吉林省长春市长春田中实高2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题（含解析）

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长春田中实高2022-2023学年高一下学期期末考试
物理试题
一、单选题（共8小题）
1. (4分)小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也推不动，他便想了一个妙招，如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推动了！下列说法正确的是(　　)
A. 这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱
B. 这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大
C. 这是有可能的，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
D. 这是有可能的，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
2. (4分)折返跑是经常被使用来评量心肺耐力的简易测验方法之一，是一种特别适合篮球等需要短距离折返运动的选手常见训练方式。某运动员以v1=4m/s的速度向东运动了5s后到达A点，在A点停了5s后，又以v2=6m/s的速度沿原路返回，运动了5s后到达B点，则运动员在全程的平均速度大小和平均速率分别为（　　）
A. m/s，5m/s B. m/s， m/s
C. 1m/s， m/s D. 1m/s，5m/s
3. (4分)如图，手握一个水瓶，处于倾斜静止状态，以下说法正确的是(　　)
A. 松手时瓶容易滑下，是因为手和瓶之间的动摩擦因数变小
B. 增大手的握力，瓶更难下滑，是因为瓶受到的摩擦力增大
C. 保持瓶静止时的倾斜程度不变，增大握力，手对瓶的摩擦力不变
D. 手握瓶竖直静止时与倾斜静止时，瓶受到的摩擦力大小相等
4. (4分)甲、乙两车在同一车道同向做直线运动，运动中速度随时间变化的v-t图如图所示，运动中两车恰好没有发生碰撞，最终两车均停止，则（　　）
A. t=0时，甲车在乙车前方9 m处 B. t=0时，甲车在乙车后方8.4 m处
C. 当甲车刚停下时，乙车运动速度大小为1.2 m/s D. 当两车均停止时相距0.4 m
5. (4分)某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设滑块C与物体D光滑接触，杆的重力及滑块C的重力不计，图中a＝0.6 m，b＝0.1 m，则物体D所受压力的大小与力F大小的比值为(　　)
A. 3　　　　　　　 B. 4 C. 5 D. 6
6. (4分)物体从静止开始做匀加速直线运动，已知第4 s内与第2 s内的位移之差是8 m，则下列说法错误的是(　　)
A. 物体运动的加速度大小为4 m/s2 B. 第2 s内的位移大小为6 m
C. 第2 s末的速度大小为2 m/s D. 物体在0～5 s内的平均速度大小为10 m/s
7. (4分)烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则(　　)
A. 镅放出的是X射线
B. 镅放出的是γ射线
C. 1 mg的镅经864年将有0.75 mg发生衰变
D. 发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期变短
8. (4分)(2023·湖南常德·高三校考检测)如图所示，在倾角为37°的固定斜面上放置一个质量为0.2 kg的物块。现用一个与斜面平行的水平力推物块，当推力为0.5 N时物块恰能沿斜面匀速下滑。取重力加速度为，，则物块与斜面间的动摩擦因数为(　　)
A. 　　 B. 　　 C. 　　 D.
二、多选题（共4小题）
9. (4分)如图是小球自由下落的闪光照片，频闪仪每隔时间T闪光一次，照片中的数字是小球落下的距离，单位是厘米。通过这幅照片，则(　　)
A. 无法看出T内、2T内、3T内……位移的比为x1∶x2∶x3∶…＝12∶22∶32∶…
B. 可以看出T内、2T内、3T内……位移的比为x1∶x2∶x3∶…＝12∶22∶32∶…
C. 无法看出从运动开始连续相等时间内的下落高度之比为1∶3∶5∶7∶…
D. 可以看出从运动开始连续相等时间内的下落高度之比为1∶3∶5∶7∶…
10. (4分)利用如图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压Uc与入射频率ν之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e＝1.6×10－19C，则(　　)
A. 普朗克常量为
B. 该金属的逸出功为eU1
C. 电源的右端为正极
D. 若电流表的示数为10μA，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.25×1012
11. (4分)如图所示，下雨天，足球运动员在球场上奔跑时容易滑倒，设他的支撑脚对地面的作用力为F，方向与竖直方向的夹角为θ，鞋底与球场间的动摩擦因数为μ，下面对该过程的分析正确的是(　　)
A. 下雨天，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力增大 B. 奔跑步幅越大，越容易滑倒
C. 当μtanθ时，容易滑倒
12. (4分)图示为当前普遍使用的“慢中子”核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，一种典型的铀核裂变方程为+BaKr+n，用重水作慢化剂可使快中子减速．假设中子与重水中的氘核H)的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前氘核是静止的，氘核的质量是中子的两倍，则下列说法正确的是(　　)
A. 钡核()的比结合能比铀核()的大
B. 若碰撞前中子的动能为E0，经过一次弹性碰撞，中子动能变成E0
C. 镉棒插入深一些可增大链式反应的速度
D. 水泥防护层可用来屏蔽裂变产物放出的射线
三、实验题（共2小题）
13. (6分)某同学在利用如图1所示的传感器装置做“探究气体等温变化的规律”实验中，按如下操作步骤进行实验：
a．将注射器活塞移动到体积适中的V0位置，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0；
b．用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积；
c．读出注射器刻度表示的气体体积V，通过DIS系统记录下此时的V与压强p；
d．重复b、c两步操作，记录6组数据，作p-V图像。
结合上述步骤，请你完成下列问题：
(1)该同学对器材操作的错误是________，因为该操作通常会影响气体的________(选填“温度”“压强”或“体积”)。
(2)我们在探究一定质量气体压强跟体积关系的实验中，一定质量的气体等温变化的p-V图像如图2所示，图像的形状为双曲线。一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的，如图3所示。请判断图3中的两条等温线的温度T1________T2(选填“>”“<”或“＝”)。
14. (8分)某实验小组利用如图甲所示实验装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
(1)按照甲图所示的实验装置图安装好实验器材，打点计时器与低压交变电源相连。以下两种测量工具中，不需要的是__________。
A．毫米刻度尺
B．秒表
(2)小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，选取纸带上0、1、2、3、4、5、6作为计数点，每个计数点之间间隔一个点。分别测量6个计数点到0计数点之间的距离x1、x2、x3、…、x6，如图乙所示。设打点计时器的打点周期为T，利用逐差法处理实验数据，并使误差尽量小，则小车的加速度a的表达式为a＝__________(用题目中所给物理量的字母表示)。
(3)然后利用图像法处理数据，以时间t为横坐标，以位移x与对应时间t的比值为纵坐标，根据实验数据在坐标纸上描点、连线如图丙所示，根据图像可求出打下0计数点时的速度为________ m/s，小车运动的加速度为__________ m/s2。(结果保留两位有效数字)
四、计算题（共4小题）
15. (8分)如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2 kg的物体上，另一端施一水平拉力F.(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取g＝10 m/s2)
(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12 cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数为多大？
(2)若将弹簧拉长至11 cm，物体受到的摩擦力大小为多少？
(3)若将弹簧拉长至13 cm，物体受到的摩擦力大小为多少？
16. (8分)一重力为G的圆柱体工件放在V形槽中，槽顶角α＝60°，槽的两侧面与水平方向的夹角相等，槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同，大小为μ＝0.25，则：
(1)要沿圆柱体的轴线方向(如图甲所示)水平地把工件从槽中拉出来，人至少要施加多大的拉力？
(2)现把整个装置倾斜，使圆柱体的轴线与水平方向成37°角，如图乙所示，且保证工件对V形槽两侧面的压力大小相等，发现工件能自动沿槽下滑，求此时工件所受槽的摩擦力大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
17. (10分)高速公路应急车道是为工程抢险、医疗救护等应急车辆设置的专用通道，是一条“生命通道”。而随意占用应急车道的违法行为随处可见，由此酿成了许多严重的后果。节日期间，某高速公路拥堵，一救护车执行急救任务，沿应急车道行驶，从A处以72 km/h的初速度匀加速行驶10 s达到速度 108 km/h，之后以此速度匀速行驶了50 s，因前方有车辆违规占用应急车道，救护车被迫刹车，匀减速运动 6 s 后停在B处。经交警疏通引导，救护车在等待5 min 后重新启动，匀加速至108 km/h的速度后匀速行驶25 s到达C处。设A、C之间路面平直，救护车从B处重新启动的加速度与从A处加速的加速度相同。
(1)求救护车从A处至B处的行驶距离；
(2)如果应急车道畅通，求救护车在A、C之间行驶(最高行驶速度为108 km/h)可比上述过程缩短的时间。
18. (12分)如图所示，已知mA=mC=1kg，C由磁性材料制成，铁质斜面倾角=60°，C与斜面间的动摩擦因数=，轻绳O′C与斜面平行，O′P与水平方向成30°角。细线、小滑轮P的质量，细线与滑轮间的摩擦均可忽略，整个装置处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求∶
（1）物体B的质量mB；
（2）细绳OP的拉力大小和方向；
（3）C与斜面的吸引力至少多大？
1. 【答案】C
【解析】由小明所受重力产生的效果，小明的重力可分解为沿两个木板方向的分力，由于两个木板夹角接近180°，根据平行四边形定则可知，两个木板方向的分力可远大于小明的重力，C正确。
2. 【答案】B
【解析】运动员全程的位移大小x=v2t2－v1t1＝6×5m－4×5m＝10 m
全程用时t＝5s+5s+5s＝15s，故平均速度大小v＝＝m/s＝m/s，方向水平向西，运动员全程的路程s＝v2t2+v1t1＝6×5m＋4×5m＝50m
故平均速率v’＝＝m/s＝m/s，故选B。
3. 【答案】C
【解析】松手时瓶容易滑下，是因为手和瓶之间的最大静摩擦力减小，接触面的粗糙程度没有变化，动摩擦因数不变化，A错误；倾斜静止时，如图甲，增大手的握力，只要瓶子不下滑，则Ff＝mgcosθ，当增大手的握力时只是增大了最大静摩擦力，静摩擦力并没有变化，B错误，C正确；手握瓶竖直静止时，如图乙，则Ff′＝mg，倾斜静止时Ff＝mgcosθ，故竖直静止时瓶受到的摩擦力大于倾斜静止时瓶受到的摩擦力，D错误．
4. 【答案】C
【解析】由题意可知，辆车恰好未碰撞，故在交点处，甲、乙的距离为0，则在3秒时甲、乙两个物体的位移之差为t=0时乙车在甲车前方的距离，由速度时间图像的面积表示位移可得Δx=×3 m=9 m，故AB错误；由图可得，，当甲停下时，时间为t==s=3.6 s，此时乙的速度为v=12-3×3.6 m/s=1.2 m/s，故C正确；当t=3s时两车距离为0，故均停止的距离为图线相交后，图像与x轴围成的面积为Δx1=×3×(4-3.6)m=0.6m，故D错误。故选C。
5. 【答案】A
【解析】设力F与AC方向间的夹角为θ，将力F按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解，作出力的分解示意图如图甲所示。则有2F1cosθ＝2F2cosθ＝F，则得F1＝F2＝，再将F2按作用效果分解为FN和FN′，作出力的分解示意图如图乙所示。
则有FN＝F2sinθ，联立得FN＝，根据几何知识可知tanθ＝＝6，得FN＝3F，故A正确，B、C、D错误。
6. 【答案】C
【解析】根据位移差公式得x4－x2＝2aT2，可知a＝＝m/s2＝4 m/s2，故A正确，不符合题意；第2 s内的位移为x2－x1＝at22－at12＝×4×(22－12) m＝6 m，故B正确，不符合题意；第2 s末的速度为v＝at2＝4×2 m/s＝8 m/s，故C错误，符合题意；物体在0～5 s内的平均速度＝＝＝m/s＝10 m/s，故D正确，不符合题意。
7. 【答案】C
【解析】镅会释放出射线将空气分子电离，从而产生电流，而三种射线中α射线能使空气电离，故镅放出的是α射线，故A、B错误；半衰期为432年，当经过864年时，发生两次衰变，1 mg的镅将衰变掉四分之三即0.75 mg，还剩下0.25 mg没有衰变，故C正确；半衰期由原子核本身的性质决定，与物理条件和化学状态均无关，则温度升高而半衰期不变，故D错误。
8. 【答案】A
【解析】物体在斜面上匀速下滑，即合力为0，物体受的滑动摩擦力与相对运动方向相反，在平行于斜面方向，物体受三个力，重力分力、推力、滑动摩擦力，，代入数据解得，故选A。
9. 【答案】BD
【解析】T内、2T内、3T内……位移的比为x1∶x2∶x3∶x4∶x5＝0.8∶3.2∶7.1∶12.5∶19.6，在误差允许范围内，可以认为x1∶x2∶x3∶…＝12∶22∶32∶…，故A错误，B正确；连续相等时间内的下落高度Δx1＝x1＝0.8 cm，Δx2＝x2―x1＝2.4 cm，Δx3＝x3―x2＝3.9 cm，Δx4＝x4―x3＝5.4 cm，Δx5＝x5―x4＝7.1 cm，则Δx1∶Δx2∶Δx3∶Δx4∶Δx5＝0.8∶2.4∶3.9∶5.4∶7.1，在误差允许范围内，可以看出从运动开始连续相等时间内的下落高度之比为1∶3∶5∶7∶9，故C错误，D正确。
10. 【答案】BC
【解析】由爱因斯坦光电效应方程可知，Uc＝－，知题图乙图线的斜率＝，则普朗克常量h＝，该金属的逸出功为W0＝hν1＝eU1，选项A错误，B正确；电源左端为负极，右端为正极，选项C正确；每秒内发出的光电子的电荷量为q＝It＝10×10－6×1 C＝10－5C，而n＝，故每秒内至少发出6.25×1013个光电子，选项D错误。
11. 【答案】BC
【解析】下雨天，地面粗糙程度变小，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力减小，故A错误；将力F分解，支撑脚对地面的压力为Fcosθ，奔跑步幅越大，夹角θ越大，则压力越小，最大静摩擦力越小，人越容易滑倒，故B正确；当Fsinθ＞μFcosθ时，人容易滑倒，此时μ＜tanθ，故C正确，D错误。
12. 【答案】ABD
【解析】铀核在裂变过程中，释放出核能，所以钡核的比结合能要比铀核的大，选项A正确；根据动量守恒定律得mnv0=mnv1+mHv2，根据能量守恒定律得mn=mn+mH，联立解得v1=-v0，v2=v0，选项B正确；镉棒插入越深，则镉棒吸收中子数越多，链式反应速度越小，选项C错误；水泥防护层可以屏蔽裂变产物放出的射线，选项D正确．
13. 【答案】(1)用手握住注射器的前端　温度　(2)<
【解析】(1)在进行该实验时要保持被封闭气体的温度不变化，所以实验中，不能用手握住注射器的前端，否则会使气体的温度发生变化。
(2)在p-V图像中，根据＝C可得pV＝CT，
即离坐标原点越远的等温线温度越高，故T114. 【答案】(1)B　(2)　(3) 0.17(0.16~0.20均对)　4.8(4.5~5.1均对)
【解析】(1)因为要测量纸带上计数点的距离，需用毫米刻度尺，打点计时器可以记录运动时间，不需要秒表计时，故选A。
(2)根据逐差法，可得加速度a＝＝。
(3)由匀变速直线运动位移与时间的关系式x＝v0t＋at2，可得＝v0＋at，由题图丙可读出打0计数点时的速度v0＝0.17 m/s，图线的斜率k＝a＝2.4 m/s2，可得a＝4.8 m/s2。
15. 【答案】(1) 物体匀速运动时，k(x－x0)＝μmg
则k＝＝N/m＝200 N/m
(2)F1＝k(x1－x0)＝200×(0.11－0.10) N＝2 N
最大静摩擦力等于滑动摩擦力fm＝0.2×2×10 N＝4 N
由于F1＜fm，所以物体静止，故所受静摩擦力f1＝F1＝2 N
(3)F2＝k(x2－x0)＝200×(0.13－0.10) N＝6 N
由于F2＞fm，所以物体将运动，
此时所受到的滑动摩擦力为f2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N
16. 【答案】(1)0.5G　(2)0.4G
【解析】(1)分析圆柱体工件的受力可知，沿轴线方向受到拉力F和两个侧面对圆柱体工件的滑动摩擦力，由题给条件知F＝Ff，将工件的重力进行分解，如图所示，由平衡条件可得G＝F1＝F2，由Ff＝μF1＋μF2得F＝0.5G.
(2)把整个装置倾斜，则重力沿压紧两侧的斜面的分力F1′＝F2′＝Gcos 37°＝0.8G，此时工件所受槽的摩擦力大小Ff′＝2μF1′＝0.4G.
17. 【答案】(1) 1 840 m （2）318 s
【解析】(1)救护车从A处运动至B处的过程中，设初速度为v0，做匀加速直线运动的加速度为a，时间为t1，行驶距离为s1；接着做匀速直线运动所用的时间为t2，行驶距离为s2，速度为v；然后做匀减速直线运动所用的时间为t3，行驶距离为s3；A、B间的距离为s。则a＝，s1＝v0t1＋at12，s2＝vt2，s3＝vt3，s＝s1＋s2＋s3，联立以上各式并代入数据得s＝1 840 m。
(2)设救护车在B处停车等待时间为t′；重新启动匀加速至速度为v所用时间为t4，行驶距离为s4；如果应急车道畅通，救护车将不在B处停车等候，走完s3和s4对应路段所用时间为t，在A、C之间行驶的时间比题干所述过程中所用的时间缩短Δt。则s4＝，t4＝，s3＋s4＝vt，Δt＝t3＋t′＋t4－t，代入数据得Δt＝318 s。
18. 【答案】（1）2kg（2），方向与水平方向夹角为斜向上（3）25N
【解析】（1）对O′点进行受力分析，其中，，
因为整个装置处于静止状态，所以由平衡条件有，，
解得，。
（2）细绳OP的拉力大小与的拉力和的拉力的合力大小相等，根据题意的拉力和的拉力方向的夹角为，则，代入数据解得，方向与水平方向夹角为斜向上。
（3）对C进行受力分析，由平衡条件有，，，
代入数据解得。
答案第2页 总2页