2022-2023学年吉林省长春市第二中学高一上学期期末物理试题（解析版）

高一年级第二次学程考试物理科试卷

一、选择题（本题共13个小题，其中1-9小题为单选，10-13小题为多选，每小题4分，共52分，多选题的四个选项中，全部答对得4分，选对但不全得2分，有错选不得分）

1. 下列各组物理量中，全都是矢量的是（　　）

A. 位移、力、加速度

B. 重力、速度、时间

C. 弹力、位移、路程

D. 速度、质量、加速度

【答案】A

【解析】

【详解】A．位移、力、加速度都是矢量，故A正确；

B．时间是标量，故B错误；

C．路程是标量，故C错误；

D．质量是标量，故D错误。

故选A。

2. 关于速度和加速度，正确的说法是（　　）

A. 运动物体的速度越大，它的加速度一定越大

B. 某时刻物体速度为零，其加速度也一定为零

C. 速度很大物体，其加速度可能为零

D. 加速度越来越小，而速度也一定越来越小

【答案】C

【解析】

【详解】AC．根据

可知物体的加速度与速度本身的大小没有关系；物体的速度大，加速度可能很小，也可能为0，A错误，C正确；

B．某时刻物体速度为零，其加速度不一定为零。例如竖直上抛运动到达最高点时，B错误；

D．若加速度和速度同向，加速度越来越小，速度越来越大，D错误。

故选C。

3. 如图所示是常用的手机支架，背板垂直于下挡板，转动支架可调节合适的观看角度。若不计背板摩擦，缓慢增大角度（），下列判断正确的是（　　）

A. 背板与下挡板受到的压力均增大 B. 背板与下挡板受到的压力均减小

C. 背板受到的压力增大，下挡板受到的压力减小 D. 背板受到的压力减小，下挡板受到的压力增大

【答案】C

【解析】

【详解】对手机受力分析结合牛顿第三定律可知，背板受到的压力

下挡板受到的压力

当缓慢增大角度时，则背板受到的压力变大，下挡板受到的压力减小。

故选C。

4. 汽车在平直的公路上沿直线运动。时刻，司机发现前方出现事故踩下刹车踏板，车辆立即开始做匀减速运动，这一过程中汽车的位移时间图像如图所示。下列说法中正确的是（　　）

A. 后汽车开始做匀速运动

B. 汽车匀减速运动的加速度大小为

C. 内，汽车平均速度的大小为

D. 内，汽车平均速度的大小为

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据题意，2t0后汽车的位置不发生变化，即汽车保持静止状态，故A错误；

B．t0~2t0时间内，汽车做匀减速直线运动，根据速度时间关系可得

故B错误；

C．0~t0时间内，汽车做匀速直线运动，汽车的瞬时速度与平均速度相等，即

故C错误；

D．根据平均速度的计算公式

解得

故D正确。

故选D。

5. 两个夹角为θ，大小分别是2N和3N的力作用于同一物体，这两个力的合力F与夹角θ的关系下列图中正确的是（　　）

A.  B.

C  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设，，由力合成的平行四边形定则可知，合力大小

θ在0~π之间，两个力之间的夹角越大，合力F越小，当θ=π时，合力最小Fmin=1N，在π~2π之间，两个力之间的夹角越大，合力F越大，θ=2π时，合力最大Fmax=5N，因此A正确，BCD错误。

故选A。

6. 如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平地面上，右面靠墙，小车的上表面是一个光滑的斜面，斜面的倾角为α，当地重力加速度为g，那么当有一个质量为m的物体在这个斜面上自由下滑时，小车对右侧墙壁的压力大小是（ ）

A. mgsinαcosα

B.  

C. mgtanα

D.

【答案】A

【解析】

【详解】对小车进行受力分析，如图所示：

小车处于静止状态，受力平衡，水平方向有：

N=mgcosαsinα

故选A。

7. 如图所示，在直角坐标系xOy中，某一过原点O的直线与x轴正方向的夹角为。某时刻，一个质点从坐标原点开始运动，沿x轴正方向的分运动是初速度为零，加速度为的匀加速直线运动，沿y轴正方向的分运动是速度为3m/s的匀速直线运动。已知，则质点经过该直线时的坐标为（O点除外）（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设质点经过时间经过该直线，则有

，，

解得

，

故选D。

8. 2021年3月11号宁夏银川，一家餐厅后厨起火后，厨师和餐馆负责人却先跑了，三名顾客被困。大火被扑灭后，三人被救出。两人因未尽到组织引导顾客疏散的义务被刑拘。火灾逃生的首要原则是离开火灾现场，如图是火警设计的一种快捷让当事人逃离现场的救援方案：用一根不变形的轻杆MN支撑在楼面平台AB上，N端在水平地面上向右以v0匀速运动，被救助的人员紧抱在M端随轻杆向平台B端靠近，平台高h，当BN＝2h时，则此时被救人员向B点运动的速率是（　　）

A. v0 B. 2v0 C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】设杆与水平面CD的夹角为，由几何关系可知

即

将杆上N点的速度分解成沿杆的分速度和垂直杆转动的速度 ，由矢量三角形可知

而沿着同一根杆，各点的速度相同，故被救人员向B点运动的速率为，故选C。

9. 如图所示，将一盒未开封的香皂置于桌面上的一张纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，香皂盒的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验（示意图如图所示），若香皂盒和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。若本实验中，m1=100g，m2=5g，μ=0.2，香皂盒与纸板左端的距离d=0.1m，若香皂盒移动的距离超过l=0.002m，人眼就能感知，忽略香皂盒的体积因素影响，g取10m/s2，为确保香皂盒移动不被人感知，纸板所需的拉力至少是（　　）

A. 1.42N B. 2.24N C. 22.4N D. 1420N

【答案】A

【解析】

【详解】香皂盒的加速度

纸板的加速度

对香皂盒

对纸板

纸板抽出后香皂盒运动的距离

a3=a1

由题意知

a1t1=a3t2

l=x1+x2

解得

F=1.42N

故选A。

二、多选题

10. 伽利略被誉为“近代物理第一人”“现代物理学之父”，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法，一直影响着现代科学研究。伽利略对“落体运动”和“运动和力的关系”做过深入研究，图（a）、（b）分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法错误的是（　　）

A. 伽利略通过图（a）中的甲图直接测量速度，得到“速度与时间成正比”的结论，然后合理外推得出小球的竖直下落也是匀变速运动

B. 伽利略通过图（a）中的甲图先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，目的是使该小球的重力变小

C. 图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出：“力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因”，伽利略并由此提出了牛顿第一定律

D. 图（b）的实验推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．伽利略时期由于测量工具落后，无法直接测量速度，故A错误，符合题意；

B．伽利略通过图（a）中的甲图先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，便于测量时间，并没有使小球重力变小，故B错误，符合题意；

C．图（b）的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出：“力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因”，牛顿在前人的基础上总结并提出了牛顿第一定律，故C错误，符合题意；

D．图（b）的实验推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论，通过逻辑推理得出：“力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因”，为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据，故D正确，不符合题意。

故选ABC。

11. 一位乘客乘坐竖直电梯上楼，电梯的位移大小x与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 0~t1时间内，乘客处于超重状态

B. t1~t2时间内，乘客处于失重状态

C. t2~t3时间内，乘客处于失重状态

D. t3~t4时间内，乘客处于超重状态

【答案】AC

【解析】

【详解】因为x-t图像的斜率等于速度，则

A．0~t1时间内，电梯速度向上增加，则加速度向上，乘客处于超重状态，选项A正确；

B．t1~t2时间内，电梯匀速上升，则加速度为零，乘客处于平衡状态，选项B错误；

C．t2~t3时间内，电梯速度向上减速，则加速度向下，乘客处于失重状态，选项C正确；

D．t3~t4时间内，电梯静止，乘客处于平衡状态，选项D错误。

故选AC。

12. 如图所示，两个质量分别为m1＝1 kg、m2＝4 kg物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。两个大小分别为F1＝30 N、F2＝20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧秤的示数是28 N

B. 弹簧秤的示数是50 N

C. 在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为7 m/s2

D. 在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为13 m/s2

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．以m1、m2以及弹簧秤为研究对象，则整体向右的加速度；再以m1为研究对象，设弹簧的弹力为F，则，得，故A正确，B错误；

C．突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不变，此时m2的加速度，故C正确；

D．突然撤去F1的瞬间，弹簧的弹力也不变，此时m1的加速度，故D错误；

故选AC。

13. 自由泳是竞技游泳比赛项目之一。某运动员在一次渡河训练中，向某方向以自由泳泳姿匀速运动，因水流原因，实际运动路径与河岸夹角为30°，如图所示。已知河水水流速度，以下说法正确的是（　　）

A. 该同学相对静水的速度可能为

B. 该同学相对静水的速度可能为

C. 若该同学相对于静水的速度为，该同学的实际渡河路径可能垂直河岸

D. 若该同学加大双腿打水频率以提高游泳速度，会缩短渡河时间

【答案】ABD

【解析】

【详解】AB．根据运动的合成和分解可知，当运动员沿垂直于虚线向上游方向运动时，具有最小速度，则有

解得

v=0.3m/s

只要运动员速度大于等于0.3m/s，调整适当的角度，均可以沿虚线方向到达对岸，故AB正确；

C．运动员要垂直到达正对岸，根据运动的合成和分解可知，运动员在沿河岸方向的合速度为零，设此时运动员游泳的方向与岸边夹角为，则有

解得

由此可知要垂直到达正对岸，运动员最小速度应大于0.6m/s，故C错误；

D．若该同学加大双腿打水频率以提高游泳速度，在垂直河岸方向的速度增大，河宽一定，所以会缩短渡河时间，故D正确。

故选ABD。

二、实验题（共计14分）

14. 在“研究平抛运动”实验中：

（1）如图是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的______（填选项前的字母）；

A.球心    B.球的上端    C.球的下端

（2）在此实验中，下列说法正确的是______（填选项前的字母）；

A.斜槽轨道必须光滑

B.记录的点应适当多一些

C.用光滑曲线把所有的点连接起来

D.y轴的方向根据重垂线确定

（3）如图是利用图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是_______（填选项前的字母）；

A.释放小球时初速度不为0

B.释放小球初始位置不同

C.斜槽末端切线不水平

（4）如图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置，其中正确的是______（填选项前的字母）；

（5）如图所示，是研究小球做平抛运动过程中所得到小球的平抛运动轨迹，某同学忘了记录平抛运动的起始点，于是他在平抛轨迹上选出一点为坐标原点，沿竖直方向建立y轴，垂直y轴方向建立x轴。已知轨迹上A点的坐标是：xA=0.30m，yA=0.10m，B点的坐标是：xB=0.60m，yB=0.30m，若g取10m/s2，则：小球平抛的初速度大小为______m/s，小球经B点时的竖直分速度的大小为______m/s。

【答案】    ①. A    ②. BD    ③. C    ④. B    ⑤. 3.0m/s    ⑥. 2.5m/s

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]坐标原点应该选小球的球心，故选A。

(2)[2]A．本实验对斜槽轨道的粗糙程度没有要求。故A错误；

B．记录的点应适当多一些，可以提高实验的准确性。故B正确；

C．用光滑曲线把尽可能多的点连接起来，必要的时候可以舍弃一些点。故C错误；

D．y轴的方向根据重垂线确定。故D正确。

故选BD。

(3)[3]从照片来看，小球做的是斜抛运动，故C正确。

(4)[4]B中直管与大气相通，管内为大气压强，保证竖直管上出口处的压强为大气压强，因而保证弯管的上端口处与竖直管上端口处有恒定的压强差，保证弯管口处压强恒定，从而水流速度也恒定。

故选B。

(5)[5][6]轨迹平抛运动规律，水平方向匀速直线运动，竖直方向匀加速直线运动，所以OA的时间等于AB的时间，竖直方向有

解得

所以小球平抛的初速度为

小球经过A点的竖直分速度满足关系

根据公式，可求经过B点的竖直分速度为

15. 某实验小组用如图甲所示装置探究加速度与力的关系。

（1）实验时，为平衡摩擦力，以下操作正确的是___________

A.平衡摩擦力时，应将空沙桶用细线跨过定滑轮系在小车上，让细线与长木板平行

B.平衡摩擦力时，应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器

C.每次改变沙桶的质量时，需要重新平衡摩擦力

D.实验时，应先释放小车，再接通电源

（2）实验中得到一条如图所示的纸带，图中相邻两计数点间还有4个点未画出，打点计时器所用电源的频率为50Hz。由图中实验数据可知，小车的加速度___________（结果保留两位有效数字）

（3）某同学根据测量数据作出的图像如图所示。该直线不过坐标原点的原因可能是___________。

【答案】    ①. B    ②. 0.50    ③. 平衡摩擦力时斜面倾角过大

【解析】

【详解】（1）[1]A．平衡摩擦力时，不需沙桶，但为了保证拉力沿水平方向，拉小车的细线要与木板平行，故A错误；

B．平衡摩擦力时，不需砝码和小桶，但小车后面必须与纸带相连，因为运动过程中纸带受到阻力，故B正确；

C．平衡摩擦力的结果是

显然与质量无关，则改变质量时不必重新平衡，故C错误；

D．实验时先接通打点计时器电源，再放开小车，故D错误。

故选B。

（2）[2][3]电源的频率为，相邻两计数点间还有4个点未画出，故两计数点间的时间间隔为；点的速度等段的平均速度，根据可得

代入数据解得

（3）[4]由图像可知，图像在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度造成的。即在实际操作中，平衡摩擦力时斜面倾角过大。

三、解答题（请把解答写在答题卡上指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）

16. 在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h，重力加速度为g。

（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；

（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；

（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的速度大小相等，求L与h的关系。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】(1)微粒打在探测屏AB的中点，则

解得

(2)打在B点的微粒作平抛运动

，

解得

打在A点的微粒，由

，

解得

所以能被屏探测到的微粒的初速度范围

(3)若打在探测屏A、B两点的微粒的速度大小相等，由能量守恒定律得

解得

17. 如图所示，物块A（可看成质点）的质量，放在长的平板小车B的右端，平板车的质量，A、B一起以的水平初速度沿光滑水平面向左滑行。左边有一固定的竖直墙壁，小车B与墙壁相碰时间极短，碰后其速度大小不变，方向改为向右，此后A在B上发生滑动。已知物块A与小车B的水平上表面间的动摩擦因数为，重力加速度。

（1）求A在B上滑动过程中，A、B各自相对地面的加速度大小；

（2）求运动过程中A到墙壁的最小距离s；

（3）求经过多长时间，A与B共速；

（4）求最终A停在距离B右侧多远的位置。

【答案】（1），；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）对A在B上滑动过程中，对A应用牛顿第二定律：

得

对B

得

（2）最小距离点为物块A的速度为0的时刻，该段时间内，A移动距离

（3）由动量守恒，取向右为正方向

解得

对B

得

（4）当AB共速时，A相对于B不滑动

对A

对B

解得

18. 2021年新交通规则对闯黄灯处罚进行了修改：黄灯亮时，机动车已越过停止线的可继续行驶，未越过停止线的应停车；而抢黄灯属于违反道路交通信号灯通行，对驾驶人处20元以上200元以下罚款，记6分。对于闯黄灯的认定如下：黄灯亮时，机动车车身任何一部分已越过停止线的，车辆可继续通行，不认定为闯黄灯。对于车身没通过停止线而继续行驶的，就会被视为闯黄灯。某路段如图所示，交通部门欲对该路段进行交通流量测试，假设某次红灯时，AB停止线拦下多辆汽车，拦停的汽车在同一直行车道笔直地排成一列，前后相邻两车车头间距均为，当绿灯亮起，电子倒计时牌显示“30”秒时，该车道每辆车同时启动并做的匀加速直线运动，加速到后匀速运动，已知该路口电子显示牌每次倒计时到最后两秒将由绿灯转为黄灯。求：

（1）汽车从静止加速到的位移大小；

（2）本次该直行车道在黄灯亮起前最多可通过停止线AB的汽车数量（不计司机的反应时间）；

（3）此路段在一次通行中，一辆卡车过停止线后以的速度做匀速直线运动，突然卡车司机发现前方有障碍物，立即以加速度刹车。此时，同一条车道上距离卡车后方13.5m位置处，一辆轿车正以的速度做匀速运动。发现卡车刹车后，经过的反应时间后，轿车开始刹车。则轿车刹车的加速度至少为多大才能避免两车相撞？

【答案】（1）75m；（2）44；（3）

【解析】

【详解】（1）汽车从静止加速到的位移大小为

（2）汽车匀加速的时间为

当电子显示牌变黄灯时，第一辆汽车车头到AB的距离为

由于

所以本次该直行车道在黄灯亮起前最多可通过停止线AB的汽车数量为44辆。

（3）为避免相撞，设轿车加速度的最小值为a3，经时间t2，轿车与卡车速度相等，此时二者距离恰好为零，则

解得