a运动到b的时间为

（2）设圆心坐标为（x，y），轨迹圆的半径为r，因为圆过（4l，0），所以有

根据几何关系可知

联立以上两式可得所有这些圆心所在曲线的方程为

因为圆心一定在粒子开始做圆周运动时速度方向的垂线上，所以上式中x≥0。
（3）当粒子在磁场中运动时，根据对称性和几何关系可知粒子每次进入磁场和离开磁场时速度大小相同，与MN的夹角也相同，则垂直于MN方向的分速度大小相同；当粒子刚进入电场时，由于其速度存在垂直于MN向下的分量，而其加速度存在垂直于MN向上的分量，所以粒子在电场中垂直于MN方向做类似上抛运动，则粒子每次进入电场和离开电场时在垂直于MN方向的分速度大小也相同。综上所述，粒子每次经过MN时，其在垂直于MN方向的分速度大小始终为

粒子在电场中运动时，垂直于MN方向的加速度大小为

粒子每次在电场中运动的时间为

因为粒子在电场中运动时沿MN方向加速度大小不变，且每次离开电场和再次进入电场时的速度大小不变，与MN的夹角也不变，所以可将粒子每次在电场中沿MN方向的分运动整体视为一段匀加速直线运动，其初速度和加速度大小分别为

令表示粒子每次进出磁场时的速度，则其方向与MN的夹角的正弦值为

根据几何关系和对称性可知，粒子每次在磁场中运动的位移为

若粒子最终经历n次磁场中运动和n次电场中运动才经过b点，则

解得

若粒子最终经历n次磁场中运动和n-1次电场中运动才经过b点，则
n=1时，解得
n=2,3,4,……时，解得

答案第13页，共13页