西南大学附高2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试题
（满分：100分；考试时间：75分钟）
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时，必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写；
必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁、完整。
3.考试结束后，将答题卡交回（试题卷学生保存，以备评讲）。
一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.大熊猫擅长爬树，一大熊猫（视为质点）沿一笔直树干爬行，其图像如图所示，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，的质量是，的质量是，光速是c，下列说法正确的是（ ）
A.粒子是电子
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（ ）
时刻t 0s 2.5s 3.7s
火箭尾端位置x 0cm 5.00cm 11.00cm
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、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多得项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
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A→B→C→D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.A→B和C→D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（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与船体的夹角不变，当风向与MN的夹角变大（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
二、实验题：本大题共2小题，共1分。
11.（7分）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，O点为“死结”。在结点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。
（1）若增加重物质量，则结点O的位置__________（填“上升”“下降”或“不变”）。
（2）在某次实验中，A、B传感器的读数分别是、，然后用其中一支力学传感器再去测量物体受到的重力，其读数为F，最后根据平行四边形定则作出、的合力。若操作正确，则作出的图可能是图中的__________（填“乙”或“丙”）；
（3）若保证AO、BO夹角 （）不变，从图甲所示位置将AO、BO沿顺时针方向旋转至AO刚好竖直的过程中，AO、BO上的力大小变化情况是_________。
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.（10分）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，并画出了图像，如图丙，算得图像的斜率为k。利用图像的斜率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”）。
三、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.（10分）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，压强与外界相同。已知，外界大气压强为，温度为。杯内气体可视为理想气体，并假定拧紧杯盖后杯内气体的物质的量保持不变，取。
（1）求杯内温度降到时，杯内气体的压强；
（2）杯内温度降到时稍拧松杯盖，外界空气进入杯中，直至稳定。求此过程中有多少体积的外界空气会进入到水杯中。
14.（12分）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，木楔上表面与水平地面间夹角为，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.（18分）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。
西南大学附高2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试题参考答案
1—7BCBDADB 8ACD 9BC 10AD
11．（1）不变 （2分） （2） 乙 （2分） （3） A（3分）
12．（1） BC （2分） （2） （2分） （3） （3分） （4） 偏大（3分）
13．（1） 杯内气体做等容变化，有 （3分）
其中，，
解得（2分）
（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， （3分）
其中
代入数据解得 （2分）
14．（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（2分）
水平方向（2分）
最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力（2分）
联立解得（2分）
（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（2分）
由于力F很大，木楔较小，可得
故临界角的正切值为（2分）
15．（1） 因为微粒开始做匀加速直线运动，根据公式可得（2分）
解得（1分）
（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 ， （1分）
此时粒子的速度为（1分）
当粒子减速为零，需要的时间为（1分）
减速阶段粒子运动的位移为（1分）
由此可得（1分）
则时产生的微粒到达A板时的速度大小为零。（1分）
（3）设在T-时刻产生的粒子恰好能到达A板，（1分）
， （1分）
，（1分）
（1分），（1分）
（3分）
（1分）
个（1分）
