2023北京通州高一（上）期末物理（教师版）

2023北京通州高一（上）期末

物    理

第一部分：选择题（共60分）

一、单项选择题（本题共20小题。在每小题给出四个选项中，只有一个选项是最符合题意的。每题3分，共60分）

1. 请阅读下述文字，完成下列小题。

如图所示，一木箱静止在粗糙水平地面上的a点，当它受到一斜向上与水平方向成θ角的拉力F的作用后，开始做匀加速直线运动；当木箱运动到b点时，撤去拉力F，木箱在水平地面上滑行，直到停在c点。已知木箱的质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，。

（1）当木箱停在c点后，木箱受到的力是（　　）

A. 重力、拉力

B. 重力、支持力

C. 重力、支持力、摩擦力

D. 重力、摩擦力、支持力、拉力

（2）木箱从a点运动到b点过程中，木箱受到地面的摩擦力为（　　）

A  B.

C  D.

（3）木箱从b点运动到c点过程中，木箱受到地面的摩擦力为（　　）

A  B.

C.  D.

（4）木箱从a点运动到b点过程中的加速度大小为，从b点运动到c点过程中的加速度大小为，下列说法正确的是（　　）

A.  B.

C.  D. 无法比较

（5）仅增加木箱的质量，仍使木箱从a点运动到b点过程中做匀加速直线运动，则木箱的加速度与木箱的质量增加之前相比（　　）

A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 无法比较

2. 请阅读下述文字，完成下列小题。

现代都市中，地铁是“绿色”出行的一种重要公共交通工具，它为人们的出行提供了便利，地铁1号线列车从花庄站到古城站的直线距离的为42km。在某次乘坐中，若花庄站发车时间是5：12，列车行进中，记录了列车到达某些车站的时间，如图所示。

（1）下列描述该地铁列车运动的物理量中，属于矢量的是（　　）

A. 速度 B. 时间 C. 时刻 D. 路程

（2）从表中数据可知，该地铁列车从花庄站到古城站所用时间最接近（　　）

A. 0.3h B. 0.5h C. 1.0h D. 1.3h

（3）估算该地铁列车从花庄站到古城站运行的平均速度约为（　　）

A. 10km/h B. 20km/h C. 30km/h D. 40km/h

（4）该地铁列车从路线中的甲站出发沿直铁轨开往乙站的v－t图像如图所示，已知，设列车在时间内的加速度为、时间内的加速度为、时间内的加速度为，下列说法正确的是（　　）

A.

B.

C. 时间内与时间内地铁列车的运动方向相反

D. 由图像可知，时间内，表示该地铁列车从甲站出发时先做匀加速直线运动

（5）由图中的图像可以估算出甲站到乙站的距离为（　　）

A.  B.

C.  D.

3. 请阅读下述文字，完成下列小题。

如图为一种巨型娱乐器械，游客来坐升降机可以体验超重与失重的感觉。游客坐在座舱里，由升降机拉升一定高度，然后游客随座舱自由下落，落到一定位置时，开始制动使座舱开始做匀减速直线运动，到达地面时刚好停下。

（1）在游客随座舱一起向下运动的过程中，游客所受的重力（　　）

A. 保持不变 B. 越来越大

C. 越来越小 D. 先变大后变小

（2）在游客随座舱一起向下运动的过程中，关于座舱的加速度（　　）

A. 始终保持不变 B. 为重力加速度

C. 制动后加速度方向竖直向上 D. 加速度方向始终竖直向下

（3）关于游客随座舱一起向下运动的过程中，制动后，游客对座舱的力与座舱对游客的力，下列说法正确的是（　　）

A. 大小相等，方向相同 B. 大小相等，方向相反

C. 大小不等，方向相同 D. 大小不等，方向相反

（4）关于游客随座舱一起向下运动的过程中所处的状态，下列说法正确的是（　　）

A. 制动前，游客处在超重状态

B. 制动后，游客处在失重状态

C. 制动后，游客处在超重状态

D. 游客始终处在失重状态

（5）已知座舱开始下落时高度为76m，当落到离地面28m的位置时开始制动，座舱做匀减速直线运动，到达地面时刚好停下，速度减为0。座舱中某人的质量m=50kg，重力加速度g取10m/s2。关于游客随座舱一起运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 制动前，游客做匀速直线运动

B. 座舱制动后的加速度值为10m/s2

C. 刚开始制动时，游客速度约为30m/s

D. 制动后，游客对座舱的压力为1000N

4. 请阅读下述文字，完成下列小题。

某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度，取竖直向上为正方向，重力加速度大小为，弹簧始终在弹性限度内变化。

（1）若弹簧的劲度系数为1N/m，重力加速度取10m/s2时，小钢球的质量为（　　）

A. 0.02kg B. 0.03kg C. 0.04kg D. 0.05kg

（2）当指针位于直尺40cm刻度处，对应的加速度为（　　）

A. 0 B.  C.  D.

（3）对应的加速度为时，指针应位于直尺（　　）

A. 30cm刻度处 B. 35cm刻度处

C. 45cm刻度处 D. 50cm刻度处

（4）关于该直尺各刻度对应加速度的值，下列说法正确的是（　　）

A. 仅在20－40cm间的刻度对应加速度的值是不均匀的

B. 仅在40－50cm间的刻度对应加速度的值是不均匀的

C. 各刻度对应加速度的值是不均匀的

D. 各刻度对应加速度的值是均匀的

（5）若把该测量仪竖直固定在沿竖直方向运行的电梯轿厢侧壁上，当指针位于直尺30cm刻度处时，关于电梯运行的情况，下列说法正确的是（　　）

A. 加速上升 B. 减速下降

C. 减速上升 D. 匀速运动

第二部分：非选择题（共40分）

二、填空题（本题共2道题，共10分）

5. 某同学在水平桌面上做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE，在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力、的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO，撤去、，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它达到O点，如图丙所示，力F单独作用，与、共同作用的效果甲乙丙是一样的，都能使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同且均与桌面平行，即橡皮条对小圆环的拉力相同，所以F等于、的合力，此实验中，所说的合力与分力的“作用的效果是一样”，是指（　　）（选填选项前字母）。

A. 弹簧测力计的示数都相同

B. 丙图中弹簧测力计的示数等于乙图中两个弹簧测力计的示数之和

C. 橡皮条在同一方向的形变量是相同的

6. 用如图所示实验装置做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验。

（1）下面列出了一些实验器材：打点计时器、交流电源、纸带、带滑轮的长木板、垫木、小车和砝码、槽码。除以上器材外，还需要的实验器材是_________（选填选项前字母）。

A．秒表　　B．天平（附砝码）　　C．刻度尺

（2）实验中需要计算小车的加速度。如图所示，A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻两计数点之间的时间间隔为T，A、B间的距离为x1，B、C间的距离为x2，则小车的加速度a=__________。

（3）某同学探究得出“保持物体所受合力不变，其加速度与质量成反比”结论，做出如图所示的图像。由图像可知，小车受到的合力的大小是________N（保留到小数点后1位）。

（4）该同学在探究过程中先用垫木将长木板的一端垫高，以平衡小车受到的摩擦力，再进行探究实验。“平衡摩擦力”的目的是__________。

三、计算及论述题（本题共4小题。第23题6分、第24题6分、第25题8分，第26题10分，共30分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数字计算的题，结果必须明确写出数值和单位。

7. 如图所示，用F=6.0N的水平拉力，使质量m=2.0kg的木箱由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，求：

（1）木箱运动的加速度大小a；

（2）木箱在第4.0s末的速度大小v。

8. 一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，如图所示，空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的上方，重力大小为G，横梁AO水平，斜梁BO跟横梁的夹角为，横梁对O点的拉力沿OA方向，斜梁对O点的压力沿BO方向。

（1）求出，的表达式；

（2）如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，分析说明这时横梁和斜梁对O点的作用力大小将如何变化？

9. 民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，形成一个连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上，如图甲所示，图乙是其简化模型。若紧急出口下沿距地面的高度h=3.0m，气囊与水平地面间夹角θ=37°。质量m=60kg的某旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端。已知旅客与斜面间的动摩擦因数，不计空气阻力及斜面的形变，旅客下滑过程中可视为质点，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）旅客沿斜面下滑时的加速度a；

（2）旅客滑到斜面底端时的速度v。

10. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平桌面上，上端放有质量为m的物块P，物块处于静止状态，物块运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。不计空气阻力，重力加速度为g。

（1）求物块P静止时弹簧的压缩量h；

（2）用竖直向上的拉力F作用在P上，使其从静止开始向上做加速度为a的匀加速直线运动，直到脱离弹簧。对于这一过程，以x表示P离开静止位置的位移，求拉力F与x的关系式并在图中大致画出F—x图像。

参考答案

第一部分：选择题（共60分）

一、单项选择题（本题共20小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题意的。每题3分，共60分）

1. 【答案】（1）B    （2）C    （3）B    （4）A    （5）A

【解析】

【小问1详解】

当木箱停在c点后，因撤去了外力F，物体相对于地面没有运动趋势，不受摩擦力作用，此时仅受重力和地面的支持力作用，故ACD错误，B正确。

故选B。

【小问2详解】

木箱从a点运动到b点过程中，因为受到F作用，做匀加速运动，对木箱受力分析，有

在水平方向有

在竖直方向上有

根据滑动摩擦力公式

解得

故ABD错误，C正确。

故选C。

【小问3详解】

木箱从b点运动到c点过程中，因为撤去了拉力F，木箱受到地面的摩擦力为

故选B。

【小问4详解】

木箱从a点运动到b点过程中的加速度大小为，根据匀变速直线运动的速度位移公式，有

从b点运动到c点过程中的加速度大小为，撤去F后做匀加速直线运动，有

又

故

故选A。

【小问5详解】

木箱从a点运动到b点过程中，由

仅增加木箱的质量，木箱的加速度减小。

故选A。

2. 【答案】（1）A    （2）D    （3）C    （4）D    （5）D

【解析】

【小问1详解】

时间、时刻和路程只有大小，没有方向，标量，速度不仅有大小和方向，其运算规则还满足矢量运算。

故选A。

【小问2详解】

地铁列车5：12从花庄站出发，6：32到达古城站，所用时间大约为1.3h。

故选D。

【小问3详解】

列车从花庄站到古城站的直线距离的为42km，所用时间为，该过程的平均速度为

故选C。

【小问4详解】

A.地铁列车从时间内做匀速直线运动，其速度一直没变，加速度大小为0，故A错误；

B．列车在时间内的加速度为

时间内的加速度为

由于，所以尽管加速度大小相同，但是a1表示列车在加速，a2表示列车在减速，故B错误；

C．在时间内与时间内地铁列车的运动方向没变，故C错误；

D．由图像可知，时间内，该地铁列车的速度随着时间均匀增加，因此从甲站出发时列车先做匀加速直线运动，故D正确。

故选D。

【小问5详解】

由图中的v-t图像中，图线所包围的面积表示列车在这段时间产生的位移，因此可以估算出甲站到乙站的距离为

故选D。

3. 【答案】（1）A    （2）C    （3）B    （4）C    （5）C

【解析】

【小问1详解】

重力大小跟物体的质量有关，跟物体的运动状态无关。所以在游客随座舱一起向下运动的过程中，游客所受的重力是保持不变的，故选A。

【小问2详解】

根据题意可知开始时游客随座舱自由下落，加速度为重力加速度，方向竖直向下。落到一定位置时，开始制动后，座舱向下做匀减速直线运动，所以座舱的加速度竖直向上，故选C。

【小问3详解】

制动后，游客对座舱的力与座舱对游客的力大小相等、方向相反、作用在一条直线上，是一对相互作用力，故选B。

【小问4详解】

游客随座舱一起向下运动的过程中，制动前，做自由落体运动，加速度向下，处于失重状态；制动后，加速度向上，游客处在超重状态，故选C。

【小问5详解】

AC．根据题意可知，制动前，游客做自由落体运动，即匀加速直线运动。自由下落的高度为

根据速度位移公式

代入数据解得

故A错误，C正确；

B．座舱制动后，令加速度为a，根据速度位移公式

代入数据解得座舱制动后的加速度值为

故B错误；

D．制动后，座舱对游客的支持力为N，根据牛顿第二定律，有

代入数据解得

N=1357.14N

故D错误。

故选C。

4. 【答案】（1）A    （2）A    （3）AD    （4）D    （5）C

【解析】

【小问1详解】

下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处，此时钢球受的重力和弹力二力平衡，则有

解得

小钢球的质量为，A选项正确，BCD选项错误。

故选A。

【小问2详解】

当指针位于直尺40cm刻度处时，钢球处于静止状态，受力平衡，故加速度未为0，A选项正确，BCD选项错误。

故选A。

【小问3详解】

对应的加速度为0.5g时,此时合力为

若加速度0.5g方向朝上由

可得

此时弹簧形变量为

则此时弹簧所在的刻度为

若加速度0.5g方向朝下由

可得

此时弹簧形变量为

则此时弹簧所在刻度为

AD选项正确， BC选项错误。

故选AD。

【小问4详解】

由牛顿第二定律可知

化简得

因为弹簧始终在弹性限度内变化，上式是线性变化的，所以各刻度对应加速度的值是均匀的，D选项正确，ABC选项错误。

故选D。

【小问5详解】

当指针位于直尺30cm刻度处时，此时重力大于弹力，有

加速度向下，电梯可能减速上升，C选项正确，ABD选项错误。

故选C。

第二部分：非选择题（共40分）

二、填空题（本题共2道题，共10分）

5. 【答案】C

【解析】

【详解】作用效果指的是橡皮筋产生的形变大小和方向都相同，故选C。

【点睛】作用效果一致指的是使物体的形变效果是一致的。

6. 【答案】    ①. BC##CB    ②.     ③. 0.2    ④. 使小车重力沿斜面的分力等于摩擦力，则绳对小车的拉力等于小车所受合力

【解析】

【详解】（1）[1]打点计时器是一种计时仪器，不需要秒表；小车的质量需要测量，需要天平；刻度值用来测量计时点间距。

故选BC。

（2）[2]小车加速度为

（3）[3]根据

得

小车所受合力等于图线斜率

（4）[4]平衡摩擦力的作用是使小车重力沿斜面的分力等于摩擦力，则绳对小车的拉力等于小车所受合力。

三、计算及论述题（本题共4小题。第23题6分、第24题6分、第25题8分，第26题10分，共30分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数字计算的题，结果必须明确写出数值和单位。

7. 【答案】（1）3.0m/s2；（2）12.0m/s

【解析】

【详解】（1）根据牛顿第二定律有

（2）根据速度时间关系有

8. 【答案】（1），；（2）横梁和斜梁对O点的作用力都将变小

【解析】

【详解】（1）对结点O受力分析，如图所示

根据平衡条件可得

（2）保持连接点O的位置不变，把斜梁加长一点，则AO与BO的夹角将变大，则横梁和斜梁对O点的作用力都将变小。

9. 【答案】（1） （沿斜面向下）；（2） （沿斜面向下）

【解析】

【详解】（1）旅客沿斜面下滑时受到重力、支持力、滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有

解得

（沿斜面向下）

（2）根据运动学公式有

解得

（沿斜面向下）

10. 【答案】（1）；

（2），F-x图像如图所示

【解析】

【详解】（1）由静止时物块的受力可知

解得

（2）用竖直向上的拉力F作用在P上，使其从静止开始向上做加速度为a的匀加速直线运动，直到脱离弹簧则

即

F-x图像如图所示